Das Vorhaben unterstützt die Überarbeitung des BVT-Merkblatts 'Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln, die unter der IED (Industrial Emissions Directive) erfolgt. Die IED bildet EU-weit die Grundlage für die Genehmigung besonders umweltrelevanter Industrieanlagen. Gemäß Art.13 der IED findet ein EU - weiter Informationsaustausch (Sevilla -Prozess) über die 'Besten Verfügbaren Techniken' (BVT) statt, dessen Ergebnisse als BVT - Merkblätter veröffentlicht werden. Im Jahr 2015 startet die Überarbeitung des BVT-Merkblatts 'Oberflächenbehandlung unter Verwendung organischer Lösemittel'. Nach Anhang I, Nr. 6.7 der Industrieemissionsrichtlinie sind die folgenden Tätigkeiten betroffen: 'Behandlung von Oberflächen von Stoffen, Gegenständen oder Erzeugnissen unter Verwendung von organischen Lösungsmitteln, insbesondere zum Appretieren, Bedrucken, Beschichten, Entfetten, Imprägnieren, Kleben, Lackieren, Reinigen oder Tränken, mit einer Verbrauchskapazität von mehr als 150 kg organischen Lösungsmitteln pro Stunde oder von mehr als 200 t pro Jahr.' In diesem Vorhaben sind fortschrittliche Referenzanlagen in ausgewählten Branchen innerhalb des genannten Bereichs auszuwählen. Zu diesen Referenzanlagen sind umfassende technische Informationen und Daten zu erheben. Es sind Besichtigungen der Referenzanlagen zu organisieren, an denen die UBA-Projektbetreuerin und nach Möglichkeit Vertreter der jeweiligen Genehmigungsbehörde teilnehmen. Eine umfassende Datenerhebung auf EU-Ebene ist fachlich von der Vorbereitung bis zur Auswertung hin zu begleiten. Innerhalb des Vorhabens sind eine Reihe von Fachveranstaltungen für Teilnehmer aus Behörden, Industrie und Forschung durchzuführen, in denen Zwischenergebnisse aus und Beiträge für den BVT-Prozess diskutiert werden.
Das Projekt MoPaHyb hat zum Ziel, die Wirtschaftlichkeit von Produktionsanlagen für hybride Bauteile zu verbessern. Dazu müssen Bearbeitungsmodule für die Faser- und Blechteilevorfertigung sowie für das Spritzgießen mit Supportmodulen wie Handhabung oder Qualitätskontrolle gekoppelt werden. Den systemtechnischen Rahmen einer modular ausgerichteten Produktionsanlage bilden standardisierte Schnittstellen für Kommunikation und Materialfluss zwischen den Partnermodulen. Die technische Herausforderung in diesem Teilvorhaben besteht darin, ein Bearbeitungsmodul bereitzustellen, mit dem die 'offline' auf einer Stanzmaschine hergestellten metallischen Verstärkungselemente in den Fertigungsprozess eingeschleust und die geforderten Oberflächeneigenschaften mittels einer Laserstrukturierung eingestellt werden. Im Rahmen des Teilprojekts sollen die Gestaltungsmöglichkeiten der Flexiblen Blechfertigung genutzt werden, um belastungs- und fertigungsgerechte Faser-Blech Verbindungen herzustellen. Konkret soll die Makrogeometrie von metallischen Verstärkungselementen um lokal eingeprägte Geometrieelemente ergänzt werden, die eine formschlüssige Verbindung von Faser und Metall bilden. Nachfolgend sind die Potenziale einer Laserstrukturierung für die Kraftübertragung im Faser-Metall-Verbund auf Basis unterschiedlich parametrierter Mikrostrukturierungen zu bewerten. Darüber hinaus ist zu klären, inwiefern die Oberflächenbearbeitung mit dem Laser auch als letzter Reinigungsschritt beispielsweise zum Entfetten der metallischen Verstärkungselemente wirksam ist.
