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<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong><br />
<strong>DE</strong> 1/<strong>26</strong><br />
Wasserstoff und Prozesstechnik<br />
Energie- und Wärmenetzwerke<br />
Speichertechnik<br />
Kreislaufwirtschaft Ressourcen Logistik<br />
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Editorial<br />
Technik statt Rhetorik<br />
Die Debatte über Nachhaltigkeit in der Industrie leidet oft an einem bekannten Muster: Es wird viel über Ziele<br />
gesprochen, aber zu selten über die konkrete Umsetzung im Detail. Genau dort entscheidet sich jedoch, ob Energie-<br />
und Ressourcen effizienz tatsächlich Wirkung entfalten <strong>–</strong> oder bloß auf dem Papier existieren.<br />
Diese Ausgabe zeigt, dass die entscheidenden Fortschritte nicht in großen Visionen liegen, sondern in der präzisen<br />
Optimierung industrieller Prozesse. Energieeffiziente Antriebssysteme sind längst kein „Nice-to-have“ mehr, sondern<br />
ein direkter Hebel zur Senkung des Stromverbrauchs in Produktion und Logistik. Wer hier noch mit veralteten<br />
Konzepten arbeitet, lässt wertvolle Effizienzpotentiale ungenutzt.<br />
Ähnlich verhält es sich bei der Ressourcennutzung. Einsparungen entstehen in der Praxis nicht durch Verzicht, sondern<br />
durch bessere Prozessführung. Ob bei der präzisen Dosierung von Prozesshilfsstoffen, der thermischen Behandlung<br />
oder beim Handling anspruchsvoller Materialien <strong>–</strong> entscheidend ist die Fähigkeit, Prozesse stabil, reproduzierbar und<br />
möglichst verlustarm zu betreiben. Moderne Misch- und Aufbereitungstechnologien leisten dazu ebenso ihren Beitrag<br />
wie spezialisierte Komponenten für aggressive oder hochreine Medien.<br />
Besonders deutlich wird dieser Anspruch bei der Biogaserzeugung. Hier geht es nicht um Image, sondern um Aus beute,<br />
Prozessstabilität und Energieertrag. Fortschritte entstehen durch verbesserte Durchmischung, optimierte Substrataufbereitung<br />
und eine zuverlässige Gasförderung <strong>–</strong> also durch Technik, die auch unter schwierigen Bedingungen dauerhaft<br />
funktioniert. Die neuen Bestimmungen im Biogasbereich erhöhen dabei den Druck auf Betreiber, Prozesse sauber<br />
zu beherrschen und technische Schwachstellen schneller zu beseitigen. Gleichzeitig zeigt sich: Ohne präzise Mess- und<br />
Regeltechnik bleibt jedes Optimierungskonzept Stückwerk.<br />
Hinzu kommt ein Aspekt, der oft unterschätzt wird: die Qualität der elektrischen Infrastruktur. Netzstörungen, instabile<br />
Versorgung oder eine unzureichend abgestimmte Energieverteilung verursachen nicht nur Ausfälle, sondern auch verdeckte<br />
Energieverluste. Wer über Effizienz spricht, muss deshalb immer auch über eine saubere Stromversorgung und<br />
stabile Antriebssysteme sprechen.<br />
Am Ende entscheidet die Integration. Einzelne effiziente Komponenten bringen wenig, wenn sie nicht intelligent<br />
zusammenspielen. Automatisierung, Datentransparenz und robuste Kommunikationsstrukturen sind die Voraussetzung<br />
dafür, Energie- und Stoffströme sinnvoll zu steuern.<br />
Die zentrale Erkenntnis ist unbequem, aber eindeutig: Nachhaltigkeit entsteht nicht durch Ankündigungen, sondern<br />
