cav – Prozesstechnik für die Chemieindustrie 1-2.2023
Die Fachzeitschrift cav - Prozesstechnik für die Chemieindustrie berichtet über Verfahren, Anlagen, Apparate und Komponenten für die chemische und pharmazeutische Industrie. Weitere Themen sind IT-Technologien, Industrie 4.0, digitale Produktion, MSR- und Automatisierungstechnik und Prozessanalysentechnik. Abgerundet wird das inhaltliche Spektrum durch Ex-Schutz, Anlagensicherheit, Arbeitsschutz, Instandhaltung, Standortmanagement und Energiemanagement.
Die Fachzeitschrift cav - Prozesstechnik für die Chemieindustrie berichtet über Verfahren, Anlagen, Apparate und Komponenten für die chemische und pharmazeutische Industrie. Weitere Themen sind IT-Technologien, Industrie 4.0, digitale Produktion, MSR- und Automatisierungstechnik und Prozessanalysentechnik. Abgerundet wird das inhaltliche Spektrum durch Ex-Schutz, Anlagensicherheit, Arbeitsschutz, Instandhaltung, Standortmanagement und Energiemanagement.
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1-2-2023<br />
10 TITEL<br />
SICHERHEIT BEI DER<br />
FÜLLSTANDMESSUNG<br />
20 FOKUS WASSERSTOFF<br />
AUS FACKELGAS WIRD<br />
SAUBERER WASSERSTOFF<br />
36 PRODUKTREPORT<br />
HYGIENISCHE<br />
DURCHFLUSSMESSGERÄTE<br />
44 SIEBGEWEBE<br />
SPEZIELLES VERFAHREN-<br />
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PROZESSTECHNIK FÜR DIE CHEMIEINDUSTRIE<br />
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All unsere Kunden erreichen ihre Ziele auf<br />
demselben Weg: durch unsere Pumpen<br />
Haben Sie besondere Anforderungen an Ihre Pumpen? Dann fordern Sie uns gerne heraus! Als Spezialisten<br />
<strong>für</strong> schwierige Fälle finden wir auch <strong>für</strong> Ihren Bedarf <strong>die</strong> optimale Lösung. Das belegen viele internationale<br />
Beispiele: FRISTAM Kreiselpumpen (FP) fördern Reinstwasser in In<strong>die</strong>n und Italien. Unsere Doppelschraubenpumpen<br />
(FDS) und Rotationskolbenpumpen (FKL) leisten medizinisch saubere Arbeit bei der Zahnpasta-<br />
Produktion in Polen und in den USA. FRISTAM Drehkolbenpumpen (FL) wiederum fördern Bodylotions und<br />
Cremes in Deutschland und Frankreich. Kurz: Pumpen bedeuten uns <strong>die</strong> Welt.<br />
Das Fristam Komplettprogramm: Egal was, wir pumpen das
<strong>cav</strong><br />
EDITORIAL<br />
Wasserstoff gehört<br />
<strong>die</strong> Zukunft<br />
Wasserstoff wird als Rohstoff und Energieträger beim Erreichen<br />
unserer ambitionierten Klimaziele eine Schlüsselrolle einnehmen.<br />
Schon heute kommen in der chemischen Industrie in Deutschland<br />
jährlich etwa 12,5 Mrd. m 3 des wertvollen Rohstoffs zum Einsatz<br />
(Quelle: VCI). Zukünftig soll Wasserstoff zudem fossile Rohstoffe<br />
zur Energieerzeugung ersetzen. Die dazu benötigten großen Mengen<br />
können jedoch nicht allein in Deutschland produziert werden,<br />
sondern werden über Pipelines oder Schiffe importiert werden<br />
müssen. Baden-Württemberg und Bayern gehen mit gutem Beispiel<br />
voran und haben im vergangenen August eine Wasserstoffallianz gegründet.<br />
Neben gemeinsamen Projekten im Bereich Produkt- und<br />
Fertigungstechnologien <strong>für</strong> Elektrolyseurkomponenten fordern <strong>die</strong><br />
Länder den schnellen Aufbau eines nationalen und europäischen<br />
Wasserstoffnetzes. Einen erfolgreichen Test an der Gasverdichterstation<br />
Waidhaus vermeldete der bayerische Rundfunk im Januar<br />
<strong>die</strong>ses Jahres. Jahrzehntelang floss hier russisches Erdgas. Seit<br />
Sommer 2022 wurde nun an einer Turbine ein Gemisch aus 25 %<br />
Wasserstoff und Erdgas getestet und das mit Erfolg.<br />
Wir widmen uns in <strong>die</strong>ser Ausgabe ebenfalls dem Thema<br />
„Wasserstoff”. Ab Seite 20 lesen Sie, wie aus Fackelgas sauberer<br />
Wasserstoff erzeugt werden kann und welche Komponenten <strong>für</strong><br />
<strong>die</strong> Wasserstoffwirtschaft H 2 -ready sind. Und wenn Ihnen das nicht<br />
genügt, haben Sie Gelegenheit am 2. März 2023 an unserer<br />
Websession „Wasserstoff in der Chemie” teilzunehmen. Hier<br />
erwarten Sie hochkarätige Vorträge aus Politik, Beratung, Wissenschaft<br />
und Technik. Weitergehende Informationen zur Veranstaltung<br />
finden Sie ab Seite 29.<br />
Besser, wenn‘s<br />
da nicht rostet!<br />
Bei Produktion und Lagerung ist<br />
das Einhalten einer adäquaten<br />
Luftfeuchte und hygienischer<br />
Produktionsbedingungen<br />
qualitätsentscheidend.<br />
Mit professionellen Lösungen<br />
<strong>für</strong> Be- oder Entfeuchtung der<br />
Luft können wir Sie dabei<br />
unterstützen.<br />
Hier erfahren Sie mehr!<br />
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Daniela Held, Redakteurin<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 3
<strong>cav</strong> INHALT 1-2-2023<br />
10 Titel Fernzugriff<br />
per App, zahlreiche Assistenten<br />
und <strong>die</strong> mobile<br />
Dateneinheit Historom<br />
machen <strong>die</strong> Benutzung<br />
des 80-GHz-Freifeld-<br />
Radars Micropilot <strong>für</strong> <strong>die</strong><br />
Füllstandsmessung einfach<br />
und sicher.<br />
20 Rund 144 Mrd. m 3<br />
Gas werden Jahr <strong>für</strong> Jahr<br />
abgefackelt. Mithilfe eines<br />
Pyrolyseverfahrens<br />
lassen sich <strong>die</strong> Fackelgase<br />
direkt an der Fackel in<br />
sauberen Wasserstoff und<br />
festen Kohlenstoff umwandeln.<br />
32 Pneumatische Doppelmembranpumpen<br />
rücken<br />
aufgrund ihrer Effizienz<br />
immer mehr in den<br />
Fokus. Dabei ist das Potenzial<br />
noch lange nicht<br />
ausgeschöpft.<br />
AUTOMATISIERUNG, DIGITALISIERUNG<br />
8 Gateways ermöglichen digitale Strukturen<br />
Retrofit von bestehenden Prozessanlagen<br />
10 TITEL Mehr Sicherheit bei der Füllstandsmessung<br />
80-GHz-Radarsensoren mit Ethernet-APL machen<br />
Anlagen fit <strong>für</strong> <strong>die</strong> Digitalisierung<br />
HYGIENEKOMPONENTEN<br />
34 Schneller Wechsel spart Wartungskosten<br />
Membranventile mit Zentral-Schnellverschluss<br />
35 Für erhöhte hygienische Anforderungen<br />
Chemisch resistente Absperrklappen<br />
FOKUS: ANLAGEN UND KOMPONENTEN FÜR<br />
WASSERSTOFF<br />
20 Aus Fackelgas wird sauberer Wasserstoff<br />
Pyrolysetechnologie im Container<br />
22 Durch <strong>die</strong>se Ventile kann er kommen<br />
Zuverlässige Lösungen <strong>für</strong> eine sichere<br />
Wasserstoff-Wertschöpfungskette<br />
24 Keine Werkstoffe von der Stange<br />
Elastomerdichtungen <strong>für</strong> Wasserstoffanwendungen<br />
26 Plattenwärmetauscher in der Wasserstoffwirtschaft<br />
Einsatz entlang der gesamten Prozesskette<br />
28 Höherer Differenzdruck mit nur einer Stufe<br />
Wasserstoffkompressor<br />
PUMPEN, KOMPRESSOREN, ARMATUREN<br />
32 Doppelmembranpumpen nachhaltig gedacht<br />
Energieeffizienz im Fokus der Entwicklung<br />
PRODUKTREPORT<br />
36 Hygienische Durchflussmesstechnik<br />
Sichere Herstellung hochreiner Produkte<br />
MECHANISCHE UND THERMISCHE VERFAHREN<br />
38 Gut <strong>für</strong>'s Klima<br />
Effizient Prozessdampf herstellen<br />
40 Betriebssicherheit im Silo<br />
Schüttgutsimulation erspart <strong>die</strong> Fertigung aufwendiger<br />
Prototypen<br />
42 Mischer <strong>für</strong> Schüttgüter<br />
Passende Technik <strong>für</strong> nahezu jede Anwendung<br />
44 Siebgewebe mit doppelter Lebensdauer<br />
Gasbasiertes Verfahren erhöht Verschleißfestigkeit<br />
46 Filtersystem bewältigt hohe Feststoffkonzentrationen<br />
Technologie <strong>für</strong> <strong>die</strong> Kuchen- und Anschwemmfiltration<br />
4 <strong>cav</strong> 1-2-2023
Hochleistungs-Kunststoffe<br />
<strong>für</strong> klimaneutrale<br />
H 2 -Technologien.<br />
34 Mit den Membranventilen<br />
der Reihe Steripure<br />
mit Zentral-Schnellverschluss<br />
können Betreiber<br />
verfahrenstechnischer<br />
Anlagen ihre Wartungszeiten<br />
und -kosten bis auf<br />
ein Drittel der bisher üblichen<br />
vermindern.<br />
44 Mit einem speziellen<br />
gasbasierten Verfahren ist<br />
es gelungen, <strong>die</strong> Verschleißfestigkeit<br />
von<br />
Siebgeweben aus austenitischen<br />
Edelstählen um<br />
das Zwei- bis Dreifache<br />
zu erhöhen.<br />
Wasserstoff: der klimaneutrale Energieträger<br />
der Zukunft. Erzeugt mit regenerativen Quellen<br />
durch Elektrolyse. Als Entwicklungspartner <strong>für</strong><br />
Hochleistungs-Kunststoffe unterstützen wir Sie<br />
von der H 2 -Herstellung bis zur H 2 -Anwendung.<br />
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mobilen Einsatz. In Dimensionen bis 3 m <strong>für</strong><br />
<strong>die</strong> Large Scale Elektrolyse und mehr.<br />
RUBRIKEN<br />
3 Editorial<br />
4 Inhalt<br />
6 Nachrichten<br />
15 Exklusiv auf prozesstechnik-online.de<br />
15 Gewinner Top-Produkt des Monats Dezember<br />
16 Messenachlese SPS<br />
29 Websession „Wasserstoff in der Chemie”<br />
48 Literatur, Broschüren, E-Me<strong>die</strong>n<br />
48 Inserentenverzeichnis<br />
49 Termine<br />
49 Kontakt zur Redaktion<br />
50 Vorschau<br />
50 Impressum<br />
51 Partner der chemischen Industrie<br />
www.ek-kt.de/elektrolyse<br />
ekt.wasserstoff@elringklinger.com<br />
Fon +49 7142 583-0<br />
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<strong>cav</strong> 1-2-2023 5
<strong>cav</strong><br />
NACHRICHTEN<br />
Bild: BASF<br />
Innovationen <strong>für</strong> Abwasserwirtschaft und Wasserstoffversorgung<br />
FILTECH 2023 FINDET IM FEBRUAR LIVE IN KÖLN STATT<br />
Investition in dritte Erweiterungsphase<br />
SPATENSTICH FÜR BASF-MDI-EXPANSIONSPROJEKT<br />
Die BASF erweitert <strong>die</strong> Kapazitäten der<br />
MDI-Produktionsanlagen<br />
BASF hat den 1. Spatenstich <strong>für</strong> <strong>die</strong> im Juli<br />
2022 angekündigte dritte und finale Erweiterungsphase<br />
der Produktionsanlage <strong>für</strong> Me-<br />
Vom 14. bis zum 16. Februar 2023 findet<br />
der international bedeutendste Treffpunkt<br />
<strong>für</strong> <strong>die</strong> Filtration und Separation aller Arten<br />
von Me<strong>die</strong>n auf dem Messegelände in Köln<br />
statt. Die Besonderheit der Filtech ist <strong>die</strong><br />
Kombination aus Messe und Kongress: Aktuelle<br />
Forschungsergebnisse gehören ebenso<br />
zum Programm wie marktverfügbare Innovationen.<br />
Der wissenschaftliche Austausch<br />
steht im Kongressbereich der Filtech im Fokus.<br />
Beispielsweise illustrieren zwei Beiträge<br />
des Fraunhofer-Instituts <strong>für</strong> Keramische<br />
Technologien und Systeme IKTS, welche Bedeutung<br />
<strong>die</strong> Filtration und Separation <strong>für</strong><br />
<strong>die</strong> grüne Transformation der Industrie haben.<br />
Mit Partnerinstituten hat <strong>die</strong> Einrichtung<br />
eine Test- und Innovationsplattform <strong>für</strong><br />
<strong>die</strong> Behandlung von industriellen Abwässern<br />
gegründet, in deren Rahmen Wasseraufbereitungstechnologien<br />
und zukunftsweisende<br />
Kreislaufkonzepte <strong>für</strong> <strong>die</strong> Wassernutzung erprobt<br />
werden. Auch Forschungsergebnisse<br />
<strong>für</strong> <strong>die</strong> Etablierung einer Wasserstoffwirtschaft<br />
präsentiert das Fraunhofer IKTS. Forscher<br />
des Instituts haben eine Technologie<br />
auf Basis von Kohlenstoffmembranen entwickelt,<br />
mit der sich Wasserstoff und Erdgas<br />
trennen lassen. Die Membrantechnologie<br />
macht es damit möglich, <strong>die</strong> beiden Stoffe<br />
gemeinsam durch das Erdgasnetz zu leiten.<br />
thylendiphenylisocyanate (MDI) am Standort<br />
in Geismar im US-Bundestaat Louisiana vorgenommen.<br />
Das Unternehmen wird <strong>die</strong> Produktionskapazität<br />
bis Mitte des Jahrzehnts<br />
auf ca. 600 000 t/a erhöhen, um das anhaltende<br />
Wachstum der MDI-Kunden in Nordamerika<br />
zu unterstützen. Die Investition in<br />
<strong>die</strong> dritte Erweiterungsphase von 2022 bis<br />
2025 beläuft sich auf rund 780 Mio. US$.<br />
Zusammen mit der ersten und zweiten Expansionsphase<br />
beträgt <strong>die</strong> Gesamtinvestition<br />
rund 1 Mrd. US$. Damit ist <strong>die</strong> MDI-Erweiterung<br />
<strong>die</strong> größte eigenständige Investition<br />
von BASF in Nordamerika.<br />
Bild: Lanxess<br />
Nachhaltiger Rohstoff<br />
TOTALENERGIES BELIEFERT<br />
LANXESS MIT STYROL<br />
Lanxess kooperiert mit Totalengergies beim<br />
Bezug nachhaltigen Styrols<br />
Der Spezialchemiekonzern Lanxess und der<br />
französische Energiekonzern Totalenergies<br />
kooperieren bei der Belieferung mit biozirkulärem<br />
Styrol. Im Gegensatz zu herkömmlichem<br />
Styrol basiert der von Totalenergies<br />
verwendete Rohstoff auf Tallöl, das aus einem<br />
Baumharz gewonnen wird und als Nebenprodukt<br />
bei der Zellstoffherstellung anfällt.<br />
Lanxess nutzt das Styrol zur Herstellung<br />
nachhaltiger Ionenaustauscher. Diese<br />
Produkte werden vor allem bei der Aufbereitung<br />
von Abwässern und chemischen<br />
Prozessströmen sowie in der Lebensmittelindustrie<br />
eingesetzt. Die nachhaltige Herkunft<br />
des Styrols wird nach dem Massenbilanzansatz<br />
des ISCC-Plus-Standards zertifiziert.<br />
Die Zertifizierung des Styrols nach<br />
ISCC Plus ist eine wichtige Voraussetzung,<br />
da Lanxess <strong>die</strong> Produkte ebenfalls nach <strong>die</strong>sem<br />
Zertifizierungsstandard anbietet und<br />
somit auf <strong>die</strong> gleiche Transparenz bei den<br />
Rohstoffen angewiesen ist.<br />
<strong>cav</strong> NACHRICHTEN TICKER<br />
Bild: Maag<br />
Maag akquirierte Witte<br />
Maag hat den Zahnradpumpenhersteller<br />
Witte Pumps & Technology<br />
GmbH übernommen. Laut<br />
Ueli Thürig, Präsident der Maag<br />
Group, ist <strong>die</strong> Übernahme ein<br />
wichtiger Schritt, um Maag zum<br />
bevorzugten Partner im Bereich<br />
Zahnradpumpen zu etablieren.<br />
Die neue BU „Zahnradpumpen“<br />
wird von Dr. Sven Wieczorek,<br />
dem Geschäftsführer und ehemaligen<br />
Witte-Eigentümer geleitet.<br />
Dechema hat drei neue<br />
Vorstandsmitglieder<br />
Dr. Cord Landsmann, Thyssenkrupp/Uhde,<br />
Dr. Beate Müller-<br />
Tiemann, Sanofi-Aventis, und<br />
Prof. Dr.-Ing. Irina Smirnova,<br />
Technische Hochschule Hamburg-<br />
Harburg, sind seit Januar 2023<br />
neu im Vorstand der Dechema.<br />
Sie wurden bei der Mitgliederversammlung<br />
im November 2022 <strong>für</strong><br />
drei Jahre in das Gremium gewählt.<br />
Die Mitglieder des<br />
Dechema-Vorstands verteilen sich<br />
auf <strong>die</strong> Gruppen „Apparate- und<br />
Anlagenbau“, „Wissenschaft“<br />
sowie „Chemische Industrie/<br />
Biotechnologie“.<br />
Beko Technologies baut<br />
Geschäftsführung aus<br />
Beko Technologies hat <strong>die</strong> bisherige<br />
Unternehmensführung, bestehend<br />
aus der Doppelspitze mit<br />
Yannick Koch und Norbert Strack,<br />
erweitert. Zum dritten Geschäftsführer<br />
wurde Sascha Niederhagen<br />
(Bild) ernannt. Er verantwortet<br />
Vertrieb, Marketing sowie Produktmanagement<br />
und fungiert<br />
zudem als Sprecher der Geschäftsführung.<br />
Bild: Beko Technologies<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
Nord überschreitet<br />
Umsatzmilliarde<br />
Kurz vor dem Jahreswechsel<br />
2022/2023 hat Nord Drivesystems<br />
erstmals <strong>die</strong> Umsatzgrenze von<br />
1 Mrd. Euro überschritten. Nach<br />
Gernot Zarp, Geschäftsführer<br />
Vertrieb, zeigt <strong>die</strong>s, „wie gut <strong>die</strong><br />
Antriebslösungen <strong>die</strong> Anforderungen<br />
der unterschiedlichen<br />
Branchen treffen und wie sehr<br />
Nord als verlässlicher und kom -<br />
petenter Partner geschätzt wird“.<br />
6 <strong>cav</strong> 1-2-2023
WIR MACHEN NICHT HUNDERT<br />
SACHEN. WIR MACHEN<br />
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THE 6X ® . NEU VON VEGA.<br />
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<strong>cav</strong> 1-2-2023 7
<strong>cav</strong><br />
AUTOMATISIERUNG, DIGITALISIERUNG<br />
Retrofit von bestehenden Prozessanlagen<br />
Gateways ermöglichen<br />
digitale Strukturen<br />
Anlagen der Prozessindustrie haben oftmals eine sehr heterogene Altersstruktur, sollen<br />
aber effektiv und nach modernsten Standards gesteuert und verwaltet werden.<br />
Dazu bedarf es einer Aggregation der vielfältigen Daten zu einer digitalen Kommunikationsarchitektur.<br />
Mit zwei Gateway-Lösungen lassen sich digitale Strukturen in<br />
Bestandsanlagen integrieren und auch in Neuanlagen bringt der Einsatz Vorteile.<br />
Bei Digitalisierung und Industrie 4.0 stellen<br />
sich schon lange nicht mehr <strong>die</strong> Fragen<br />
nach dem „Ob“ und dem „Warum“, sondern<br />
viel mehr nach dem „Was“ und dem<br />
„Wie“. Dass zukünftig vermehrt Maßnahmen<br />
zur Prozessoptimierung zu projektieren<br />
sind, ist in den meisten Unternehmen<br />
gesetzt. Welche Use Cases angegangen und<br />
welche Technologien hier<strong>für</strong> eingesetzt<br />
werden, ist jedoch weit schwieriger zu beantworten.<br />
Langfristige Lösungen sind gefragt<br />
Für <strong>die</strong> Realisierung der digitalen Transformation<br />
gibt es <strong>die</strong> unterschiedlichsten Konzepte<br />
und eine entsprechend große Anzahl<br />
an Anbietern und Produkten. Aufgrund von<br />
Kapazitätsgrenzen, persönlichen Präferenzen<br />
oder oft auch mangelndem Know-how auf<br />
der Anwenderseite werden jedoch häufig<br />
nur wenige Lösungen evaluiert. Bei der Umsetzung<br />
spielen außerdem <strong>die</strong> langen Lebenszyklen<br />
in Prozessanlagen eine Rolle. Sie<br />
machen es zwingend erforderlich, dass <strong>die</strong><br />
Nachhaltigkeit des jeweiligen Vorhabens berücksichtigt<br />
wird. Eine zentrale Frage ist also:<br />
„Erfüllt <strong>die</strong> Lösung, <strong>für</strong> <strong>die</strong> ich mich<br />
heute entscheide, auch in fünf oder zehn<br />
Jahren noch alle Anforderungen?“ Das große<br />
Angebot sowie zukünftige Unwägbarkeiten,<br />
<strong>die</strong> sich nicht umfassend vorhersagen<br />
lassen, erschweren oftmals <strong>die</strong> Entscheidung<br />
<strong>für</strong> eine optimale Lösung. Sich auf ein Angebot<br />
festzulegen, geht oft mit der Notwendigkeit<br />
einher, <strong>die</strong> hier<strong>für</strong> erforderliche,<br />
prozessseitige Datenanbindung bereitzustellen.<br />
In einigen Fällen gelingt <strong>die</strong>s über Softwareschnittstellen,<br />
<strong>die</strong> Daten aus der Steuerungsebene<br />
abholen. Doch <strong>die</strong>ser Weg ist<br />
nicht <strong>für</strong> alle Anwendungsfälle gangbar. In<br />
kritischen Prozessen möchte man <strong>die</strong> Steuerung<br />
lieber unberührt lassen und überhaupt<br />
erzählen Daten aus <strong>die</strong>ser Ebene nur <strong>die</strong> halbe<br />
Wahrheit. Es sind schlicht nicht alle relevanten<br />
Werte über <strong>die</strong>se Indirektionsstufe<br />
Bilder: Softing<br />
Mithilfe von Gateway-Lösungen lassen sich digitale Strukturen in Bestandsanlagen integrieren<br />
8 <strong>cav</strong> 1-2-2023
Der Smartlink HW-DP ist ein Hardware-Gateway <strong>für</strong> Profibus<br />
DP und ermöglicht den Zugriff auf Profibus-Geräte<br />
über Ethernet<br />
Smartlink SW-HT ist eine Docker-Container-basierte Software-Anwendung.<br />
Sie erlaubt über Hart-IP den Zugriff auf<br />
Hart-Geräte, <strong>die</strong> an über Ethernet erreichbare Remote I/Os<br />
angeschlossen sind.<br />
verfügbar. Für viele Anwendungen wird es<br />
erst spannend, sobald man sich dem Datenverkehr<br />
direkt auf den Bussystemen widmet,<br />
dort wo er entsteht und gehandhabt<br />
wird. Für altge<strong>die</strong>nte Technologien wie z. B.<br />
Profibus oder Hart sind hier<strong>für</strong> aber Hardware-Gateways<br />
erforderlich, <strong>die</strong> überhaupt<br />
erst den physikalischen Zugang zu den Netzen<br />
realisieren. Das Einbringen zusätzlicher<br />
Hardware erfordert aber Aufwände und<br />
birgt natürlich auch Risiken. Und hier<br />
schließt sich der Kreis: Wer sich heute <strong>für</strong><br />
eine Lösung entscheidet, <strong>die</strong> einen Hardwarezugang<br />
erfordert, geht das Risiko ein,<br />
dass <strong>die</strong>ser Zugang nur im Rahmen der diskutierten<br />
Lösung nutzbar ist. In der Folge<br />
erfordern zusätzliche Lösungen weitere Zugänge<br />
und Aufwände und bergen weitere<br />
Risiken. Während der Aufwand, Software zu<br />
deinstallieren und neue wieder auszurollen,<br />
relativ überschaubar ist, bringt der Austausch<br />
von Hardware in Anlagen mit ggf. bis<br />
zu Tausenden Netzwerken weitaus größere<br />
Aufwände mit sich.<br />
Daten via Standard-Schnittstellen<br />
Nun ist es aber nicht unbedingt notwendig,<br />
bei einem Wechsel der Anwendungssoftware<br />
auch sofort <strong>die</strong> entsprechenden Hardwarezugänge<br />
zu tauschen, sofern sich der Anbieter<br />
an Standards orientiert. Denn eines steht<br />
fest: Bei alten Technologien, Protokollen<br />
und Netzwerken wird es keine Anpassungen<br />
mehr geben und auch sämtliche verfügbaren<br />
Datenarten ändern sich nicht. Und genau<br />
hier setzt <strong>die</strong> Smartlink-Produktfamilie<br />
von Softing an.<br />
Die Smartlink-Gateways sind als Hardwareoder<br />
Softwareprodukt erhältlich. Sie stellen<br />
sämtliche Daten aus Geräten und Netzwerken<br />
über standardisierte Schnittstellen zur Verfügung.<br />
Dabei ist es unerheblich, ob <strong>die</strong> darüberliegende<br />
Anwendung Prozessdaten mittels<br />
KI analysiert, Parametrieroberflächen <strong>für</strong><br />
Feldgeräte bereitstellt oder im Rahmen von<br />
Cybersecurity unerwünschte Eindringlinge<br />
im System erkennt. Sämtliche denkbaren Anwendungsfälle<br />
können mit der Datenanbindung<br />
via Smartlink realisiert werden. Dies<br />
gelingt durch <strong>die</strong> Verwendung offener Kommunikationsstandards<br />
wie OPC UA, MQTT<br />
oder Hart-IP. Auf der Feldseite ist Smartlink<br />
risikoarm und unkompliziert integrierbar.<br />
Dies ist sogar im laufenden Betrieb möglich<br />
und erfordert keinen Anlagenstillstand. Über<br />
Firmware-Updates ist da<strong>für</strong> gesorgt, dass<br />
sämtliche Schnittstellen auf der Anwendungsseite<br />
auf aktuellem Stand gehalten werden.<br />
Die Smartlinks sind somit <strong>die</strong> erste und<br />
letzte Änderung an der Anlage, wenn es um<br />
Ertüchtigung in Sachen Industrie 4.0 geht.<br />
Die Smartlink-Produktfamilie von Softing besteht<br />
aktuell aus den beiden Produkten<br />
Smartlink HW-DP und Smartlink SW-HT.<br />
Der Smartlink HW-DP ist ein Hardware-Gateway<br />
<strong>für</strong> Profibus DP. Er kann in ein Profibus-<br />
DP-Segment integriert werden und ermöglicht<br />
dann den Zugriff auf Profibus-Geräte<br />
über Ethernet. Zusätzlich gewährt er den Zugriff<br />
auf Hart-Geräte, <strong>die</strong> an Profibus-Re -<br />
mote-I/Os angeschlossen sind. Von Ethernet<br />
kann über Hart-IP und FDT DTM auf <strong>die</strong><br />
Hart-Geräte zugegriffen werden. Die Profibus-Geräte<br />
sind auch über FDT DTM erreichbar<br />
und deren Prozessdaten werden über<br />
OPC UA und MQTT zur Verfügung gestellt.<br />
Das zweite Produkt, der Smartlink SW-HT,<br />
ist eine Docker-Container-basierte Software-<br />
Anwendung. Sie erlaubt über Hart-IP den<br />
Zugriff auf Hart-Geräte, <strong>die</strong> an Remote I/Os<br />
angeschlossen sind, <strong>die</strong> wiederum über<br />
Ethernet erreichbar sind. Aktuell können Remote<br />
I/Os von Allen-Bradley, Schneider<br />
Electric und R.Stahl genutzt werden. Die <strong>für</strong><br />
Anfang 2023 geplante Version 1.30 wird<br />
auch ET200-Remote-I/Os von Siemens und<br />
<strong>die</strong> FDT-DTM-Schnittstelle unterstützen.<br />
Die Hart-IP- und FDT-DTM-Schnittstellen<br />
erlauben Asset-Management-Anwendungen<br />
wie Emerson AMS Device Manager oder Endress+Hauser<br />
Fieldcare, <strong>die</strong> Geräte zu parametrieren<br />
und zu überwachen. Zusätzlich<br />
können IIoT-Anwendungsfälle, wie z. B. eine<br />
Prozessoptimierung über <strong>die</strong> OPC-UA- und<br />
MQTT-Schnittstellen realisiert werden.<br />
Im Jahr 2023 wird Softing mit dem Smartlink<br />
HW-PN und Smartlink SW-PN <strong>die</strong><br />
Smartlink-Familie mit Produkten <strong>für</strong> Profinet<br />
erweitern.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Softing<br />
AUTOR:<br />
THOMAS RUMMEL<br />
Managing Director,<br />
Softing Industrial Automation<br />
AUTOR:<br />
THOMAS SCHWARZENBÖCK<br />
Product Manager,<br />
Softing Industrial Automation<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 9
<strong>cav</strong><br />
AUTOMATISIERUNG, DIGITALISIERUNG<br />
Bilder: Endress+Hauser<br />
80-GHz-Radarsensoren mit Ethernet-APL machen Anlagen fit <strong>für</strong> <strong>die</strong> Digitalisierung<br />
MEHR SICHERHEIT BEI DER<br />
FÜLLSTANDSMESSUNG<br />
Fernzugriff per App, zahlreiche Assistenten und <strong>die</strong> mobile Dateneinheit<br />
