Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die bei der Formgebung von Kunststoffbauteilen verwendeten Formen werden zur einwandfreien Entfor-mung der Bauteile mit Trennmitteln versehen. W\u00e4ssrige Trennmittelemulsionen bestehen meist aus Ak-tivstoffen, z.B. Silikone, Fette und\/oder Wachse mit Wasser als Tr\u00e4germedium. Die w\u00e4ssrigen Formulie-rungen werden h\u00e4ufig mit Hilfe des energieaufwendigen Phaseninversionstemperaturverfahrens (PIT-Verfahren) hergestellt. Dazu wird zun\u00e4chst der Aktivstoff zusammen mit den Emulgatoren aufgeschmol-zen. Ein Wasseranteil muss erhitzt werden um eine vorzeitige Erstarrung der aufgeschmolzenen Aktiv-stoffe w\u00e4hrend des Emulgierprozesses zu verhindern. Der fertige Ansatz muss zur Sicherstellung einer einheitlichen Produktqualit\u00e4t vor der Abf\u00fcllung mittels einer energieaufw\u00e4ndigen K\u00e4ltetechnik herunter gek\u00fchlt werden. Zur Herstellung von Emulsionen wird also eine gro\u00dfe Menge an Energie f\u00fcr das Auf-schmelzen und das sp\u00e4tere Abk\u00fchlen ben\u00f6tigt.
\nZiel dieses beantragten Projektes war es, einen neuartigen Emulgierprozess mit Hilfe der Simultanen Emulgier- und Mischblende (SEM-Technologie) zur Herstellung von Trennmittelemulsionen zu entwickeln, der sowohl effizienter als auch umweltfreundlicher ist.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZun\u00e4chst wurde die im etablierten PIT-Verfahren ben\u00f6tigte Energiemenge zusammen mit dem Energie-beratungsunternehmen UTEC GmbH (im Unterauftrag) erfasst. Dabei wurde der Einfluss verschiedener Prozessparameter, wie z.B. die Variation der verwendeten Hei\u00dfwassermenge, untersucht. Anhand eines darauf basierenden besseren Prozessverst\u00e4ndnisses wurde mit Hilfe der simultane Emulgier- und Mischblende (SEM-Blende) ein energieeffizienterer Prozess f\u00fcr die Herstellung von Trennmitteln mit Hilfe einer kleinen Laboranlage entwickelt. Dazu wurde das Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT), Bereich Lebensmittelverfahrenstechnik (LVT) als Unterauftragnehmer f\u00fcr die Entwicklung dieses neuartigen Emulgierprozesses in die Entwicklungsarbeit mit einbezogen. In Technikums- und Feldversuchen wurde die technische Verwendbarkeit der \u00fcber die neuen Herstellungsverfahren erzeugten Trennmittel gepr\u00fcft.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Ziel dieses Projektes war es, einen neuen Emulgierprozess zu etablieren, der sowohl effizienter als auch umweltfreundlicher ist. Das Projekt konnte erfolgreich beendet und wesentliche Erkenntnisse f\u00fcr das ge-plante Folgeprojekt gemacht werden.
\nIn diesem Projekt konnte f\u00fcr ein ausgew\u00e4hltes Modellsystem allein durch Modifikation des Herstellungs-prozesses der Energieverbrauch des PIT-Verfahrens f\u00fcr regul\u00e4re Produktionschargengr\u00f6\u00dfen um ca. 8% reduziert werden.
\nDas Projekt bewies, dass die SEM-Technologie mit der Betriebsweise \u0084Hot-in-Cold\u0093 geeignet ist, Trenn-mittel herzustellen. Die hergestellten Proben zeigten im Anwendungstest vergleichbare Resultate wie \u00fcber das bei ACMOS etablierte PIT-Verfahren. Im Laborma\u00dfstab verbraucht die SEM-Technologie 22% weniger Energie als das herk\u00f6mmliche PIT-Verfahren. Selbst wenn man den Energiebedarf des in die-sem Projekt optimierten PIT-Verfahrens mit der SEM-Technologie vergleicht (zugrunde liegen extrapo-lierte Stromverbr\u00e4uche entsprechender Produktionsanlagen), erh\u00e4lt man eine Reduktion von ca. 30% der ben\u00f6tigten Energie. Das Verfahren ist nicht nur auf die Herstellung von Trennmitteln beschr\u00e4nkt, werden doch j\u00e4hrlich allein in Deutschland ca. 1.000.000 t an Wachs- und Paraffinemulsionen hergestellt.
\nAufbauend auf diesen Ergebnissen konnte in einer erweiterten \u00d6kobilanzierung gezeigt werden, dass es aus wirtschaftlicher und umweltpolitischer Sicht sinnvoll w\u00e4re, \u00fcber neue Distributionswege nur noch Rohstoffkonzentrate direkt in die weltweiten M\u00e4rkte zu transportieren und die Trennmittel direkt vor Ort zu produzieren. Die f\u00fcr den Transport ben\u00f6tigte Energiemenge lie\u00dfe sich hiermit um bis zu 90% reduzieren.
\nMit Hilfe einer Pilotanlage, die noch im Rahmen dieses Projektes geplant wurde, soll in einem Folgepro-jekt diese Anlage zun\u00e4chst konstruiert und gebaut werden. Anschlie\u00dfend soll damit die Herstellung von Trennmitteln mit der SEM-Technologie eingehend untersucht und optimiert werden. Z.B. soll untersucht werden, ob weitere Energieeinsparungen unter Verwendung des neuen Verfahrens m\u00f6glich sind. Zudem soll gepr\u00fcft werden, ob nicht stabile Emulsionen mit reduziertem L\u00f6sungsmittel- und Emulgatoranteil her-gestellt werden k\u00f6nnen.
\nDie erfolgreiche Realisierung dieses Projektes ist ein gutes Beispiel f\u00fcr produktionsintegrierten Umwelt-schutz in einem Industriebereich der Kunststoffverarbeitung, wo dies bislang nur in einzelnen Segmenten m\u00f6glich ist.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
W\u00e4hrend der Projektlaufzeit wurden keine Ver\u00f6ffentlichungen publiziert oder Projektergebnisse auf Mes-sen beworben. Es ist geplant, die Projektergebnisse erstmals auf Fachausstellungen gemeinsam mit der DBU zu pr\u00e4sentieren.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Projekt konnte sehr erfolgreich beendet werden und legt einen Grundstein f\u00fcr eine nachhaltige Um-weltentlastung. Die erfolgreiche Realisierung dieses Projektes ist ein gutes Beispiel f\u00fcr produktionsinte-grierten Umweltschutz in einem Industriebereich der Kunststoffverarbeitung, wo dies bislang nur in ein-zelnen Segmenten m\u00f6glich ist.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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