Die Holder GmbH Oberflächentechnik beschichtet Oberflächen für metallverarbeitende Unternehmen der Automobil-, Beschlags- und Elektroindustrie sowie für den Maschinenbau. Um Fette, Öle und Oxidschichten von Aluminiumteilen zu entfernen, müssen diese unter Einsatz von Tensiden und Lösungsmitteln gereinigt werden. Erst danach kann eine Schicht zum Schutz vor Korrosion und Erhöhung des Haftvermögens aufgetragen werden. Bei unedlen Metallen wie Aluminium wird dazu das Passivierungsverfahren angewandt. Hierbei trennt die aufgebrachte passivierende Schicht das Metall von der Atmosphäre und verhindert dadurch die Korrosion des Werkstoffs. Ziel des Vorhabens ist es, eine neue Anlage zur Reinigung und Beizpassivierung komplexer Aluminiumleichtbauteile mit großen Ausmaßen am Standort Laichingen zu implementieren. Mit Hilfe des vom Unternehmen entwickelten Alupass2020-Verfahrens soll eine stabile und reproduzierbare Oberfläche der Aluminiumteile und ein zuverlässiger Korrosionsschutz für die weitere Verarbeitung (Kleben, Schweißen, Beschichten) erreicht werden. Die Entfettung soll mit Ultraschall und einem umweltfreundlicheren Tensid erfolgen. Das Ultraschallverfahren trägt dazu bei, dass sogar sehr große, feinporige Teile gereinigt werden können. Die eingesetzten Tenside sind fluorfrei, leicht abbaubar und demulgierend, wodurch das Öl nicht in die Abwasserbehandlungsanlage gelangt. Stattdessen wird es durch einen Ölabscheider von der Oberfläche des Bades entfernt. Nach der Entfettung müssen die zu behandelnden Teile gespült werden. Dies erfolgt in einer speziellen Kaskadenspülung. Das durch den Eintauchprozess verdrängte Wasser wird gesammelt und der Spülung erneut zugeführt. Zur Trocknung der Teile soll eine innovative Kombination von Entfeuchter und energiesparendem Konvektionstrockner zum Einsatz kommen. Die warme Abluft soll direkt über den Prozessbädern abgesaugt und dem Wärmetauscher zugeführt werden. Mit dem Vorhaben können jährlich 12.700 Kubikmeter Wasser und 19,4 Tonnen an Chemikalien eingespart werden. Außerdem verringert sich der Energieverbrauch um bis zu 2.500 Megawattstunden. Daraus ergibt sich eine CO2-Minderung von bis zu 650 Tonnen pro Jahr.
Anlass und Zielsetzung des Projektes Das Vorhaben beschäftigt sich mit dem Einsatz nachwachsender Rohstoffe für wässrige Industriereiniger von Metalloberflächen. Die genannten Industriereiniger dienen vor allem zum Reinigen und Entfetten vor Beizvorgängen oder dem Aufbringen von Konversionsüberzügen, metallischen Überzügen und organischen Beschichtungen. Ein Umweltproblem besteht darin, dass wässrige Industriereiniger für die Vorbereitung von Metalloberflächen auf industrielle Korrosionsschutzverfahren unter Verwendung fossiler Rohstoffe hergestellt werden. Das gilt sowohl für die organischen Tenside als auch für die gewöhnlich anorganischen Gerüststoffe von Metallreinigern. Damit ist ein unwiederbringlicher Ressourcenverbrauch verbunden. Außerdem entstehen entsprechende Emissionen von Kohlenstoffdioxid, wodurch ein Beitrag zum so genannten Treibhauseffekt geleistet wird. Bei verschiedenen Stoffklassen von Reinigerkomponenten ist die Bioverträglichkeit nicht immer ausreichend gegeben. Entstehende Abbauprodukte sind teilweise nicht unbedenklich hinsichtlich ihrer Umwelttoxizität. Phosphate bewirken wegen einer Düngewirkung die Eutrophierung von Gewässern. Die Zielstellung des Vorhabens besteht deshalb in einer Änderung der Rohstoffbasis von Reinigerwirkstoffen. Diese beinhaltet die Substitution fossiler Ausgangsmaterialien durch nachwachsende Rohstoffe, verbunden mit einer Reduzierung des Verbrauches fossiler Rohstoffe. Dadurch wird außerdem eine Verbesserung der Ökobilanz, darunter der Kohlenstoffdioxid-Bilanz und der Umweltverträglichkeit angestrebt. Durch die geplanten Maßnahmen soll eine Umweltentlastung auf mehreren Ebenen erreicht werden. Zu den Zielen des Vorhabens gehören weiterhin die Verbesserung der Biokompatibilität, die Verringerung der Ökotoxizität, die Verringerung der Aufsalzung von Abwässern und die Vermeidung der Gewässereutrophierung durch Phosphate. Der vorgesehene Lösungsweg beinhaltet den Einsatz neuer Stoffklassen aus nachwachsenden Rohstoffen als Reinigerkomponenten. Als Tenside aus nachwachsenden Rohstoffen werden vor allem Alkylpolyglucoside in die Untersuchungen einbezogen. Als Builder aus nachwachsenden Rohstoffen dienen z.B. Derivate von Cellulose und Lignin, die polymere Anionen bilden. Alkalische Industriereiniger stehen im Mittelpunkt der Untersuchungen. Die Überführung von Laborergebnissen in die Praxis wird durch die Einbeziehung eines Herstellers von Industriereinigern einschließlich Produktentwicklung, technischer Erprobung und Vermarktung gesichert. Ein weiterer Kooperationspartner übernimmt die Erstellung vergleichender Ökobilanzen für wässrige Metallreiniger in Abhängigkeit von der Rohstoffbasis.
