Bei der Bewital Unternehmensgruppe handelt es sich um ein familiengeführtes mittelständisches Unternehmen, welches Heimtiernahrung herstellt und vertreibt. Hunde und Katzen gehören biologisch zu den Fleischfressern. Eine artgerechte Trockennahrung für Hunde und Katzen besteht daher zu rund einem Drittel aus Fleischmehlen und zu zwei Dritteln aus pflanzlichen Komponenten und tierischen Fetten. Der Fleischanteil wird bisher überwiegend aus vorgetrocknetem Fleischmehl gedeckt, da hohe Anteile an Frischfleisch wegen ihres Wasseranteils bislang technisch nicht verarbeitet werden können. Der Trocknungsprozess bei der Herstellung von Fleischmehl ist sehr energieintensiv, da der Wassergehalt von ca. 75 Prozent auf unter 10 Prozent reduziert werden muss. Zukünftig wird das Unternehmen für die Trockennahrungsherstellung einen neuen innovativen Extruder mit vorgeschalteter Phasentrennung einsetzen, um weltweit erstmalig selbst bei Produkten mit hohen Anteilen von tierischen Proteinen auf den Einsatz von Fleischmehlen verzichten zu können. Dadurch ist die energieintensive Herstellung von Fleischmehl als bisher zwingend erforderlicher Zwischenschritt nicht mehr notwendig. Die Phasentrennung wird einen Teil des Fettes sowie des im Fleisch enthaltenen Wassers soweit abtrennen, dass dem Prozess kein zusätzliches Frischwasser zugesetzt werden muss. Das überschüssige Fett und Wasser werden in der Produktion von Hundefeuchtnahrung eingesetzt werden. Durch das neue Verfahren kann der Energiebedarf in der Produktionskette im Vergleich zur herkömmlichen Technik deutlich verringert werden. Auch kann in erheblich höherem Maße auf lokale Rohwaren zurückgegriffen werden und so Transportwege vermindert werden. Zudem kann ein höherwertigeres Futter erzeugt werden. Bisher gibt es keine Anlagen, die extrudierte Trockennahrung für Katzen und Hunde mit hohen Anteilen tierischer Eiweiße ausschließlich aus Frischfleisch herstellen. Da es deutschlandweit sieben und europaweit ca. 30 Betriebe für die Herstellung von Hunde- und Katzennahrung gibt, kann diese Technik auf diese sowie auch auf Anlagen im Bereich Aquakultur übertragen werden. Die Umweltentlastung erfolgt im Wesentlichen durch einen deutlich niedrigeren Energiebedarf entlang der Produktionskette, der dadurch erzielt wird, dass das Frischfleisch nicht mehr vorab zu Fleischmehl verarbeitet werden muss. Bezogen auf eine Anlagenkapazität von 30.000 Tonnen pro Jahr können jährlich ca. 3.000 Tonnen Wasser sowie 2.060 Megawattstunden Energie eingespart und damit 578 Tonnen CO2 vermieden werden.
Das Gesamtziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung und Herstellung eines Prototypen einer energetisch optimierten Extrusionslinie, bestehend aus dem Extruder, der Granulatversorgung, dem Werkzeug (Extrusionswerkzeug und Corrugator) und der Produktkühlung. Durch kombinierte Verbesserungen aller Komponenten soll der Energieverbrauch gegenüber dem aktuellen Stand der Technik um 25 Prozent gesenkt werden. Der Transfer der Erkenntnisse eröffnet die Perspektive, den Gesamtenergieverbrauch in der gesamten industriellen Extrusion in Deutschland und international deutlich zu senken. AP1: Messvorbereitung und Installation der Messtechnik zur detaillierten Erfassung sämtlicher Energieströme in industriellen Extrusionsprozessen AP2: Energiestrommessung und Bilanzierung in der Produktion von Verarbeitungsbetrieben sowie im Technikum des SKZ AP3: Auslegung des Energiesparextruders und der Rohrlinie auf Basis der Messungen sowie der Erfahrungen und Visionen der beteiligten Industriepartner AP4: Konstruktion, Herstellung und Montage der Extrusionslinie, Implementierung Messtechnik AP5: Inbetriebnahme und Abstimmung AP6: Detaillierte Energiestrommessung und Analyse des Betriebsverhaltens, Optimierung AP7: Gesamtbewertung des Systems AP8: Dokumentation inkl. Praxisleitfaden.
Ziel ist die Substitution von elektrischer Wärmebereitstellung durch Gasbeheizung. Dies scheint aus primärenergetischer Sicht sinnvoll. Am Ende des Projektes soll ein Projekttyp entwickelt und gebaut worden sein. Ein Funktionstyp bestätigte die Möglichkeit der ausreichenden Wärmeübertragung durch das Medium Thermalöl.
