AURO Pflanzenchemie AG Steigerung der Energieund Ressourceneffizienz im Produktionsprozess

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte Forschungsvorhaben zielte auf die Steigerung der Energieeffizienz von Produktionsverfahren durch die Übertragung von diskontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Prozessen auf kontinuierliche Verfahren. Dabei wurde zur Herstellung von organischem Bindemittel der Batch-Prozess auf ein kontinuierliches Verfahren umgestellt. Ziel des Verfahrens war es, Energie einzusparen, Kosten zu reduzieren und Grundlagen für eine stark dezentralisierte chemische Verfahrenstechnik zu entwickeln und zu erproben. Mit dem Projekt wollte die AURO Pflanzenchemie AG in Zusammenarbeit mit dem Institut für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik (ICTV) der Technischen Universität Braunschweig ein Zeichen setzen. Traditionell werden die meisten Produkte der Farben- und Lackindustrie diskontinuierlich oder semikontinuierlich hergestellt. Dabei durchlaufen die Rohstoffe und Zwischenprodukte die einzelnen Prozessstufen in zeitlicher Abfolge. Durch die Umstellung des Produktionsprozesses auf ein mikrokontinuierliches Verfahren konnte der Ressourcenbedarf um 50 % gesenkt werden. Die praktische Umsetzung des Konzepts auf die kontinuierliche Produktion im Betrieb wurde im Zeitraum 2013 bis 2016 durchgeführt.

Regulierung der Behältergrößen
Behältergrößen mit einem Volumen von mehr als einem Kubikmeter wurden auf Mini- und Mikroapparate mit einem Fassungsvermögen von unter fünf Litern angepasst. Dadurch wurden die Abfallmenge und der Bedarf an Reinigungsmitteln verringert. Das Ziel, die Energieeffizienz zu steigern, wurde durch einen mikronisierten Produktionsprozess erreicht. So wurde der Verbrauch von vorher einem Kubikmeter im Batchbetrieb deutlich reduziert – im kontinuierlichen Prozess benötigt die Anwendung von Mikroapparaten weniger als fünf Liter. Dieses Produktionsverfahren wurde 2016 für die Herstellung von circa 22 Tonnen Bindemittel eingesetzt. Insgesamt wird durch die Verfahrensumstellung Energie und Erdgas eingespart und die CO2-Emission um eine Tonne pro Jahr verringert.

Regionale Zusammenarbeit zahlt sich aus
Das geförderte Forschungsvorhaben wurde durch die Forschungseinrichtung Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das ICTV der Technischen Universität Braunschweig apparativ und prozessual konzipiert. Das Projekt ermöglichte zudem mehrere Bachelor- und Masterarbeiten sowie eine Dissertation zum Thema ressourcenschonende Prozessumstellung.

 

Lessons Learned
Das Verbundprojekt sollte anhand von zwei Beispielprozessen zeigen, dass die Umstellung auf eine kontinuierliche Produktion zu Energieeinsparungen, damit zu Kostenreduktionen und so zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit führen kann. Die Zusammenarbeit von Industrie und Forschungseinrichtungen sowie die Förderung des Projekts durch das BMWi sorgten mit der notwendigen Erfahrung für eine erfolgreiche Umsetzung der Maßnahme. Die hohe Viskosität des organischen Materials (Baumharz) erwies sich als die größte Schwierigkeit, die es durch die entsprechende Gestaltung der mikronisierten Bindemittelproduktionsanlage zu überwinden galt.