durch konsequente technische Detailarbeit. Genau dort liegt der eigentliche Wettbewerbsvorteil.<br />
Wer nachhaltige Industrie verstehen will, findet in diesen Beiträgen den Blick auf das, was wirklich zählt: die Umsetzung.<br />
Silke Watkins<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
3
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong><br />
Inhaltsverzeichnis<br />
Titel<br />
Effiziente Antriebslösungen von<br />
NORD DRIVESYSTEMS für Prozesse<br />
in der Umweltwirtschaft<br />
Kosten senken, Leistung und Effizienz steigern<br />
In den Prozessen der Wasser-, Abwasser- und Recyclingwirtschaft entscheiden<br />
Wirkungsgrad und Ausfallsicherheit über die Betriebs kosten.<br />
Bei Neu investitionen ist natur gemäß der Anschaffungspreis ein wichtiger<br />
Faktor, doch längst nicht mehr das alleinige Kauf kriterium. Verstärkt<br />
rücken auch die Folgekosten in den Fokus. Als Systemanbieter<br />
hat NORD DRIVESYSTEMS die passenden Antriebslösungen für Anwendungen<br />
in der Umweltwirtschaft <strong>–</strong> und auch die Konzepte und Services,<br />
um die Gesamtbetriebskosten bei der Auswahl der optimalen Lösung im<br />
Blick zu behalten.<br />
Inhalt<br />
Editorial<br />
Technik statt Rhetorik 3<br />
Titelgeschichte<br />
Effiziente Antriebslösungen von NORD DRIVESYSTEMS für Prozesse<br />
in der Umweltwirtschaft 6<br />
Erneuerbare Energien<br />
Klein, aber wirkungsvoll 10<br />
Ressourceneffizienz<br />
Welche Maßnahmen die Stahlproduktion nachhaltiger gestalten 14<br />
Langlebigkeit<br />
Druckstöße im Dampfsystem: Wasserschlag als Risiko für Sicherheit und Effizienz 17<br />
CTX & LUCCS Light System: Kühllösung für neuartiges LED-Leuchtsystem 35<br />
Energieeffizienz<br />
Energieeffizienz in der Zuckerproduktion 20<br />
Motorerwärmung minimieren mit High-Speed-Umrichtern von SIEB & MEYER 38<br />
Effizienzsteigerung<br />
Ungeahnte Möglichkeiten für neue technisch-keramische Werkstoffe<br />
aus EIRICH-Intensivmischern 22<br />
Biogaserzeugung<br />
Mit Vollgas ins Wärmenetz 27<br />
Kreislaufwirtschaft<br />
Phosphor clever zurückgewinnen 30<br />
Prüftechnik<br />
Sicher, flexibel und zukunftsbereit 32<br />
Predictive Connectivity<br />
SPS-Diagnosepuffer <strong>–</strong> um eine Informationsquelle reicher 42<br />
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte 45<br />
Inserentenverzeichnis 49<br />
Markenzeichenregister 50<br />
Impressum<br />
Herausgeber<br />
Dr. Harnisch Verlags GmbH<br />
©<br />
20<strong>26</strong>, Dr. Harnisch Verlags GmbH<br />
Inhaltliche Koordination<br />
Silke Watkins<br />
Verlag und Leserservice<br />
Dr. Harnisch Verlags GmbH<br />
Eschenstraße 25<br />
90441 Nürnberg<br />
Tel 0911 2018-0<br />
Fax 0911 2018-100<br />
E-Mail get@harnisch.com<br />
www.harnisch.com<br />
Irrtum vorbehalten<br />
Nachdruck und fotomechanische<br />
Vervielfältigung, auch auszugsweise,<br />
nur mit schriftlicher Genehmigung<br />
des Herausgebers<br />
Redaktion<br />
Silke Watkins<br />
Anna Totsche<br />
Anzeigen/Markenzeichenregister<br />
Silke Watkins/Matti Schneider<br />
Technische Leitung<br />
Armin König<br />
Druck<br />
AKONTEXT s.r.o.<br />
Prag/Tschechien<br />
www.akontext.cz<br />
ISSN 2752-2040<br />
4<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
PROZESSTECHNIK &KOMPONENTEN<br />
