Projekt 07801/01

Thermische Regeneration von K√ľhlschmierstoffen

Projektträger

POLYPLAN GmbH
Ilse-ter-Meer Weg 7
30449 HannoverZielsetzung und Anlass des Vorhabens Ziel ist die Herstellung eines preiswerten, mobilen Ger√§tes zur thermischen Regeneration von K√ľhlschmieremulsion (KSE) bis zur Marktreife. Dieses soll in metallverarbeitenden Betrieben, insbesondere an Werkzeugmaschinen mit separater KSE-Versorgung f√ľr Zerspanung und Schleifen, eingesetzt werden, um die Standzeit der KSR zu verl√§ngern. Durch die thermische Behandlung wird der mikrobielle Verfall - h√§ufig die Ursache kurzer Standzeiten - verhindert, ohne wie bisher √ľblich umweltsch√§dliche Biozide einzusetzen. In der Bundesrepublik werden herk√∂mmlich j√§hrlich ca. 700.000 t KSE entsorgt, h√§ufig mit Standzeiten unter 12 Wochen. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDurch Laborversuche wurde die grunds√§tzliche Eignung des Verfahrens gepr√ľft. In Versuchen an einem Pr√ľfstand wurden die erforderlichen Aggregate bemustert und die Parameter der Stuerung ermittelt. Anhand der Ergebnisse wurde ein Muster konstruiert und gebaut. Die praktische Erprobung des Apparates wurde an KSE aus Betrieben durchgef√ľhrt. Die optimalen Betriebsbedingungen und Behandlungsparameter wurden bestimmt und Einschr√§nkungen der Eignung bestimmter KSE-Typen ermittelt. Die TU Braunschweig f√ľhrte einen vergleichenden Praxistest zur Ermittlung der Auswirkung der thermischen Behandlung im Dauereinsatz durch. Ergebnisse und Diskussion Versuche an 49 Proben von KSE verschiedener Herkunft, Konzentration Typ zeigten, da√ü alle Typen von KSE f√ľr die thermische Behandlung grunds√§tzlich geeignet sind. Die Gebrauchseigenschaften der untersuchten KSE werden nur in besonderen F√§llen durch die thermische Behandlung beeintr√§chtigt. Im Vergleich zeigen gel√∂ste Produkte die beste Eignung, w√§hrend ein Teil der getesteten fein- und grobdispersen Produkte aufgrund von F√§llprodukten vorzugsweise im Ansatz mit enth√§rtetem Wasser zum Einsatz kommen sollten . Bereits verfallene gro√ü- und feindisperse Produkte mit deutlich gefallenem pH-Wert sind von der Behandlung auszuschlie√üen. Eine Begrenzung der Standzeit wurde in der Erprobung nicht festgestellt, wenngleich davon auszugehen ist, da√ü nach dem Wegfall des mikrobiellen Verfalls andere Faktoren auf lange Sicht die Standzeit begrenzen. Die Versuche belegen, da√ü durch den Einsatz der thermischen Regeneration mindestens 25 Wochen Standzeit realisierbar sind, ohne durch die thermische Belastung einen Verfall der KSE herbeizuf√ľhren. In dem Praxistest des Institutes f√ľr Werkzeugmaschinen der TU Braunschweig wurde festgestellt, da√ü die Dauerbehandlung verschiedener KSE keine Verschlechterung der Gebrauchseigenschaften hervorruft. In diesem Test kam auch ein Lamellenseparator der Fa. DEA zur herk√∂mmlichen Pflege der KSE zum Einsatz. Die zeitliche Raffung dieses Versuchsprogramms lie√ü keine Ermittlung der Standzeitverl√§ngerung durch diese Ma√ünahmen zu. Es wurden verschiedene KSE-Typen untersucht, u. a. Produkte auf nativer Basis. Die Keimzahlbegrenzung wird im Chargen-Betrieb √ľber die H√§ufigkeit der Regeneration gesteuert. Die Dauer des Regenerationszyklus ist mit mindestens 50 % der herk√∂mmlichen Standzeit, jedoch nicht oberhalb 4 Wochen anzusetzen, um den Verfall auch unter ung√ľnstigen Bedingungen zu verhindern. Ein optimales Verh√§ltnis von Aufwand und Nutzen bei der Anwendung der thermischen Regeneration ergibt sich bei minimiertem Energieeinsatz und Behandlungsdauer. In den Versuchen wurde eine erforderliche Mindest-Verweilzeit von 3 Minuten bei einer Proze√ütemperatur von 85 ¬įC ermittelt, um Ablaufwerte unter 500 KBE/ml zu erreichen. Das entspricht einer Elimination zwischen 99 % und 99,99%, je nach Keimzahl im Rohzustand. Pilzsporen k√∂nnen nicht eliminiert werden. Der Proze√ü arbeitet ohne Hilfsstoffe, es wird nur Energie f√ľr die elektrische Zusatzheizung und zum F√∂rdern ben√∂tigt. Der Energieverbrauch ist durch den Einsatz eines Plattenw√§rmetauschers zur W√§rmer√ľckgewinnung gering. Der spezifische Energieverbrauch betr√§gt maximal 20, im Regelfall (volle Charge) 9 kWh/m¬≥ Emulsion. √Ėffentlichkeitsarbeit und Pr√§sentation Das Aggregat zur thermischen Regeneration wurde unter dem Namen Recotherm auf der Hannover Messe vorgestellt. Mit einer Werbebrosch√ľre werden potentielle Kunden in metallverarbeitenden Betrieben beworben. Fazit Der Nutzen f√ľr den Anwender und die Umweltentlastung durch Einsparung von Ressourcen wurde auf Basis der ermittelten Testergebnisse abgeleitet. Wirtschaftlich g√ľnstige Einsatzbedingungen f√ľr den Chargen- Apparat mit 70 L Chargenvolumen ergeben sich bei 1 bis 3 m¬≥ Umlaufmenge KSE und 6 bis 10 Wochen herk√∂mmlicher Standzeit. Dann wird eine Einsparung zwischen 40 und 70, im Mittel 55 % der herk√∂mmlich zu entsorgenden Menge an K√ľhlschmieremulsion erzielt. Unter g√ľnstigsten Bedingungen k√∂nnen j√§hrliche Einsparungen bis zu maximal DM 15.000,- mit einem Apparat erwirtschaftet werden, was zu einer Amortisation in zwei Jahren f√ľhren w√ľrde. Der Recotherm-Proze√ü kann als Chargen- oder als Nebenstrom-Apparat gebaut werden. Im Chargen-Betrieb ist ein geringerer spezifischer Mengenumsatz erforderlich und eine h√∂here Standzeitverl√§ngerung realisierbar. Dem Chargen-Betrieb sollte deshalb der Vorzug gegeben werden. Andererseits ist der Aufwand f√ľr Bedienung und Wartung im Nebenstrom-Betrieb erheblich geringer, was ihn f√ľr den Anwender sehr attraktiv erscheinen l√§√üt. Es hat sich jedoch gezeigt, da√ü die Anwender wegen des erforderlichen Handling den Nebenstrom-Apparat einer Chargenanlage vorziehen. Die Anwender werten den Vorteil der energetischen Effizienz leider deutlich geringer als den Nachteil des gr√∂√üeren Bedienungsaufwandes.

√úbersicht

Telefon

0511/21978580

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Bundesland

Niedersachsen

Fördersumme

173.440,43 ‚ā¨

Förderzeitraum

22.01.1996 - 02.12.1999