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FP4-FAIR, Utilisation of european wool as insulation material

Objective: The thermal building insulation is currently realised by using materials such as fibre-glass or rock wool; it is envisaged to replace fibre-glass or rock wool by wool and to adapt European wool production and processing conditions for this new application. The utilisation of wool as a thermal insulation material in buildings opens the perspective of new and alternative outlets to the European wool, at the moment where one observes a stagnation of its traditional markets. If wool growers can answer to the requirements about wool qualities necessary for the building sector, the price of their wool will also increase. It are incontestably the perspectives of the large potential market of thermal insulation that confers to the research project its most evident economical interest. But wool as such needs to be improved. First farming conditions should be adapted and secondly wool transformation industry should develop the needed processing to confer better flame proofing, mothproofing and rot proofing to the fibre. The first goal of the project is to inform farmers and to help them to reach the wool quality needed for this new technical application of wool. The first industrial goal will consist in the development of an economic scouring process for wools. The second industrial goal, that will constitute an important part of the project, will consist to define the most economic processing methods and the most respectful of the environment, so that this processed wool will be resistant to microorganisms, to moths and to burning. The third goal is to find carding, needling and resin treatment conditions to optimise the insulation properties of the material. The project is realised in collaboration of a wool grower association, a collector of wool, a wool scourer, a manufacturer of isolation panels, and a textile laboratory. Glass materials should be replaced because they have following drawbacks: null humidity absorption leading to condensation, that become propitious to the development of merula; production of glass dust or microfibres of rock wool, (and release of toxic chemical vapours) with associated health problems, relatively similar to asbestos; problem of disposal in dump, due to lack of biodegradability of these materials consisting of composites of glass, foils and synthetic resins. Wool is very good alternative to glass because of the following advantages: the fibre natural crimp, that allows the manufacture of a ventilated insulation product and hence the utilisation of wool as thermal and phonic insulation material, excellent thermal isolation properties, fast absorption and release of humidity allowing damping of temperature peaks namely in roofs, dimensional stability once... Prime Contractor: Traitements Textiles sa; Verviers; Belgien

Innovative Techniken: Festlegung von besten verfügbaren Techniken (BVT), Innovative Techniken: Festlegung von besten verfügbaren Techniken (BVT) in Europa im Bereich der Lösemittelanwendung

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.

Teilprojekt: Roboterbasierte Implementierung von metallischen Lasteinleitungselementen, Teilprojekt: Metallische Verstärkungselemente

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.

Oberflächentechnik für Leichtbauwerkstoffe mit Alupass2020

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.

Ökologische Farb- und Lackentschichtung bei der Herstellung von industriellen Schildern

Ziel des Projektes ist es, zur Farb- und Resistentschichtung im Bereich der Industrieschilderherstellung eine neuartige automatische Durchlaufanlage mit 4 Modulen ein-zusetzen. Gegenwärtig erfolgt die Farb- und Resistentfernung mit organischen Lösemitteln, die zu den flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) zählen und zu Emissionen führen. Einige Teilprozesse wie die Nachreinigung werden noch manuell mit Putztüchern und u.a. mit Waschbenzin oder Alkoholen ausgeführt. Der Wasserverbrauch der dreistufigen Reinigung (Plattenreinigung, Hochdruckreinigung und Schlussspülung) kann 600 bis 1.000 Liter pro Stunde betragen. In der neuen Anlage laufen die Einzelprozesse Farb- und Resistentschichtung, Entfetten, Spülen und Trocknen dann automatisch ab. Für die Farb- und Resistentschichtung sind als Entschichtungsmittel Rapsölmethylester (Nachwachsende Rohstoffe) in Verbindung mit einem Recyclingester vorgesehen. Der Recyclingester wird aus Abfällen der Nylonproduktion gewonnen. Die nachfolgende Entfettung er-folgt mit ca. 60 Grad Celsius warmem Wasser ohne chemische Hilfsmittel. Die auf-schwimmenden Entschichtungsmittel werden mit einem speziellen Ölskimmer abgetrennt. Bei der nachfolgenden Reinigung und Spülung wird ebenfalls warmes Wasser ohne Reinigungsmittelzusätze eingesetzt. Abrasive Bürstwalzen unterstützen den Vorgang. Eine Kaskadenschaltung der Spülen erlaubt eine vierfache Nutzung des Spülwassers. Die manuelle Nachreinigung entfällt. Mit der neuen Technologie soll der Wasserverbrauch auf 100 bis 200 Liter pro Stunde reduziert und pro Jahr ca. 1 Tonne herkömmlicher Lösungsmittel ersetzt werden. Der Automatisierungsgrad der Anlage zieht daneben eine Reihe weiterer Umwelteffekte nach sich. Insgesamt wird mit einer Verminderung des CO2-Ausstoßes von 2,5 Tonnen pro Jahr gerechnet.