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<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong><br />
<strong>DE</strong> 1/<strong>26</strong><br />
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Pumpen-, Kompressorenindustrie,<br />
Systeme und Komponenten<br />
Wasserstoff und Prozesstechnik<br />
Energie- und Wärmenetzwerke Speichertechnik<br />
Kreislaufwirtschaft Ressourcen Logistik<br />
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Fachmessen für 20<strong>26</strong><br />
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Unabhängiges Fachmagazin für richtungsweisende Technologien<br />
Neu seit 2022:<br />
„Green Efficient Technologies“<br />
erscheint 4x im Jahr<br />
Dr. Harnisch Verlags GmbH · Eschenstraße 25 · 90441 Nürnberg · Tel.: +49 (0) 911 - 2018 0 · info@harnisch.com · www.harnisch.com
Titelgeschichte<br />
Effiziente Antriebslösungen von<br />
NORD DRIVESYSTEMS für Prozesse<br />
in der Umweltwirtschaft<br />
Kosten senken, Leistung und Effizienz steigern<br />
Der modulare Produktbaukasten von NORD DRIVESYSTEMS bietet zahlreiche Komponenten und Kombinationen, um die Anwendungen der<br />
Umwelttechnik sicher am Laufen zu halten.<br />
Bild: NORD DRIVESYSTEMS<br />
In den Prozessen der Wasser-,<br />
Abwasser- und Recyclingwirtschaft<br />
entscheiden Wirkungsgrad<br />
und Ausfallsicherheit über<br />
die Betriebs kosten. Bei Neuinvestitionen<br />
ist natur gemäß der<br />
Anschaffungspreis ein wichtiger<br />
Faktor, doch längst nicht mehr das<br />
alleinige Kauf kriterium. Ver stärkt<br />
rücken auch die Folgekosten in<br />
den Fokus. Als Systemanbieter hat<br />
NORD DRIVESYSTEMS die passenden<br />
Antriebslösungen für Anwendungen<br />
in der Umweltwirtschaft <strong>–</strong> und auch<br />
die Konzepte und Services, um die<br />
Gesamtbetriebskosten bei der Auswahl<br />
der optimalen Lösung im Blick<br />
zu behalten.<br />
Die Prozesse in der Wasserwirtschaft,<br />
Abwasseraufbereitung, im Recycling<br />
oder der Biogaserzeugung erfordern<br />
robuste, ausfallsichere und energieeffiziente<br />
Antriebslösungen. Der modulare<br />
Produktbaukasten von NORD<br />
DRIVESYSTEMS bietet eine breite<br />
Palette an Systemlösungen, die den<br />
besonderen Anforderungen im Bereich<br />
Umwelttechnologie entsprechen<br />
und die sich sowohl als OEM-<br />
Komponente bei Neuinstallationen<br />
als auch für Retrofit-Projekte eignen.<br />
Dazu gehören robuste Elektromotoren<br />
neuester Technologie sowie<br />
Getriebe, in der bewährten einteiligen<br />
BLOCK-Bauweise und in verschiedenen<br />
Ausführungen wie Flachgetriebe,<br />
Kegelstirnradgetriebe oder<br />
als BLOCK Stirnradgetriebemotor.<br />
Eine Auswahl an Frequenzumrichtern<br />
und moderne Antriebselektronik für<br />
die Installation im Schaltschrank oder<br />
als dezentrale Lösung komplettieren<br />
den Produktbaukasten.<br />
Industriegetriebe für<br />
Heavy-Duty-Anwendungen<br />
NORD Getriebe in einteiligen BLOCK-<br />
Gehäusen und mit verstärkten Lagern<br />
sorgen in Shreddern oder Pumpen<br />
auch in rauen Umgebungen und im<br />
24/7-Einsatz für Ausfallsicherheit. In<br />
Wasserschnecken bieten 3-stufige<br />
Kegelstirnradgetriebe der Industriegetriebereihe<br />
MAXXDRIVE ® XC konstante<br />
Drehmomente bis 282 kNm. Sie<br />