Historom machen <strong>die</strong> Benutzung des 80-GHz-Freifeld- Radars<br />
Micropilot <strong>für</strong> <strong>die</strong> Füllstandmessung einfach und sicher. Mit Ethernet-APL<br />
bereiten <strong>die</strong>se Features Anlagen auf <strong>die</strong> Zukunft vor. Dazu<br />
steigert <strong>die</strong> Heartbeat Technology <strong>die</strong> Produktivität von Prozessen.<br />
10 <strong>cav</strong> 1-2-2023
80-GHz-Micropilot-Radarsensor <strong>für</strong> Hochtemperaturanwendungen<br />
Das breite Produktportfolio umfasst viel fältige Gehäusevarianten <strong>für</strong> verschiedene<br />
Einbausituationen<br />
Um <strong>die</strong> Leistung von Prozessen zu verbessern und Unterbrechungen<br />
oder Stillstände zu vermeiden, müssen Füllstände in Großtanks,<br />
Reaktoren oder Reaktorgefäßen jederzeit genau gemessen werden.<br />
Auch Anomalien wie Schaum- und Ansatzbildung oder Veränderungen<br />
des Schleifwiderstandes müssen rechtzeitig erkannt und behoben<br />
werden. Zusätzlich lassen steigende Anforderungen an <strong>die</strong><br />
Sicherheit und Zukunftsfähigkeit von Anlagen und Prozessen keinen<br />
Spielraum <strong>für</strong> Kompromisse bei der Qualität und Leistungsfähigkeit<br />
von Lösungen. Hier können Nutzer mit der neuen 80-GHz-<br />
Freifeld-Radar-Familie Micropilot von Endress+Hauser einen<br />
Schritt nach vorn machen. Dank des kleinen Abstrahlwinkels auch<br />
bei sich im Tank befindenden Rührwerken oder Heizschlangen bieten<br />
<strong>die</strong> kompakten Radarsensoren Micropilot höchste Sicherheit in<br />
der Füllstandsmessung.<br />
Sicherheit auf allen Ebenen<br />
Wenn es um <strong>die</strong> höchste Sicherheit von Mitarbeitern, Anlagen und<br />
Prozessen geht, kommt es in Prozessindustrien auch auf <strong>die</strong> bewährte<br />
Technik zur berührungslosen Füllstandsmessung an <strong>–</strong> gerade<br />
bei wechselnden, herausfordernden oder gefährlichen Me<strong>die</strong>n. Hier<br />
bietet Endress+Hauser über 20-jährige Erfahrung mit SIL-Prozessen.<br />
Systematische Fehler, unbeabsichtigte Fehlbe<strong>die</strong>nung oder<br />
Prozess anomalien unter harschen Bedingungen − es gibt vielfältige<br />
Sicherheitsrisiken und jede Anlage hat ihre ganz eigenen Anforderungen.<br />
Die neue Generation der 80-GHz-Radargeräte wurde nach<br />
IEC 61508 entwickelt, sodass sie unmittelbar in SIL2-Kreisen zum<br />
Einsatz kommen kann. Auch der Einsatz in SIL3-Kreisen beispielsweise<br />
in homogener Redundanz ist möglich. Denn Störungen in<br />
Anlagen haben oft fatale Folgen <strong>für</strong> Umwelt, Menschen und Maschinen.<br />
Durch das SIL-Expertenwissen von Endress+Hauser lassen<br />
sich <strong>die</strong> Sicherheitsrisiken systematisch senken und Prüfkosten<br />
effektiv reduzieren. Die intuitive Be<strong>die</strong>nung der Geräte erfordert<br />
keine nennenswerte Einarbeitungszeit. Bei sicherheitsrelevanten<br />
Prozessen sorgen integrierte Assistenten (Wizards) <strong>für</strong> eine fehlerfreie<br />
und sichere Inbetriebnahme und SIL-Verriegelung der Messge-<br />
räte. Auch bei Wiederholprüfungen wird dank der Wizards Zeit eingespart<br />
und Fehler werden vermieden. Unbeabsichtigte Fehlbe<strong>die</strong>nung<br />
wird damit nahezu ausgeschlossen, <strong>die</strong> optimale und sichere<br />
Funktion der Messtechnik ist zu jeder Zeit gewährleistet. Zusätzlich<br />
vermeidet eine Unterspannungserkennung gefährliche Anlagenzustände.<br />
Gefahren auf ein Minimum reduziert<br />
Typische Gefahren durch gefährliche Stoffe, harsche Umgebungen<br />
oder Explosionsgefahr werden durch <strong>die</strong> Technik ebenfalls auf ein<br />
Minimum reduziert. So bleiben Mitarbeiter bei Analysen, Steuerungen,<br />
Wartungen und Kontrollen stets außerhalb des Gefahrenbereichs,<br />
da sämtliche Arbeiten aus der Ferne über Bluetooth und <strong>die</strong><br />
Smartblue-App von Endress+Hauser durchgeführt werden können<br />
<strong>–</strong> durch Ethernet-APL erstmals schnell und einfach über den integrierten<br />
Webserver. Dies ist auch in schwer zugänglichen Bereichen<br />
von Vorteil. Auch der komfortable, drahtlose Fernzugriff selbst erfüllt<br />
höchste Sicherheitsanforderungen. Zum Schutz von Passwörtern<br />
wurde eine zusätzliche Sicherheitsebene <strong>für</strong> Bluetooth entwickelt,<br />
deren Kernkomponente CPace ist. CPace verhindert Angriffe<br />
während des Bluetooth-Pairings. Das Schutzniveau <strong>die</strong>ser Sicherheitserweiterung<br />
wurde vom Münchner Fraunhofer-Institut AISEC<br />
als „hoch“ eingestuft.<br />
In explosionsgefährdeten Bereichen ist eine Kontrolle der Geräte im<br />
geschlossenen Zustand über optische Be<strong>die</strong>ntasten möglich. Hochbeständige<br />
Materialien schützen das Gerät vor extremen Prozessbedingungen<br />
und ermöglichen Einsätze bei hohen Temperaturen bis<br />
450 °C. Eine keramische Prozesstrennung und eine zusätzliche Glasabdichtung<br />
schützen Mensch und Umwelt vor gefährlichen Stoffen.<br />
Nur ein Messgerät mit den richtigen Parametern kann optimale<br />
Prozesse bei Produktion, Verarbeitung oder Lagerung sicherstellen.<br />
Beim Micropilot sind Parameter vor unbeabsichtigten Änderungen<br />
dadurch geschützt, dass immer automatisch eine Prüfsumme (CRC)<br />
aus den sicherheitsrelevanten Parametereinstellungen gebildet wird.<br />
Ändert sich eine sicherheitsrelevante Einstellung, wird <strong>die</strong> Änderung<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 11
<strong>cav</strong><br />
AUTOMATISIERUNG, DIGITALISIERUNG<br />
Die Radarsensoren Micropilot bieten Sicherheit, Produktivität und einfache Be<strong>die</strong>nbarkeit im Prozessalltag<br />
umgehend erfasst und protokolliert. Systematische Fehler können so<br />
vermieden und Prüfprozesse beschleunigt werden. Muss das ganze<br />
Gerät ausgetauscht werden, können Parameter über <strong>die</strong> mobile Dateneinheit<br />
Historom einfach und sicher übertragen werden.<br />
Mehr Effizienz und Performance<br />
Die 80-GHz-Micropilot-Familie steigert durch <strong>die</strong> hohe Messperformance<br />
des neu entwickelten Radarchips auch <strong>die</strong> Produktivität von<br />
Industrieprozessen. Dazu tragen Technologien wie <strong>die</strong> Heartbeat<br />
Technology, Ethernet-APL und das damit verbundene Vorliegen von<br />
Echtzeitdaten bei. Sie minimieren Prozessunterbrechungen. Die<br />
Messgeräte meistern problemlos hohe Prozessdrücke und Temperaturen,<br />
wie sie in Reaktoren oder Reaktorgefäßen entstehen. Der enge<br />
Abstrahlwinkel und <strong>die</strong> präzise Signalfokussierung gewährleisten<br />
hohe Messgenauigkeit auch in Großtanks, bei Rührwerken oder<br />
Heizschlangen. Genaue Messergebnisse in Bereichen bis zu 100 m<br />
sind <strong>für</strong> <strong>die</strong> Produktreihe Standard.<br />
Datenerfassung über digitale Kommunikation<br />
Heartbeat Technology, <strong>die</strong> es bereits <strong>für</strong> eine Vielzahl von Messprinzipien<br />
wie Durchfluss, Druck, Grenzschalter, Temperatur und Flüssigkeitsanalyse<br />
gibt, liefert zuverlässige Diagnose- und Monitoringdaten<br />
und macht durch <strong>die</strong> konstante Überwachung von Anomalien<br />
wie Schaum- oder Ansatzbildung vorausschauende Wartungen möglich.<br />
Der patentierte Radar Accuracy Index (RAI) ermöglicht in<br />
Kombination mit Heartbeat Verification nun erstmals <strong>die</strong> rückführbare<br />
Verifizierung gemäß DIN ISO 9001, <strong>die</strong> Kalibrierungs- und Dokumentationsaufwände<br />
deutlich verringert. Die Verifizierung erfolgt<br />
ohne Ausbau oder Prozessunterbrechung direkt in der Messstelle in<br />
unter drei Minuten. Durch präzise Momentaufnahmen zur Messgenauigkeit<br />
können darüber hinaus Kalibrierzyklen erweitert werden.<br />
State-of-the-Art-Kommunikationsmöglichkeiten wie Profibus PA,<br />
Hart und Ethernet-APL steigern <strong>die</strong> Anlagenverfügbarkeit weiter. Mit<br />
der neuen Technologie ist es möglich, Ethernet direkt im rauen<br />
Umfeld der Prozessautomatisierung einzusetzen. Ethernet-APL ist<br />
eine erweiterte physikalische Schicht <strong>für</strong> Ethernet. Die Technologie<br />
erfüllt sämtliche Anforderungen von Prozessanlagen. Damit wird<br />
Digitalisierung in der Prozessindustrie vollständig und in allen Life-<br />
Cycle-Phasen ermöglicht. Dank einfacher Integration in Asset-Management-Systeme<br />
und intelligenter Selbstdiagnose lassen sich Anlagenstillstände<br />
weitestgehend vermeiden und <strong>die</strong> Produktionsleistung<br />
erhöhen.<br />
Universell einsetzbar<br />
Die aktuelle Generation der 80-GHz-Radarsensoren zur Füllstandmessung<br />
erweitert den Einsatzbereich der 80-GHz-Radartechnologie.<br />
Das breite Produktportfolio umfasst vielfältige Gehäusevarianten<br />
<strong>für</strong> verschiedene Einbausituationen. Dank ihrer kompakten Bauweise<br />
können Einkammerversionen aus Kunststoff oder Aluminium<br />
in beengten Einbausituationen eingesetzt werden. Zusätzlich kann<br />
auch eine abgesetzte Anzeige <strong>für</strong> schwer zugängliche Orte verwendet<br />
werden. Die Geräte sind intuitiv be<strong>die</strong>nbar und lassen sich per<br />
Smartblue-App aus der Ferne be<strong>die</strong>nen. Um den Zustand des Messgeräts<br />
immer im Blick zu haben und <strong>die</strong> richtigen Maßnahmen ableiten<br />
zu können, wird der Zustand nach Namur NE 107 dargestellt.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Endress+Hauser<br />
AUTOR:<br />
CARSTEN SCHULZ<br />
Product Manager Sales<br />
Marketing Level+Pressure,<br />
Endress+Hauser<br />
12 <strong>cav</strong> 1-2-2023
<strong>cav</strong><br />
ADVERTORIAL<br />
Der neue Erdbeben-Eurocode erfordert ein Überdenken der Maßnahmen<br />
Erdbebenschutz in<br />
Chemieanlagen<br />
Durch <strong>die</strong> Einführung des neuen Erdbeben-Eurocodes DIN EN 1998<strong>–</strong>1/NA müssen <strong>die</strong><br />
Gefahren in den Anlagen und deren Auswirkungen auf <strong>die</strong> Tragstrukturen, Einbauten und<br />
Versorgungsbauwerke neu bewertet werden. Aufgrund der fließenden Übergänge der<br />
Erdbebenzonen befinden sich nun mehr Anlagen in Schwachbebengebieten. Damit gewinnt<br />
der Lastfall Erdbeben an bestimmten Chemie-Standorten in Deutschland an Relevanz.<br />
Obwohl das Erdbebenrisiko in Deutschland<br />
im Vergleich mit Südeuropa eher gering ist,<br />
müssen sich auch deutsche Anlagen <strong>für</strong> den<br />
Lastfall Erdbeben wappnen <strong>–</strong> künftig noch<br />
stärker als bislang. Bisher ordnete <strong>die</strong> DIN<br />
4149 zahlreiche Regionen in Deutschland<br />
keiner Erdbebenzone zu. Der neue Erdbeben-Eurocode<br />
DIN EN 1998<strong>–</strong>1/NA zieht jedoch<br />
keine klaren Grenzen zwischen den<br />
Zonen mehr, sondern führt fließende Übergänge<br />
zwischen verschiedenen Intensitätsbereichen<br />
ein. Die Folge: Was als Erdbebenzone<br />
gilt, ist geografisch nun anders definiert <strong>–</strong><br />
und <strong>die</strong> Erdbebenzonen verschieben sich.<br />
Die <strong>für</strong> den Erdbebenfall anzusetzenden horizontalen<br />
Beschleunigungen und <strong>die</strong> daraus<br />
resultierenden Ersatzlasten müssen an vielen<br />
Standorten künftig neu bemessen werden.<br />
Das Herzstück einer Erdbebennorm bildet<br />
<strong>die</strong> örtliche Definition der Erdbebengefährdung.<br />
In der DIN 4149 basiert <strong>die</strong> Einschätzung<br />
der Gefahren auf Untersuchungen aus<br />
den 1990er-Jahren. Angestoßen durch neue<br />
Erkenntnisse auf europäischer Ebene wurden<br />
<strong>die</strong> Erdbebengefährdungen neu evaluiert<br />
und im nationalen Anhang NA:2021<br />
des neuen Erdbeben-Eurocodes normativ<br />
verankert. Während in der DIN 4149<br />
Deutschland in vier Erdbebenzonen aufgeteilt<br />
war, wird nun <strong>die</strong> Erdbebengefahr an<br />
Knotenpunkten eines gleichmäßigen Rasternetzes<br />
der geographischen Koordinaten von<br />
0,1° x 0,1° definiert. Die Knotenpunkte haben<br />
dabei einen Abstand von etwa sieben<br />
Kilometern in West-Ost- und elf Kilometern<br />
in Nord-Süd-Ausrichtung. Zwischenpunkte<br />
können linear interpoliert werden. Statt abrupter<br />
Zonengrenzen ergeben sich fließende<br />
Übergänge [1].<br />
Einschneidende Auswirkungen<br />
An manchen Standorten, <strong>die</strong> zuvor nicht <strong>für</strong><br />
Erdbeben ausgelegt werden mussten, kann<br />
nun eine Berücksichtigung des Lastfalls Erdbeben<br />
erforderlich sein. Zudem resultieren<br />
aus der Neubewertung örtlich stark erhöhte<br />
Erdbebenlasten. Der <strong>für</strong> <strong>die</strong> Bewertung relevante<br />
Bodenparameter S zur Beschreibung<br />
des sogenannten elastischen horizontalen<br />
Antwortspektrums wird in Abhängigkeit<br />
von Untergrundverhältnis und Höhe der<br />
Spektralbeschleunigung neu zugeordnet. Aus<br />
den bisher sechs entstehen jetzt 18 mögliche<br />
Antwortspektren. Somit müssen <strong>die</strong> Untergrundverhältnisse<br />
nicht nur neu bewertet,<br />
sondern auch stärker berücksichtigt werden.<br />
Die baurechtliche Einführung des Erdbeben-<br />
Die Erdbebengefährdung <strong>für</strong> Deutschland:<br />
Diese Karte ist auch Bestandteil des<br />
Nationalen Anhangs [NA] der DIN EN<br />
1998-1/NA (Grafik: G. Grünthal et al.,<br />
Helmholtz-Zentrum Potsdam)<br />
Eurocodes und <strong>die</strong> Umsetzung in den Landesbauordnungen<br />
wird vielerorts zu Herausforderungen<br />
beim Erdbebennachweis<br />
führen. Eine fachgerechte Erdbebenauslegung<br />
gewinnt deshalb an Bedeutung.<br />
Expertenblick aus neuer Perspektive<br />
Damit eine Chemieanlage als erdbebensicher<br />
gilt, sind bestimmte Bemessungs- und<br />
Konstruktionsregeln zu beachten. Neben<br />
den Tragstrukturen der Anlage betrifft das<br />
auch nicht tragende verfahrenstechnische<br />
Einbauten und Versorgungsbauwerke wie<br />
etwa freistehende Silos und Tanks. Die Neubeurteilung<br />
der Erdbebensicherheit einer<br />
Bild: Helmholtz-Zentrum<br />
Dieser Fachbeitrag wurde erstmals<br />
in „<strong>cav</strong>“ 11<strong>–</strong>12/2022 veröffentlicht.<br />
Durch eine redaktionelle<br />
Überarbeitung unserer PR-Agentur<br />
wurde leider ein wichtiger Quellennachweis<br />
gelöscht. Die Definition<br />
der Erdbebengefahr an Knotenpunkten<br />
eines Rasternetzes wurde<br />
von Dipl.-Ing. Marius Pinkawa in<br />
seinem Fachbeitrag vom<br />
18.02.2022 bereits umfassend dargestellt.<br />
Wir entschuldigen uns bei<br />
Herrn Pinkawa <strong>für</strong> <strong>die</strong>ses Missgeschick<br />
und haben uns entschlossen,<br />
den kompletten Beitrag mit<br />
korrektem Quellennachweis noch<br />
einmal zu veröffentlichen. Für <strong>die</strong>se<br />
Möglichkeit bedanken wir uns<br />
bei der Redaktion der „<strong>cav</strong>“.<br />
Dr. Thomas Oberst, Unternehmenskommunikation,<br />
TÜV SÜD AG<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 13
<strong>cav</strong><br />
ADVERTORIAL<br />
Neubewertung von Chemiestandorten (Datenquellen und Berechnungen: TÜV Süd Chemie Service)<br />
Standort<br />
DIN 4149<br />
DIN EN 1998-1/NA 2021-07<br />
Prozentuale Erhöhung<br />
ohne Bodenparameter S<br />
Prozentuale Erhöhung<br />
mit Bodenparameter S<br />
Grundbeschleunigung<br />
a g<br />
[m/s 2 ]<br />
Spektralbeschleunigung<br />
S aP,R<br />
[m/s 2 ]<br />
Berechnete Grundbeschleunigung<br />
a gR<br />
=S aP,R<br />
/2,5 [m/s 2 ]<br />
[%]<br />
[%]<br />
Chempark Lev<br />
Chempark Dor (Bayer)<br />
Chempark Uer<br />
BASF Ludwigshafen<br />
Industriepark Höchst Nord<br />
Industriepark Höchst Süd<br />
0,4<br />
0,4<br />
0,2<br />
0,4<br />
0<br />
0,4<br />
1,2<br />
1,2<br />
0,8<br />
0,85<br />
0,88<br />
0,88<br />
0,48<br />
0,48<br />
0,32<br />
0,34<br />
0,35<br />
0,35<br />
+20<br />
+20<br />
+60<br />
-15<br />
↑<br />
-12<br />
+20<br />
+20<br />
+86<br />
+84<br />
↑<br />
+57 (+76, abhängig vom<br />
Bodenparameter)<br />
Anlage bietet <strong>die</strong> Chance, kritische Punkte<br />
in der Auslegung und Konstruktion von Systemen<br />
und Komponenten zu identifizieren<br />
und abzustellen. Damit verbundene Ertüchtigungen<br />
der Anlage können durch eine Verstärkung<br />
der Konstruktion, durch rechnerische<br />
Nachweise oder auch durch Umbaumaßnahmen<br />
erreicht werden.<br />
Wichtig zu erkennen ist, wie <strong>die</strong> horizontalen<br />
Beschleunigungen bei einem Erdbeben<br />
auf <strong>die</strong> Anlage wirken. Inwiefern beeinflussen<br />
sich benachbarte Systeme gegenseitig?<br />
Können Verformungen an Bauteilen oder<br />
starke Bewegungen des Inhalts von Behältern<br />
problematisch werden? Außerdem sind<br />
eingebaute Apparate, Pumpen und Rohrleitungen<br />
genau zu untersuchen, weil sie bei<br />
einem Erdbeben ebenfalls horizontal beschleunigt<br />
werden. Im schlimmsten Fall<br />
kommt es dann zu Rissen und Leckagen,<br />
über <strong>die</strong> toxische oder entzündliche Stoffe<br />
entweichen. Brände, Produktionsausfälle<br />
oder unkontrollierte chemische Reaktionen<br />
sind möglich.<br />
Rheintal bleibt der Schwerpunkt<br />
Auf Basis des Erdbeben-Eurocodes ist <strong>die</strong><br />
Gefährdung einiger Chemieanlagen neu zu<br />
bewerten. Betroffen sind zum Beispiel Chemieparks<br />
in der Niederrheinischen Bucht<br />
im Großraum Köln sowie im Bereich des<br />
Oberrheingrabens zwischen Frankfurt am<br />
Main und Basel. Die Gefährdungsbeurteilungen<br />
erstrecken sich aber nicht nur auf<br />
Brownfield-Anlagen. Auch im Greenfield<br />
müssen <strong>die</strong> neuen verfahrenstechnischen<br />
Systeme untersucht und entsprechend ausgelegt<br />
werden. Und durch den Wegfall der<br />
starren Zoneneinteilung kann es sogar sein,<br />
dass innerhalb eines Chemieparks weitere<br />
Anlagen und Gebäude hinzukommen, <strong>die</strong><br />
nun auch zu bewerten und gegebenenfalls<br />
<strong>für</strong> den Lastfall Erdbeben auszulegen sind.<br />
Chemieanlagen im Industriepark Frankfurt-<br />
Höchst südlich des Mains lagen gemäß DIN<br />
4149 bereits in einer Erdbebenzone. Nicht<br />
so der nördlich des Mains gelegene Teil des<br />
Industrieparks, in dem nach DIN 4149 keine<br />
nennenswerte Grundbeschleunigung<br />
vorhanden war. Aufgrund der neu berechneten<br />
Grundbeschleunigung kommt nun der<br />
Nordteil des Industrieparks hinzu und <strong>die</strong><br />
Anlagen dort müssen ebenfalls nachweisbar<br />
und im Einklang mit den Rechtsnormen auf<br />
Erdbeben ausgerichtet werden.<br />
Nicht nur mehr Standorte müssen bei Anwendung<br />
des Erdbeben-Eurocodes gegenüber<br />
der DIN 4149 ihre Erdbebensicherheit<br />
nachweisen. Auch <strong>die</strong> ermittelten Beschleunigungen<br />
und daraus resultierenden Ersatzlasten<br />
an den einzelnen Anlagen sind an fast<br />
allen Standorten höher. In der Niederrheinischen<br />
Bucht im Chempark Krefeld-Uerdingen<br />
ergibt sich zum Beispiel bei der Neubewertung<br />
eine prozentuale Erhöhung der<br />
Grundbeschleunigung um 60 %. Der neu<br />
zugeordnete Bodenparameter führt zu einer<br />
weiteren Erhöhung auf insgesamt 86 % gegenüber<br />
den Werten der DIN 4149.<br />
Expertentipps und praktische<br />
Umsetzung<br />
Wie gehen Anlagenbetreiber mit den gestiegenen<br />
Anforderungen um? Expertinnen und<br />
Experten von TÜV SÜD Chemie Service können<br />
mit ihrer langjährigen Prüfroutine da<strong>für</strong><br />
sorgen, dass alle Komponenten und Systeme<br />
einer Chemieanlage <strong>für</strong> den Lastfall Erdbeben<br />
rechnerisch richtig ausgelegt sind. Das<br />
gilt <strong>für</strong> Greenfield-Anlagen, bei denen vor<br />
dem Inverkehrbringen eine Gefährdungsbeurteilung<br />
durchgeführt und <strong>die</strong> Standsicherheit<br />
geprüft wird. Bei Brownfield-Anlagen<br />
geht es im Wesentlichen darum, problematische<br />
Bereiche in der Auslegung und Konstruktion<br />
von Komponenten und Anlagenteilen<br />
ausfindig zu machen.<br />
Im zweiten Schritt werden auf Basis der<br />
rechnerischen Nachweise Ertüchtigungsmaßnahmen<br />
entwickelt und unter Berücksichtigung<br />
des Gefahrenpotenzials priorisiert.<br />
Das Vorgehen ist bereits auf den neuen<br />
Erdbeben-Eurocode DIN EN 1998<strong>–</strong>1/NA<br />
abgestimmt und orientiert sich an dem im<br />
März 2022 erschienenen überarbeiteten<br />
Leitfaden „Der Lastfall Erdbeben im Anlagenbau“<br />
des Verbandes der Chemischen Industrie<br />
(VCI). Die aktuelle, dritte Fassung<br />
des Leitfadens gibt Empfehlungen <strong>für</strong> den<br />
erdbebengerechten Bau von Anlagen nach<br />
aktuellem Stand der Technik, stellt vereinfachte<br />
Berechnungsmethoden zur Verfügung<br />
und liefert Hinweise <strong>für</strong> <strong>die</strong> Beurteilung bestehender<br />
Anlagen.<br />
Quellenangabe:<br />
[1] Pinkawa, Marius: „Erdbebenauslegung<br />
von Bauwerken: Eurocode 8 ersetzt DIN<br />
4149“, in: bauingenieur24 Informations<strong>die</strong>nst,<br />
18.02.2022, URL: www.bauinge<br />
nieur24.de/fachbeitraege/massivbau/erd<br />
bebenauslegung-von-bauwerken-eurocode-<br />
8-ersetzt-din-4149/3407.htm, Abruf am<br />
08.12.2022.<br />
KONTAKT<br />
TÜV SÜD Chemie Service GmbH<br />
Kaiser-Wilhelm-Allee, Gebäude B 407<br />
51368 Leverkusen<br />
Tel.: +49 214 86910154<br />
stefan.wirth@tuvsud.com<br />
www.tuvsud.com/chemieservice<br />
AUTOR:<br />
DR.-ING. STEFAN WIRTH<br />
Gruppenleiter Design Review<br />
& Engineering, Plant & Equipment<br />
Integrity<br />
TÜV SÜD Chemie Service<br />
GmbH, Leverkusen<br />
14 <strong>cav</strong> 1-2-2023
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Bild: Juulijs <strong>–</strong> stock.adobe.com<br />
Trends im Überblick<br />
Grüner Wasserstoff auf pto<br />
Grüner Wasserstoff wird ein Enabler <strong>für</strong> <strong>die</strong><br />
Dekarbonisierung des Industriesektors sein.<br />
Doch was ist <strong>die</strong> richtige Wasserstoffstrategie?<br />
Wie kann man Wasserstoff als Rohstoff<br />
oder Energieträger sinnvoll in <strong>die</strong> Systeme<br />
integrieren? Wir haben eine Reihe von Artikeln<br />
und Nachrichten zum Thema „Grüner<br />
Wasserstoff“ <strong>für</strong> Sie zusammengestellt. Der<br />
Fokus liegt dabei natürlich auf dem Nutzen<br />
<strong>für</strong> <strong>die</strong> Prozessindustrie. Sie finden unsere<br />
Seite „Grüner Wasserstoff“ im Themenbereich<br />
unserer Homepage.<br />
www.prozesstechnik-online.de/H2gruen<br />
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Gleitlagerwerkstoffe aus<br />
Regranulaten<br />
Das nachhaltige Sortiment an Gleitlagerwerkstoffen<br />
Iglidur Eco von Igus besteht<br />
zu 97 bis 100 % aus Regranulaten. Dazu<br />
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Angüsse genutzt, ein klassisches Abfallprodukt<br />
in der Spritzgussproduktion. Das<br />
Gleitlagerprogramm beinhaltet vier<br />
Werkstoffe, <strong>die</strong> in unterschiedlichen Anwendungen<br />
ihre Vorteile ausspielen: Iglidur<br />
Eco H eignet sich beispielsweise <strong>für</strong><br />
stark korrosive und heiße Umgebungen.<br />
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Bild: Ruwac<br />
Bild: SEW<br />
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Kompakte<br />
Akkusauger<br />
Getriebeschmierstoff<br />
aus Biomasse<br />
Den Zustand von<br />
Ventilen überwachen<br />
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Die kompakten Akkusauger der<br />
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modulare Konstruktion gut an<br />
den Einsatzfall und z. B. auch an<br />
<strong>die</strong> Gefährdungsklasse des Saugguts<br />
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und -getriebemotoren sowie<br />
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Ergänzend ist es eine<br />
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den Gesundheitszustand von<br />
Ventilen ermöglichen. Das Digital<br />
Valve Kit übermittelt dem<br />
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<strong>cav</strong> 1-2-2023 15
Sichere Schlüsselaufnahme<br />
Die Smart Production Solutions (SPS), <strong>die</strong><br />
vom 8. bis 10. November 2022 in Nürnberg<br />
stattfand, hat allen Teilnehmenden erneut<br />
bewiesen, wie relevant <strong>die</strong> Plattform <strong>für</strong> <strong>die</strong><br />
gesamte Automatisierungsbranche ist. Nach<br />
zweimaliger Zwangspause stand neben<br />
Produkten und Lösungen in <strong>die</strong>sem Jahr vor<br />
allem der persönliche Austausch im Fokus.<br />
Dabei ergänzte <strong>die</strong> digitale Plattform<br />
„SPS on air“ <strong>die</strong> Präsenzveranstaltung. Fast<br />
44 000 Interessenten aus aller Welt kamen<br />
in das Nürnberger Messegelände, um sich<br />
über <strong>die</strong> aktuellsten Automatisierungsentwicklungen<br />
und -trends bei rund 1000 Ausstellern<br />
auf 112 000 m² Ausstellungsfläche<br />
zu informieren. Die Teilnehmenden nutzten<br />
<strong>die</strong> Gelegenheit, sich persönlich und intensiv<br />