Energieeinsparung bei der Entfettung von laufenden Aluminiumfolien durch eine inline-Plasma- oder Koronabehandlung, Teilaufgabe: Anlagenentwicklung und Prozessintegration

Energieeinsparung bei der Entfettung von laufenden Aluminiumfolien durch eine inline-Plasma- oder Koronabehandlung, Teilaufgabe: Plasma- und Koronatechnologie

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.

Energieeinsparung bei der Entfettung von laufenden Aluminiumfolien durch eine inline-Plasma- oder Koronabehandlung, Teilaufgabe: Versuchsdurchführung, Oberflächenanalytik und Modellierung

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. Fa. 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.

Reduzierung des Zinkeinsatzes beim Feuerverzinken durch Kombination eines neuen Flussmittels mit einer innovativen Fluxmittelaufbereitungsanlage

Im Rahmen des geförderten Vorhabens soll die Einführung einer kontinuierlichen Regeneration des Fluxbades sowie kompletter, zusammenhängender Einhausungen aller emissionsrelevanten Schritte (Entfetten, Beizen, Fluxen, Trocknen, Verzinken) und die Erfassung und Reinigung der Abluft betrieben werden. Ziele sind hierbei die Reduzierung der Zinkverluste, die Verbesserung der Verzinkungsqualität sowie die Einsparung von Primärenergie (Erdgas). Das Feuerverzinkungsverfahren umfasst mehrere Prozessschritte: das Entfetten, das Beizen mit Salzsäure, das Fluxen und das Auftragen der Zinkschicht. Das gelöste Eisen aus den Beizbädern wird über die Fluxbäder in die Verzinkungsbäder verschleppt, wo es den Verzinkungsprozess beeinträchtigt und zu erheblichen Zinkverlusten führt. Das beim Feuerverzinken entstehende Hartzink (eine Verbindung aus Eisen und Zink) kann von der Verzinkerei nicht weiter verwendet werden und muss energieaufwändig in Spezialanlagen wieder zu Reinzink aufgearbeitet werden. Wird ein bestimmter Eisengehalt in einem Fluxbad überschritten, so ist das Fluxbad unbrauchbar und muss in einer zentralen Anlage in Deutschland regeneriert werden, was erhebliche Gefahrguttransporte nach sich zieht. Ziel des neuen Verfahrens ist es, den Eintrag von Eisen in das Zinkbad so gering wie möglich zu halten. Dieses Ziel wird durch Einführung einer kontinuierlichen Regeneration des Fluxbades erreicht. Der Eisengehalt wird hierbei ständig überwacht, und die Regeneration des Fluxbades wird bereits bei niedrigen Eisengehalten durchgeführt. Durch den Einsatz des innovativen Fluxomaten werden die eingeschleppten Eisensalze aus dem Fluxbad kontinuierlich abgefiltert. Der anfallende stichfeste Schlamm kann normal deponiert werden. Weiterhin ist durch die kontinuierliche Aufbereitung des Fluxbades der Eisengehalt im Fluxbad wesentlich geringer, so dass Zink in nicht unerheblichem Umfang eingespart werden kann. Zusätzlich umweltrelevant ist die komplette Einhausung aller emissionsrelevanten Schritte (Entfetten, Beizen, Fluxen) sowie die Erfassung und Reinigung der Abluft aus diesen Bereichen. Die ausgewaschenen Emissionen werden in die Prozessbäder zurückgeführt. Durch die Neukonzeption des Verzinkungsofens und die konsequente Nutzung der ca. 650 Grad Celsius heißen Ofenabgase für die Nutzung des Trocknungsprozesses und zur Beheizung der Entfettungs- und Beizbäder wird Primärenergie (Erdgas) eingespart und künftig somit CO2-Emissionen von ca. 1.000 t pro Jahr vermieden. Durch die Einsparung von Zink (Hartzink) und den mit Zinkgewinnung und -schmelzen nötigen energetischen Aufwand können zusätzlich ca. 1.200 t CO2 pro Jahr eingespart werden. Weiterhin kann branchenweit der Transport von ca. 2.400 Tonnen Flussmittel pro Jahr vermieden werden, welche sich über das gesamte Bundesgebiet erstrecken und aufgrund des Transportes der hochkonzentrierten Salzlösungen ein hohes Wassergefährdungspotenzial aufweisen.

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