ermöglichen das Fördern auch großer<br />
Wassermengen bei geringen Förderhöhen.<br />
Die Oberflächenbehandlung<br />
NSD5 schützt wirksam vor Korrosion,<br />
das NORD-Dichtungs system verhindert<br />
das Eindringen von Wasser.<br />
Für den Einsatz in Crushern bzw.<br />
Shreddern können die Industriegetriebe<br />
MAXXDRIVE ® mit verstärkten<br />
Antriebswellen und Überlastkupplungen<br />
ausgestattet werden,<br />
wobei das verwindungssteife einteilige<br />
BLOCK-Gehäuse auch groß<br />
dimensionierte Wälzlager aufnehmen<br />
kann. Auch bei extremen Stoßlasten,<br />
hohen Drehmomenten und<br />
plötzlich auftretenden Belastungen,<br />
die beim Zerkleinern der Wertstoffe<br />
6<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Titelgeschichte<br />
Abb. 1: MAXXDRIVE ® Stirnrad-Industriegetriebe (hier MAXXDRIVE ® XD mit großem Achsabstand)<br />
kommen zum Einsatz, wenn hohe Drehmomente gefragt sind, sie sind auch in ATEX-Ausführung<br />
erhältlich.<br />
Bild: NORD DRIVESYSTEMS<br />
auftreten, hält der Antrieb stand und<br />
sichert den störungsfreien Betrieb.<br />
Ein konkretes und erfolgreiches<br />
Beispiel aus der Praxis ist eine Biogasanlage<br />
auf dem Landgut De<br />
Princepeel in den Niederlanden.<br />
Dort tragen insgesamt 16 Industriegetriebe<br />
MAXXDRIVE ® zur Gaserzeugung<br />
bei, indem sie die 4,5 Meter langen<br />
Wellen der Rührwerke antreiben.<br />
Die Besonderheit besteht darin, dass<br />
die Bunker nicht kreisrund sind, sondern<br />
einen rechteckigen Grundriss<br />
haben. In den acht Bunkern arbeiten<br />
jeweils zwei NORD Industriegetriebe<br />
mit je 37 kW Leistung, in ATEX-konformer<br />
Ausführung, einem Übersetzungsverhältnis<br />
von 123:1 und mit<br />
einem Abtriebsdrehmoment von<br />
annähernd 29.000 Nm.<br />
Innovative Sonderlösungen <strong>–</strong><br />
SAFOMI-Adapter für MAXXDRIVE ®<br />
Industriegetriebe<br />
Für Rührwerksanwendungen lassen<br />
sich die MAXXDRIVE ®<br />
Industriegetriebe<br />
mit einem so genannten<br />
SAFOMI-IEC-Adapter ausrüsten.<br />
SAFOMI steht für Sealless Adapter For<br />
Mixers. Der IEC-Adapter vereint die<br />
Funktionen eines Standard-IEC-Adapters<br />
und eines Ölausgleichsbehälters<br />
in einem Bauteil. SAFOMI gibt es für<br />
Stirnradgetriebe in den Baugrößen<br />
7 bis 11 bzw. für maximale Abtriebsdrehmomente<br />
von 25 bis 75 kNm. Der<br />
kompakt gebaute SAFOMI-Adapter<br />
ist einfach aufgebaut und hat ein integriertes<br />
Ölausgleichsvolumen. Der<br />
Vorteil: Ölbehälter und -schläuche<br />
sowie der leckage- und verschleißanfällige<br />
Wellen dichtring zwischen<br />
Getriebe und IEC-Zylinder können<br />
entfallen. Der Umstieg auf einen<br />
SAFOMI-IEC-Adapter anstelle des<br />
Standard-IEC-Adapters am Rührwerksantrieb<br />
erhöht die Betriebssicherheit<br />
und reduziert den Wartungsaufwand.<br />
Der Ölfüllstand und<br />
damit das erforderliche Ölvolumen ist<br />
geringer, dank fehlender Anbauteile<br />
reduziert sich auch der Bauraum.<br />
Abb. 3: Für Rührwerksanwendungen lassen<br />
sich die MAXXDRIVE ® Industriegetriebe mit<br />
einem SAFOMI-IEC-Adapter ausrüsten, er ist<br />
kompakt und einfach aufgebaut und<br />
reduziert Wartungskosten durch weniger<br />
Verschleißteile. Bild: NORD DRIVESYSTEMS<br />