auszutauschen, technologische Fortschritte<br />
zu diskutieren, Beziehungen zu<br />
pflegen sowie neue Kontakte aufzubauen.<br />
Das Vortragsprogramm konzentrierte sich<br />
u. a. auf <strong>die</strong> <strong>für</strong> <strong>die</strong> Automatisierungsbranche<br />
wichtigen Themen Sustainability in automation,<br />
Safety and security sowie New<br />
logistic methods and robotic integration. Im<br />
kommenden Jahr findet <strong>die</strong> Fachmesse <strong>für</strong><br />
smarte und digitale Automation vom 14. bis<br />
16. November 2023 in Nürnberg statt.<br />
Stellantriebe in Kolbenstangenausführung<br />
Die Schlüsselaufnahme CKS2<br />
von Euchner eignet sich als sicheres<br />
System zum Sperren und<br />
Starten von Maschinen. Zudem<br />
kann es aber auch <strong>für</strong> <strong>die</strong> Berechtigungsvergabe,<br />
<strong>für</strong> <strong>die</strong> Anwahl<br />
einer Betriebsart oder als<br />
Schlüsseltransfersystem verwendet<br />
werden. Dabei kann ein<br />
Schlüssel mehreren Schlüsselaufnahmen<br />
verschiedener Anlagen<br />
zugeordnet werden. Zudem<br />
ist das CKS2 hinsichtlich der Anzahl<br />
an Schlüsseln flexibel skalierbar<br />
und kann dadurch aufwendige<br />
Schlüsselwechselboxen<br />
und Schlüsselverteilstationen ersetzen.<br />
Dank hochco<strong>die</strong>rter<br />
RFID-Schlüssel auf Transponderbasis<br />
gewährleistet <strong>die</strong> Schlüsselaufnahme<br />
hohen Manipulationsschutz<br />
und eine Sicherheitsstufe<br />
gemäß Kategorie 4/PL e.<br />
Konfiguriert wird der Schlüssel,<br />
indem er an der Schlüsselaufnahme<br />
eingelernt wird.<br />
Die Schlüsselaufnahme gibt es<br />
sowohl als Submodul <strong>für</strong> den<br />
Einbau in das Schutztürsystem<br />
MGB2 Modular als auch als<br />
kompaktes System mit integrierter<br />
Auswerteelektronik.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Euchner<br />
Bei den elektrischen Antrieben<br />
der Aventics-Serie SPRA von<br />
Emerson handelt es sich um<br />
eine Serie von präzisen Kolbenstangenzylindern<br />
mit hoher<br />
Wiederholgenauigkeit. Das Besondere:<br />
Die elektrischen Stellantriebe<br />
werden nicht nur mit<br />
einer, sondern mit drei Gewindetriebtechnologien<br />
angeboten.<br />
Dazu gehören ein Präzisions -<br />
kugelgewindetrieb, der eine<br />
sehr hohe Haltbarkeit und<br />
Genauigkeit <strong>für</strong> Anwendungen<br />
bietet, bei denen es auf optimale<br />
Qualität oder hohen Durchsatz<br />
ankommt. Hinzu kommen<br />
eine kosteneffiziente Gleitspindelvariante<br />
sowie Rollengewindetriebe<br />
<strong>für</strong> Präzision, Geschwindigkeit<br />
und schwere<br />
Lasten. Mit <strong>die</strong>ser vielseitigen<br />
Auswahl an Kolbenstangenzylindern<br />
können Benutzer elektrische<br />
Aktuatoren so konfigurieren,<br />
dass sie anspruchsvolle<br />
Anwendungsanforderungen<br />
erfüllen, wie beispielsweise<br />
verbesserte Nachhaltigkeit oder<br />
Effizienz.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Emerson<br />
Bild: Mesago/Arturo Rivas Gonzalez<br />
Bild: Emerson<br />
Bild: Euchner<br />
16 <strong>cav</strong> 1-2-2023
Fernwartung mit einfacher Zugriffsverwaltung<br />
Die Fernwartungslösung Genubox<br />
von Genua basiert auf einer<br />
hoch sicheren Rendezvous-Architektur<br />
und unterstützt durch<br />
einen Software Defined Perimeter<br />
<strong>die</strong> Absicherung einzelner<br />
Dienste gemäß dem Zero-Trust-<br />
Paradigma. Durch <strong>die</strong> neu geschaffene<br />
Schnittstelle zu cloudbasierten<br />
Identitäts- und Zugriffsmanagementsystemen<br />
wie<br />
OKTA, Azure Active Directory<br />
sowie weiteren Open-Source-<br />
Anbietern können Anwender<br />
<strong>die</strong> Fernwartung jetzt einfach in<br />
bestehende Identity- und Access-Management-Systeme<br />
integrieren.<br />
Zugriffe <strong>für</strong> Mitarbeiter,<br />
Dienstleister und Partner<br />
lassen sich damit effizient aus<br />
der Cloud regulieren. Das reduziert<br />
den organisationseigenen<br />
Konfigurationsaufwand und erleichtert<br />
<strong>die</strong> Migration zu<br />
Cloud-Anwendungen und<br />
-Plattformen. Zudem wird das<br />
Handling vereinfacht, da <strong>die</strong><br />
Identifizierung über <strong>die</strong> gewohnten<br />
Verfahren erfolgt. Die<br />
Fernüberwachungslösung erfüllt<br />
alle Empfehlungen des<br />
Bundesamtes <strong>für</strong> Sicherheit in<br />
der Informationstechnik (BSI)<br />
an eine sichere Fernwartung.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Genua<br />
Bild: Genua<br />
Premium-<br />
Produkte <strong>für</strong><br />
Wasserstoff-<br />
Anwendungen<br />
von ELAFLEX<br />
Schläuche, Armaturen<br />
+ Kompensatoren<br />
Kompensator<br />
ERV-H2+<br />
Softwareplattform mit MTP Suite<br />
H2 Wasserstoff-<br />
Schlauchleitungen<br />
Kugelhähne<br />
350 bar<br />
Mit der aktuellen Version der<br />
Copa-Data-Softwareplattform<br />
Zenon 11 wird eine MTP Suite<br />
<strong>für</strong> <strong>die</strong> modulare Produktion<br />
eingeführt. MTP ist dabei auf<br />
der Prozessorchestrierungsebene<br />
(Zenon POL) integriert. Dadurch<br />
wird eine nahtlose Interaktion<br />
mit dem Zenon Engineering<br />
Studio erreicht. Wie <strong>die</strong><br />
Vorgängerversionen kann <strong>die</strong><br />
Softwareplattform in einer Vielzahl<br />
unterschiedlicher industrieller<br />
Umgebungen eingesetzt<br />
werden. Verbesserungen wurden<br />
unter anderem in der Engi -<br />
neering-Ergonomie sowie im<br />
Bereich Cyber-Security vorgenommen.<br />
Zusätzliche Kommunikationsprotokolle<br />
machen Zenon<br />
noch kompatibler mit anderen<br />
Systemen. Die Schnittstelle<br />
Werum MSI ermöglicht <strong>die</strong><br />
Anbindung von Maschinen an<br />
PAS-X. Alarm Shelving unterstützt<br />
Nutzer bei der Verwaltung<br />
von Fehlermeldungen. Das<br />
Batch-Modul wurde ebenfalls<br />
erweitert. In der chronologischen<br />
Ereignisliste (CEL) stehen<br />
nun mehr Informationen über<br />
<strong>die</strong> Rezepturausführung bereit.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Copa-Data<br />
Bild: Copa-Data<br />
Bereit <strong>für</strong> <strong>die</strong> Zukunft.<br />
H2 Wasserstoffschläuche<br />
<strong>für</strong> den<br />
Niederdruckbereich. .<br />
Durchgängig leitfähig.<br />
Größen DN 13 - 50.<br />
H2 Wasserstoff-<br />
Equipment mit<br />
sehr geringer<br />
Permeation<br />
ERV-H2+ Gummikompensatoren.<br />
Für den<br />
Transfer von 100% Wasserstoff und<br />
100% Methan oder andere Mischungen,<br />
sog. 'Hythane'. Betriebsdruck 25 bar.<br />
Kugelhähne, Rückschlagventile und Schnellkupplungen<br />
( bis 1" ) <strong>für</strong> den Einsatz mit<br />
hoch verdichtetem H2 Wasserstoff bis 350 bar.<br />
ELAFLEX HIBY GmbH & Co. KG<br />
Tel. +49 40 540 005-0 <strong>cav</strong> · info@elaflex.de<br />
1-2-2023 17<br />
www.elaflex.de
<strong>cav</strong><br />
MESSENACHLESE<br />
Füllstandssensor misst noch mehr Me<strong>die</strong>n<br />
Durchflusssensor ohne bewegliche Teile<br />
Der Füllstandsensor Combilevel<br />
PLP70 von Baumer passt sich an<br />
viele Me<strong>die</strong>n automatisch an<br />
und ermöglicht dank eines großen<br />
Touch-Displays eine be<strong>die</strong>nerfreundliche<br />
Prozessüberwachung.<br />
Ein besonderes Merkmal<br />
ist <strong>die</strong> erforderliche Mindestleitfähigkeit<br />
des Mediums.<br />
Das Vorgängermodell LSP konnte<br />
Me<strong>die</strong>n mit einer Leitfähigkeit<br />
ab 50 µS/cm messen. Der<br />
PLP70 detektiert selbst Füllstände<br />
von Prozessme<strong>die</strong>n mit sehr<br />
niedriger Leitfähigkeit ab<br />
Bild: Baumer<br />
10 µS/cm. Damit stößt der<br />
PLP70 in Grenzbereiche vor<br />
und kann auch in Me<strong>die</strong>n wie<br />
Prozesswasser zum Einsatz kommen.<br />
Eine digitale IO-Link-<br />
Schnittstelle sowie ein analoger<br />
Ausgang sind Standard. Die Einsatzbereiche<br />
reichen von industriellen<br />
Anwendungen in Prozesstanks,<br />
Reinigungsanlagen,<br />
Filter- oder Wasseraufbereitungsanlagen<br />
bis hin zu hygienischen<br />
Anwendungen.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Baumer<br />
Der Durchflusssensor SU Puresonic<br />
von ifm arbeitet mit Ultraschalltechnik.<br />
Ultraschallsender<br />
und -empfänger sind dabei<br />
an der Außenseite der Wandung<br />
so platziert, dass <strong>die</strong> Reflexion<br />
an der gegenüberliegenden Innenseite<br />
des Rohres erfolgt. Dadurch<br />
sind keine störenden Einbauten<br />
innerhalb des Edelstahl-<br />
Messrohrs notwendig. Weiterer<br />
Vorteil: Der Sensor kommt dadurch<br />
ohne Dichtungen aus und<br />
gewährleistet eine dauerhafte<br />
Dichtigkeit. Zudem ist er mit<br />
einer Betriebszustands-LED ausgestattet,<br />
<strong>die</strong> unterschiedliche<br />
Statusmeldungen signalisieren<br />
kann. Neben grün und rot kann<br />
<strong>die</strong> LED gemäß Namur NE107<br />
auch blau leuchten, womit auf<br />
eine Veränderung im Prozess<br />
hingewiesen werden kann.<br />
Der Durchflusssensor ist in zwei<br />
Baugrößen mit Prozessanschlüssen<br />
von 1" und 2" lieferbar. Die<br />
Messbereiche der beiden Ausführungen<br />
sind 1…240 bzw.<br />
5…1000 l/min. Als Medium eignen<br />
sich Reinstwasser und Wasser<br />
oder wasserbasierte Me<strong>die</strong>n<br />
mit einem Zusatz von Additiven<br />
von bis zu 10 %.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: ifm<br />
Bild: ifm<br />
Maschinenbremsen sensorlos überwachen<br />
Bild: Mayr<br />
Das Modul Roba-brake-checker von Mayr Antriebstechnik ist eine intelligente Lösung <strong>für</strong><br />
das sensorlose Monitoring von Maschinenbremsen. Das Schaltgerät kann je nach Anforderung<br />
entweder nur <strong>für</strong> <strong>die</strong> Überwachung des Schaltzustands eingesetzt werden oder aber<br />
zusätzlich auch <strong>die</strong> Spulentemperatur überwachen und eine präventive Funktionsüberwachung<br />
auf Verschleiß, Funktionsreserve und Fehler leisten. Die Ansteuerungs- und <strong>die</strong> Überwachungsfunktion<br />
sind dabei in einem möglich. Das Schaltgerät arbeitet zuverlässig und<br />
verschleißfrei <strong>–</strong> unabhängig von der Takthäufigkeit und der Taktanzahl. Darüber hinaus<br />
beeinträchtigt das Modul <strong>die</strong> Konstruktion der Bremse nicht und lässt sich problemlos<br />
nachrüsten.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Mayr<br />
Druck, Temperatur, Füllstand<br />
Alles aus einer Hand?<br />
Präzise MSR-Technik von AFRISO!<br />
74-03<br />
Mano meter, Druckmittler, Druck messumformer<br />
und Thermometer<br />
Füllstandmessgeräte und innovative<br />
Warngeräte <strong>für</strong> unterschiedlichste<br />
Me<strong>die</strong>n<br />
Clevere Baukasten sys teme, vielfältige<br />
Prozess anschlüsse, getestete Materialien<br />
passend <strong>für</strong> Ihren Einsatzfall<br />
18 <strong>cav</strong> 1-2-2023<br />
www.afriso.de/prozesse
®<br />
Kompakte 24-V(DC)-Schaltnetzteile<br />
Fachmesse <strong>für</strong> Granulat-, Pulverund<br />
Schüttgut-Technologien<br />
Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate<br />
29. - 30. März 2023<br />
Messe Dortmund<br />
Die kompakten 24-V(DC)-<br />
Schaltnetzteile PFR12D versorgen<br />
<strong>die</strong> Sicherungsautomaten<br />
der Power4-REX-Reihe von<br />
E-T-A. In Kombination mit den<br />
anderen Komponenten des<br />
REX- Systems sorgt <strong>die</strong> platzsparende<br />
Bauform auch <strong>für</strong> Flächeneinsparungen.<br />
Das PFR12D<br />
lässt sich einfach an alle anderen<br />
Komponenten des REX-Systems<br />
anreihen. Die mechanische<br />
sowie <strong>die</strong> elektrische Verbindung<br />
erfolgen dabei ohne Zubehör<br />
wie Brücken oder Stromschienen.<br />
Außerdem sind <strong>die</strong><br />
Schaltnetzteile in der Lage, verschiedene<br />
Parameter- und Statusdaten<br />
<strong>für</strong> <strong>die</strong> übergeordnete<br />
Steuerung zur Verfügung zu<br />
stellen und sorgen so in jeder<br />
Anwendung <strong>für</strong> eine hohe<br />
Transparenz. Die Übertragung<br />
an <strong>die</strong> Steuerung erfolgt mittels<br />
Controlplex-Controller und ist<br />
optional. Dabei erkennen <strong>die</strong><br />
Schaltnetzteile selbstständig und<br />
automatisch, ob eine Kommunikation<br />
verfügbar ist.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: E-T-A<br />
IHR<br />
KOSTENFREIES<br />
MESSE-TICKET<br />
mit Code 1404<br />
QR-Code scannen<br />
oder auf www.fachmessen-dortmund.de einlösen<br />
Digitale Wartungssicherung <strong>für</strong> Maschinen<br />
Parallel zur:<br />
Die digitale Wartungssicherung<br />
Key-in-pocket von Pilz stellt<br />
sicher, dass <strong>die</strong> Maschine während<br />
Wartungsarbeiten nicht<br />
wieder anläuft und unautorisierte<br />
Personen keinen Zugang erhalten.<br />
Die Lösung basiert auf<br />
dem Zugangsberechtigungssystem<br />
PITreader und wird mit der<br />
konfigurierbaren Kleinsteuerung<br />
Pnozmulti 2 oder dem Automatisierungssystem<br />
PSS 4000 realisiert.<br />
Anwender erhalten auf einem<br />
RFID-Schlüssel ihre individuellen<br />
Berechtigungen, <strong>die</strong> mit<br />
PITreader an der Schutztür aus-<br />
gelesen werden. So können sich<br />
Benutzer an der Anlage authentifizieren.<br />
Anschließend wird in<br />
der Steuerung <strong>für</strong> den Benutzer<br />
eine personalisierte Security-ID<br />
hinterlegt. Die Maschine kann<br />
nun abgeschaltet und <strong>die</strong><br />
Schutztür geöffnet werden.<br />
Nach Verlassen des Gefahrenbereichs<br />
melden sich alle Personen<br />
ab, <strong>die</strong> Security-IDs werden aus<br />
der sicheren Liste der Steuerung<br />
entfernt und <strong>die</strong> Maschine kann<br />
wieder gestartet werden.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Pilz<br />
Fachmesse <strong>für</strong> industrielle<br />
Pumpen, Ventile und Prozesse<br />
29. - 30. März 2023<br />
Messe Dortmund<br />
Bild: Pilz<br />
© 2023 Easyfairs Group<br />
Premium-Partner der Fachmessen<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 19
<strong>cav</strong> FOKUS ANLAGEN UND KOMPONENTEN FÜR WASSERSTOFF<br />
Pyrolysetechnologie im Container<br />
Aus Fackelgas wird<br />
sauberer Wasserstoff<br />
Rund 144 Mrd. m 3 Gas werden Jahr <strong>für</strong> Jahr abgefackelt <strong>–</strong> ausreichend, um ganz Afrika<br />
südlich der Sahara mit Energie zu versorgen. Zudem gilt das Abfackeln von Gas als schädlich,<br />
sowohl bezüglich des Klimawandels als auch <strong>für</strong> <strong>die</strong> umliegende Bevölkerung. Mithilfe<br />
eines speziellen Pyrolyseverfahrens lassen sich <strong>die</strong> Fackelgase direkt an der Fackel eines<br />
Ölfelds in sauberen Wasserstoff und festen Kohlenstoff umwandeln.<br />
Das Abfackeln ist bereits seit über 150<br />
Jahren <strong>–</strong> seit dem Beginn der Öl- und Gasförderung<br />
<strong>–</strong> gängige Praxis, wenn bei der<br />
Förderung des Rohöls aus der Tiefe Erdgas<br />
an <strong>die</strong> Oberfläche gelangt. Insbesondere in<br />
Gebieten mit begrenzt vorhandener Infrastruktur<br />
wird <strong>die</strong>ses sogenannte „Begleitgas“<br />
einfach verbrannt. Einer erst kürzlich<br />
gezeigten Reportage der BBC zufolge sind<br />
<strong>die</strong> ausgestoßenen Schadstoffe extrem<br />
schädlich <strong>für</strong> Mensch und Umwelt. Beim<br />
Abfackeln werden Ruß, Methan und flüchtige<br />
organische Verbindungen freigesetzt, <strong>die</strong><br />
zur Luftverschmutzung beitragen. Diese<br />
Stoffe werden nicht nur mit Krebs, sondern<br />
auch mit Missbildungen bei Neugeborenen,<br />
Lungenschäden und Hauterkrankungen in<br />
Verbindung gebracht. Damit sind sie mitverantwortlich<br />
<strong>für</strong> jährlich mehr als sieben<br />
Millionen Tote infolge der Luftverschmutzung.<br />
Zudem gehen Forscher davon aus,<br />
dass der Einfluss von Ruß auf <strong>die</strong> globale<br />
Erderwärmung nur noch von Kohlendioxid<br />
übertroffen wird. Das liegt daran, dass <strong>die</strong><br />
schwarzen Kohlenstoffpartikel das Sonnenlicht<br />
absorbieren, <strong>die</strong> Atmosphäre aufheizen,<br />
sich auf Eis und Schnee niederschlagen<br />
und somit dessen Fähigkeit verringern, das<br />
Sonnenlicht zu reflektieren,<br />
Energieverschwendung überwinden<br />
Nach Aussage der Weltbank ist das Abfackeln<br />
eine gigantische Verschwendung einer wertvollen<br />
natürlichen Ressource, <strong>die</strong> <strong>für</strong> produktive<br />
Zwecke wie <strong>die</strong> Stromerzeugung<br />
genutzt werden sollte. Und genau dazu ist<br />
<strong>die</strong> Technologie von H 2 -Industries in der Lage.<br />
Das Unternehmen hat eine Lösung entwickelt,<br />
<strong>die</strong> <strong>die</strong>se hochgradig umweltschädlichen<br />
Fackelgase direkt an der Fackel eines<br />
Ölfelds in sauberen Wasserstoff und festen<br />
Kohlenstoff umwandelt. Hier<strong>für</strong> wird eine<br />
spezielle Pyrolyse-Technologie verwendet.<br />
Bei <strong>die</strong>sem Verfahren zur Wasserstoffproduktion<br />
entstehen keinerlei CO 2 -Emissionen.<br />
Bei der Pyrolyse wird ein fester (oder flüssiger)<br />
Stoff thermisch in kleinere flüchtige<br />
Moleküle zersetzt, ohne dass er mit Sauerstoff<br />
oder anderen Oxidanten in Kontakt<br />
kommt. Hierbei ist es wichtig zu verstehen,<br />
dass es sich bei der Pyrolyse nicht um einen<br />
Phasenübergang, sondern um einen chemischen<br />
Prozess handelt <strong>–</strong> genauer gesagt, um<br />
einen thermischen Zersetzungsprozess, der<br />
unter Hitzeeinwirkung stattfindet und größere<br />
Moleküle in kleinere zerlegt.<br />
Mithilfe eines speziellen Pyrolyseverfahrens lassen sich <strong>die</strong> Fackelgase direkt an der Fackel<br />
eines Ölfelds in sauberen Wasserstoff und festen Kohlenstoff umwandeln<br />
Bild: eleonimages <strong>–</strong> stock.adobe.com<br />
Technologie im ISO-Container<br />
Die notwendige Technologie ist in autarken<br />
20- oder 40-Fuß-ISO-Containern untergebracht,<br />
kann in einer halbseriellen Produktion<br />
vormontiert und zur Installation direkt<br />
an den Ort der Abfackelung geliefert werden.<br />
Das Verfahren erzeugt sauberen Wasserstoff,<br />
der in einer organischen Wasserstoff-<br />
20 <strong>cav</strong> 1-2-2023
Für <strong>die</strong> Lagerung und den Transport wird der Wasserstoff in einer<br />
organischen Trägerflüssigkeit gebunden<br />
Bild: H2-Industries<br />
hat <strong>die</strong><br />
Lösung!<br />
Trägerflüssigkeit (Liquid Organic Hydrogen<br />
Carrier <strong>–</strong> LOHC) gebunden ist. LOHC sind<br />
organische Verbindungen, <strong>die</strong> durch chemische<br />
Reaktionen Wasserstoff aufnehmen und<br />
wieder freisetzen können. Daher können sie<br />
als Speichermedium <strong>für</strong> Wasserstoff verwendet<br />
werden und das flüchtige Wasserstoffgas<br />
muss nicht mehr kosten- und energieintensiv<br />
heruntergekühlt oder komprimiert werden.<br />
Das System ist in der Lage, aus 1 t Fackelgas<br />
bis zu 100 kg sauberen Wasserstoff und<br />
730 kg festen Kohlenstoff zu generieren. Eine<br />
typische mittelgroße Ölplattform setzt<br />
jährlich 13 500 t Abfackelgas frei, aus denen<br />
ein einziger Flare-to-Hydrogen-Container<br />
158 t sauberen Wasserstoff pro Jahr produzieren<br />
kann. Durch <strong>die</strong> Aufbereitung von<br />
100 Mio. t Abfackelgas pro Jahr, der Menge,<br />
<strong>die</strong> 2021 in <strong>die</strong> Atmosphäre freigesetzt wurde,<br />
könnten 10 Mio. t sauberer Wasserstoff<br />
produziert werden, und das bei einem Preis<br />
von etwa 2 bis 3 US-Dollar pro Kilogramm.<br />
Der vor Ort erzeugte Wasserstoff kann in<br />
Wasserstoff-Brennstoffzellen in elektrische<br />
Energie umgewandelt werden.<br />
Geschlossener Hydrierkreislauf<br />
Dass ein Verfahren erfolgreich ist, muss es<br />
mit unterschiedlichsten Zusammensetzungen<br />
des Ausgangsstoffs zurechtkommen. Die<br />
Zusammensetzung von Fackelgas ist an jeder<br />
Abfackelstelle anders. Daher müssen <strong>die</strong><br />
unterschiedlichen Kohlenstoffhydrate mittels<br />
Membranen abgeschieden werden, bis<br />
nur noch reines CH 4 übrigbleibt. Anschließend<br />
wird <strong>die</strong>ses CH 4 in einem Methan-Pyrolyseverfahren<br />
in Wasserstoff und festen<br />
Kohlenstoff aufgespalten. Mit einem Druck<br />
zwischen 30 und 50 bar und speziell <strong>für</strong><br />
<strong>die</strong>se Anwendung entwickelten Katalysatoren<br />
wird das LOHC hydriert: der Wasserstoff<br />
wird chemisch gebunden. Das daraus entstehende<br />
mit Wasserstoff beladene LOHC+<br />
kann mit der üblichen Infrastruktur <strong>für</strong><br />
Benzin- und Dieselkraftstoff transportiert<br />
werden. Das Hydrierverfahren ist exotherm.<br />
Die dabei entstehende Abwärme lässt sich<br />
<strong>für</strong> andere Prozesse nutzen, was <strong>die</strong> Gesamteffizienz<br />
des Systems weiter steigert. Um<br />
das LOHC+ zu dehydrieren, d. h. den Wasserstoff<br />
wieder aus dem Liquid zu lösen,<br />
durchläuft es einen beheizten Dehydrierreaktor,<br />
der den <strong>für</strong> <strong>die</strong>sen Prozess benötigten<br />
Katalysator enthält. Das auf <strong>die</strong>se Weise dehydrierte<br />
LOHC- kann nun wieder zum Ort<br />
der Hydrierung zurückgeführt und erneut<br />
mit Wasserstoff beladen werden. Somit handelt<br />
es sich um einen in sich geschlossenen<br />
Kreislauf. Das LOHC selbst wird nicht verbraucht,<br />
sondern mehrfach wiederverwendet.<br />
Seine Nutzungsdauer lässt sich zusätzlich<br />
verlängern, indem es nach mehreren<br />
Zyklen gereinigt wird.<br />
Sauberer Industrieruß<br />
Das einzige Nebenprodukt des Verfahrens ist<br />
fester Industrieruß, der in ISO-Containertanks<br />
in alle Welt verschifft werden kann.<br />
Industrieruß (Carbon Black) wird hauptsächlich<br />
zur Verstärkung von Gummi in Reifen<br />
verwendet. Er kann aber auch als Pigment,<br />
UV-Stabilisator, Leit- oder Isolierstoff<br />
in verschiedenen Gummi-, Kunststoff- und<br />
Beschichtungsprodukten eingesetzt werden<br />
sowie in weiteren Produkten des Alltags wie<br />
Schläuchen, Förderbändern, Schuhen und<br />
Druckereierzeugnissen.<br />
Carbon Black wird in der Regel in einem<br />
Hochtemperaturreaktor durch ein exakt<br />
kontrolliertes Flammensyntheseverfahren<br />
hergestellt, bei dem Öl und zuweilen auch<br />
Erdgas als Ausgangsstoff <strong>die</strong>nen. Somit trägt<br />
dessen Herstellung ebenso wie <strong>die</strong> Förderung<br />
seiner Ausgangsstoffe erheblich zur<br />
globalen Erderwärmung und Umweltverschmutzung<br />
bei. Demgegenüber fängt das<br />
Verfahren von H 2 -Industries sauberen Ruß<br />
auf, der aus schädlichen Nebenprodukten<br />
der Ölförderung hergestellt wird, ohne dass<br />
dabei zusätzliche CO 2 -Emissionen entstehen.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: H2-Industries<br />
AUTOR:<br />
MICHAEL STUSCH<br />
CEO,<br />
H2-Industries<br />
Baureihe 3<br />
ermöglicht<br />
Förderströme<br />
bis 4.000 l/h<br />
Erfahren Sie mehr!<br />
www.gather-industrie.de<br />
GATHER Industrie GmbH<br />
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Flüssigkeiten<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 21<br />
+ fördern + kuppeln + dosieren
<strong>cav</strong> FOKUS ANLAGEN UND KOMPONENTEN FÜR WASSERSTOFF<br />
Zuverlässige Lösungen <strong>für</strong> eine sichere Wasserstoff-Wertschöpfungskette<br />
Durch <strong>die</strong>se Ventile kann<br />
er kommen<br />
Für <strong>die</strong> sichere Lagerung und den Transport von Wasserstoff sowie seine Über -<br />
führung vom flüssigen in den gasförmigen Zustand bietet Herose verschiedene Ventile<br />
an. Darunter diverse Sicherheitsventile und Armaturen, <strong>die</strong> <strong>für</strong> Temperaturen bis<br />
-269 °C ausgelegt sind.<br />
Der Umbau hin zu einer Wasserstoffwirtschaft<br />
beschleunigt sich und wird immer<br />
sichtbarer. Wasserstoff wird vom Energieträger<br />
der Zukunft zum Energieträger der Gegenwart.<br />
Denn Wasserstoff ist ein wichtiger<br />
Baustein, um erneuerbare Energien und Klimaschutz<br />
zu verbinden.<br />
An vielen Stellen ist der Einsatz von Strom<br />
aus erneuerbaren Quellen möglich. Dort,<br />
wo der grüne Strom nicht eingesetzt werden<br />
kann, ist grüner Wasserstoff eine mögliche<br />
Lösung: beispielsweise bei der Düngemittelherstellung,<br />
wo er als Alternative <strong>für</strong><br />
Erdgas genutzt wird, oder in der Stahlindustrie,<br />
wo er Kohle ersetzt. Für andere Anwendungen,<br />
<strong>die</strong>nt Wasserstoff als Speicher- und<br />
Transportmedium <strong>für</strong> Energie.<br />
Bilder: Herose<br />
Wasserstoff als Energiespeicher<br />
Die erneuerbaren Energien sind auf dem<br />
Vormarsch <strong>–</strong> allen voran Windkraft und Solarenergie.<br />
Allerdings ist ihre Energieproduktion<br />
abhängig vom Wetter und <strong>die</strong><br />