Das chemische Recycling von Polyamid 6.6 ist bisher nicht befriedigend technisch geloest, wegen der zwei Ausgangsstoffe, aus denen das Polymere aufgebaut ist, naemlich dem Hexamethylendiamin und der Adipinsaeure. Auf Grund der Tatsache, dass sich die Peptidketten von Polyamiden mit Diaminen oder Dicarbonsaeuren spalten lassen, sind Untersuchungen vorgenommen worden, um das Polyamid 6.6 unter Einsatz von Hexamethylendiamin bzw. Adipinsaeure zu einem difunktionalisierten Prepolymeren mit definierter Zusammensetzung abzubauen, das sich reinigen laesst. Im Labormassstab sind dazu systematische Untersuchungen vorgenommen worden bis zum volIstaendigen Abbau. Es stellte sich heraus, dass der Adipinsaeure deutlich der Vorzug zu geben ist, da sie nicht so fluechtig ist wie das Hexamethylendiamin. Das Abbauprodukt wur-, de als Diadipat des Hexamethylendiamins (AHA) auf verschiedene Weise nachgewiesen. Anschliessend erfolgte die Uebertragung auf den Extruder. Mit einer Zwangsdosierung von geschmolzener Adipinsaeure in den Polyamidschmelzestrom und einer deutlich geaenderten Temperaturfuehrung gelang unter Extruderbedingungen ein Abbau zum modifizierten Prepolymeren durch reaktive Extrusion. Aus dem Reaktionsprodukt liess sich durch ethanolische Extraktion .das Abbauprodukt in reiner Form gewinnen. Die Aufarbeitung sowohl von thermisch geschaedigtem als auch von pigmentgefaerbtem Polyamid 6.6-Material ist auf diese Weise moeglich.
Ziel ist, einerseits Staerke aus verschiedenen Naturprodukten so aufzubereiten und durch Additive auszuruesten, dass dieser nachwachsende Rohstoff in gaengigen Verarbeitungsmaschinen wie Extrudern und Spritzgiessmaschinen zu Fertigartikeln verarbeitet werden kann, und andererseits die Optimierung und Auslegung der dazu notwendigen Verarbeitungstechniken. Ergebnisse: Staerke aus nachwachsenden Rohstoffen wie Mais oder Markerbsen wurde durch natuerliche Weichmacher und Trenn- bzw. Gleitmittel so modifiziert, dass eine gute Verarbeitbarkeit im konventionellen Einschneckenextruder sowie im Spritzgussverfahren gegeben ist. Die so hergestellten Fertigteile weisen gute mechanische Eigenschaften auf. Hergestellt wurden Artikel aus diesen Materialien fuer Anwendungen im Bereich der Gastronomie und im Verpackungssektor, da die Artikel nach Gebrauch kompostiert werden koennen.
Die reine Thermolyse/Pyrolyse von polyolefinischen Kunststoffabfaellen liefert ein breites Produktspektrum: Pyrolysegas, Pyrolyseoel und Rueckstand. Durch Einsatz eines Katalysators kann zum einen die Pyrolysetemperatur deutlich herabgesenkt werden und zum anderen kann im Produktspektrum die gewuenschte Komponente maximiert werden. Beide Zielsetzungen sind sowohl oekologisch wie oekonomisch erstrebenswert. Gewuenschte Produkte koennen niedermolekulare Wachse sein oder ein hochwertiges Pyrolyseoel. Auch wird versucht simultan zur katalytischen Degradation noch eine Funktionalisierung durchzufuehren. Z.B.: Partielle Oxidation oder Hydratation zu hoeheren Carbonsaeuren oder Alkoholen. Als Kunststoffabfaelle werden sowohl Modellsysteme als auch reale Abfaelle (DSD-Kunststoffabfall, Shredderleichtfraktion, Altreifen) eingesetzt. Als geeignetes Reaktorsystem wurde ein sogenannter Kugelumlaufreaktor gewaehlt, bei dem mittels einer zentralen, vertikalen Schnecke Kugeln im Reaktor nach oben transportiert werden und im aeusseren Bereich nach unten sinken. Hierdurch wird die durch einen Extruder eintransportierte Kunststoffschmelze vermischt und isotherm zersetzt. Das Reaktorprinzip hat den Vorteil, dass es sehr betriebsstabil ist und diskontinuierlich (batch) betrieben werden kann.
In einem vorangegangenen Forschungsvorhaben war im Labormassstab ein Adsorptionsmittel zur Entfaerbung von Faerbereiabwaesser durch Modifizierung von PA-Abfall aus der Chemiefaser oder Kunststoffindustrie hergestellt und untersucht worden. Das Forschungsziel bestand in der Ueberfuehrung der Abbau- und Modifizierungsreaktion des PA auf einem handelsueblichen Extruder, um durch reaktive Extrusion den Adsorptivreiniger kontinuierlich herzustellen. Die reaktive Extrusion des Polyamids mit Diaminoalkanverbindungen ist gelungen. Nachteilig wirkt sich die Fluechtigkeit des Diamins aus, wodurch keine quantitative Umsetzung erhalten wurde. Im Ergebnis ist die Aufarbeitung von Polyamidabfaellen im Extruder moeglich, wobei ein Produkt entsteht, das zur Reinigung von Faerbereiabwaesser einsetzbar ist und somit in doppelter Hinsicht zum Schutz der Umwelt beitraegt.
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