IE5+ Motoren und<br />
UNIVERSAL Motoren<br />
Abb. 2: In einer Biogasanlage in den Niederlanden arbeiten 16 MAXXDRIVE-Industriegetriebe,<br />
jedes davon treibt ein Rührwerk mit 4,5 Meter langen Rührwerkswellen an.<br />
<br />
Bild: NORD DRIVESYSTEMS<br />
Im Bereich der Wasserwirtschaft<br />
kommen die hocheffizienten<br />
NORD IE5+ Permanentmagnet-Synchronmotoren<br />
in Schneckenpumpen<br />
als Antrieb zum Einsatz, wo sie auch<br />
im 24/7-Betrieb zuverlässige Performance<br />
über den gesamten Verstellbereich<br />
liefern. Kombiniert mit<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong> 7
Titelgeschichte<br />
kommen dort Modelle mit Leistungen<br />
bis zu 3,0 kW zum Einsatz, die<br />
Ansteuerung erfolgt über zentrale<br />
Schaltschrankumrichter von NORD.<br />
NORDAC Frequenzumrichter<br />
Abb. 4: UNIVERSAL Asynchronmotoren von NORD sichern die prozesssichere Wasseraufbereitung<br />
in einem Betrieb, der Geflügel verarbeitet.<br />
Bild: NORD DRIVESYSTEMS<br />
Getrieben von NORD mit niedriger<br />
Übersetzung verfügen die NORD IE5+<br />
Motoren auch im Teillastbereich über<br />
einen sehr hohen Wirkungsgrad sowie<br />
geringen Energieverbrauch.<br />
Ein Praxisbeispiel für den Einsatz<br />
von UNIVERSAL ASM von NORD<br />
sind Betriebe für Geflügelverarbeitung.<br />
Hier sorgen die eingesetzten<br />
Motoren für die prozesssichere Wasseraufbereitung<br />
in einem Betrieb,<br />
bei dem die Versorgung mit Frischwasser<br />
zu aufwendig und kostspielig<br />
wäre. In der Wasseraufbereitungsanlage<br />
werden bis zu 600 m 3 Wasser<br />
pro Stunde bzw. 7.500 m 3 pro Tag zur<br />
Wieder verwendung verarbeitet. Zum<br />
Vergleich: Konventionelle Schlachthöfe<br />
verarbeiten rund 1.000 m 3 Wasser<br />
pro Tag. Für die Trommelfilter<br />
der<br />
Druckentspannungsflotationssysteme,<br />
intern DAF-Anlagen genannt,<br />
eignen sich die UNIVERSAL<br />
Motoren in besonderer Weise. In<br />
Kombination mit Schnecken- und<br />
Stirnradgetrieben von NORD sorgen<br />
sie für die benötigte Drehzahl der<br />
Trommel, um die Wirksamkeit und<br />
die ordnungsgemäße Funktion des<br />
Filters sicherzustellen. Sie können<br />
die Zylinder mit sehr niedriger Drehzahl<br />
drehen, ohne dass dies auf Kosten<br />
der Leistung geht. Überwiegend<br />
Mit Modellen wie NORDAC PRO (zentral),<br />
NORDAC FLEX, NORDAC LINK<br />
und NORDAC ON (dezentral, siehe<br />
Bild) bietet NORD DRIVESYSTEMS ein<br />
breit aufgestelltes Portfolio von zentralen<br />
und dezentralen Frequenzumrichtern,<br />
die sich durch Aspekte,<br />
wie zum Beispiel Energiesparfunktionen<br />
und verschiedene Feldbusprotokolle<br />
unterscheiden. Die integrierte<br />
Steuerung der NORDAC Frequenzumrichter<br />
ermöglicht kontinuierliches<br />
Condition Monitoring und Predic tive<br />
Maintenance, was Stillstandzeiten<br />
reduziert und die Anlagen effizienz<br />
erhöht. Für die einfache Installation<br />
und Inbetriebnahme stellt NORD<br />
Tools wie die Software NORDCON<br />
sowie eine App-basierte Bluetooth-<br />
Diagnose bereit. Eine Antriebsüberwachung<br />
und Fehler diagnose über<br />
die NORDCON App erleichtern den<br />
Service zusätzlich.<br />
Energieeffizienz- und TCO-Beratung<br />
für optimal abgestimmte Antriebe<br />