höchste Energienachfrage in Deutschland<br />
liegt in den Wintermonaten. Da sich der<br />
Strom nicht in großen Mengen speichern<br />
lässt, wird er zur Erzeugung von Wasserstoff<br />
mittels Elektrolyse eingesetzt. Denn Wasserstoff<br />
ist ein Energieträger, der sich gut speichern<br />
lässt. Eine Möglichkeit ist <strong>die</strong> Lagerung<br />
in unterirdischen Salzkavernen, eine<br />
Methode, <strong>die</strong> seit Längerem <strong>für</strong> Erdgas genutzt<br />
wird.<br />
Lagerung in unterirdischen Kavernen<br />
Im Vergleich zur oberirdischen Lagerung<br />
sind unterirdische Kavernen besonders sicher<br />
und sie bieten ein großes Lagerpotenzial.<br />
Laut Bundesregierung liegt allein das<br />
Potenzial in Niedersachsen <strong>für</strong> <strong>die</strong> Energiespeicherung<br />
von Wasserstoff in Salzkavernen<br />
bei etwa 300 Mrd. kWh. Die unterirdischen<br />
Hohlräume sind künstlich geschaffen, liegen<br />
sehr tief und besitzen einen sehr dichten<br />
Abschluss zum umliegenden Gestein <strong>–</strong><br />
<strong>die</strong> Verluste des gespeicherten Wasserstoffs<br />
sind also sehr gering. Die vorhandenen Salzkavernen<br />
sind üblicherweise Resultat der<br />
Produktion von Salz und Soda und liegen in<br />
einer Tiefe von 500 bis 2500 m. Der Speicherdruck<br />
variiert je nach Tiefe und geologischen<br />
Gegebenheiten zwischen 50 und<br />
200 bar.<br />
Die Sicherheitsventile 06850 sind <strong>für</strong> einen Ansprechdruck zwischen 0,5 und<br />
250 bar und eine sichere Abgabe von 5 t/h Wasserstoff bei 200 bar Druck ausgelegt<br />
Sicherheitsventile <strong>für</strong> Wasserstoff<br />
Um <strong>die</strong> Kavernen und <strong>die</strong> angeschlossene<br />
Infrastruktur sicher zu betreiben, bietet Herose<br />
geeignete Sicherheitsventile an, <strong>die</strong><br />
speziell <strong>für</strong> das Medium Wasserstoff konzi-<br />
22 <strong>cav</strong> 1-2-2023
piert sind. Die Sicherheitsventile 06850 sind<br />
<strong>für</strong> einen Ansprechdruck zwischen 0,5 und<br />
250 bar und eine sichere Abgabe von 5 t/h<br />
Wasserstoff bei 200 bar Druck ausgelegt.<br />
Für Anwendungen mit höherem Druck bis<br />
550 bar hat das Unternehmen <strong>die</strong> Ventile<br />
06810 im Programm. Für niedrigere Drücke<br />
zwischen 1 und 55 bar gibt es <strong>die</strong> Sicherheitsventile<br />
06012, <strong>die</strong> zum Beispiel<br />
bei 4 bar 12 kg/h Wasserstoff abführen können.<br />
Für kritische Anwendungen bietet Herose<br />
<strong>die</strong> Sicherheitsventile 06383 an, <strong>die</strong><br />
bereits bei 105 % des Ansprechdrucks vollständig<br />
öffnen, anstatt bei den üblichen<br />
110 % <strong>–</strong> <strong>die</strong>se Ventile sind ebenfalls <strong>für</strong> Wasserstoffanwendungen<br />
erhältlich.<br />
Lagerung und Transport in Kryotanks<br />
Flüssiger Wasserstoff hat bei 200 bar nur<br />
ein Fünftel des Volumens von gasförmigem<br />
Wasserstoff. Die höchste Speicherdichte, bezogen<br />
auf das Volumen, erreicht man also<br />
bei einer Verflüssigung des Gases. Dazu ist<br />
ein Herunterkühlen auf -253 °C notwendig.<br />
Der flüssige Wasserstoff wird in sehr gut<br />
isolierten Kryotanks gelagert und auch<br />
transportiert. Durch <strong>die</strong> Volumenreduzierung<br />
eignen sich Flüssiggasspeicher gut <strong>für</strong><br />
Transporte über große Distanzen, zum Beispiel<br />
<strong>für</strong> einen Seetransport auf Schiffen. Bei<br />
längeren Standzeiten im Tank lassen sich Abdampfverluste<br />
nicht vollständig vermeiden.<br />
Im Idealfall wird das Boil-off-Gas direkt als<br />
Energieträger genutzt.<br />
Sicherheit bei Flüssigwasserstoff<br />
Für <strong>die</strong> sichere Steuerung von Flüssigwasserstoffströmen<br />
bietet Herose Tiefsttemperatur-Durchgangsventile<br />
an. Mit einer Betriebstemperatur<br />
von bis zu -269 °C bewältigen<br />
sie problemlos <strong>die</strong> Temperaturen von<br />
flüssigem Wasserstoff: Die Ventile der Baureihe<br />
Fullx Typ 11C01 können durch ein intelligentes<br />
Baukastensystem exakt auf <strong>die</strong><br />
Anforderungen der jeweiligen Wasserstoff-<br />
Infrastruktur konfiguriert werden. Die<br />
Fullx-Ventile haben viel zu bieten: eine variable<br />
Spindellänge, eine Vakuumummantelung<br />
zur Reduzierung von Wärmeverlusten,<br />
eine manuelle oder automatische Durchflusskontrolle,<br />
eine Drosselung des Durchflusses,<br />
eine Verhinderung des Rückflusses<br />
oder einen Faltenbalg, um das Austreten von<br />
Wasserstoff auf 10 -9 zu reduzieren. Dieser<br />
Wert bedeutet, dass es theoretisch Millionen<br />
Jahre dauert bis 1 g des Gases austreten<br />
würde. Für den Einbau in Wasserstoffsysteme<br />
ermöglicht das Fullx verschiedene<br />
Für niedrigere Drücke zwischen 1 und<br />
55 bar gibt es das Sicherheitsventil<br />
06012, das zum Beispiel bei 4 bar<br />
12 kg/h Wasserstoff abführen kann<br />
VIDEOSTATEMENT:<br />
Optionen: gerade, winklig oder y-förmig <strong>–</strong><br />
ein wirklich vielseitiges und leistungsstarkes<br />
Baukastensystem; es ist sogar <strong>für</strong> den Einbau<br />
kopfüber geeignet.<br />
Vom Flüssigzustand zurück zum Gas<br />
Wenn importierter flüssiger Wasserstoff in<br />
Europa ankommt, wird er wieder in den<br />
gasförmigen Zustand überführt, um in <strong>die</strong><br />
Infrastruktur, <strong>die</strong> in der Regel <strong>für</strong> Gase ausgelegt<br />
ist, integriert zu werden. Viele Pipelines,<br />
<strong>die</strong> bisher <strong>für</strong> Erdgas genutzt werden,<br />
können zukünftig auch Wasserstoff transportieren.<br />
Beim Übergang vom flüssigen in<br />
den gasförmigen Zustand müssen <strong>die</strong> tiefe<br />
Temperatur von -253 °C und auch ein sehr<br />
hoher Druck gemeistert werden. Für <strong>die</strong>se<br />
Art von Anwendungen können <strong>die</strong> Hochdruck-Sicherheitsventile<br />
wie das Ventil<br />
Die Tiefsttemperatur-Durchgangsventile Fullx<br />
Typ 11C01 können durch ein Baukastensystem<br />
exakt an <strong>die</strong> Anforderungen der jeweiligen<br />
Wasserstoff-Infrastruktur angepasst werden<br />
WASSERSTOFFARMATUREN<br />
Wasserstoff stellt besondere Anforderungen<br />
an Armaturen. In<br />
seinem Videostatement auf<br />
prozesstechnik.tv erläutert<br />
Dr. Jurgen Louis, wie Herose<br />
<strong>die</strong>se in seinen Wasserstoffarmaturen<br />
umsetzt. Außerdem<br />
stellt er <strong>die</strong> Fullx-Kryo-Absperrventile<br />
vor. Über den QR-<br />
Code gelangen Sie direkt zum<br />
Video.<br />
06850 eingesetzt werden. Es meistert Temperaturen<br />
von bis zu -269 ° C problemlos<br />
und ist sehr gut <strong>für</strong> <strong>die</strong> Kombination von<br />
extremen Bedingungen, wie ultratiefen<br />
Temperaturen und sehr hohen Drücken, geeignet.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Herose<br />
AUTOR:<br />
DR. JURGEN LOUIS<br />
Business Development<br />
Manager Hydrogen,<br />
Herose<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 23
<strong>cav</strong> FOKUS ANLAGEN UND KOMPONENTEN FÜR WASSERSTOFF<br />
Elastomerdichtungen <strong>für</strong> Wasserstoffanwendungen<br />
Keine Werkstoffe von<br />
der Stange<br />
Zu den Erfolgsfaktoren <strong>für</strong> <strong>die</strong> Anwendung von Wasserstofftechnologien in der<br />
Industrie zählen optimal darauf abgestimmte Komponenten. Dabei sind besonders<br />
<strong>die</strong> eingesetzten Dichtungen von größter Bedeutung. Wie <strong>die</strong> Praxis zeigt, kommen<br />
bei Werkstoffen <strong>für</strong> Elastomerdichtungen meist individuelle Lösungen zum Einsatz.<br />
Unzählige Projekte beschäftigen sich im<br />
Maschinenbau mit dem Thema Wasserstoff.<br />
Eine zentrale Schwierigkeit sowohl <strong>für</strong> Anwender<br />
als auch <strong>für</strong> Dichtungshersteller ist<br />
hierbei, dass sich <strong>die</strong> Wasserstoffprojekte<br />
bzw. deren Anwendungen selten miteinander<br />
vergleichen lassen. Wasserstoffanwendungen<br />
sind ein weites Feld, angefangen bei<br />
der Herstellung über den Transport und <strong>die</strong><br />
Verteilung bis hin zur Nutzung von Wasserstoff.<br />
Viele Projekte befinden sich noch in<br />
der Entwicklungsphase, in der keine Projektdetails<br />
publik gemacht werden. Das<br />
führt wiederum eher zu Individuallösungen<br />
als zu Standardanwendungen.<br />
Die Auswahl des geeigneten Werkstoffs <strong>für</strong><br />
<strong>die</strong> Elastomerdichtungen im Wasserstoffumfeld<br />
ist von wesentlicher Bedeutung und<br />
muss alle real auftretenden Betriebsparameter<br />
einer Anwendung berücksichtigen.<br />
Geklärt sein muss, dass der Dichtungswerkstoff<br />
beständig gegenüber allen Me<strong>die</strong>n ist,<br />
<strong>die</strong> mit der Dichtung in Kontakt kommen<br />
können, dass er temperaturbeständig ist<br />
(Umgebungstemperatur, Einsatztemperatur,<br />
absolute kurzzeitige Spitzentemperaturen)<br />
und dass er druckbeständig ist, auch bei<br />
starken Druckschwankungen. Zudem muss<br />
der Dichtungswerkstoff gute physikalische<br />
Eigenschaften (Druckverformungsrest,<br />
Spannungsrelaxation) und eine niedrige<br />
Permeation (Gasdurchlässigkeit) aufweisen.<br />
Wasserstoffpermeation<br />
Die Wasserstoffpermeation ist ein wichtiges<br />
Auswahlkriterium <strong>für</strong> Elastomerdichtungen.<br />
Das farb- und geruchslose Gas H 2 ist extrem<br />
entzündlich und <strong>die</strong> Erzeugung von molekularem<br />
Wasserstoff kompliziert und teuer.<br />
Daher ist eine Verflüchtigung aus Sicherheits-<br />
wie Kostengründen unbedingt zu vermeiden.<br />
Zwischen den ASTM-Klassen (Elastomerwerkstoffgruppen,<br />
ASTM = American<br />
Society for Testing and Materials) variiert<br />
der H 2 -Permeationskoeffizient sehr stark<br />
und auch innerhalb einer ASTM-Klasse gibt<br />
es große Unterschiede zwischen den Werkstoffen.<br />
Beispielsweise haben VMQ-Werkstoffe<br />
(Silikon) einen sehr schlechten,<br />
EPDM-Werkstoffe (Ethylen-Propylen-Dien-<br />
Kautschuk) einen deutlich besseren und<br />
FKM-Werkstoffe (Fluor-Kautschuk-Mischung)<br />
einen noch besseren Permeationskoeffizienten.<br />
Auch <strong>die</strong> Temperatur beeinflusst<br />
das Ergebnis signifikant. Ein Wert, der<br />
bei 23 °C ermittelt wurde, kann bei 80 °C<br />
z. B. bei EPDM-Werkstoffen einen Faktor<br />
Bilder: COG<br />
Die Elastomerdichtungen H 2 -Seal eignen sich speziell <strong>für</strong> Wasserstoffanwendungen<br />
24 <strong>cav</strong> 1-2-2023
Mit dem Dichtungswerkstoff werden Ein -<br />
lagerungstests mit dem im Elektrolyseur<br />
verwendeten Medium durchgeführt<br />
Versuchsaufbau <strong>für</strong> einen H 2 -Permeationstest<br />
von +5 und bei FKM-Werkstoffen einen<br />
Faktor von +3 bis über 16 aufweisen. Daher<br />
gelten getestete Werkstoffe in H 2 -Anwendungen<br />
als klare Empfehlung.<br />
Auch das Einsatzgebiet selbst kann ein<br />
wichtiges Auswahlkriterium <strong>für</strong> <strong>die</strong> Elastomerdichtung<br />
sein. So sind bei Dichtungen<br />
<strong>für</strong> Erdgas mit 10%igem Wasserstoffanteil<br />
<strong>für</strong> unterschiedliche Druck- und Temperaturbereiche<br />
verschiedene DIN-DVGW-Zertifizierungen<br />
<strong>für</strong> <strong>die</strong> Werkstoffe erforderlich<br />
(DVGW = Deutscher Verein des Gas- und<br />
Wasserfaches).<br />
Praxisbeispiel Elektrolyseur<br />
Allerdings ist <strong>die</strong> Permeabilität nicht immer<br />
das ausschlaggebende Kriterium <strong>für</strong> <strong>die</strong><br />
Auswahl des Elastomerwerkstoffes. Ein Hersteller<br />
von AEM-Elektrolyseuren zur Wasserstofferzeugung<br />
(AEM = Anion Exchange<br />
Membrane) hatte Probleme mit den Elastomerdichtungen.<br />
Der eingesetzte NBR-Werkstoff<br />
fiel bereits nach kurzer Zeit aus. Das<br />
Medium im Elektrolyseur war 5%ige Kalilauge<br />
(KOH), wobei <strong>die</strong> Temperatur maximal<br />
65 °C betrug. Als Material schlug der<br />
Dichtungshersteller C. Otto Gehrckens<br />
(COG) zunächst einen peroxydisch vernetzten<br />
EPDM-Werkstoff vor. Aber auch <strong>die</strong>ser<br />
fiel nach ca. 100 Stunden aus. Einlagerungsversuche<br />
in Kalilauge (KOH-Anteil 5 %) bei<br />
65 °C ergaben keine signifikanten Materialveränderungen.<br />
Daher wurde vermutet, dass<br />
<strong>die</strong> Materialunverträglichkeit mit den verwendeten<br />
Werkstoffen im Elektrolyseur<br />
selbst zusammenhängt. Als Katalysator <strong>für</strong><br />
<strong>die</strong> AEM-Elektrolyse kam Nickel zum Einsatz.<br />
Jedoch greift Nickel <strong>die</strong> Kohlenstoff-<br />
Doppelbindungen im Dien des EPDM-Werkstoffs<br />
an und zerstört den Kautschuk.<br />
COG schlug daraufhin vor, ein Ethylen-Propylen-Copolymer<br />
(EPM) einzusetzen. Dieser<br />
Kautschuk enthält kein Dien und somit keine<br />
Doppelbindungen im Polymer. Zudem ist<br />
er sehr beständig gegenüber Kalilauge im<br />
angegebenen Temperaturbereich. Der eingesetzte<br />
O-Ring aus EPM wies nach einer Betriebszeit<br />
von über 6000 Stunden keine signifikanten<br />
Veränderungen auf.<br />
Das Beispiel zeigt, dass bei Wasserstoffprojekten<br />
verschiedene, teils komplexe Sachverhalte<br />
eine wichtige Rolle spielen können,<br />
um <strong>die</strong> Dichtungswerkstoffe zu beurteilen.<br />
Speziell entwickelte Werkstoffe<br />
COG hat umfassende Erfahrungen in diversen<br />
Wasserstoffprojekten gesammelt und <strong>für</strong><br />
unterschiedliche Kunden Lösungen <strong>für</strong> Elastomerdichtungen<br />
entwickelt. Hieraus ist <strong>die</strong><br />
Dichtungswerkstoffreihe H 2 -Seal mit zwei<br />
leistungsstarken Werkstoffen entstanden.<br />
Speziell <strong>für</strong> Wasserstoffanwendungen wurden<br />
ein FKM und ein EPDM-Compound<br />
konzipiert. Beide Werkstoffe sind das Ergebnis<br />
intensiver Entwicklungsarbeit und haben<br />
ihre Eignung <strong>für</strong> Wasserstoffanwendungen<br />
bei externen Prüfungen der Wasserstoffpermeabilität<br />
durch ein unabhängiges Labor<br />
unter Beweis gestellt. Im Fokus der Testreihe<br />
steht <strong>die</strong> Vermessung der Wasserstoffpermeabilität<br />
durch ein Druckanstiegsverfahren<br />
in Anlehnung an DIN 53380.<br />
Der von den COG-Experten entwickelte<br />
FKM-Werkstoff Vi 208 mit einer Härte von<br />
80 Shore A überzeugt im Test mit einem<br />
sehr guten Wasserstoffpermeationskoeffizienten<br />
von nur 281 Ncm 3 mm m -2 Tag -1<br />
bar -1 im Mittelwert und weist damit eine<br />
H 2 -Dichtigkeit auf, <strong>die</strong> deutlich über dem<br />
liegt, was bei FKM-Compounds im Normalfall<br />
erwartet werden kann. Eine hohe chemische<br />
Beständigkeit und ein breiter Einsatztemperaturbereich<br />
von -10 bis +200 °C<br />
runden das Werkstoffprofil ab. Auch der<br />
EPDM-Werkstoff AP 208 hat beim H 2 -Permeationstest<br />
mit <strong>–</strong> <strong>für</strong> einen EPDM <strong>–</strong> sehr<br />
überzeugenden Werten abgeschnitten, der<br />
Wasserstoffpermeationskoeffizient liegt bei<br />
1317 Ncm 3 mm m -2 Tag -1 bar -1 . Mit einem<br />
Druckverformungsrest von
<strong>cav</strong> FOKUS ANLAGEN UND KOMPONENTEN FÜR WASSERSTOFF<br />
Einsatz entlang der gesamten Prozesskette<br />
Plattenwärmetauscher in<br />
der Wasserstoffwirtschaft<br />
Plattenwärmetauscher unterschiedlicher Typen finden entlang der gesamten Wertschöpfungskette<br />
der Wasserstoffwirtschaft Verwendung. Sie werden sowohl im<br />
Rahmen von Prozessen zur Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien als<br />
auch bei der Produktion von Wasserstoff mittels Elektrolyse und der dazu mitunter<br />
benötigten Wasseraufbereitung eingesetzt. Der Wasserstoff aus der Elektrolyse<br />
wird anschließend als Energiequelle und Rohstoff <strong>für</strong> <strong>die</strong> Weiterproduktion genutzt.<br />
Die Herstellung von 1 kg Wasserstoff erfordert<br />
rund 15 l deionisiertes Wasser, dessen<br />
Qualitätsanforderungen vergleichbar<br />
mit denen von Trinkwasser sind. Zur Schonung<br />
der Trinkwasserressourcen ist zum<br />
Beispiel in Küstenregionen <strong>die</strong> Verwendung<br />
von aufbereitetem Meerwasser eine nachhaltige<br />
Lösung. Nach der Filterung wird das<br />
Wasser mithilfe einer Entsalzungsanlage <strong>für</strong><br />
den Elektrolyseurprozess aufbereitet. Effiziente<br />
Plattenwärmetauscher fungieren<br />
hierbei als Verdampfer und Kondensatoren.<br />
Zunächst werden Wassermoleküle aus dem<br />
Meerwasser durch Verdampfung abgetrennt<br />
und das entsalzte Wasser wird als Kondensat<br />
aufgefangen. Sofern erforderlich, wird<br />
<strong>die</strong>ses Wasser anschließend deionisiert und<br />
kann im Elektrolyseurprozess eingesetzt<br />
werden. Zur Steigerung der Effizienz der<br />
Gesamtanlage bietet sich vor allem in Offshore-Anlagen<br />
<strong>die</strong> Nutzung von Abwärme<br />
aus der Elektrolyse zur Meerwasserent<br />
salzung an.<br />
Die effiziente Kühlung und Wärmerückgewinnung ist ein Schlüsselelement der Wasserelektrolyse entlang<br />
der gesamten Prozesskette. Einsatzbereiche: 1. Elektrolytkühlung, 2. Gaskühlung, 3. Prozesswasserentsalzung,<br />
4. Kühlung nach Behandlung, 5. Gesamtanlagenkühlung, 6. Wärmerückgewinnung, 7. Endanwendungen<br />
Bilder: Alfa Laval<br />
Essenziell <strong>für</strong> <strong>die</strong> Elektrolytkühlung<br />
Während des Elektrolyseurprozesses entsteht<br />
Wärme durch <strong>die</strong> angelegte Spannung und<br />
<strong>die</strong> chemischen Reaktionen an den Elektroden.<br />
Eine Anlage mit einem Wirkungsgrad<br />
von 65 % setzt 35 % der zugeführten elektrischen<br />
Energie in Form von Wärme frei.<br />
Diese Wärme lässt sich durch Plattenwärmetauscher<br />
aus dem Prozess abführen, sodass<br />
der Wasserstoff unter optimalen Bedingungen<br />
ohne Überschreitung der Maximaltemperatur<br />
hergestellt werden kann. Der Elektrolyt,<br />
also demineralisiertes Wasser im Falle<br />
einer Polymer-Elektrolyt-Membran-Elektrolyse<br />
(PEM) oder ein Kaliumhydroxid-Wasser-Gemisch<br />
bei der Alkalischen Elektrolyse<br />
(AEL), wird durch ein kühleres Medium gekühlt.<br />
Maximale Effizienz ermöglichen Wärmetauscher<br />
mit spezieller Plattenprägung,<br />
<strong>die</strong> in den Kreislauf integriert sind und eine<br />
ständige Kühlung der Prozessflüssigkeit sicherstellen.<br />
Hierbei ist das Material der Platten<br />
entscheidend. Korrosion soll verhindert<br />
und <strong>die</strong> Wasserstoffqualität und Langlebigkeit<br />
der Elektrolyseure optimiert werden.<br />
Die Abwärme aus dem Elektrolyseur kann in<br />
Fernwärmenetze eingespeist oder dem Prozess<br />
an anderer Stelle zugeführt werden, wie<br />
beispielsweise der vorgenannten Wasserentsalzungsanlage,<br />
was Energiekosten spart.<br />
Einsatz in der PEM-Elektrolyse<br />
Bei der PEM-Elektrolyse kommen Edelstahlplattenwärmetauscher<br />
(Alloy 316) zum Einsatz,<br />
um eine Wasserstoffversprödung des<br />
Plattenmaterials zu verhindern. Für kleinere<br />
Anlagen bis zu ungefähr einem Megawatt<br />
eignen sich kompakte, vollverschweißte<br />
Wärmetauscher, während gedichtete Wärmetauscher<br />
in größeren Anlagen Einsatz finden.<br />
Semi- und vollverschweißte Plattenwärmetauscher<br />
zeichnen sich durch eine hohe<br />
Druckfestigkeit aus und bieten in der Wasserstoffproduktion<br />
einige Vorteile. Zum Bei-<br />
26 <strong>cav</strong> 1-2-2023
Bei der PEM-Elektrolyse kommen Edelstahlplattenwärmetauscher<br />
(Alloy 316) zum Einsatz, um eine Wasserstoffversprödung<br />
des Plattenmaterials zu verhindern<br />
Die semi-verschweißten Plattenwärmetauscher von Alfa Laval eignen sich <strong>für</strong><br />
alle Arten von Industrieanwendungen<br />
spiel können Elektrolyseure mit einem<br />
Druck von mehr als 30 bar betrieben werden,<br />
was <strong>für</strong> <strong>die</strong> Wasserstoffspeicherung<br />
günstig ist, da weniger Kompressionsarbeit<br />
aufgewendet werden muss und der Wirkungsgrad<br />
der Anlage steigt.<br />
Einsatz in der AEL-Elektrolyse<br />
Die AEL-Elektrolyse erfordert Wärmetauscher<br />
mit Platten aus korrosionsbeständigem<br />
Material wie Nickel, das dem Kaliumhydroxid-Wasser-Gemisch<br />
standhält. Hier<br />
werden oft semiverschweißte Plattenwärmetauscher<br />
verwendet, <strong>die</strong> zum Schutz<br />
vor Leckagen auf der Kaliumhydroxidführenden<br />
Seite verschweißt sind. Auf der<br />
Seite des Kühlmediums sind <strong>die</strong>se Apparate<br />
gedichtet.<br />
Als vergleichsweise neue Technologie ist <strong>die</strong><br />
Hochtemperatur-Elektrolyse (HTE) noch in<br />
der Entwicklung. Der Prozess der Wasserstoffproduktion<br />
findet bei ca. 800 °C statt<br />
und <strong>die</strong>se hohe Temperatur erfordert Gas-<br />
Flüssigkeits-Wärmetauscher (GTL). Die Wärmerückgewinnung<br />
reduziert <strong>die</strong> Kosten der<br />
HTE. Gas-Flüssigkeits-Wärmetauscher verfügen<br />
über Platten mit speziellen Prägungen<br />
und einem asymmetrischen Kanalvolumen,<br />
was den Druckverlust minimiert. Im Vergleich<br />
zu Rohrbündelwärmetauschern bieten<br />
sie höhere thermische Effizienz und benötigen<br />
bis zu 75 % weniger Aufstellfläche.<br />
Vorteile <strong>für</strong> <strong>die</strong> Distribution<br />
Die Gaskühlung von Wasserstoff und Sauerstoff<br />
ist <strong>für</strong> Transportzwecke elementar, da<br />
der Wasserstoff bei atmosphärischem Druck<br />
und 0 °C eine sehr geringe Dichte von ca.<br />
0,09 g/l aufweist. Durch Kompression und<br />
Kühlung des Gases unter Einsatz von Plattenwärmetauschern<br />
kann <strong>die</strong> Dichte erhöht<br />
und <strong>die</strong> transportierte Masse bei einem vorgegebenen<br />
Transportvolumen entsprechend<br />
vergrößert werden. Zu <strong>die</strong>sem Zweck eignen<br />
sich aufgrund ihrer Druckfestigkeit vorrangig<br />
verschweißte Edelstahlplattenwärmetauscher.<br />
Applikationen optimieren<br />
Wasserstoff muss während der Betankung<br />
von Fahrzeugen auf eine Temperatur von<br />
circa -40 °C heruntergekühlt werden, um<br />
eine Überhitzung des Gases zu verhindern.<br />
Dabei verlangt der auf 350 bis 700 bar<br />
komprimierte Wasserstoff Wärmetauscher,<br />
<strong>die</strong> extremen Drücken standhalten. Ideal geeignet<br />
sind Printed Circuit Heat Exchanger<br />
(PCHE), <strong>die</strong> ihre Robustheit einer speziellen<br />
Schweißtechnologie verdanken.<br />
In Brennstoffzellen reagiert Wasserstoff mit<br />
Sauerstoff, wobei Strom und Wärme sowie<br />
als Nebenprodukt Wasser erzeugt wird.<br />
Während des Umwandlungsprozesses muss<br />
eine kontinuierliche Kühlung der Brennstoffzellenstacks<br />
gewährleistet sein. Die<br />
elektrische Energie aus der Brennstoffzelle<br />
ist direkt nutzbar, während <strong>die</strong> anfallende<br />
Abwärme in Form von Wasserdampf durch<br />
einen Plattenwärmetauscher über den Kondensationsprozess<br />
zum Beispiel <strong>für</strong> Gebäudeheizungen<br />
erschlossen werden kann.<br />
Hier<strong>für</strong> bieten sich vorwiegend fusionsgeschweißte<br />
Gas-Flüssigkeits-Plattenwärmetauscher<br />
an. (br)<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Alfa Laval<br />
CONCEPT ZERO<br />
Alfa Laval und SSAB entwickeln den<br />
weltweit ersten Plattenwärmetauscher<br />
aus fossilfreiem Stahl<br />
Alfa Laval und der schwedische<br />
Stahlproduzent SSAB haben <strong>die</strong><br />
Entwicklung des weltweit ersten<br />
CO 2 -neutralen Plattenwärmetauschers<br />
auf Basis der Hybrit-<br />
Technologie bekanntgegeben.<br />
Dieser soll aus fossilfreiem Stahl<br />
sowie recyceltem Material <strong>für</strong><br />
<strong>die</strong> Dichtungen bestehen. Nach<br />
Verwendungsende können <strong>die</strong><br />
Apparate ohne Weiteres recycelt<br />
werden. Die Produktion des ersten<br />
kohlenstoffneutralen Plattenwärmetauschers<br />
ist bis 2030<br />
geplant. Bereits 2023 sollen Apparate<br />
aus kohlenstoffreduziertem<br />
Stahl hergestellt werden.<br />
Die Zusammenarbeit ist Teil des<br />
Alfa-Laval-Ziels, bis zum Jahr<br />
2030 CO 2 -neutral zu werden.<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 27
<strong>cav</strong> FOKUS ANLAGEN UND KOMPONENTEN FÜR WASSERSTOFF<br />
Wasserstoffkompressor<br />
Höherer Differenzdruck<br />
mit nur einer Stufe<br />
Mit dem VRW536M baut Aerzen sein Portfolio an Schraubenkompressoren <strong>für</strong> <strong>die</strong><br />
Wasserstoffverdichtung weiter aus. Das Design und <strong>die</strong> Wassereinspritzung der<br />
Verdichterstufe erlauben den bislang höchsten Differenzdruck in einer einstufigen<br />
ölfreien Schraube. Das Ergebnis: minimale Aufstellfläche sowie deutlich reduzierte<br />
Investitions- und Betriebskosten.<br />
Große H 2 -Volumenströme mit wenigen<br />
Verdichterstufen auf Zwischen- und Enddrücke<br />
zu bringen, ohne da<strong>für</strong> riesige Kolbenverdichteranlagen<br />
aufstellen zu müssen<br />