Vor der Ableitung oelhaltiger Abwasserstroeme aus z.B. der Metallbearbeitung, Teilereinigung oder Entfettung muessen die Oelbestandteile abgetrennt werden. Bei der Spaltung dieser Oel-in-Wasser-Emulsionen entsteht eine Oelphase mit Restwassergehalten bis zu 70 Gew.-Prozent. Die stoffliche Verwertung oder energetische Nutzung bedingt jedoch Wassergehalte kleiner 10 Gew.-Prozent. Die Forschungsarbeiten zur Entwicklung und Erprobung eines geeigneten Verfahrens fuer die innerbetriebliche Entwaesserung von Altoelen gliedern sich in die Abschnitte 'Batch-Versuche' (Ermittlung grundlegender Erkenntnisse zum Entwaesserungsverhalten von Altoelen) sowie 'Gegenstromversuche' (verfahrenstechnische Konzeption eines Gegenstromreaktors und Erarbeitung der MSR-Technik). Im abgeschlossenen und hier dargestellten Forschungsabschnitt 'Batch-Versuche' wurden erfolgreich die verfahrenstechnischen Grundlagen einer Altoelentwaesserung ermittelt und ein technisch und wirtschaftlich vielversprechendes Verfahrenskonzept zur Altoelentwaesserung erarbeitet. Hierzu wurden grundlegende Erkenntnisse zum Verfahren der Altoelentwaesserung, zu Chemikalien und Wirkmechanismen sowie zu Reaktoren und Apparaten zusammengestellt und bewertet. Versuche zur Vorauswahl geeigneter Spaltchemikalien zeigten die gute Eignung von Spaltchemikalien mit den aktiven Bestandteilen Polyamine bzw. Polyammoniumsalze. Durch systematische Variation der Verfahrensparameter wie z.B. Spaltdauer, Spalttemperatur, Ruehrerdrehzahl, Spaltchemikalien und Wasservorlage in einem neu errichteten Labor-Batch-Versuchsstand konnten geeignete Spaltbedingungen fuer verschiedene Altoele ermittelt werden. Hierauf aufbauend wurde ein Verbesserungskonzept fuer die Altoelbehandlung abgeleitet. Dies laesst einen gleichbleibend geringen Wassergehalt (kleiner 20 Gew.-Prozent) erwarten.
Zur Vermeidung HKW-haltiger Loesemittelabfaelle aus der Reinigung, insbesondere Entfettung von Metall- und Kunststoffhalb- und -fertigerzeugnissen wird das Verfahren auf ein schwach alkalisches waessriges Medium umgestellt. Die mit einer programmierbaren Steuerung versehen Anlage besteht aus mehreren geschlossenen Einzelkammern fuer die verschiedenen Reinigungsvorgaenge und ist so gestaltet, dass sowohl grossdimensionierte Einzelteile als auch Schuettgueter kleinerer Abmessungen behandelt werden koennen. Das System arbeitet mit Wasserkreislauffuehrung. Verunreinigte Spuel- und Waschwaesser werden aufgearbeitet. Das Verfahren ist abfallarm; verbleibende Reststoffe koennen bei hoeheren Oelkonzentrationen verwertet werden.
Bedingt durch den Herstellungsprozess muss Aluminiumfolie nach dem Walzen entfettet werden. Gegenwärtig erfolgt dies unter hohem Energieeinsatz mit einem Glühprozess in sog. Kammeröfen. Die Fa. Kampf beabsichtigt, den sehr energie-, zeit- und kostenintensiven, diskontinuierlichen Glühprozess durch eine kontinuierliche Plasma- oder Koronabehandlung im Durchlauf zu ersetzen. In Kooperation mit der Fa. TIGRES und der HAWK Göttingen soll der Energiebedarf primärenergetisch gegenüber Kammeröfen um 30-50 Prozent gesenkt werden. Technische Herausforderungen sind die hohe Geschwindigkeit des Wickelprozesses von bis zu 1.200 m/min, die inline-Messung des Entfettungsgrades und die inline-Fähigkeit des Prozesses. Die Ergebnisse werden unmittelbar bei den Kunden der Fa. Kampf verwertet, ggf. unterstützt durch eine Erstinstallation bei einem Pilotkunden zu günstigen Konditionen. TIGRES kann die neue Technik mit hoher Leistungsdichte auch zur Behandlung schnelllaufender Bahnware in anderen Bereichen nutzen. Die HAWK wird ihr Ausbildungsangebot erweitern und durch Anwendungen aus der Praxis bereichern.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 64 |
| Europa | 3 |
| Kommune | 2 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 14 |
| Zivilgesellschaft | 4 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 64 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 64 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 62 |
| Englisch | 4 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 54 |
| Webseite | 10 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 47 |
| Lebewesen und Lebensräume | 51 |
| Luft | 47 |
| Mensch und Umwelt | 64 |
| Wasser | 50 |
| Weitere | 64 |