Wie alle Industriebranchen stehen<br />
auch die Unternehmen der Wasser,<br />
Abwasser- und Recyclingwirtschaft<br />
unter hohem Kostendruck. Sie sehen<br />
sich mit immens gestiegenen<br />
Kosten für Energie konfrontiert. Ein<br />
weiteres Thema ist der Umwelt- und<br />
Klimaschutz und damit verbunden<br />
die Frage, wie sich der CO 2 -Footprint<br />
eines Unternehmens reduzieren<br />
lässt. Vor diesem Hintergrund<br />
hat NORD Servicetools wie NORD<br />
ECO im Programm, mit dem sich die<br />
Anlageneffizienz analysieren lässt,<br />
außerdem die TCO-Analyse (Total<br />
Cost of Ownership) zur Ermittlung<br />
der Gesamtbetriebskosten <strong>–</strong> jeweils<br />
mit dem Ziel, die vorhandenen Einsparpotentiale<br />
aufzuzeigen und mit<br />
konkreten Handlungsempfehlungen<br />
zu begleiten.<br />
TCO-Analyse zur Kostenreduzierung<br />
Abb. 5: Den NORDAC ON gibt es in zwei Varianten: für den Betrieb mit Asynchronmotoren<br />
(vorne im Bild) und als NORDAC ON+ für Synchronmotoren. Bild: NORD DRIVESYSTEMS<br />
Bei Antriebssystemen machen die<br />
Folgekosten einer getätigten Inves-<br />
8<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Titelgeschichte<br />
Abb. 6: Die NORD ECO-Box ist ein mobiler Schaltschrank, mit der sowohl die gesamte Anlage als auch einzelne Antriebe im Detail messbar<br />
werden <strong>–</strong> die Daten bilden die Basis für die Effizienzanalyse des NORD ECO-Service.<br />
Bild: NORD DRIVESYSTEMS<br />
tition geschätzt 80 bis 85 Prozent<br />
der Gesamtbetriebskosten aus.<br />
Zu den Folgekosten zählen neben<br />
den Energie kosten die Kosten für<br />
Adminis tration, Service, Wartung sowie<br />
für Personal, das für die Ersatzteilbevorratung<br />
und die Entsorgung<br />
am Ende des Produktlebenszyklus<br />
zuständig ist. Um die Gesamtbetriebskosten<br />
zu ermitteln, hat sich<br />
das Konzept der Total Cost of Ownership<br />
(TCO) bewährt. Sie deckt schon<br />
im Vorfeld mögliche Kosten treiber einer<br />
Anlage auf, macht versteckte Kosten<br />
transparent und zeigt Wege auf,<br />
wie sich Einsparungen erzielen lassen.<br />
Ein Schlüssel dazu ist die Variantenreduzierung:<br />
die Verringerung unterschiedlich<br />
eingesetzter Baugrößen<br />
innerhalb einer Anlage. Auch das Vermeiden<br />
von Überdimensionierung<br />
hilft, die TCO zu senken. Ist eine Anlage<br />
überdimensioniert, führt das zu<br />
erhöhtem Energieverbrauch, da die<br />
Antriebe häufig im ineffizienten Teillastbetrieb<br />
betrieben werden. Weitere<br />
negative Folgen sind höhere<br />
Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten,<br />
die durch größere und damit<br />
teurere Komponenten entstehen.<br />
Effizienzanalyse mit NORD ECO<br />
Der NORD ECO-Service bietet Anlagenbetreibern<br />
die Chance, ihre Anlagen<br />
im Hinblick auf die Energieeffizienz<br />
detailliert zu durchleuchten.<br />
Kern von NORD ECO ist die NORD<br />
ECO-Box, ein mobiler Schaltschrank,<br />
mit der sowohl die gesamte Anlage<br />
als auch einzelne Antriebe im Detail<br />
messbar und ihr Energieverbrauch<br />
transparent werden. Die NORD ECO-<br />
Box misst Spannungen und Ströme,<br />
ermittelt den Energieverbrauch und<br />
speichert diese Daten. Die selbstentwickelte<br />
NORD ECO Software<br />