<strong>–</strong> genau hier setzt der neue ölfreie Schraubenkompressor<br />
VRW536M von Aerzen an.<br />
Die Verdichtung basiert auf dem Prinzip der<br />
ölgefluteten Schraubenverdichter <strong>–</strong> mit einem<br />
kleinen, aber feinen Unterschied: Das<br />
Öl wurde durch Wasser ersetzt. Das Wasser<br />
<strong>die</strong>nt sowohl zur Kühlung des Gases als<br />
auch zur Spaltabdichtung und ermöglicht<br />
eine Verdichtung auf höhere Differenzdrücke<br />
mit hohem Wirkungsgrad. Somit kann<br />
<strong>die</strong>se Stufe eine zweistufige Anlage mit klassischen<br />
trockenen Schraubenverdichtern ersetzen<br />
und ist dabei sogar noch energieeffizienter.<br />
Für den Kunden ergeben sich dadurch<br />
nennenswerte Vorteile hinsichtlich<br />
Aufstellfläche sowie Investitions- und Betriebskosten.<br />
Durchdacht bis ins kleinste Detail<br />
Der VRW536M ist <strong>für</strong> einen Betriebsdruck<br />
bis 10,0 bar (abs.) und einen Volumenstrom<br />
bis 6000 Nm 3 /h bei 50 Hz ausgelegt. Die<br />
Volumenstromregelung erfolgt mittels Frequenzumrichter<br />
(Drehzahlregelung), <strong>die</strong><br />
maximale Drehzahländerung beträgt dabei<br />
1 Hz/s. Eine Vortrocknung des feuchten<br />
H 2 -Gases ist nicht erforderlich. Doppeltwirkende,<br />
wassergesperrte Gleitringdichtungen<br />
am Förderraum sorgen <strong>für</strong> 100%ige Ölfreiheit.<br />
Der Einsatz von Edelstahl an Zylinder<br />
und Rotoren garantiert Langlebigkeit und<br />
flexible Stillstände unter Druck mit feuchtem<br />
Gas. Die Synchronisation von Hauptund<br />
Nebenrotor wird über ein Zahnradpaar<br />
realisiert, eine Berührung der Rotoren findet<br />
nicht statt. So bleiben <strong>die</strong> Förderräume<br />
ungeschmiert und es kommt zu keinerlei<br />
Verunreinigungen/Öl-Kontamination des<br />
Fördermediums. Der VRW536M ist sowohl<br />
mit als auch ohne Getriebe (Direktantrieb)<br />
verfügbar.<br />
Bild: Aerzen<br />
Breites Einsatzspektrum<br />
Das neue Aggregat wurde speziell <strong>für</strong> <strong>die</strong> effiziente<br />
und sichere Verdichtung von Wasserstoff<br />
entwickelt, ist aber auch <strong>für</strong> andere<br />
kritische Anwendungen wie z. B. Fackelgas<br />
oder verunreinigte Gase hervorragend geeignet.<br />
Der VRW536M kann grundsätzlich<br />
ideal als Vorverdichter (Booster) <strong>für</strong> nachfolgende<br />
Verdichtertechnologien eingesetzt<br />
werden. Der Lieferumfang umfasst das kundenspezifische<br />
Aggregat mit Hilfsme<strong>die</strong>n,<br />
den Antriebsstrang, <strong>die</strong> Instrumentierung<br />
(optional mit Maschinenüberwachung), auf<br />
Wunsch auch <strong>die</strong> komplette Steuerung sowie<br />
<strong>die</strong> Schallhaube.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Aerzen<br />
Neuer ölfreier Schraubenverdichter von Aerzen zur effizienten Verdichtung von Elektrolysewasserstoff<br />
28 <strong>cav</strong> 1-2-2023
Industrie<br />
Das Kompetenznetzwerk der Industrie<br />
Websession<br />
2. März<br />
2023<br />
10:00 Uhr<br />
Wasserstoff in der Chemie<br />
Anlagen, Komponenten, Dienstleistungen<br />
Die Websession zeigt technische Lösungen auf, <strong>die</strong> <strong>die</strong> Herstellung und Handhabung<br />
von Wasserstoff in der chemischen Industrie sicher machen und wirtschaftlich gestalten.<br />
KEYNOTE<br />
Wie kann der Hochlauf von<br />
Wasserstoff in der Chemiebranche<br />
gelingen?<br />
ao. Prof. Dr. Jürgen Peterseim<br />
Senior Manager Sustainability<br />
Services<br />
PwC<br />
Die Nationale Wasserstoffstrategie<br />
des Bundes und <strong>die</strong><br />
<strong>Chemieindustrie</strong><br />
Till Mansmann MdB<br />
Innovationsbeauftragter<br />
„Grüner Wasserstoff“<br />
Bundesministerium <strong>für</strong><br />
Bildung und Forschung<br />
Elektrolyse made in<br />
Baden-Württemberg<br />
Dr. Marc-Simon Löffler<br />
Fachgebietsleiter<br />
Zentrum <strong>für</strong> Sonnenenergieund<br />
Wasserstoff-Forschung<br />
Baden-Württemberg<br />
REFERENTEN<br />
Wir machen Wasserstoff<br />
berechenbar<br />
Dr. Christine Schweder<br />
Projektleiterin Entwicklung<br />
Labom Mess- und<br />
Regeltechnik GmbH<br />
Upscaling: Dichtungs-<br />
Know-how im Großmaßstab<br />
Katja Widmann<br />
Global Segment Manager<br />
ElringKlinger<br />
Kunststofftechnik GmbH<br />
Jetzt<br />
kostenlos<br />
anmelden!<br />
PROGRAMM +<br />
ANMELDUNG:<br />
prozesstechnik.industrie.de/<br />
websession-wasserstoffin-der-chemie<br />
Sicherheitstechnische<br />
Herausforderungen beim<br />
Umgang mit Wasserstoff<br />
Dion Stibany<br />
Segment Manager<br />
Dräger Safety AG & Co. KGaA<br />
Automatisierungstechnik <strong>für</strong> <strong>die</strong><br />
Wasserstoffwirtschaft<br />
Tassilo Gast<br />
Business Development Manager<br />
Emerging Markets DACH<br />
EMERSON Process Management<br />
GmbH & Co. OHG<br />
Stellventillösungen <strong>für</strong><br />
nachhaltige Wasserstoffwertschöpfungsketten<br />
Frank Horlebein<br />
Renewables and Sustainable<br />
Hydrogen Business Development<br />
Application Manager<br />
SAMSON AKTIENGESELLSCHAFT<br />
Vom Digitalen Zwilling zur realen<br />
Power to X Anlage. Produkte<br />
und Systeme <strong>für</strong> eine profitable<br />
Wasserstoff Wirtschaft<br />
Peter Holzapfel<br />
Senior Consultant Hydrogen<br />
Market, Siemens AG<br />
Unsere<br />
Partner:<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 29
CAV ADVERTORIAL WEBSESSION - WASSERSTOFF IN DER CHEMIE<br />
Bild: Copyright Labom<br />
KONTAKT<br />
Labom Mess- und Regeltechnik GmbH<br />
Im Gewerbepark 13<br />
27798 Hude <strong>–</strong> Germany<br />
Ansprechperson: Dr. Christine Schweder<br />
Telefon: +49 (0)4408 804<strong>–</strong>228<br />
E-Mail: c.schweder@labom.com<br />
www.labom.com<br />
Wasserstoff durchdringt Metalle, Vergoldung schützt das Druckmesssystem<br />
Wir machen Wasserstoff<br />
berechenbar<br />
Druckmessung im Medium Wasserstoff ist eine<br />
Herausforderung. Oft ist <strong>die</strong> Standzeit der Messgeräte<br />
gering <strong>–</strong> wir gehen der Ursache physikalisch auf den<br />
Grund und berechnen <strong>die</strong> optimale Lösung.<br />
Wo Wasserstoff ist, muss Druck gemessen<br />
werden. Als kleinstes existentes Molekül<br />
bringt Wasserstoff einige Herausforderungen<br />
mit sich. Es kann in Edelstähle dringen<br />
und dort zu Wasserstoffversprödung führen.<br />
Gängige Edelstahlsorten wie 1.4404 oder<br />
1.4571 sind nicht betroffen <strong>–</strong> doch gerade<br />
<strong>für</strong> <strong>die</strong> Druckmesstechnik werden <strong>für</strong> Wasserstoffversprödung<br />
anfällige Werkstoffe<br />
verwendet. Schützt man sie durch Druckmittler,<br />
so kann Wasserstoff durch <strong>die</strong> nur<br />
wenige µm starke Membran dringen und<br />
sich in der Druckübertragungsflüssigkeit<br />
sammeln. Nach einiger Zeit perlt der Wasserstoff<br />
aus und stört <strong>die</strong> Messung.<br />
Dieser Effekt ist abhängig von Membranmaterial,<br />
Druck, Temperatur, Wasserstoffkonzentration<br />
und Druckübertragungsflüssigkeit.<br />
Gerade in der chemischen<br />
Industrie mit höheren Temperaturen<br />
und Drücken besteht das Risiko von<br />
Fehlmessungen.<br />
Wir berechnen, wann <strong>die</strong>ser Effekt auftritt <strong>–</strong><br />
und können so eine Zeitspanne garantieren,<br />
in der sicher und korrekt gemessen wird.<br />
Eine Goldbeschichtung bremst Wasserstoff<br />
effektiv aus. Ob und wieviel Gold <strong>für</strong> Ihren<br />
Prozess benötigt wird, berechnen wir mit<br />
unserem Tool.<br />
Mit dem Berechnungs-Tool können wir <strong>für</strong><br />
unsere Kunden Messgeräte auswählen, <strong>die</strong><br />
genau zu ihren Prozessen passen und ein<br />
Zu <strong>die</strong>sem<br />
Thema hält Dr. Christine<br />
Schweder von Labom Mess-und<br />
Regeltechnik GmbH einen Vortrag<br />
am 02.03.2023<br />
zwischen 10 und 11 Uhr<br />
Für <strong>die</strong> Teilnahme ist eine Anmeldung<br />
erforderlich unter http://hier.pro/GhGaR<br />
Optimum zwischen den technischen Anforderungen<br />
und dem Preis darstellen.<br />
Denn Zukunftstechnologien brauchen physikalisch<br />
fun<strong>die</strong>rte Verlässlichkeit.<br />
Testen Sie <strong>die</strong> Abhängigkeit einiger Parameter<br />
gerne mit unserem Wasserstofftool unter<br />
https://www.labom.com/h2tool.<br />
Oder nehmen Sie direkt Kontakt zu uns auf<br />
und wir liefern Ihnen <strong>für</strong> Ihren Anwendungsfall<br />
ein wissenschaftlich fun<strong>die</strong>rtes Ergebnis.<br />
Das Problem ist bei Ihnen noch nie aufgetreten?<br />
Sicher? Oder verschrotten Sie immer<br />
wieder Geräte mit Nullpunktversatz? Messen<br />
<strong>die</strong> Geräte unbemerkt den falschen<br />
Druck, weil der Effekt im Kalibrierlabor auftritt,<br />
im Prozess aber (noch) nicht?<br />
30 <strong>cav</strong> 1-2-2023
CAV ADVERTORIAL WEBSESSION - WASSERSTOFF IN DER CHEMIE<br />
Bild: © SAMSON AKTIENGESELLSCHAFT<br />
Nachhaltige Wasserstoffwertschöpfungsketten: Prozesstechnologie aus einer Hand<br />
Nachhaltige<br />
Wasserstofflösungen<br />
SAMSON versorgt weltweit Kunden aus sämtlichen<br />
Bereichen der Prozessindustrie mit Regelungstechnik<br />
rund um das Medium Wasserstoff. Die Stellventile<br />
werden flankiert durch digitale Lösungen, sind<br />
Jahrzehnte im Einsatz und überzeugen durch<br />
Präzision, Robustheit und Effizienz.<br />
Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse:<br />
Wasserstoff wird durch <strong>die</strong> elektrochemische<br />
Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff<br />
gewonnen. Alle Regelkreise der Elektrolyse<br />
werden mit Komponenten von SAM-<br />
SON ausgestattet. Um höchste Effizienz und<br />
Zuverlässigkeit zu gewährleisten, sind z. B.<br />
bei der Gasabscheidung präzise und robuste<br />
Regelungen über einen weiten Lastbereich<br />
notwendig. Die eingesetzten Armaturen müssen<br />
eine hohe äußere und innere Dichtheit<br />
aufweisen, unempfindlich gegen Flüssigkeitsanteile<br />
sein und <strong>für</strong> <strong>die</strong> Sauerstoffabscheidung<br />
entsprechende Konformitäten einhalten.<br />
Bei unseren Kunden haben sich seit Jahren<br />
unsere Hubventillösungen <strong>für</strong> kleine und<br />
mittlere Durchflussbereiche sowie Drehkegelventile<br />
<strong>für</strong> große Gasdurchsätze bewährt.<br />
Wasserstoffreinigung: Wasserstoff kann<br />
durch Druckwechseladsorptionsverfahren in<br />
einer Reinheit von bis zu 99,99 Prozent gewonnen<br />
werden. Damit <strong>die</strong>s gelingt, sind<br />
Armaturen notwendig, <strong>die</strong> auch bei wechselnden<br />
Bedingungen <strong>–</strong> extrem hohe Schaltzahlen,<br />
lange Standzeiten und viele Lastwechsel<br />
<strong>–</strong> äußerst robust sind und dabei zuverlässig<br />
ihren Dienst verrichten. Diese<br />
Eigenschaften bieten spezielle PSA-<br />
Armaturen wie <strong>die</strong> auf der ACHEMA<br />
2022 vorgestellte PSA-Klappe von SAM-<br />
SON PFEIFFER oder <strong>die</strong> bewährten Hubventile<br />
der Bauarten 240 und 250.<br />
Wasserstoffverflüssigung und -transport:<br />
Wasserstoff wird in flüssiger Form bei Temperaturen<br />
nahe des absoluten Nullpunkts<br />
transportiert. Für <strong>die</strong> Verflüssigung wird der<br />
Wasserstoff in mehreren Schritten heruntergekühlt.<br />
Dieser Prozess erfordert speziell<br />
ausgelegte Ventile, <strong>die</strong> den extrem tiefen<br />
KONTAKT<br />
SAMSON AKTIENGESELLSCHAFT<br />
Weismüllerstraße 3<br />
60314 Frankfurt am Main<br />
Zu <strong>die</strong>sem Thema hält<br />
Frank Horlebein von SAMSON<br />
einen Vortrag am<br />
02.03.2023 zwischen<br />
15 und 16 Uhr.<br />
Für <strong>die</strong> Teilnahme ist eine Anmeldung<br />
erforderlich unter http://hier.pro/GhGaR<br />
Ansprechpartner: Frank Horlebein<br />
Telefon: +49 69 4009<strong>–</strong>2004<br />
E-Mail: frank.horlebein@samsongroup.com<br />
www.samsongroup.com<br />
Temperaturen standhalten. Ein besonderes<br />
Augenmerk liegt dabei auf der Materialauswahl.<br />
Das betriebsbewährte Tieftemperaturventil<br />
Typ 3248 wurde weiterentwickelt und<br />
erfüllt alle Anforderungen <strong>für</strong> tiefkalten<br />
Wasserstoff.<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 31
<strong>cav</strong><br />
PUMPEN, KOMPRESSOREN, ARMATUREN<br />
Energieeffizienz im Fokus der Entwicklung<br />
Doppelmembranpumpen<br />
nachhaltig gedacht<br />
Der ökologische Fußabdruck und der sparsame Umgang mit Ressourcen spielen in<br />
Zeiten des Klimawandels eine entscheidende Rolle. Energieeffizienz ist das Gebot<br />
der Stunde. Pneumatische Doppelmembranpumpen rücken aufgrund ihrer Effizienz<br />
deshalb auch immer mehr in den Fokus. Dabei ist das Potenzial <strong>die</strong>ser Art von Pumpen<br />
noch lange nicht ausgeschöpft.<br />
Die Ausgangslage beim Betrieb von Pumpen<br />
hat sich in den letzten Jahren in vielen<br />
Unternehmen verändert. Bislang waren <strong>die</strong><br />
Hauptanforderungen an Doppelmembranpumpen<br />
Prozesssicherheit, Langlebigkeit sowie<br />
eine geringe Pulsation. Diese Parameter<br />
sind weiterhin von Bedeutung, <strong>die</strong> Anforderungen<br />
jedoch vielfältiger. Neue Aspekte<br />
sind heute das Energiemanagement und das<br />
Thema Nachhaltigkeit. Mit ein Grund da<strong>für</strong><br />
ist, dass <strong>die</strong> Politik <strong>die</strong> Energieeffizienz in<br />
der Wirtschaft und Industrie sowohl durch<br />
entsprechende Mittelvergaben fördert als<br />
auch fordert <strong>–</strong> unter anderem deshalb, um<br />
<strong>die</strong> ambitionierten, gesetzlich vorgeschriebenen<br />
CO 2 -Ziele einhalten zu können. Nicht<br />
nur deshalb ist das Interesse an den Doppelmembranpumpen<br />
dank ihres Mehrwerts gestiegen.<br />
Ein Blick auf <strong>die</strong> Anwendung lohnt<br />
Wenn es um das Fördern von Me<strong>die</strong>n geht,<br />
setzen manche Anwender als Alternative zu<br />
pneumatischen Doppelmembranpumpen<br />
auf elektrische Pumpen. Ein direkter Effizienzvergleich<br />
<strong>die</strong>ser Systeme ist allerdings<br />
nicht pauschal möglich, spielen doch <strong>die</strong><br />
Rahmenbedingungen, unter denen eine<br />
Pumpe betrieben wird, eine große Rolle. So<br />
weist <strong>die</strong> pneumatische Doppelmembranpumpe<br />
beispielsweise bei der Förderung geringer<br />
Mengen bei gleichzeitig hohem<br />
Bilder: Timmer<br />
STATEMENT<br />
Stefan Anstöter ist Produkt -<br />
manager bei Timmer<br />
Bei vielen Doppelmembranpumpen<br />
werden <strong>die</strong> Membranen<br />
durch lange Wege gestresst. Wir<br />
vermeiden <strong>die</strong>se Belastung bei<br />
unseren Pumpen durch das verwendete<br />
Kurzhubprinzip. Durch<br />
<strong>die</strong> geringere Hubstrecke bei verdoppelter<br />
Hubanzahl wird das<br />
Material bedeutend weniger beansprucht<br />
und in Mitleidenschaft<br />
gezogen. Dadurch können wir bis<br />
zu vier Mal längere Membranstandzeiten<br />
mit unseren Pumpen<br />
realisieren. Gerade solche Punkte<br />
machen unsere Pumpen energieeffizient<br />
und nachhaltig. Und genau<br />
auf Effizienz und Nachhaltigkeit<br />
haben wir uns spezialisiert<br />
und können nun vor dem Hintergrund<br />
eines geringen Kohlenstoffdioxid-Footprints<br />
mit unseren<br />
Doppelmembranpumpen auf<br />
dem sich verändernden Markt<br />
punkten.<br />
Doppelmembranpumpen von Timmer zeichnen sich durch ihre Energieeffizienz und ihre<br />
Nachhaltigkeit aus<br />
32 <strong>cav</strong> 1-2-2023
Druck von bis zu 6 bar einen deutlich höheren<br />
Wirkungsgrad auf als eine herkömmliche<br />
Kreiselpumpe. Grundsätzlich muss eine<br />
Pumpe daher auf das zu fördernde Medium<br />
abgestimmt werden: Für leichtfließende<br />
Me<strong>die</strong>n wie Wasser empfehlen sich Strömungsmaschinen,<br />
<strong>die</strong> in der Regel elektrisch<br />
angetrieben sind. Bei zähfließenden<br />
Me<strong>die</strong>n wie Pasten oder Farben und Lacken<br />
werden dagegen am besten Verdrängerpumpen<br />
eingesetzt. Diese sind meist druckluftbetrieben,<br />
sodass hierunter auch <strong>die</strong> pneumatischen<br />
Doppelmembranpumpen fallen.<br />
Letztere haben auch den Vorteil, sehr vielfältig<br />
hinsichtlich ihrer Einsatzgebiete zu sein.<br />
Ein elementar wichtiger Grund ist dabei <strong>die</strong><br />
Sicherheit: Der Antrieb der druckluftbetriebenen<br />
Pumpe bietet im Gegensatz zu elektrisch<br />
angetriebenen eine kostengünstige,<br />
wartungs- und fehlerarme inhärente Sicherheit<br />
im Explosions- und Brandschutz sowie<br />
Produktionsprozess.<br />
Effizient dank spezieller Geometrie<br />
Die Doppelmembranpumpen von Timmer<br />
erreichen dank ihrer speziellen Geometrie<br />
eine bessere Energieeffizienz. Ein möglichst<br />
effizientes Pneumatikventil sowie <strong>die</strong> besonders<br />
gestaltete Geometrie der Pumpe<br />
sind dabei entscheidend. Die Pumpen haben<br />
<strong>–</strong> anders als herkömmliche Doppelmembranpumpen<br />
<strong>–</strong> kein zylindrisches Steuerventil<br />
mit mehreren O-Ringen. Denn: Diese<br />
Bauart hemmt <strong>die</strong> Bewegungen des gesamten<br />
Pneumatikventils. Die O-Ring-Problematik<br />
wurde vom Pumpenhersteller durch<br />
<strong>die</strong> Entwicklung und den Einsatz eines keramischen<br />
Schieberventils umgangen. Timmer<br />
setzt bei <strong>die</strong>sem speziellen Ventil auf hochverschleißfeste<br />
Kunststoffe und Keramik,<br />
denn <strong>die</strong>se äußerst verschleißarme Verbindung<br />
ermöglicht ein exaktes, sauberes und<br />
dadurch effizientes Schaltverhalten.<br />
Ein weiteres Plus: Die beiden Membranen<br />
sind auf eine geringe Auslenkung eingestellt<br />
und machen somit nur minimale Walkbewegungen.<br />
Das trägt ebenfalls zur Energieeffizienz<br />
bei. Bei vielen anderen Konstruktionen<br />
muss <strong>die</strong> Membran bei jedem Hub weitere<br />
Wege zurücklegen. Dieses permanente „Umkrempeln“<br />
in <strong>die</strong> eine oder andere Richtung<br />
sorgt <strong>für</strong> Stress im Membranwerkstoff.<br />
Bis zu 50 % weniger Druckluft<br />
Sichere und effiziente Prozesse aufgrund der<br />
besonderen Geometrie der Pumpen sparen<br />
dabei auch Druckluft ein <strong>–</strong> und damit viel<br />
Energie und Geld. Wie groß <strong>die</strong> Ersparnis<br />
sein kann, lässt sich in einem Vor-Ort-Test<br />
feststellen. Vergleiche bei Anwendern haben<br />
ergeben, dass <strong>die</strong>se Pumpen einen bis zu<br />
50 % geringeren Druckluftverbrauch aufweisen<br />
und damit deutlich ressourcenschonender<br />
als herkömmliche Pumpen sind. Das entspricht<br />
bei einer 1/2-Zoll-Pumpe einer Einsparung<br />
in Höhe von bis zu 600 Euro pro<br />
Jahr. Setzt man voraus, dass ein mittelgroßer<br />
Betrieb oftmals dutzende Pumpen einsetzt,<br />
steigt das Einsparpotenzial entsprechend mit<br />
der Anzahl an eingesetzten Pumpen und der<br />
Dauer des Einsatzes. Ressourcen sparen heißt<br />
Ausgaben reduzieren: Wirtschaftlichkeit und<br />
Nachhaltigkeit müssen sich daher nicht ausschließen<br />
<strong>–</strong> im Gegenteil. (br)<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Timmer<br />
STATEMENT<br />
Frederic Engels ist Verkaufs -<br />
leiter bei Timmer<br />
Wir können in der Regel den<br />
Energieeinsatz im Vergleich zu<br />
üblichen Lösungen um <strong>die</strong> Hälfte<br />
reduzieren. Die Zahlen stammen<br />
nicht aus theoretischen Berechnungen,<br />
sondern aus Vergleichsmessungen<br />
bei Prozessen vor<br />
Ort. Der Vergleich im Live-Modus<br />
ist wichtig, weil es keine pauschale<br />
Aussage zum Einsparpotenzial<br />
von Pumpen gibt. Dieses hängt<br />
von verschiedenen Parametern<br />
wie Fördermenge, Gegendruck,<br />
Viskosität der geförderten Me<strong>die</strong>n<br />
und Betriebsdruck ab.<br />
Bei Pumpen kommt es besonders<br />
darauf an, dass sie prozesssicher<br />
arbeiten, einen hohen Wirkungsgrad<br />
aufweisen, eine geringe<br />
Pulsation haben und dass <strong>die</strong><br />
Prozessparameter überwachbar<br />
sind. Kurzum: Wir haben eine bewährte<br />
Technik nachhaltig gedacht.<br />
maag.com<br />
NEW<br />
member of the<br />
MAAG Group:<br />
NEXT LEVEL<br />
SOLUTIONS<br />
Integrated Systems for Industrial and<br />
Chemical Applications<br />
Die MAAG Group ist Partner der Industrie weltweit.<br />
Unsere integrierten Lösungen <strong>für</strong> Pumpen- und<br />
Filtrationssysteme sowie Pelletizing-, Pulvermühlen-<br />
und Recyclingsysteme zeichnen sich durch<br />
hervorragende Leistungen <strong>für</strong> anspruchsvolle Kundenanforderungen<br />
aus.<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 33
<strong>cav</strong><br />
HYGIENEKOMPONENTEN<br />
Membranventile mit Zentral-Schnellverschluss<br />
Schneller Wechsel spart<br />
Wartungskosten<br />
Mit den jüngst von Liquitec vorgestellten Membranventilen der Reihe Steri-pure mit<br />
Zentral-Schnellverschluss können Betreiber verfahrenstechnischer Anlagen ihre Wartungszeiten<br />
und -kosten bis auf ein Drittel der bisher üblichen vermindern.<br />
Die Antriebe der Membranventile lassen<br />
sich dank der zentralen Montage mit nur einem<br />
Gewinde innerhalb kürzester Zeit abnehmen<br />
und wieder zuverlässig und dicht<br />
montieren. Für höchste Prozesssicherheit<br />
beim Membranwechsel sorgen Nuten unterschiedlicher<br />
Abmessungen in den Membranen.<br />
In Verbindung mit Profilen im Gehäuse<br />
gewährleisten sie, dass <strong>die</strong> Membranen nur<br />
eindeutig in der richtigen, sachgerechten<br />
Position und Einbaulage eingesetzt werden<br />
können. Neben dem schnellen und sicheren<br />
Wechsel der Membranen haben <strong>die</strong> Ventile<br />
weitere technische und vor allem wirtschaftliche<br />
Vorteile. Sie sind deutlich kompakter<br />
als bisherige Standardventile. Ihr optimierter<br />
Strömungskanal sorgt <strong>für</strong> einen<br />
um bis zu 32 % größeren Volumenstrom<br />
und einen um bis zu 50 % kleineren Druckverlust,<br />
verglichen mit Standardmembranventilen.<br />
So kann man bei vergleichbarem<br />
Volumenstrom um eine Baugröße kleinere<br />
Ventile einsetzen. In Verbindung mit dem<br />
Drehmomentschlüssel von Liquitec werden<br />
<strong>die</strong> Membranen stets mit dem optimalen<br />
Anpressdruck montiert und halten somit<br />
zuverlässig dicht.<br />
Rostfreier Edelstahl<br />
Die Konturen des glatten Gehäuses aus rostfreiem<br />
Edelstahl (Werkstoff-Nr. 1.4435,<br />
resp. 316L nach AISI) geben <strong>die</strong> Einbaulage<br />
vor. Das gewährleistet, dass selbst wenig<br />
trainiertes Personal <strong>die</strong> Membranventile<br />
stets in der sachgerechten Einbaulage montiert.<br />
Diese Montagearbeiten sind qualifizier-<br />
und vali<strong>die</strong>rfähig. Selbstverständlich<br />
entsprechen <strong>die</strong> Membranventile der Reihe<br />
Steri-pure den Vorgaben der relevanten Normen<br />
und Richtlinien (EHEDG European Hygienic<br />
Engineering & Design Group, ASME<br />
BPE, FDA und USP). Sie lassen sich einwandfrei<br />
hygienisch reinigen (CIP <strong>–</strong><br />
Cleaning in place) beziehungsweise sterilisieren<br />
(SIP <strong>–</strong> Sterilisation in place). In der<br />
Standardausführung können sie problemlos<br />
auch in Autoklaven sterilisiert werden.<br />
Vielfältiger Einsatz<br />
Die Ventile Steri-pure wurden speziell <strong>für</strong><br />
anspruchsvolle Anwendungen und den Einsatz<br />
in der Pharma- und der Biotechnologie<br />
entwickelt. Sie eignen sich <strong>für</strong> Anlagen in<br />
der Pharma-, der Medizin sowie allgemein<br />
in der chemischen Produktion. Wahlweise<br />
pneumatisch oder manuell be<strong>die</strong>nt stehen<br />
zahlreiche Varianten als 2-Wege, als T-, Y-<br />
und Bodenablassventil zur Verfügung. Zudem<br />
gibt es unterschiedliche Anschlusskonfigurationen,<br />
zum Beispiel mit Anschweißenden<br />
gemäss den Normen DIN, ISO und<br />
ASME BPE, respektive mit Anschlüssen Tri-<br />
Clamp nach DIN32676.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Liquitec<br />
Bilder: Liquitec<br />
Besonders wirtschaftlich im Anlagenbau: Die Membranventile der Reihe Steri-pure mit Zentral-<br />
Schnellverschluss verkürzen Wartungsarbeiten auf bis zu ein Drittel der bisher üblichen Zeit und<br />
senken deutlich <strong>die</strong> Betriebskosten verfahrenstechnischer Anlagen im Hygienebereich<br />
Der Zentral-Schnellverschluss sorgt <strong>für</strong> einen<br />
schnellen Wechsel der Membran ohne<br />
Montage zahlreicher Schraubverbindungen<br />
34 <strong>cav</strong> 1-2-2023
Chemisch resistente Absperrklappen<br />
Für erhöhte hygienische<br />
Anforderungen<br />
Ebro Armaturen präsentiert Absperrklappen der Baureihe H 011, <strong>die</strong> maximale Anforderungen<br />
an chemische Beständigkeit erfüllen. Darüber hinaus gewährleisten<br />
Konstruktion und Werkstoffe den Einsatz in Anlagenbereichen mit hohen hygienischen<br />