macht anschließend die Antriebauslastungen<br />
und Lastprofile sichtbar.<br />
Die so gewonnenen Daten liefern<br />
die Basis, um die effizienteste Antriebslösung<br />
aus Motor, Getriebe und<br />
Umrichter zu ermitteln.<br />
Optimal abgestimmte Antriebslösungen<br />
für Umweltprozesse<br />
Mit seinem umfassenden Portfolio<br />
an Antriebslösungen für Prozesse<br />
oder Anwendungen in der Umweltwirtschaft,<br />
das fortlaufend weiterentwickelt<br />
und optimiert wird, legt<br />
NORD DRIVESYSTEMS den Fokus<br />
auf Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung.<br />
Mit individuellen Serviceangeboten<br />
wie der TCO-Analyse und<br />
NORD ECO erhalten NORD-Kunden<br />
darüber hinaus die Möglichkeit,<br />
ihre Umweltprozesse effizienter und<br />
ressourcen schonender zu gestalten<br />
und dabei ihre Kosten zu senken. Damit<br />
leistet NORD einen wertvollen<br />
Beitrag zu einer nachhaltigeren Zukunft,<br />
für heutige und zukünftigen<br />
Generationen.<br />
Getriebebau NORD GmbH & Co. KG<br />
Getriebebau-Nord-Str. 1<br />
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Tel +49 4532 289-0<br />
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<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong> 9
Erneuerbare Energien<br />
Klein, aber wirkungsvoll<br />
Kupplungen und Schrumpfscheiben von KBK erhöhen den Ertrag<br />
von Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen<br />
Sven Karpstein<br />
Kupplungen von KBK gleichen in Windenergie und Photovoltaikanlagen Versatz aus, dämpfen Schwingungen und übertragen hohe<br />
Drehmomente spielfrei<br />
Bild: chungking_63980460/AdobeStock<br />
Die Energiegewinnung aus Sonne<br />
und Wind spielt eine zentrale Rolle<br />
beim Klimaschutz. Einen hohen<br />
Strom ertrag erzielen die Anlagen<br />
aber nur bei einer sicheren Übertragung<br />
des Drehmoments und<br />
der exakten Ausrichtung der Solarmodule.<br />
Kupplungen und Schrumpfscheiben<br />
von KBK Antriebstechnik<br />
leisten dazu einen wichtigen<br />
Beitrag.<br />
Wenn sich in über hundert Metern<br />
Höhe die riesigen Rotorblätter<br />
einer Windenergieanlage (WEA) drehen,<br />
übertragen sie sehr hohe Drehmomente<br />
an den Generator in der<br />
Gondel. Damit dort die komplette<br />
mechanische Energie ankommt und<br />
in elektrische Energie umgewandelt<br />
werden kann, müssen Rotorwelle<br />
und Getriebehohlwelle reib schlüssig<br />
und spielfrei miteinander verbunden<br />
sein. Namhafte Hersteller von<br />
Windkraftanlagen setzen für diese<br />
Aufgabe Schrumpfscheiben von KBK<br />
Antriebstechnik ein. Diese Welle-<br />
Nabe-Verbindungen können dank<br />
ihrer kompakten Bauweise selbst auf<br />
engstem Raum hohe Kräfte von bis<br />
zu 327.000 N dauerhaft zuverlässig<br />
übertragen. Sie zeichnen sich durch<br />
gute Rundlaufeigenschaften aus und<br />
sind selbstzentrierend sowie selbstlösend.<br />
KBK fertigt seine Schrumpfscheiben<br />
standardmäßig aus hochfestem<br />
Vergütungsstahl, bietet auf<br />
Wunsch aber auch vernickelte Ausführungen<br />
sowie Edelstahl-Varianten<br />
an. Die Schrumpfscheiben eignen<br />
sich für Wellendurchmesser von 14<br />
bis 280 mm und sind <strong>–</strong> auch als Sonderlösung<br />
<strong>–</strong> bereits ab Stückzahl 1<br />