Standards. Die H-011-Klappen wurden <strong>für</strong> <strong>die</strong> Verwendung in Brauereien, Molkereien<br />
oder auch <strong>für</strong> Anwendungen in der Getränke-, Farben- und Lack- sowie pharmazeutischen<br />
Industrie entwickelt.<br />
Basis <strong>für</strong> <strong>die</strong> Entwicklung der H-011-<br />
Klappe war <strong>die</strong> seit Jahrzehnten bewährte<br />
T-200-Armatur. Hierbei handelt es sich um<br />
eine PTFE-ausgekleidete Absperrklappe, <strong>die</strong><br />
in der chemischen Industrie in anspruchsvollen<br />
Prozessen eingesetzt wird. Um Anwenderanforderungen<br />
zu erfüllen, wurde<br />
<strong>die</strong> Klappe mit Flanschanschlüssen aus der<br />
Lebensmittelindustrie versehen. Diese haben<br />
den Vorteil, dass <strong>die</strong> Armatur bis auf zehntel<br />
Millimeter in der Rohrleitung zentriert<br />
wird. Da Armatureninnendurchmesser und<br />
Rohrinnendurchmesser gleich sind, werden<br />
Vor- und Rücksprünge vermieden und ein<br />
flüssiges Medium kann restlos auslaufen.<br />
Gleichzeitig können Rohrleitung und Armatur<br />
einfacher und rückstandslos gereinigt<br />
werden.<br />
Bild: Ebro Armaturen<br />
Modularer Aufbau<br />
Die H-011-Armatur ist modular aufgebaut.<br />
In der Mitte befindet sich das Gehäuse, das<br />
aus korrosionsbeständigem Edelstahl<br />
(1.4408) besteht. Sowohl <strong>die</strong> Scheibe als<br />
auch <strong>die</strong> Welle sind einteilig aus Duplex<br />
(1.4469) gegossen. Dieser einteilige Guss<br />
ermöglicht einen Scheibe-Wellen-Übergang<br />
ohne Spalt und somit ohne Tot raum. Die<br />
Gefahr von Kontamination wird dadurch<br />
zusätzlich reduziert. Zudem bietet <strong>die</strong> hochglanzpolierte<br />
Duplexscheibe eine sehr gute<br />
Korrosionsbeständigkeit und eine haftungsarme,<br />
leicht zu reinigende und hygienische<br />
Oberfläche. Die Manschette der Armatur besteht<br />
aus virginalem PTFE, das FDA- und<br />
EG-1935-zugelassen ist und somit ohne Bedenken<br />
im Nahrungsmittel- und Pharmabereich<br />
eingesetzt werden kann. Die eingesetzten<br />
Materialien ermöglichen den Einsatz<br />
vieler Reinigungsme<strong>die</strong>n, wie sie z. B. auch<br />
in CIP- und SIP-Prozessen verwendet werden.<br />
Ebenso ist der Einsatz von Dampf bis<br />
zu +150 °C problemlos möglich.<br />
Flexibel einsetzbar<br />
Die H-011-Klappen sind in Nenndurchmessern<br />
von DN 50 bis DN 250 verfügbar. Sie<br />
Die H-011-Klappen wurden <strong>für</strong><br />
Brauereien, Molkereien oder<br />
auch <strong>die</strong> Getränke-, Farben- und<br />
Lack- sowie pharmazeutische Industrie<br />
entwickelt<br />
können <strong>für</strong> Anwendungen im Temperaturbereich<br />
von -40 bis +200 °C (abhängig von<br />
Druck, Medium und Werkstoff) sowie<br />
einem Betriebsdruck von maximal 10 bar<br />
(abhängig von der Betriebstemperatur) eingesetzt<br />
werden.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Ebro Armaturen<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 35
KOMPAKTER<br />
ALLROUNDER<br />
HYGIENISCHE DURCHFLUSS-<br />
MESSTECHNIK<br />
Ob an der Tankstelle beim Zapfen von Benzin<br />
oder bei der Dosierung von Aromastoffen<br />
in der Süßwarenproduktion <strong>–</strong> Durchflussmesser<br />
erfüllen ihre Aufgabe an den<br />
unterschiedlichsten Orten mit höchster Präzision.<br />
Die Anwendungsbereiche sind dabei<br />
so vielfältig, wie <strong>die</strong> zur Verfügung stehenden<br />
Messprinzipien. Wer allerdings hochwertige<br />
und sehr saubere Produkte wie Lacke<br />
oder Pharmazeutika herstellen will, <strong>für</strong><br />
den spielt vor allem eine Eigenschaft der<br />
Messgeräte eine wichtige Rolle: das Hygienic<br />
Design. Die hygienegerechte Gestaltung<br />
der Messgeräte sorgt da<strong>für</strong>, dass es keine Toträume<br />
in den Messgeräten gibt, in denen<br />
sich Verunreinigungen absetzen können.<br />
Wir haben <strong>für</strong> Sie einige Geräte zusammengestellt,<br />
<strong>die</strong> <strong>die</strong>se Kriterien erfüllen und sich<br />
in der Hygieneproduktion einsetzen lassen.<br />
www.prozesstechnik-online.de/<br />
produktreport/Durchflussmesser<br />
Mit dem magnetisch-induktiven<br />
Durchflussmesser FMQ bietet<br />
Anderson-Negele einen kompakten<br />
Allrounder an, der vielseitig,<br />
robust und zuverlässig ist.<br />
Er kann <strong>für</strong> <strong>die</strong> Automatisierung<br />
oder Kontrolle von Prozessen<br />
mit leitenden Me<strong>die</strong>n eingesetzt<br />
werden. Sein Spektrum von 30<br />
bis 640 000 l/h und seine Messgenauigkeit<br />
von ±0,5 %<br />
±2 mm/s decken nahezu alle<br />
Applikationen ab. Dank seiner<br />
hochwertigen Edelstahlkonstruktion<br />
ist er langlebig und<br />
dauerhaft präzise. Zusätzlich ist<br />
eine Remote-Version mit bis zu<br />
10 m Abstand von Sensor zu<br />
Elektronikeinheit verfügbar. Zusätzlich<br />
zur 4…20 mA-Ausgabe<br />
bietet der FMQ eine digitale IO-<br />
Link-Schnittstelle in „Flex-Hybrid<br />
Technologie“. Diese doppelte<br />
Kommunikation erlaubt<br />
sowohl analogen als auch digitalen<br />
Datentransfer.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Anderson-Negele<br />
Bild: Anderson-Negele<br />
ULTRASCHALLSENSOREN<br />
MESSEN VON AUßEN<br />
Mit Fluxus 532 präsentiert Flexim<br />
eine neue Serie von Ultraschallsystemen<br />
zur Durchflussmessung<br />
von Flüssigkeiten, Gasen<br />
und Dampf sowie flüssigkeitsbasierter<br />
Wärmeströme. Die<br />
eingriffsfreie Messung mit außen<br />
auf dem Rohr montierten<br />
Clamp-on-Ultraschallsensoren<br />
eignet sich <strong>für</strong> <strong>die</strong> Durchflussmessung<br />
gefährlicher oder besonders<br />
wertvoller Stoffe. Das<br />
Messen von außen gewährleistet<br />
absolute Reinheit und Hygiene.<br />
Fluxus G532 ST-LT ist der erste<br />
Vertreter der neuen Gerätegeneration.<br />
Das kompakte Ultraschallsystem<br />
misst den Durchfluss<br />
von Sattdampf bis 180 °C.<br />
Aufgrund der hohen Empfindlichkeit<br />
der akustischen Messtechnik<br />
auch gegenüber geringen<br />
Strömungen erfordert <strong>die</strong><br />
Dampfmengenmessung mit Fluxus<br />
G532 ST-LT keine Verjüngung<br />
des Rohrquerschnitts, <strong>die</strong><br />
Inline-Messgeräte oft benötigen.<br />
Für Reinstdampf-Anwendungen<br />
bietet Fluxus G532 ST-LT eine<br />
sichere Lösung. Die Durchflussmesser<br />
Fluxus 532 verfügen<br />
über digitale Kommunikationsschnittstellen<br />
und erlauben Advanced<br />
Meter Verification<br />
(AMV) zur Selbstdiagnose mit<br />
entsprechender Protokollierung.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Flexim<br />
FÜR SIE ZUSAMMENGESTELLT<br />
VON DR. BERND RADEMACHER<br />
Redakteur<br />
Kompakter Allrounder <strong>für</strong><br />
Hygieneanwendungen<br />
Bild: Flexim<br />
Der Fluxus 532 eignet sich<br />
beispielsweise <strong>für</strong> <strong>die</strong> Reinstdampfmessung<br />
36 <strong>cav</strong> 1-2-2023
MESSUMFORMER<br />
FÜR DIE H-SERIE<br />
Emerson hat zu den bereits auf<br />
dem Markt etablierten Coriolissensoren<br />
der H-Serie nun den<br />
Micro-Motion-1600-Coriolis-<br />
Messumformer hinzugefügt.<br />
Dieser verfügt neben einer<br />
Ethernet-Schnittstelle mit<br />
Power-over-Ethernet (PoE) optional<br />
über einen weiteren Ausgang,<br />
der sich als mA-, Frequenz-<br />
oder digitaler Ausgang<br />
nutzten lässt. Neben einer Konzentrationsmessung<br />
realisiert<br />
das Gerät via APM (Advanced<br />
Phase Measurement) auch eine<br />
hochgenaue Volumenmessung<br />
bei zeitweisen Zwei-Phasen-<br />
Strömungen. Standardmäßig besitzt<br />
der Coriolis-Messumformer<br />
1600 Smart Meter Verification in<br />
der Basic-Version. Durch ein<br />
Upgrade auf <strong>die</strong> Professional-<br />
Version lassen sich Beläge im<br />
Sensor erkennen oder umgekehrt<br />
der Erfolg einer Reinigung<br />
belegen. Das grafische Display<br />
erlaubt eine einfache Inbetriebnahme<br />
und <strong>die</strong> Konfiguration<br />
aller Parameter des Messsystems.<br />
Es kann über <strong>die</strong> vier Be<strong>die</strong>nelemente<br />
entsprechend der Einbaulage<br />
ausgerichtet werden.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Emerson<br />
Bild: Emerson<br />
Der Micro-Motion-1600-Coriolis-Messumformer<br />
verfügt<br />
neben einer Ethernet-Schnittstelle<br />
mit Power-over-Ethernet<br />
(PoE) optional über einen<br />
weiteren Ausgang<br />
SKALIERBARE<br />
SENSORFAMILIE<br />
Bürkert besitzt mit seiner skalierbaren<br />
Flowave-Sensorfamilie<br />
eine breite Plattform an Durchflussmessgeräten<br />
<strong>für</strong> anwendungsspezifische<br />
Lösungen. So<br />
bietet das Kompaktgerät Flowave<br />
S ein glasfreies, unempfindliches,<br />
bruchfestes Gehäuse aus<br />
Edelstahl. Die Geräte bieten<br />
wahlweise eine digitale Schnittstelle<br />
(M12) oder sind alternativ<br />
mit analoger 4...20 mA-Schnittstelle<br />
erhältlich. Ausführungen<br />
mit digitaler Datenanzeige vor<br />
Ort sind ebenso verfügbar wie<br />
eine Flowave-L-Ausführung mit<br />
Atex-Zulassung <strong>für</strong> den Einsatz<br />
in explosionsgefährdeten Bereichen,<br />
z. B. beim Messen von Alkohol<br />
oder ätherischen Ölen.<br />
Flowave gibt es <strong>für</strong> große Nennweiten<br />
bis DN 80 und das bei<br />
nur max. 6 kg Eigengewicht.<br />
Auch kleinere Nennweiten bis<br />
DN 8 sind als Standard-Variante<br />
z.B. <strong>für</strong> Pharma- und Kosmetikanwendungen<br />
verfügbar.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Bürkert<br />
Bild: Bürkert Fluid Control Systems<br />
Flowave mit großer Nennweite:<br />
Die Sensorfamilie ist<br />
skalierbar aufgebaut<br />
SO ZUVERLÄSSIG<br />
WIE EIN UHRWERK<br />
Der magnetisch-induktive<br />
Durchflussmesser Flowtrans<br />
MAG H01 von Jumo wurde speziell<br />
<strong>für</strong> hygienische Anwendungen<br />
entwickelt. Er ist <strong>für</strong> Nennweiten<br />
von DN 3 bis DN 100<br />
lieferbar. Die Mindestleitfähigkeit<br />
des Messmediums muss<br />
größer als 5 µS/cm sein, <strong>die</strong> Maximaltemperatur<br />
liegt bei<br />
130 °C. Er ist in Schutzart IP 67<br />
oder IP 68 ausgeführt.<br />
Als Prozessanschlüsse stehen<br />
Schweißstutzen, Verschraubung,<br />
Tri-Clamp oder Zwischenflansch<br />
zur Verfügung. Die Auskleidung<br />
des Durchflussmessers erfolgt<br />
standardmäßig mit PFA. Dieser<br />
Werkstoff ist <strong>für</strong> besonders hohe<br />
Temperaturen geeignet, ist vakuumfest<br />
und zeichnet sich<br />
durch eine besonders gute chemische<br />
Beständigkeit aus.<br />
Die einfache und komfortable<br />
Konfiguration erfolgt entweder<br />
direkt am Gerät oder mithilfe<br />
einer PC-Software. Der Messumformer<br />
erkennt den Sensor<br />
selbsttätig und nach Einschalten<br />
der Hilfsenergie werden <strong>die</strong> Daten<br />
aus dem SensorMemory automatisch<br />
geladen.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Jumo<br />
Der Flowtrans MAG H01 ist<br />
entweder als Kompaktgerät<br />
oder mit getrenntem Messumformer<br />
erhältlich<br />
Bild: Jumo<br />
FÜR BIOREAKTOREN<br />
GEEIGNET<br />
Die Massedurchflussregler-Baureihen<br />
red-y smart und red-y<br />
smart mini von Vögtlin werden<br />
weltweit in Bioreaktoren eingesetzt.<br />
Die Gase-Durchflussmesser<br />
mit großem Dynamikbereich<br />
von bis zu 1:1000 sind zuverlässig,<br />
langzeitstabil, flexibel<br />
und liefern wiederholbare Ergebnisse.<br />
Für Open Frame Systeme<br />
sind Geräte mit IP 67-<br />
Schutzart und Atex-Zertifizierung<br />
erhältlich. OEM-Lösungen<br />
<strong>für</strong> Systemhersteller können mit<br />
kompletten Gasmischmodulen<br />
und Schnittstellen <strong>für</strong> Modbus,<br />
Profibus, Profinet, EtherCAT<br />
oder Analogsignalen realisiert<br />
werden. Somit lassen sich Prozesse<br />
perfekt automatisieren <strong>–</strong><br />
vom kleinsten mln/min-Durchflussbereich<br />
bis zu mehreren<br />
Hundert Litern/min <strong>–</strong> in Plugand-play-Manier.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Vögtlin<br />
Die Massedurchflussregler-<br />
Baureihen red-y smart und<br />
red-y smart mini von Vögtlin<br />
eignen sich <strong>für</strong> Bioreaktoren<br />
Bild: Vögtlin<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 37
<strong>cav</strong><br />
MECHANISCHE UND THERMISCHE VERFAHREN<br />
Effizient Prozessdampf herstellen<br />
Gut <strong>für</strong>‘s Klima<br />
Bei der Umspannung von Dämpfen lassen sich dank der fortschrittlichen Hybrid-<br />
Tubular-Plattenwärmeübertrager von VAU Thermotech <strong>die</strong> Wärmeverluste deutlich<br />
reduzieren und somit eine Primärenergie- und CO 2 -Einsparung realisieren.<br />
Dampf ist in vielen industriellen Herstellungs-<br />
und Weiterverarbeitungsprozessen<br />
ein wichtiger und effizienter Energieträger.<br />
Beispielsweise darf in der Lebensmittelindustrie,<br />
der <strong>Prozesstechnik</strong>, zur Desinfektion<br />
oder bei Anwendungen in der Kraftwerkstechnik<br />
nur Prozessdampf mit einer<br />
sehr geringen Beladung an Fest- oder<br />
Schwebstoffen benutzt werden. Mögliche<br />
Gründe hier<strong>für</strong> sind zum Beispiel <strong>die</strong> Korrosion<br />
der nachfolgenden me<strong>die</strong>nberührten<br />
Anlagenteile oder <strong>die</strong> direkte Verunreinigung/Kontamination<br />
des zu beheizenden<br />
Produktes.<br />
Im Prinzip ist ein Dampfumformer ein spezieller<br />
Wärmetauscher, der auf der einen<br />
Seite den Heizdampf mit einem höheren<br />
Druck durch <strong>die</strong> Wärmeabgabe kondensieren<br />
und auf der anderen Seite das Speisewasser<br />
durch <strong>die</strong> Wärmeaufnahme verdampfen<br />
lässt.<br />
Flexible Bauweise<br />
Ein Hybrid-Tubular-Dampfumformer von<br />
VAU Thermotech ist ein voll verschweißter<br />
Plattenwärmetauscher mit einer speziellen<br />
Prägestruktur: Die Platten werden mit der<br />
Geometrie eines halben Rohres ausgeprägt<br />
und anschließend paarweise verschweißt.<br />
Durch das Stapeln der Plattenpaare ergibt<br />
sich auf einer Seite ein rohrförmiger und<br />
auf der anderen Seite ein wellenförmiger<br />
Strömungsquerschnitt. Der entstandene<br />
Rohrquerschnitt hat keine Stolperstellen <strong>für</strong><br />
<strong>die</strong> Strömung und ist daher zum Abströmen<br />
der erzeugten Dampfblasen ideal.<br />
Die Prägetiefe der Rohrkanäle ist variabel<br />
und wird durch das Prägewerkzeug bestimmt.<br />
Je nach Anforderung können Plattenlänge,<br />
Anzahl der Platten und sogar <strong>die</strong><br />
Anzahl der Pakete in einem Gehäuse frei gewählt<br />
werden. Die Anpassung an den freien<br />
Strömungsquerschnitt und der Strömungslänge<br />
ist dabei genauso variabel wie <strong>die</strong> in<br />
einem Customized-Rohrbündelwärmetauscher.<br />
Die im Hybrid eingebauten Edelstahl-<br />
Heizflächen-Plattenpakete sind variabel und<br />
modular in Länge, Breite und Höhe aufbaubar.<br />
Dadurch kann <strong>die</strong> Wärmeübertragungsfläche<br />
zwischen 50 und 10 000 m 2 variiert<br />
und der Apparat anhand der bereits vorhandenen<br />
baulichen Gegebenheiten (Raumgröße,<br />
Rohrleitungen, Anschlüsse) konstruiert<br />
und gebaut werden.<br />
Bilder: VAU Thermotech<br />
Während der heiße Heizdampf auf der Wellenseite strömt,<br />
wird das Speisewasser auf der Rohrseite verdampft<br />
Der Hybrid-Tubular-Dampfumformer besteht im Kern aus einem<br />
oder mehreren voll verschweißten Plattenpaketen<br />
38 <strong>cav</strong> 1-2-2023
Das Herzstück des Dampfumformers von<br />
VAU Thermotech besteht aus einem oder<br />
mehreren voll verschweißten Plattenpaketen<br />
mit einer sehr hohen Heizflächendichte von<br />
bis zu 250 m 2 /m 3 . Dies entspricht in etwa<br />
dem dreifachen Wert eines Röhrenbündelwärmetauschers.<br />
Wärmeübertragungsfläche und drucktragendes<br />
Gehäuse sind ähnlich frei gestaltbar<br />
wie <strong>die</strong> eines Röhrenwärmetauschers. Beim<br />
Hybrid-Plattenwärmetauscher sind <strong>die</strong> Anschlüsse<br />
nicht an der Platte angeschweißt.<br />
Die Be- und Entströmung auf beiden Seiten<br />
erfolgt über angeschweißte Kammern und<br />
Hauben. Durch <strong>die</strong>se Bauweise sind <strong>–</strong> in Abhängigkeit<br />
von der Größe des Dampfumformers<br />
<strong>–</strong> Anschlüsse von DN 50 bis DN 1400<br />
wählbar.<br />
Funktionsweise<br />
Im Dampfumformer arbeitet der Hybrid-<br />
Plattenwärmetauscher als Steigstromverdampfer<br />
im Naturumlauf. Die Wärmeübertragungsfläche<br />
wird auf der Wellenseite mit<br />
Heizdampf beströmt und kondensiert über<br />
<strong>die</strong> Wärmeabgabe an das Speisewasser im<br />
Plattenpaket. Das Speisewasser wird in Abhängigkeit<br />
von der geforderten Füllstandshöhe<br />
<strong>–</strong> oberhalb der Heizfläche <strong>–</strong> im unteren<br />
Teil des Dampfumformers kontinuierlich<br />
eingeleitet. Durch <strong>die</strong> Beheizung der Plattenpakete<br />
beginnt das Speisewasser auf der<br />
Rohrseite zu sieden und <strong>die</strong> Dampfblasen<br />
steigen nach oben. Die drucktragenden Seitenwände<br />
sind doppelt ausgeführt und bilden<br />
integrierte Fallkänale. Da <strong>die</strong>se Kanäle<br />
selbst nicht beheizt werden, kann der flüssige<br />
Teil des Speisewassers nach unten strömen<br />
und sich wieder mit dem Einspeisewasser<br />
vermischen.<br />
Steigerung der Effektivität<br />
Wie auch bei gelöteten oder gedichteten<br />
Plattenwärmetauschern kann der voll verschweißte<br />
Hybrid-Tubular-Dampfumformer<br />
mit Temperaturdifferenzen von 1,5 bis 2 K<br />
betrieben werden. Das macht den Hybrid<br />
als Dampfumformer mit der Variabilität und<br />
der hohen Heizflächendichte sehr interessant.<br />
Die Temperaturverluste <strong>für</strong> <strong>die</strong> reine<br />
Umformung des kontaminierten Heizdampfes<br />
werden durch <strong>die</strong> sehr guten Wärmeübergangskoeffizienten<br />
und kleinen erforderlichen<br />
Temperaturdifferenzen erheblich<br />
reduziert. Wärmeübertragungsleistungen im<br />
Bereich von 0,5 bis 100 MW sind mit <strong>die</strong>sem<br />
System in einer Einheit möglich. Die<br />
Betriebsparameter wie der Design-Druck,<br />
<strong>die</strong> Design-Temperatur, <strong>die</strong> übertragende<br />
Leistung mit den damit verbundenen Massenströmen<br />
können in <strong>die</strong>ser Hybrid-Bauart<br />
Vereinfachtes Schaltschema eines Hybrid-Tubular-Dampfumformers mit Energierück -<br />
gewinnung über zwei Vorwärmetauscher<br />
erheblich höher sein als <strong>die</strong> seiner Produktspezies.<br />
Mit dem Hybrid-Tubular-Dampfumformer<br />
kann somit ein großer Anwendungsbereich<br />
des klassischen Rohrbündel-<br />
Wärmetauschers abgedeckt werden.<br />
Die Effektivität der Dampfumformanlage ist<br />
nicht alleine durch den Dampfumformer<br />
gegeben. Wie in dem vereinfachten Schema<br />
zu sehen ist, sollte <strong>die</strong> gezielte Vorwärmung<br />
des Speisewassers mit der entsprechenden<br />
Schaltung zur Reduzierung des Heizdampfes<br />
erheblich beitragen.<br />
In der Regel wird in industriellen Dampferzeugern,<br />
<strong>die</strong> im Umlauf betrieben werden,<br />
der Sumpf des Verdampfers kontinuierlich<br />
mit 1 bis 10 % des zuführenden Speisewassers<br />
entschlammt, damit keine Aufkonzentration<br />
von Fest- oder Schwebstoffen stattfindet.<br />
Die Menge der Abschlämmung ist<br />
von der Qualität des Speisewassers abhängig.<br />
Da <strong>die</strong> Abschlämmung am unteren Ende<br />
des Dampfumformers erfolgt, kann das Abschlämmwasser<br />
mit einer Temperatur nahe<br />
der Verdampfungstemperatur zur Vorwärmung<br />
des Speisewassers gut nutzbar gemacht<br />
werden. Nach der ersten Vorwärmung<br />
werden Speisewasser und rückführendes<br />
Prozesskondensat in einem Speisewasserbehälter<br />
zusammengeführt und vermischt.<br />
Die zweite Vorwärmstufe des Speisewassers<br />
erfolgt im Kondensatkühler, wo das Kondensat<br />
des Heizdampfes unterkühlt wird. In<br />
<strong>die</strong>ser Schaltung werden <strong>die</strong> Energie der Abschlämmung,<br />
<strong>die</strong> Wärme des zurückgeführten<br />
Prozesskondensates und <strong>die</strong> Unterkühlung<br />
des Heizdampfkondensates zur Reduzierung<br />
der erforderlichen Heizdampfmenge<br />
genutzt.<br />
Fazit<br />
Das Umspannen von Dampf ist grundsätzlich<br />
durch <strong>die</strong> physikalischen Gegebenheiten<br />
mit Temperaturverlusten verbunden. Zur<br />
Reduzierung <strong>die</strong>ser Verluste sind <strong>die</strong> entsprechende<br />
Wahl des Dampfumformers,<br />
aber auch eine bewusste Vorwärmung und<br />
<strong>die</strong> Schaltung der Anlage extrem wichtig.<br />
Der Hybrid-Tubular-Dampfumformer von<br />
VAU Thermotech ist durch seine kleinen<br />
Temperaturdifferenzen, durch <strong>die</strong> kompakte<br />
Bauweise mit einer hohen Heizflächendichte,<br />
<strong>die</strong> optimale Prägestruktur zur Phasenänderung,<br />
<strong>die</strong> flexible Gestaltung der Anschlüsse<br />
und des Gehäuses ein idealer Baustein<br />
zur Erzeugung von reinem Dampf.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: VAU Thermotech<br />
AUTOR:<br />
MANFRED HERMANNS<br />
CTO,<br />
VAU Thermotech<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 39
<strong>cav</strong><br />
MECHANISCHE UND THERMISCHE VERFAHREN<br />
Schüttgutsimulation erspart <strong>die</strong> Fertigung aufwendiger Prototypen<br />
Betriebssicherheit im Silo<br />
Silos <strong>die</strong>nen in der mechanischen Verfahrenstechnik als Zwischenspeicher <strong>für</strong> Schüttgüter.<br />
Die stetig steigende Nachfrage nach größeren Anlagen führt dazu, dass traditionelle<br />
Konstruktionsmethoden immer wieder an ihre Grenzen stoßen. Insbesondere<br />
<strong>die</strong> Ermittlung der inneren Lasten des Schüttgutes im Silo stellt Konstrukteure vor<br />
Probleme. Partikelsimulationen auf Basis der Diskreten-Element-Methode (DEM) bilden<br />
solche Prozesse genau ab und können Antworten geben.<br />
Ein Beispiel <strong>für</strong> <strong>die</strong> Silonutzung ist <strong>die</strong><br />
Kunststoffrecyclingindustrie, bei der Kunststoffe<br />
gesammelt, gewaschen, zerkleinert,<br />
entstaubt und als Mahlgut einem Extruder<br />
zugeführt werden. In <strong>die</strong>sem konkreten Fall<br />
sollte das inhomogene geschredderte Kunststoffgranulat<br />
in einem Silo mit einer Mischschnecke<br />
homogenisiert und gleichmäßig<br />
verteilt werden. Das Silo wurde in hochwertiger<br />
Ausführung von der Firma Eichholz<br />
Silo- und Anlagenbau aus Aluminium gefertigt.<br />
Den gewünschten Schneckenantrieb<br />
von unten hatten <strong>die</strong> Silospezialisten bisher<br />
nur bei kleineren Anlagen verwendet. Deshalb<br />
war es während der Konstruktionsphase<br />
wichtig, <strong>die</strong> maximale Auslenkung des<br />
STATEMENT<br />
Martin Westermann, Technischer<br />
Vertrieb, Eichholz Silo und<br />
Anlagenbau GmbH<br />
Mit der Simulation konnten wir<br />
ein Verständnis da<strong>für</strong> entwickeln,<br />
wie sich <strong>die</strong> Lasten im Inneren<br />
des Silos verteilen und damit aufwendige<br />
Testaufbauten einsparen.<br />
Dies hat das Projekt beschleunigt<br />
und schafft Sicherheit<br />
<strong>für</strong> uns und unsere Kunden.<br />
Die Ermittlung der inneren Lasten durch das Schüttgut im Silo stellt Konstrukteure<br />
vor Probleme. Abhilfe schaffen hier Simulationen.<br />
Bild: Eichholz / Cadfem<br />
über 15 m langen, dünnwandigen Schneckenrohres<br />
aus Edelstahl und <strong>die</strong> Abstützungen<br />
so festzulegen, dass keinesfalls eine zu<br />
starke Durchbiegung und dadurch eine drohende<br />
Schädigung der Antriebswelle auftreten<br />
kann.<br />
Die spezielle Herausforderung war, dass <strong>die</strong><br />
Schnecke mittig sitzt und deshalb der Siloeinlass<br />
exzentrisch erfolgen muss, was zu<br />
einer ungleichmäßigen Belastung des<br />
Schneckenrohres führt. Für solche Szenarien<br />
existieren keine standardisierten Lastannahmen<br />
und keine Normen, mit denen eine betriebssichere<br />
Konstruktion erstellt werden<br />
kann. Deshalb hatte Eichholz <strong>die</strong> Berechnungsexperten<br />
von Cadfem beauftragt, an-<br />
40 <strong>cav</strong> 1-2-2023
Analyse des Schüttgutes und Materialkalibrierung<br />
Bild: Eichholz<br />
Bild: Cadfem<br />
Bild: Eichholz / Cadfem<br />
Schnitt durch ein Silo mit<br />
Schneckenrohr und exzentrischem<br />
Einlass<br />
Die Befestigung des Schneckenrohres wurde korrekt dimensioniert<br />
hand von Simulationen <strong>die</strong> erforderlichen<br />
Antworten auf <strong>die</strong> Fragen der Konstrukteure<br />
zu liefern. Mit der Simulation konnte <strong>die</strong> Belastung<br />
und Durchbiegung des Rohres <strong>für</strong><br />
unterschiedliche Konstruktionsvarianten und<br />
Lastfälle ermittelt und verglichen werden,<br />
um daraus eine korrekte Dimensionierung<br />
der Bauteile festzulegen und somit jederzeit<br />
einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.<br />
Simulation im Auslegungsprozess<br />
In einem ersten Schritt wurden zwischen allen<br />
Projektbeteiligten <strong>die</strong> Zielgrößen, <strong>die</strong><br />
Eingangsparameter und <strong>die</strong> zu untersuchenden<br />
Szenarien vereinbart. Danach erfolgte<br />
<strong>die</strong> Analyse des Schüttgutes und <strong>die</strong> <strong>für</strong> <strong>die</strong><br />
Partikelsimulation notwendige Materialkalibrierung.<br />
Wichtige Kenngrößen sind zum<br />
Beispiel der Reibungskoeffizient des Schüttgutes,<br />
der mithilfe des Schüttgutwinkels ermittelt<br />
werden kann, und <strong>die</strong> Schüttdichte.<br />
Mit den von Eichholz zur Verfügung gestellten<br />
3D-CAD-Daten der Geometrie des Silos<br />
konnten digitale Modelle erstellt werden,<br />
um im Anschluss <strong>die</strong> gewünschten Simulationen<br />
durchzuführen. In <strong>die</strong>sem konkreten<br />
Fall wurde <strong>die</strong> dynamische Wechselwirkung<br />
zwischen dem Schüttgut und den Bauteilen<br />
mit der Software Rocky DEM (DEM <strong>–</strong> Diskrete<br />
Element Methode) untersucht, und <strong>die</strong><br />
mechanische Belastung der Bauteile mit Ansys<br />
Mechanical (FEM <strong>–</strong> Finite Element Methode)<br />
berechnet.<br />
Der Befüllvorgang wurde mit einer maximalen<br />
Anzahl von 1,3 Mio. Partikel (DEM)<br />
simuliert, wobei <strong>die</strong> Partikeldynamik mit<br />
einem Skalierungsmodell physikalisch korrekt<br />
wiedergegeben wurde. Für jeden Füllstand<br />
stellten sich mit einer Setzungssimulation<br />
des Materials <strong>die</strong> statischen Schütt -<br />
winkel ein und <strong>die</strong> Bewegung des Schüttgutes<br />
kam zum Erliegen. Anschließend<br />
konnten <strong>für</strong> <strong>die</strong> verschiedenen Füllstände<br />
<strong>die</strong> kritischen Lastpunkte und statischen<br />
Lasten ermittelt werden. Diese Ergebnisse<br />
wurden in Ansys importiert und weiterverarbeitet,<br />
sodass sich damit <strong>die</strong> Spannungen<br />
und Verformungen des Schneckenrohres ermitteln<br />
ließen. Außerdem wurden <strong>die</strong> ermittelten<br />
Lasten an den Statiker (Ingenieurbüro<br />
Grote) übergeben, der <strong>die</strong> simulierten<br />
Lasten in seine Auslegung einbeziehen<br />
konnte.<br />
Auf Basis <strong>die</strong>ser Ergebnisse ließ sich <strong>die</strong> Befestigung<br />
des Schneckenrohres korrekt dimensionieren<br />
und positionieren, sodass <strong>die</strong><br />
Durchbiegung des Rohres zu keinem Zeitpunkt<br />
<strong>die</strong> Welle beeinträchtigte. Das gilt<br />
auch <strong>für</strong> den dynamischen Befüllungs- und<br />
Entladungsprozess. Aufgrund des Einsatzes<br />
einer Mischschnecke findet <strong>die</strong> Entladung<br />
des Silos sehr gleichmäßig statt. Folglich hat<br />
der Entladungsprozess, der ebenfalls exzentrisch<br />
erfolgt, keinen Einfluss auf <strong>die</strong> statischen<br />
Lasten am Schneckenrohr und ist daher<br />
unkritisch.<br />
Mehrwert <strong>für</strong> <strong>die</strong> Anwender<br />
Die FEM-Berechnungen auf Basis der DEM-<br />
Simulationsergebnisse zeigten aber auch,<br />
dass <strong>die</strong> Blechstärke der oberen Abstützung<br />
zu gering war und deshalb der Befestigungsring<br />
der Belastung nicht standhalten<br />
würde. Die Materialstärke des Rings musste<br />
von 8 auf 12 mm erhöht werden, was zu einer<br />
Halbierung der lokalen Spannungen<br />
führte. Wäre <strong>die</strong> konstruktive Anpassung ohne<br />
Simulationen durchgeführt worden, hätte<br />
Eichholz über den Bau eines kostspieligen<br />
Prototypen das Verhalten des Silos testen<br />
müssen. Bei <strong>die</strong>ser Trial-und-Error-Methode<br />
wäre viel zusätzliche Zeit notwendig gewesen.<br />
Mit den Simulationen und aufgrund<br />
der engen Kooperation zwischen Eichholz,<br />
dem Ingenieurbüro Grote und den Simulationsspezialisten<br />
von Cadfem konnten Kosten<br />
eingespart werden und der Eichholz-Kunde<br />
war in der Lage, alle Silos schneller in Betrieb<br />
zu nehmen.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Cadfem<br />
AUTOR:<br />
DR.-ING. JAN-PHILIPP<br />
FÜRSTENAU<br />
Applikationsingenieur,<br />
Cadfem<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 41
<strong>cav</strong><br />
MECHANISCHE UND THERMISCHE VERFAHREN<br />
Passende Technik <strong>für</strong> nahezu jede Anwendung<br />
Mischer <strong>für</strong> Schüttgüter<br />
Die Wirksamkeit und Effizienz von Mischprozessen beeinflussen <strong>die</strong> Produkteigenschaften<br />
und Qualität der Endprodukte entscheidend. Für das sichere Mischen von<br />
Schüttgütern wie Masterbatches, Compounds, chemischen Erzeugnissen, Farbkonzentraten,<br />
PVC und Pulverlacken ist ein grundlegendes Verständnis der Eigenschaften<br />
der zu mischenden Bestandteile erforderlich.<br />
Zeppelin Systems bietet passende Mischtechnik<br />
<strong>für</strong> eine Vielzahl von Spezialanwendungen.<br />
Abhängig der Mischanforderungen<br />
werden unterschiedliche Mischertypen wie<br />
der Containermischer CMQ und <strong>die</strong> vertikalen<br />
Intensivmischer Typ FM oder M in unterschiedlicher<br />
Ausstattung gezielt eingesetzt.<br />
Die Mischer sind darüber hinaus auch<br />
<strong>für</strong> explosionsgeschützte Bereiche und zum<br />
Mischen von staubexplosionsfähigen<br />
Schüttgütern erhältlich, lassen sich rückstandsarm<br />
entleeren und erfordern zudem<br />
einen geringen Wartungsaufwand. Ein breites<br />
Spektrum an maßgeschneiderten Sonderausstattungen<br />
und Zusatzeinrichtungen ermöglicht<br />
eine perfekte Anpassung an <strong>die</strong> jeweiligen<br />
Produktionsbedingungen.<br />
Mischen von sensiblen Rohstoffen<br />
Das Mischen von Schüttgütern wie Masterbatches,<br />
Compounds, chemischen Erzeugnissen,<br />
Farbkonzentraten, PVC und Pulverlacken<br />
ist anspruchsvoll und erfordert ein besonders<br />
leistungsfähiges Gerät, um optimale<br />
Produkte zu erzeugen. Zudem stellen <strong>die</strong><br />
Substanzen und Stoffe im Mischprozess erhöhte<br />
Anforderungen in puncto Sicherheit.<br />
Das Mischprinzip des Containermischers<br />
CMQ von Zeppelin überzeugt mit seiner<br />
Misch- und Dispergierleistung bei niedrigem<br />
Temperatureintrag. Die Tragflügelform<br />
des Mischwerkzeugs erzeugt eine hohe<br />
Saugwirkung und hohe Hubkraft auf das<br />
Material, was einen großen Einfluss auf den<br />
Mischvorgang hat. Die Mischtrombe bildet<br />
sich durch <strong>die</strong> schnelle Materialbewegung<br />
sehr gut aus und der Mischwiderstand ist<br />
gering. Das schont <strong>die</strong> Produkte und reduziert<br />
den Temperaturanstieg spürbar; so be-<br />
Bilder: Zeppelin Systems<br />
Der Containermischer CMQ ist gemäß EU-Baumusterprüfbescheinigung <strong>für</strong> das Mischen von Schüttgütern zugelassen,<br />
<strong>die</strong> eine Ausführung in Gerätekategorie 1/3 D erfordern<br />
42 <strong>cav</strong> 1-2-2023
trägt er bei einer Pulverlackmischung weniger<br />
als 2 °C/min. Mit einem um bis zu<br />
80 % reduzierten Reinigungsaufwand ist<br />
der Containermischer CMQ zudem besonders<br />
be<strong>die</strong>nfreundlich: Die kritischen Bauteile<br />
wurden so optimiert, dass sie den Reinigungsprozess<br />
vereinfachen und wertvolle<br />
Zeit beim Reinigen sparen. Ein Faktor, der<br />
oft unterschätzt wird: Wenn sich am Mischkopf,<br />
Mischwerkzeug oder im Mischbehälter<br />
Ablagerungen sammeln, können bei<br />
nachfolgenden Mischungen Verfälschungen<br />
entstehen, <strong>die</strong> das Mischgut <strong>für</strong> <strong>die</strong> weitere<br />
Verwendung unbrauchbar machen. Daher<br />
wurde der Mischkopf nicht trogförmig,<br />
sondern als polierte ebene Platte ausgeführt.<br />
Durch den hohen Bodenabstand zwischen<br />
Mischplatte und Mischwerkzeug ist<br />
ein Reinigen auch ohne Demontage des<br />
Mischwerkzeugs möglich. Die so erzielte<br />
Produktivitätssteigerung und Maschinenverfügbarkeit<br />
kann sich auf fünfstellige Beträge<br />
im Jahr summieren.<br />
Ex-Schutz inklusive<br />
Produkte wie Kunststoffe, Additive und andere<br />
organische Schüttgüter können beim<br />
Mischen zu einer Staubexplosion führen,<br />
wenn sie in einer bestimmten Konzentration<br />
als Staub-Luft-Gemisch in Kontakt mit<br />
einer Zündquelle kommen. Mit dem CMQ<br />
allerdings ist sicheres Mischen staubexplosionsgefährdeter<br />
Stoffe problemlos möglich.<br />
Der Containermischer ist gemäß EU-<br />
Baumusterprüfbescheinigung nach Atex-<br />
Richtlinie 2014/34/EU <strong>für</strong> das Mischen<br />
von Schüttgütern zugelassen, <strong>die</strong> eine Ausführung<br />
in Gerätekategorie 1/3 D (Zone<br />
20 innen, Zone 22 außen) erfordern.<br />
Staubfreies Mischen<br />
Der Containermischer CMQ ermöglicht<br />
auch ein staubfreies Arbeiten. Die Staubwolke,<br />
<strong>die</strong> im freien Raum des Mischcontainers<br />
verbleibt, wird vor dem Abdocken<br />
wirksam aspiriert. Dass Stäube austreten<br />
und sich weiter verteilen, verhindert beim<br />
CMQ ein spezielles Dichtungssystem zwischen<br />
Container und Mischplatte. Dieses<br />
baut den Überdruck ab, <strong>die</strong> verbleibenden<br />
Stäube werden schnell und sicher über <strong>die</strong><br />
gesamte Containerfläche abgesaugt und<br />
können nicht entweichen.<br />
Das zweistufige Dichtungssystem öffnet<br />
beim Abdocken des Containers zunächst<br />
nur den Mischraum zur Aspiration hin und<br />
verhindert somit, dass Staub nach außen<br />
gelangt. Die großflächige Absaugung sowie<br />
ein zusätzliches Ansaugen von Fremdluft<br />
über ein Filtersystem ermöglichen einen<br />
effizienten Luftaustausch. Auf <strong>die</strong>se Weise<br />
werden <strong>die</strong> Staubpartikel schnell und sicher<br />
aus dem Mischraum in ein geeignetes Aspirationssystem<br />
transportiert. Die Aspirationsöffnungen<br />
sind so positioniert, dass eine<br />
Querkontamination sicher verhindert<br />
wird.<br />
Vielseitige Einsatzmöglichkeiten<br />
Die vertikalen Intensivmischer M und FM<br />
sind universell einsetzbare Friktionsmischer<br />
<strong>für</strong> rieselfähige Rohstoffe mit unterschiedlichen<br />
Schüttgewichten. Sie verfügen über<br />
variabel einstellbare Mischwerkzeuge und<br />
ermöglichen auch <strong>die</strong> Einmischung von<br />
Flüssigkeiten. Je nach Anwendung können<br />
sehr große Drehzahlbereiche eingestellt<br />
werden, um stets eine optimal ausgeprägte<br />
Mischtrombe zu erzeugen. Dabei erreichen<br />
<strong>die</strong> Mischer Umfangsgeschwindigkeiten von<br />
über 40 m/s. Dies ermöglicht eine große<br />
Prozessvielfalt vom Heizen und Temperieren<br />
über das Reagieren, Schmelzen und Coaten<br />
bis zum Agglomerieren und Dispergieren,<br />
auch unter Druck und Vakuum. Besonders<br />
gut eignen sich <strong>die</strong> Mischer unter anderem<br />
<strong>für</strong> <strong>die</strong> Pigmentverarbeitung zur Masterbatch-Herstellung,<br />
das Coating von anorganischen<br />
Rohstoffen mit kleinsten Mengen<br />
an Beschichtungsmitteln − etwa <strong>für</strong> Flammschutzmittel<br />
oder andere Mineralstoffe mit<br />
Silanen − und das Frik tionsmischen von<br />
Kunststoffen wie PVC. Die Mischer sind in<br />
diversen Atex-Ausführungen erhältlich.<br />
Automatisierung mit System<br />
Für <strong>die</strong> Prozesse rund um das Mischen von<br />
Schüttgütern bietet Zeppelin unter der Marke<br />
Namiq verschiedene Automatisierungsund<br />
Digitalisierungslösungen. Namiq umfasst<br />
Produkte <strong>für</strong> automatisches Fördern,<br />
Wiegen und Dosieren der Schüttgüter, <strong>die</strong><br />
Vertikale Intensivmischer<br />
sind universell einsetzbare<br />
Friktionsmischer <strong>für</strong> riesel -<br />
fähige Rohstoffe mit unterschiedlichen<br />
Schüttgewichten<br />
modular aufeinander abgestimmt sind. Namic<br />
recipe ist eine Rezepturen- und Batchmanagementsoftware,<br />
<strong>die</strong> voll automatisiert<br />
eine Produktion steuert. Sie kann je nach<br />
Kundenpräferenz in der Cloud oder vor Ort<br />
gehostet werden. Eine globale Vernetzung<br />
ist ebenso realisierbar wie eine ausgefeilte<br />
Produktionsplanung und ein umfassendes<br />
Monitoring des Chargenablaufs. Eine Bilanzierung<br />
über den Lagerbestand, den Materialverbrauch<br />
und ein Reporting erleichtern<br />
<strong>die</strong> Ressourcenplanung und Nachverfolgung.<br />
Namiq analytics bietet verschiedene<br />
Dashboards, um <strong>die</strong> Prozesse aussagekräftig<br />
darzustellen, auszuwerten und auf <strong>die</strong>se<br />
Weise <strong>die</strong> Anlagenverfügbarkeit kontinuierlich<br />
zu optimieren. Beispiele da<strong>für</strong> sind das<br />
Condition Monitoring, Downtime-Analysen<br />
und OEE. Die gesammelten Daten unterstützen<br />
bei der Ursachenforschung von Ausfällen.<br />
In regelmäßigen Intervallen erfolgt eine<br />
Datensicherung in der Cloud oder vor Ort.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Zeppelin Systems<br />
AUTOREN:<br />
KARL HENDRIK SCHLUCKEBIER<br />
Product Manager Mixing Components,<br />
Zeppelin Systems<br />
ANDREAS OTT<br />
Product Owner Entwicklung Automatisierung &<br />
Digitalisierung<br />
Zeppelin Systems<br />
DR. STEPHAN POLLER<br />
Head of Mixing Technology<br />
Zeppelin Systems<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 43
<strong>cav</strong><br />
MECHANISCHE UND THERMISCHE VERFAHREN<br />
Gasbasiertes Verfahren erhöht Verschleißfestigkeit<br />
Siebgewebe mit doppelter<br />
Lebensdauer<br />
Betreiber von Siebmaschinen sind interessiert, dass <strong>die</strong> Siebe, Siebdecks bzw.<br />
Siebgewebe in den Maschinen eine möglichst lange Lebensdauer aufweisen.<br />
Schließlich muss bei einem Versagen der Gewebe der Produktionsprozess unter -<br />
brochen werden. Mit einem speziellen gasbasierten Verfahren ist es nun gelungen,<br />
<strong>die</strong> Verschleißfestigkeit von Siebgeweben aus austenitischen Edelstählen um das<br />
Zwei- bis Dreifache zu erhöhen.<br />
Es gibt verschiedene Möglichkeiten,<br />
Standzeiten von Siebgeweben zu verlängern.<br />
Beispielsweise können Siebgewebe statt aus<br />
Standarddraht 1.4301 (304) aus federhartem<br />
Stahldraht 1.4310 (AISI 301) oder<br />
auch aus Duplex-Stahl 1.4462 (AISI 318<br />
LN) hergestellt werden. Beide Stähle weisen<br />
höhere Materialhärten auf als rein austenitische<br />
Edelstähle. Problematisch ist, dass Gewebe<br />
aus <strong>die</strong>sen härteren Stahlsorten nicht<br />
in der vollen Variabilität der Maschenweiten<br />
und Drahtstärken zur Verfügung stehen. Sie<br />
liegen also nicht auf Lager und müssen bei<br />
Bedarf speziell angefertigt werden. Außerdem<br />
ist <strong>die</strong> Verarbeitbarkeit von Duplex-<br />
Stahldraht <strong>für</strong> sehr feine Maschenweiten<br />
und Drahtstärken beschränkt.<br />
Andere Methoden zur Erhöhung des<br />
Verschleißschutzes wie Beschichtungen<br />
haben sich in der industriellen Praxis nicht<br />
bewährt, da <strong>die</strong> Gefahr der Ablösung des<br />
Beschichtungsmaterials und einer dadurch<br />
verursachten Produktverunreinigung besteht.<br />
Die Verwendung von Kunststoff -<br />
geweben ist nur in Spezialanwendungen<br />
möglich.<br />
Auf den Taumelsiebmaschinen TSM wurden Technikumsversuche mit dem verschleißfesten<br />
Siebgewebe durchgeführt<br />
Bilder: Allgaier Process Technology<br />
Gasbasierte Behandlung<br />
Allgaier Process Technology hat eine technologische<br />
Lösung entwickelt, mit der sich<br />
korrosionsbeständige Siebgewebe aus nahezu<br />
allen austenitischen Edelstahlsorten mit<br />
einer um einen Faktor 2 bis 3 erhöhten Lebensdauer<br />
herstellen lassen. Die Gewebe<br />
werden durch ein spezielles gasbasiertes<br />
Verfahren behandelt, <strong>für</strong> das je nach Anwendung<br />
<strong>die</strong> reaktive Atmosphäre im Prozess<br />
der Behandlung bezüglich Druck, Temperaturführung,<br />
Gaszusammensetzung und<br />
-konzentration sowie Behandlungsdauer variiert<br />
wird. Das führt zu einer Erhöhung der<br />
Verschleißfestigkeit der Drähte des Siebgewebes.<br />
Durch <strong>die</strong> Anwendung von Gasen im<br />
Prozess kommt es zu einer vollständigen Beeinflussung<br />
der gesamten Drahtoberflächen<br />
des bereits gewebten Siebgewebes, selbst der<br />
sich an den Kreuzungspunkten der Drähte<br />
berührenden Flächen. Die Intensität der Behandlung<br />
erfolgt in Abhängigkeit von der<br />
Drahtstärke der Gewebe, sodass <strong>die</strong> Duktilität<br />
der einzelnen Drähte nicht durch eine<br />
eventuelle Materialversprödung leidet und<br />
<strong>die</strong> Gewebe den starken Belastungen in<br />
schwingenden Siebmaschinen weiterhin<br />
standhalten können. Eine Beeinflussung der<br />
Abmessungen der Maschen oder Drahtstärken<br />
erfolgt nicht und damit auch keinerlei<br />
negative Wirkung auf <strong>die</strong> Genauigkeit der<br />
Maschen und der dadurch zu erreichenden<br />
Siebqualität. Durch <strong>die</strong>se Methode wird es<br />
möglich, Gewebe jeglicher Maschenweiten<br />
und Drahtstärken, wie sie aus austenitischen<br />
Edelstählen am Markt in großer Vielfalt verfügbar<br />
sind, zu behandeln und als verschleißfeste<br />
Gewebe zur Verfügung zu stel-<br />
44 <strong>cav</strong> 1-2-2023
Mit einem speziellen gasbasierten Verfahren<br />
behandelte Siebgewebe weisen eine um Faktor<br />
2 bis 3 erhöhte Lebensdauer auf<br />
Beispiel aus einem Verschleißtest zweier Drahtgewebe, Maschenweite (MW) = 2,2 mm; Drahtstärke<br />
(DS) = 0,6 mm unter gleichen Bedingungen (unbehandelt unten, behandelt oben)<br />
len. Es können Gewebe in verschleißfester<br />
Qualität ab Drahtstärken von etwa 80 µm<br />
hergestellt werden.<br />
In Labor und Technikum getestet<br />
Zur Entwicklung der neuartigen Siebe wurden<br />
intensive Labor- und Technikumsversuche<br />
durchgeführt. Diese erfolgten sowohl<br />
mit Mogensen-MSizer-Vibrationssieb -<br />
maschinen in einer kontinuierlichen Betriebsweise<br />
mit Siebung im Materialkreislauf<br />
als auch auf Allgaier-Taumelsiebmaschinen<br />
TSM und TSI sowie Vibrations-<br />
Rundsiebmaschinen vom Typ VRS. Für <strong>die</strong><br />
Versuche auf den Maschinen im Technikum<br />
wurden Modellbedingungen gewählt. Als<br />
beispielhaftes, stark schleißendes Versuchsgut<br />
wurde frisch gebrochenes Glasgranulat<br />
in einer zum jeweils getesteten Gewebe<br />
passenden Kornfraktion hergestellt, jedoch<br />
in einer Körnung größer als <strong>die</strong> jeweilige<br />
Maschenweite, sodass Batch-Versuche ohne<br />
stetige Materialzirkulation möglich waren.<br />
Der Materialaustrag der Versuchsmaschinen<br />
wurde geschlossen und das Produkt wurde<br />
während der gesamten Versuchsdauer auf<br />
dem jeweiligen Siebdeck bewegt, jedoch<br />
nicht gesiebt.<br />
Mittels einer Mikroskop-Kamera wurden<br />
<strong>die</strong> Verschleißzustände dokumentiert. Die<br />
Abbildung zeigt, wie sich <strong>die</strong> Verschleißbilder<br />
der unbehandelten Gewebe (oben) und<br />
der behandelten Gewebe (unten) in den jeweiligen<br />
Zeitabschnitten bis zum Bruch des<br />
unbehandelten Gewebes nach 399 h unterscheiden.<br />
Das behandelte Gewebe weist<br />
zum Zeitpunkt des Siebbruches des unbehandelten<br />
Gewebes erst minimale Verschleißspuren<br />
auf. Der Versuch wurde mit<br />
dem noch intakten verschleißfesten Gewebe<br />
ebenfalls bis zu dessen Bruch fortgesetzt.<br />
Das verschleißfeste Gewebe zeigt den Bruch<br />
nach 1134 h, was einem Faktor auf <strong>die</strong> Lebensdauer<br />
von 2,84 entspricht. Erkennbar<br />
sind auch <strong>die</strong> vergleichsweise geringen Abtragungen<br />
an den oberen Biegungen der<br />
Kett- und Schussfäden des Gewebes, <strong>die</strong><br />
nach einer entsprechend langen Zeit zum<br />
Siebbruch führen. Untersucht wurde auch<br />
<strong>die</strong> Abnahme der Masse <strong>für</strong> beide parallel<br />
getesteten Gewebe (unbehandelt und behandelt)<br />
in Prozent vom Ursprungsgewicht<br />
über <strong>die</strong> Betriebsdauer in Stunden. Während<br />
das unbehandelte Gewebe eine schnelle<br />
Massenabnahme bis auf 14,4 % des Ursprungsgewichts<br />
zeigte, verläuft der Verschleiß<br />
des behandelten Gewebes deutlich<br />
langsamer und gewinnt nur allmählich an<br />
Geschwindigkeit, bis es nach einer Massenabnahme<br />
von 5,4 % erst nach 1134 h<br />
bricht.<br />
Feldversuche in der Industrie<br />
Um <strong>die</strong> Ergebnisse der durchgeführten Labor-<br />
und Technikumsversuche abzusichern,<br />
wurden bei interessierten Kunden Feldversuche<br />
auf deren Anlagen im laufenden Normalbetrieb<br />
der Produktion durchgeführt. Es<br />
wurden Anwendungsfälle mit besonders<br />
stark schleißenden Gütern ausgewählt, z. B.<br />
Schleifmittel, Quarzsand, Hochofenschlacke<br />
und vulkanischer Sand. Die verschleißfesten<br />
Gewebe wurden dabei sowohl auf Allgaier-<br />
Taumelsiebmaschinen als auch auf einem<br />
MSizer von Mogensen sowie außerdem auf<br />
einer Plansiebmaschine eines Drittherstellers<br />
eingesetzt. Auch wenn noch nicht alle<br />
Ergebnisse der Feldtests vorliegen, da viele<br />
der genannten Gewebe noch intakt sind<br />
und noch laufen, so kann dennoch bereits<br />
Bruchbild des behandelten Gewebes<br />
(MW = 2,2 mm; DS = 0,6 mm) aus dem<br />
oben dargestellten Versuch nach 1134 h<br />
jetzt geschlussfolgert werden, dass <strong>die</strong> Ergebnisse<br />
aus den Labor- und Technikumsversuchen<br />
durch <strong>die</strong> Feldversuche eindrucksvoll<br />
bestätigt wurden und <strong>die</strong> Tendenzen<br />
einer deutlichen Standzeitverlängerung<br />
eindeutig erkennbar sind.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Allgaier<br />
AUTOR:<br />
DR. MATHIAS<br />
TROJOSKY<br />
Leiter Forschung und<br />
Entwicklung,<br />
Allgaier Process Technology<br />
AUTOR:<br />
THOMAS RUPP<br />
Entwicklungsingenieur,<br />
Allgaier Process Technology<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 45
<strong>cav</strong><br />
MECHANISCHE UND THERMISCHE VERFAHREN<br />
Technologie <strong>für</strong> <strong>die</strong> Kuchen- und Anschwemmfiltration<br />
Filtersystem bewältigt hohe<br />
Feststoffkonzentrationen<br />
In der chemischen Industrie haben Kerzenfilter wegen ihrer guten Rückspülmöglichkeit<br />
<strong>die</strong> früher gebräuchlichen Tellerdruckfilter abgelöst. Doch auch Kerzenfilter<br />
können an ihre Grenzen stoßen, wenn hohe Feststoffkonzentrationen im Zulauf<br />
zu be<strong>die</strong>nen sind. Das vollautomatische Filtersystem Cakefil zur Kuchen- und<br />
Anschwemmfiltration erlaubt auch bei hohem Feststoffanteil eine effiziente Rückspülung,<br />
wie Tests in einer Pilotanlage gezeigt haben.<br />
Vertikale Plattenfilter sind zwar noch in<br />
einigen Branchen im Einsatz, beispielsweise<br />
bei der Extraktion und Reinigung von Speiseölen,<br />
doch <strong>für</strong> viele Prozesse in der chemischen<br />
Industrie liefern sie keine zufriedenstellenden<br />
Ergebnisse, weil sie aufgrund<br />
der flachen Bauweise der Elemente nicht effizient<br />
gereinigt werden können.<br />
Horizontale Plattenfilter mit rotierender Kuchenabreinigung,<br />
sogenannte Tellerdruckfilter,<br />
weisen eine ähnliche Problematik wie<br />
vertikale Plattenfilter auf, zudem können <strong>die</strong><br />
bewegten Teile im Filter Probleme bereiten.<br />
Daher findet auch <strong>die</strong>se Art von Filtern in<br />
der chemischen Industrie heute nur mehr in<br />
Nischen Anwendung.<br />
In den vergangenen drei Jahrzehnten wurden<br />
Tellerdruckfilter von Kerzenfiltern abgelöst.<br />
Diese kommen ohne bewegte Teile aus<br />
und bestehen aus einer runden Stützstruktur,<br />
<strong>die</strong> auf der Außenseite mit einem gewebten<br />
Filtermaterial, dem Filterschlauch,<br />
bespannt sind. Die Filterschläuche lassen<br />
sich rückspülen, wodurch auch Partikel aus<br />
den Poren des Gewebes entfernt werden.<br />
Filteroptimierung als Ziel<br />
Lenzing Filtration hat bereits seit Jahrzehnten<br />
<strong>die</strong> Optifil und Viscofil-Rückspülsysteme<br />
<strong>für</strong> niedrig- bis hochviskose Flüssigkeiten<br />
im Sortiment. Diese Filter zeichnen sich<br />
durch <strong>die</strong> Möglichkeit aus, besonders fein<br />
zu filtrieren. Die Grenzen liegen bei 3 µm<br />
absolut und ca. 0,5 % Feststoff im Zulauf.<br />
In den letzten Jahren erhielt das Unternehmen<br />
viele Anfragen bezüglich Filtrationssystemen,<br />
<strong>die</strong> noch feiner filtrieren und höhere<br />
Feststoffkonzentrationen im Zulauf be<strong>die</strong>nen<br />
können. Auch wurde in Gesprächen mit<br />
Anwendern deutlich, dass <strong>die</strong> Filterschläuche<br />
von Kerzenfiltern oft eine begrenzte Lebensdauer<br />
haben und häufig chemisch gereinigt<br />
oder gewechselt werden müssen.<br />
Der Filtersystem Cakefil eignet sich <strong>für</strong> den Nass- und Trockenaustrag<br />
Bilder: Lenzing Filtration<br />
Vergleichstests in Pilotanlage<br />
2022 meldete Lenzing Filtration <strong>die</strong> Kerze<br />
und das Design seiner Cakefil-Technologie<br />
zur Kuchen- und Anschwemmfiltration zum<br />
Patent an. Bei <strong>die</strong>sem vollautomatischen Filtersystem<br />
bewirkt Druck <strong>die</strong> Filtration von<br />
sehr feinen Partikeln. Der Feststoff kann entweder<br />
pumpfähig als Schlamm ausgetragen<br />
oder nach vorheriger Kuchenwäsche und<br />
-trocknung in Schollenform abgeworfen<br />
werden. Die spezielle Geometrie der Filterkerzen<br />
sorgt dabei <strong>für</strong> einen effizienten Kuchenabwurf.<br />
Um <strong>die</strong> Vorgänge bei der Rückspülung zu<br />
verstehen und verschiedene marktübliche<br />
Filterkerzen mit der Cakefil-Kerze zu vergleichen,<br />
baute Lenzing eine Pilotanlage <strong>für</strong><br />
eine Filterkerze in Produktionslänge (2,5 m)<br />
mit einem Druckbehälter aus Glas.<br />
Drei verschiedene Kerzensysteme wurden<br />
46 <strong>cav</strong> 1-2-2023
Die Pilotanlage (hier im Produktionsmaßstab) besteht aus einem<br />
Druckbehälter aus Glas und der Filterkerze<br />
Schematische Darstellung der Ausführungen A, B und C (Cakefil-Kerze)<br />
mit einer Mischung aus Wasser und Filterhilfsmittel<br />
(feines Perlitpulver) getestet. Die<br />
Rückspülung erfolgte in allen drei Fällen<br />
durch Filtrat, das mit Druckluft von der Innenseite<br />
durch das Filtertuch gedrückt wurde,<br />
sowie mit anschließender Unterstützung<br />
durch nachströmende Luft.<br />
Bei Ausführung A handelt es sich um eine<br />
runde Kerze mit einer perforierten Stützstruktur<br />
aus Kunststoff. Die Kerze ist unten<br />
geschlossen und oben offen. Die offene<br />
Oberseite wird mit einem Filtratraum über<br />
eine gelochte Platte verbunden. Die Rückspülung<br />
erfolgt über Einleitung von Filtrat<br />
oder Druckluft an der oben offenen Seite<br />
der Kerze. Dies ist <strong>die</strong> einfachste bekannte<br />
Ausführung einer rückspülbaren Filterkerze.<br />
Ausführung B ist eine Filterkerze mit sechs<br />
perforierten Außenrohren und einem nicht<br />
perforierten Innenrohr, wobei <strong>die</strong> äußeren<br />
Rohre mit dem Innenrohr nur an der Unterseite<br />
verbunden sind. Bei <strong>die</strong>ser Ausführung<br />
wird sowohl das Filtrat während der Filtration<br />
als auch das Filtrat bzw. <strong>die</strong> Druckluft<br />
während der Rückspülung über das untere<br />
Ende der Filterkerze geführt. Der Vorteil <strong>die</strong>ser<br />
Ausführung ist, dass <strong>die</strong> hohen Turbulenzen<br />
der Druckluftrückspülung nach unten<br />
geführt werden und sich dadurch von unten<br />
nach oben über <strong>die</strong> gesamte Länge der Filterkerze<br />
ausbreiten können.<br />
Die Ausführung C ist <strong>die</strong> jüngst patentierte<br />
Filterkerzenausführung <strong>für</strong> das Cakefil-Sys -<br />
tem. Sie hat einen Stützkörper, der nach außen<br />
hin offen ist. Anstatt einer perforierten<br />
Oberfläche besitzt <strong>die</strong>se Ausführung axial<br />
verlaufende Stege, <strong>die</strong> das Filtertuch stützen.<br />
Auf <strong>die</strong>se Weise entstehen Kammern, <strong>die</strong> das<br />
Filtrat nach unten ableiten, sodass es, ähnlich<br />
wie bei Ausführung B, über ein zentrales,<br />
nicht perforiertes Rohr in Richtung Filtratkammer<br />
abfließt.<br />
Beobachtung im Zeitraffer-Video<br />
Wie eine Betrachtung in Zeitraffer-Videos<br />
zeigte, konnte bei allen drei Filterkerzen der<br />
Filterkuchen abgeworfen werden. Ausführung<br />
A zeigte sehr hohe Turbulenzen im<br />
oberen Bereich, <strong>die</strong> unteren 80 % der Filterfläche<br />
zeigten keinerlei Rückspülung, jedoch<br />
rutschte der Filterkuchen entlang der<br />
Oberfläche des Schlauches nach unten und<br />
konnte so gemeinsam mit der im Filter befindlichen<br />
Suspension ausgetragen werden.<br />
Die Ausführungen B und C zeigten auch im<br />
unteren Bereich hohe Turbulenzen, <strong>die</strong> auf<br />
eine echte Rückspülung hinwiesen, subjektiv<br />
mit leicht weniger Intensität im oberen<br />
Bereich der Kerze bei Ausführung B. Solide<br />
Rückschlüsse auf Standzeit und Unterschiede<br />
in der Leistung der Filterkerzen konnten<br />
nicht getroffen werden, insbesondere da es<br />
mit allen drei Ausführungen gelang, einen<br />
gleichmäßigen Filterkuchen aufzubauen.<br />
Langzeitversuche mit Calciumcarbonat<br />
Um Unterschiede in der Rückspüleffizienz<br />
nachzuweisen, wurde eine Calciumcarbonat-Aufschlämmung<br />
in Wasser mit einer<br />
Konzentration von 3 Gew.-% angesetzt. Mit<br />
<strong>die</strong>ser wurden mit allen drei Kerzenausführungen<br />
jeweils 85 Zyklen aus Kuchenbildung<br />
und Rückspülung durchgeführt und<br />
im Anschluss mit Wasser gespült. Das Filtertuch<br />
wurde anschließend in eine definierte<br />
Menge Schwefelsäure getaucht, um das in<br />
den Poren verbliebene Calciumcarbonat zu<br />
lösen. Schließlich wurde <strong>die</strong> Menge an Calciumcarbonat<br />
in der Schwefelsäure chromatografisch<br />
gemessen und in Gramm pro<br />
Quadratmeter Filterfläche umgerechnet.<br />
Ausführung A enthielt nach 85 Rückspülungen<br />
eine Menge an Calicumcarbonat-Partikeln<br />
von 96 g/m 2 in den Poren, Ausführung<br />
B bei gleichen Bedingungen 67 g/m 2 , Ausführung<br />
C dagegen nur 22 g/m 2 . Diese Unterschiede<br />
liegen am besonders niedrigen<br />
Widerstand gegen Durchströmung während<br />
der Rückspülung aufgrund der Stützkonstruktion<br />
der Cakefil-Filterkerze.<br />
Effiziente Partikelentfernung<br />
Durch <strong>die</strong> beschriebenen Versuche konnte<br />
nachgewiesen werden, dass mit der Entwicklung<br />
der Cakefil-Kerze ein Filtersystem<br />
zur Verfügung steht, das <strong>die</strong> Partikel aus den<br />
Poren des Filtermaterials besonders effizient<br />
entfernt. Gleichzeitig ist <strong>die</strong> Herstellung<br />
kostengünstig und bei den meisten Prozessen<br />
muss das Filtertuch nicht oft gewechselt<br />
werden. Das Cakefil-System eignet sich z. B.<br />
<strong>für</strong> <strong>die</strong> Filtration von petrochemischen Produkten,<br />
Säuren, Laugen und Chemikalien.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Lenzing Filtration<br />
AUTOR:<br />
STEFAN STRASSER<br />
Produktmanager Automa -<br />
tische Filtration,<br />
Lenzing Filtration<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 47
<strong>cav</strong><br />
LITERATUR, BROSCHÜREN, E-MEDIEN<br />
Kreislaufwirtschaft <strong>für</strong> Kunststoffe<br />
Digitale Business-Transformation<br />
Bild: VDI<br />
Eine Kreislaufwirtschaft <strong>für</strong><br />
Kunststoffe bedeutet, <strong>die</strong> Zusammenarbeit<br />
aller Akteure neu<br />
zu erfinden. Ein Round Table des<br />
VDI hat erstmalig alle relevanten<br />
Player von der <strong>Chemieindustrie</strong><br />
bis zur Abfallwirtschaft an einen<br />
runden Tisch geholt. Gemeinsam<br />
wurde nach Lösungen <strong>für</strong><br />
eine zirkuläre Wertschöpfung<br />
von Kunststoffen gesucht. Ergebnis<br />
des Round Table ist das<br />
White Paper „Circular Economy<br />
<strong>für</strong> Kunststoffe neu denken“.<br />
Danach braucht es eine gemeinsame<br />
Plattform, an der sämtliche<br />
Kreislaufstufen beteiligt<br />
sind, ein kreislaufgerechtes Produktdesign<br />
sowie eine Politik<br />
mit Weitsicht und kreislaufgerechter<br />
Regulierung, damit eine<br />
Circular Economy <strong>für</strong> Kunststoffe<br />
gelingt. Das Whitepaper kann<br />
unter folgendem Kurzlink kostenlos<br />
heruntergeladen werden:<br />
https://lmy.de/WzKaV.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: VDI<br />
Bild: VDMA<br />
Die digitale Business-Transformation<br />
hat bereits viele Wirtschaftszweige<br />
erfasst und Strategien,<br />
Geschäftsmodelle, Strukturen<br />
und Prozesse langfristig verändert.<br />
Um mittelständischen<br />
Maschinen- und Anlagenbauern<br />
eine Anleitung <strong>für</strong> eine erfolgreiche<br />
Transformation an <strong>die</strong><br />
Hand zu geben, hat der VDMA-<br />
Fachverband Software und Digitalisierung<br />
<strong>die</strong> Publikation<br />
„Business Transformation <strong>–</strong> <strong>die</strong><br />
Chance <strong>für</strong> den Maschinen- und<br />
Anlagenbau“ veröffentlicht. Sie<br />
analysiert Handlungsfelder und<br />
Erfolgsmuster und bietet Tipps<br />
<strong>für</strong> <strong>die</strong> Entwicklung einer Digitalisierungsstrategie.<br />
Ein Excel-<br />
Tool hilft Firmen einzuschätzen,<br />
wo <strong>die</strong> Prioritäten bei der digitalen<br />
Business-Transformation<br />
zu setzen sind. VDMA-Mitglieder<br />
können <strong>die</strong> Publikation unter<br />
dem Kurzlink https://bit.ly/<br />
3Y0SNSx kostenlos downloaden.<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: VDMA<br />
Dichten, Kleben und Polymertechnik<br />
Bild: Isgatec<br />
Das Jahrbuch Dichten. Kleben. Polymer. 2023 von Isgatec enthält 50 Fachbeiträge aus<br />
Wissenschaft und Praxis. Diese geben einen guten Überblick über den aktuellen Stand<br />
der Technik im Bereich Dichten, Kleben und Polymertechnik. Das Jahrbuch ist in folgende<br />
Themenbereiche gegliedert: Statische Dichtungen, Flüssigdichtsysteme, Maschinen<br />
und Anlagen, Mess- und Prüftechnik, Dienstleistungen, Klebtechnik, Klebstoffe/<br />
Klebebänder und Polymertechnik. Die Fachbeiträge geben branchenübergreifend oder<br />
-bezogen Impulse <strong>für</strong> <strong>die</strong> tägliche Arbeit und informieren über Entwicklungen. Das<br />
Jahrbuch kann online bestellt werden: https://www.isgatec.com/me<strong>die</strong>n/jahrbuch/.<br />
Jahrbuch Dichten. Kleben. Polymer. 2023, hrsg. von Karl-Friedrich Berger und Sandra Kiefer, 488 Seiten,<br />
2022, 59 Euro, Digital: 49 Euro<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
Suchwort: Isgatec<br />
<strong>cav</strong><br />
INSERENTENVERZEICHNIS<br />
AFRISO-EURO-INDEX GmbH,<br />
Güglingen 18<br />
Condair GmbH, Garching 3<br />
easyFairs Deutschland GmbH, München 19<br />
ELAFLEX HIBY GmbH & Co. KG,<br />
Hamburg 17<br />
ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH,<br />
Bietigheim-Bissingen 5<br />
FRISTAM Pumpen KG GmbH & Co.,<br />
Hamburg 2<br />
GATHER INDUSTRIE GmbH, Wülfrath 21<br />
Hecht Technologie GmbH, Pfaffenhofen 51<br />
JULABO GmbH, Seelbach 51<br />
L & R Kältetechnik GmbH & Co. KG,<br />
Sundern 51<br />
LABOM Mess- und Regeltechnik GmbH,<br />
Hude 30<br />
Maag Pump Systems AG, CH-Oberglatt/<br />
Zürich 33<br />
Messe Düsseldorf GmbH, Düsseldorf 52<br />
RCT Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.,<br />
Heidelberg 51<br />
REMBE GmbH Safety+Control, Brilon 51<br />
SAMSON AG, Frankfurt 31<br />
TÜV SÜD Chemie Service GmbH,<br />
Leverkusen 13, 14<br />
VEGA Grieshaber KG, Schiltach 7<br />
48 <strong>cav</strong> 1-2-2023
<strong>cav</strong> TERMINE MÄRZ BIS APRIL<br />
Concept Heidelberg<br />
Seminar GMP-Basiskurs Packmittel/Verpackung,<br />
01.0<strong>2.2023</strong>, online<br />
Seminar Bedruckte Packmittel<br />
<strong>–</strong> GMP-Anforderungen an<br />
Sekundärpackmittel<br />
02.03.2023, online<br />
Auskünfte: Concept Heidelberg<br />
GmbH, Tel.: (06221) 84 44 0,<br />
info@concept-heidelberg.de,<br />
www.concept-heidelberg.de<br />
GVT<br />
Seminar Kristallisation und<br />
Fällung 2023, 01. bis<br />
03.03.2023, online<br />
Symposium 10th International<br />
Symposium of Fine Grinding<br />
and Dispersing 2023, 02.<br />
bis 03.03.2023, Braunschweig<br />
Seminar Drying 2023, 27. bis<br />
30.03.2023, Magdeburg<br />
Auskünfte: GVT <strong>–</strong> Forschungs-<br />
Gesellschaft Verfahrens -<br />
Technik e.V.,<br />
Tel.: (069) 75 64 374,<br />
gvt-hochschulkurse@gvt.org,<br />
www.gvt.org<br />
HDT<br />
Seminar SIL Safety Integrity<br />
Level EN 61508 EN 61511 <strong>–</strong><br />
Einführung in <strong>die</strong> funktionale<br />
Sicherheit in der <strong>Prozesstechnik</strong>,<br />
06. bis 08.03.2023, online<br />
Seminar Modulare Anlagen in<br />
der Prozessindustrie, 08. bis<br />
09.03.2023, Essen<br />
Seminar Prozess- und An -<br />
lagensicherheit, 21.03.2023,<br />
Essen und online<br />
Auskünfte: HDT <strong>–</strong> Haus der<br />
Technik e.V., Tel.: (0201) 18 031,<br />
hdt@hdt.de, www.hdt.de<br />
GDCh<br />
Seminar Die Qualitätssysteme<br />
GMP (Gute Herstellungspraxis)<br />
und GLP (Gute Laborpraxis) im<br />
Überblick <strong>–</strong> ein Leitfaden,<br />
09.03.2023, Frankfurt a. M.<br />
und online<br />
Seminar GMP-Intensivtraining:<br />
Hintergründe der Essentials<br />
der GMP auf deutscher, europäischer<br />
und amerikanischer<br />
Ebene <strong>–</strong> mit Praxisteil, 25. bis<br />
26.04.2023, online<br />
Auskünfte: GDCh <strong>–</strong> Gesellschaft<br />
Deutscher Chemiker e.V.,<br />
Tel.: (069) 79 17 364/291,<br />
fb@gdch.de, www.gdch.de<br />
TAW<br />
Seminar Prozesssicherheit und<br />
Risikomanagement verfahrenstechnischer<br />
Anlagen (HAZOP/<br />
LOPA), 13. bis 14.03.2023,<br />
Wuppertal oder online<br />
Seminar Explosionsschutz in<br />
Theorie und Praxis, 27. bis<br />
28.03.2023, Altdorf bei Nürnberg<br />
Auskünfte: Technische Akademie<br />
Wuppertal e.V.,<br />
Tel.: (0202) 74 95 111<br />
info@taw.de, www.taw.de<br />
VDI<br />
Seminar Digitalisierung in der<br />
Prozessindustrie, 20. bis<br />
21.03.2023, Berlin<br />
Seminar Grundlagen der<br />
Pumpentechnik, 28. bis<br />
29.03.2023, Berlin<br />
Seminar Reinraumtechnik<br />
und Reinraumpraxis, 29. bis<br />
30.03.2023, Bochum<br />
Auskünfte: VDI Wissensforum<br />
GmbH, Tel.: (0211) 62 14 201,<br />
wissensforum@vdi.de,<br />
www.vdi-wissensforum.de<br />
Dechema<br />
Seminar Maßstabsvergrößerung<br />
katalytischer Reaktoren,<br />
03. bis 04.04.2023, online<br />
Seminar Optische Messtechnik<br />
in der industriellen PAT-Anwendung,<br />
18. bis 19.04.2023,<br />
Frankfurt a. M.<br />
Auskünfte: Dechema Gesellschaft<br />
<strong>für</strong> chemische Technik und Biotechnologie<br />
e.V.,<br />
Tel.: (069) 75 64 253,<br />
nicola.gruss@dechema.de,<br />
www.dechema.de<br />
Weitere Seminare und Veranstaltungen<br />
finden Sie unter<br />
www.prozesstechnik-online.de<br />
<strong>cav</strong><br />
SO ERREICHEN SIE DIE REDAKTION<br />
LUKAS LEHMANN<br />
Redakteur, V.i.S.d.P.<br />
Tel. 0711 7594-290<br />
lukas.lehmann@konradin.de<br />
CLAUDIA BÄR<br />
Redakteurin<br />
Tel. 0711 7594-287<br />
claudia.baer@konradin.de<br />
DANIELA HELD<br />
Redakteurin<br />
Tel. 0711 7594-284<br />
daniela.held@konradin.de<br />
DR. BERND RADEMACHER<br />
Redakteur<br />
Tel. 0711 7594-263<br />
bernd.rademacher@konradin.de<br />
BARBARA DIVIGGIANO<br />
Redaktionsassistentin<br />
Tel. 0711 7594-415<br />
barbara.diviggiano@konradin.de<br />
<strong>cav</strong> 1-2-2023 49
<strong>cav</strong><br />
VORSCHAU<br />
03-2023<br />
FLEXIBLE PRODUKTIONSSYSTEME<br />
Immer kleinere Chargen hochwertiger Medikamente<br />
<strong>für</strong> spezielle Patientengruppen müssen verarbeitet<br />
werden. Gefragt sind also modulare,<br />
hochflexible Abfüllanlagen, <strong>die</strong> sich schnell an<br />
wechselnde Bedürfnisse der pharmazeutischen<br />
Hersteller anpassen lassen.<br />
ABWASSERREINIGUNG IM INDUSTRIEPARK<br />
Reinigung und Aufbereitung von Abwasser spielen im<br />
dänischen Industriepark Stigsnæs eine bedeutende<br />
Rolle <strong>–</strong> schon aufgrund des benachbarten<br />
Ölhafens mit seinen großen Lagertanks. Für<br />
den sicheren Betrieb der Kläranlage sorgen<br />
zehn Hyperdrive-Rühr- und Begasungssysteme<br />
und zwei E-Flex-Belüftungssysteme.<br />
MTP-FUNKTIONALITÄT IN DER PRODUKTION<br />
Leckagesensor überwacht mobiles Dosiermodul<br />
MIT SMARTEM APP-BEDIENKONZEPT<br />
Stellungsregler mit Zweileitertechnologie<br />
ENERGIEVERBRAUCH OPTIMIEREN<br />
Plug-and-use-Lösung <strong>für</strong> Druckluftsysteme<br />
ISSN 0009<strong>–</strong>2800<br />
56. Jahrgang<br />
Herausgeberin<br />
Katja Kohlhammer<br />
Verlag<br />
Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH<br />
Ernst-Mey-Straße 8,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen<br />
Germany<br />
Geschäftsführer<br />
Peter Dilger<br />
Verlagsleiter<br />
Peter Dilger<br />
Redakteur V.i.S.d.P.<br />
Lukas Lehmann (le),<br />
Ernst-Mey-Straße 8,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />
Phone +49 711 7594-290<br />
Redaktion<br />
Claudia Bär(cb),<br />
Phone +49 711 7594-287<br />
Dipl.-Ing. Daniela Held (dh),<br />
Phone +49 711 7594-284<br />
Dr. Bernd Rademacher (br),<br />
Phone +49 711 7594-263<br />
Redaktionsassistenz<br />
Barbara Diviggiano,<br />
Phone +49 711 7594-415, Fax -1415<br />
E-Mail: barbara.diviggiano@konradin.de<br />
Layout<br />
Jennifer Martins, Phone +49 711 7594-262<br />
Ana Turina, Phone +49 711 7594-273<br />
Gesamtanzeigenleiter<br />
(Verantwortlich <strong>für</strong> den Anzeigenteil):<br />
Andreas Hugel, Phone +49 711 7594-472<br />
E-Mail: <strong>cav</strong>.anzeigen@konradin.de<br />
Auftragsmanagement<br />
Andrea Haab, Phone +49 711 7594-320<br />
E-Mail: andrea.haab@konradin.de<br />
Leserservice<br />
Phone +49 711 7252-209<br />
E-Mail: konradinversand@zenit-presse.de<br />
<strong>cav</strong> erscheint monatlich <strong>–</strong> ergänzt durch Sonderausgaben<br />
<strong>–</strong> und wird kostenlos nur an qualifizierte<br />
Empfänger geliefert.<br />
Bezugspreise<br />
Inland 83,00 € inkl. Versandkosten und MwSt.;<br />
Ausland 83,00 € inkl. Versandkosten,<br />
Einzelverkaufspreis 8,40 € inkl. MwSt.,<br />
zzgl. Versandkosten.<br />
Auslandsvertretungen<br />
Großbritannien: Jens Smith Partnership, The Court,<br />
Long Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA,<br />
Phone 01256 862589, Fax 01256 862182, E-Mail:<br />
jsp@trademedia.info; USA, Kanada: D.A. Fox Advertising<br />
Sales, Inc., Detlef Fox, 5 Penn Plaza, 19th<br />
Floor, New York, NY 10001, Phone 212 8963881,<br />
Fax 212 6293988, E-Mail: detleffox@comcast.net<br />
Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wird auf <strong>die</strong><br />
gleichzeitige Verwendung der Sprachformen männlich,<br />
weiblich und divers (m/w/d) verzichtet. Sämtliche<br />
Personenbezeichnungen gelten gleichermaßen<br />
<strong>für</strong> alle Geschlechter.<br />
Druck<br />
Konradin Druck GmbH,<br />
Kohlhammerstraße 1-15,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen,<br />
Printed in Germany<br />
© 2023 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer<br />
50 <strong>cav</strong> 1-2-2023
ARMATUREN + FITTINGS<br />
Pharmaproduktion präsentiert Ihnen Partner <strong>für</strong> <strong>die</strong> Pharmaindustrie<br />
<strong>cav</strong> präsentiert Ihnen Partner <strong>für</strong> <strong>die</strong> chemische Industrie<br />
Werkstofftechnik Anlagen<br />
Mischen Forschung + Innovation<br />
Verbindungstechnik<br />
Lagern Wasser- & Abwassertechnik<br />
Fördertechnik Ex-Schutz<br />
Dienstleistung Reinigungstechnik<br />
Armaturen Rohre Schläuche<br />
Bookmark!<br />
Hier finden Sie leistungsstarke Lieferanten,<br />
Dienstleister und kompetente lösungsorientierte<br />
Partner <strong>für</strong> <strong>die</strong> chemische Industrie!<br />
Weitere Fakten zu Unternehmen, Details zum<br />
Angebots- und Leistungsspektrum finden Sie im<br />
Firmenverzeichnis auf prozesstechnik-online.de.<br />
Unter folgendem Link gelangen Sie zur<br />
Übersicht aller Online-Firmenprofile<br />
www.prozesstechnik-online.de/firmenverzeichnis<br />
RCT® Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />
www.rct-online.de<br />
Reichelt Chemietechnik steht <strong>für</strong> das Prinzip<br />
„Angebot und Vertrieb der kleinen Quantität“ gepaart<br />
mit einer viele Bereiche umfassenden Produktvielfalt<br />
und einem hohen technischen Beratungsservice.<br />
Das Angebot von Reichelt Chemietechnik umfasst<br />
ca. 80 000 Artikel, <strong>die</strong> aus den Bereichen Schlauchtechnik,<br />
Verbindungselemente, Durchflusstechnik,<br />
Labor technik, Halbzeuge, Befestigungselemente,<br />
Filtration und Antriebstechnik stammen.<br />
Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />
Englerstraße 18, 69126 Heidelberg<br />
Tel. 0 62 21/3 12 50, info@rct-online.de<br />
KÄLTE- & WÄRMETECHNIK<br />
KÄLTE- + WÄRMETECHNIK<br />
MESS- + ANALYSETECHNIK<br />
JULABO GmbH<br />
www.julabo.com<br />
Mit über 50 Jahren Erfahrung, Können und Innovationskraft<br />
entwickelt und produziert <strong>die</strong> JULABO GmbH<br />
Temperiergeräte, <strong>für</strong> höchste Ansprüche in der<br />
Industrie, Forschung und Wissenschaft. Dabei setzt das<br />
Unternehmen immer wieder neue Maßstäbe und hat<br />
damit maßgeblich <strong>die</strong> Entwicklung im Bereich der<br />
Flüssigkeitstemperierung vorangetrieben.<br />
Qualifizierte Mitarbeiter, professionelle Fertigungstechnik<br />
sowie ein Höchstmaß an Qualität und Service<br />
bilden den Grundstein der Erfolgsgeschichte von<br />
JULABO. Inzwischen beschäftigt das Unternehmen am<br />
Produktionsstandort in Seelbach sowie an Niederlassungs-<br />
und Vertriebsstandorten weltweit mehr als 400<br />
Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen.<br />
L&R Kältetechnik GmbH & Co. KG<br />
www.lr-kaelte.de<br />
Wir sind ein inhabergeführtes Unternehmen mit herausragender<br />
Expertise in der Kältetechnik. L&R Kälteanlagen<br />
sind auf einen umweltschonenden Betrieb bei<br />
gleichzeitig höchstmöglicher Energieeffizienz ausgelegt.<br />
Wir arbeiten <strong>für</strong> Kunden in den Disziplinen:<br />
Kunststoff- und Kautschukindustrie<br />
Oberflächen- und Galvanotechnik<br />
Lebensmittelindustrie<br />
Chemie- und Pharmaindustrie<br />
Medizintechnik<br />
Metallverarbeitung<br />
Spezialtiefbau/Bergbau<br />
RCT® Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />
www.rct-online.de<br />
Reichelt Chemietechnik steht <strong>für</strong> das Prinzip<br />
„Angebot und Vertrieb der kleinen Quantität“ gepaart<br />
mit einer viele Bereiche umfassenden Produktvielfalt<br />
und einem hohen technischen Beratungsservice.<br />
Das Angebot von Reichelt Chemietechnik umfasst<br />
ca. 80 000 Artikel, <strong>die</strong> aus den Bereichen Schlauchtechnik,<br />
Verbindungselemente, Durchflusstechnik,<br />
Labor technik, Halbzeuge, Befestigungselemente,<br />
Filtration und Antriebstechnik stammen.<br />
Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />
Englerstraße 18, 69126 Heidelberg<br />
Tel. 0 62 21/3 12 50, info@rct-online.de<br />
PUMPEN + KOMPRESSOREN<br />
SCHÜTTGUT-HANDLING<br />
SICHERHEITSTECHNIK<br />
RCT® Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />
www.rct-online.de<br />
Reichelt Chemietechnik steht <strong>für</strong> das Prinzip<br />
„Angebot und Vertrieb der kleinen Quantität“ gepaart<br />
mit einer viele Bereiche umfassenden Produktvielfalt<br />
und einem hohen technischen Beratungsservice.<br />
Das Angebot von Reichelt Chemietechnik umfasst<br />
ca. 80 000 Artikel, <strong>die</strong> aus den Bereichen Schlauchtechnik,<br />
Verbindungselemente, Durchflusstechnik,<br />
Labor technik, Halbzeuge, Befestigungselemente,<br />
Filtration und Antriebstechnik stammen.<br />
Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />
Englerstraße 18, 69126 Heidelberg<br />
Tel. 0 62 21/3 12 50, info@rct-online.de<br />
Hecht Technologie GmbH<br />
www.hecht.eu<br />
Als kompetenter Partner im sicheren Schüttgut-<br />
Handling steht unser Familienunternehmen <strong>für</strong><br />
passgenaue und effiziente Lösungen. HECHT.<br />
We Care.<br />
Seit über 40 Jahren sind wir auf dem nationalen<br />
und internationalen Markt der Schüttguttechnologie<br />
erfolgreich. Zu unseren Kunden gehören<br />
zahlreiche namhafte Unternehmen der Pharma-,<br />
Food- und Chemie-Industrie mit zum Teil extrem<br />
hohen Anforderungen in Sachen Hygiene und<br />
Containment. Sie alle schätzen <strong>die</strong> Qualität,<br />
Effizienz, Flexibilität und Sicherheit der HECHT-<br />
Systeme.<br />
REMBE® GmbH Safety+Control<br />
www.rembe.de<br />
REMBE® ist Spezialist <strong>für</strong> Explosionsschutz und<br />
Druckentlastung und beschäftigt ca. 340 Mitarbeiter<br />
weltweit. Das Unternehmen bietet Kunden Sicherheitskonzepte<br />
<strong>für</strong> Anlagen und Apparaturen.<br />
Sämtliche Produkte werden in Deutschland gefertigt<br />
und erfüllen <strong>die</strong> Ansprüche nationaler und internationaler<br />
Regularien. Zu den Abnehmern der<br />
REMBE®-Produkte zählen Marktführer diverser<br />
Industrien, unter anderem Öl- & Gas-,Nahrungsmittel-,<br />
Holz-, Chemie- und Pharmaindustrie sowie Petrochemie.<br />
REMBE® verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz,<br />
indem Consulting, Engineering und Service <strong>die</strong><br />
vorrangig selbst entwickelten und in Eigenfertigung<br />
hergestellten Produkte ergänzen.<br />
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