erhältlich.<br />
Kupplungen haben gleich mehrere<br />
wichtige Aufgaben<br />
Am Triebstrang von Windenergieanlagen<br />
sind aber auch Metallbalgkupplungen<br />
von KBK im Einsatz: Sie<br />
ermöglichen die optimale Anpassung<br />
des Rotorblattwinkels an die<br />
Windstärke, gleichen aber auch die<br />
Relativ bewegungen aus, die zwischen<br />
Antriebs welle, Generator, Getriebe<br />
10 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Erneuerbare Energien<br />
und Rotor z. B. durch Windböen entstehen<br />
können.<br />
KBK-Produkte kommen zudem<br />
bei der Fertigung von Windenergieanlagen<br />
zum Einsatz. So sind Metallbalgkupplungen<br />
und Gelenkkupplungen<br />
aus Klingenberg unter<br />
anderem in Bohr- und Fräsmaschinen<br />
verbaut, mit denen die Rotorblätter<br />
bearbeitet werden. Die Kupplungen<br />
sorgen in den Anlagen für eine<br />
spielfreie bzw. spielarme Übertragung<br />
des Dreh momentes und schaffen<br />
so die Voraussetzungen für die<br />
präzise Werkzeugführung. Diese ist<br />
unerlässlich für die Herstellung eines<br />
gleichmäßigen Flansches am Rotorblatt,<br />
der später eine robuste Verbindung<br />
zwischen der Nabe an der Gondel<br />
und dem Rotorblatt bilden muss.<br />
Wird hier nicht sehr genau gearbeitet,<br />
kann das im Betrieb der WEA fatale<br />
Folgen haben, denn die durch den<br />
Wind auf den Rotor wirkenden Kräfte<br />
sind enorm.<br />
Leichtbauweise erhöht die Effizienz<br />
Abb. 1: Metallbalgkupplungen von KBK ermöglichen die optimale Anpassung des Rotorblattwinkels<br />
an die Windstärke. Die axial steckbare KB4P mit Klemmnabe (Bild) eignet sich besonders<br />
für Anwendungen mit komplizierter Einbausituation wie z. B. in Windenergie- oder<br />
PV-Anlage.<br />
Bild: KBK Antriebstechnik GmbH<br />
Insgesamt 25 verschiedene Baureihen<br />
von Metallbalgkupplungen<br />
hat KBK im Programm <strong>–</strong> darunter<br />
axial-steckbare Ausführungen, Varianten<br />
mit Spreiznabe sowie längenverstellbare<br />
Modelle. Die Kupplungen<br />
zeichnen sich durch eine absolute<br />
Spielfreiheit und eine hohe Verdrehsteifigkeit<br />
aus. Sie übertragen nicht<br />
nur höchste Drehmomente, sondern<br />
gleichen auch fertigungsbedingte<br />
axiale, angulare oder laterale Lageabweichungen<br />
an An- und Abtriebswellen<br />
aus. Anwender profitieren<br />
dadurch von einer deutlich längeren<br />
Lebensdauer der Lager.<br />
Die Metallbalgkupplungen von<br />
KBK decken Drehmoment-Bereiche<br />
HOCHDRUCK-KOLBENPUMPEN<br />
FÜR DIE CHEMISCHE UND<br />
PETROCHEMISCHE INDUSTRIE<br />
- Ammoniakpumpen<br />
- CO 2-Pumpen<br />
- Einspritzpumpen für<br />
Lagerstättenwasser<br />
- Methanolpumpen<br />
- Waschwasserpumpen<br />
Druck:<br />
50 <strong>–</strong> 4000 bar<br />
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Erneuerbare Energien<br />
sowie Kräfte von bis zu 13.000 N.<br />
Darüber hinaus gleichen die Gelenkkupplungen<br />
auf sehr geringem Raum<br />
hohen Radial- und Winkelversatz aus<br />
und erzeugen dabei nur minimale<br />
Rückstellkräfte. KBK bietet drei Baureihen<br />
von spielarmen Gelenkkupplungen<br />
an: Die GK für die Verbindung<br />
zweier Bauteile, die GK-T zur Verbindung<br />
von Wellen und die GK-TH in<br />
Halbschalenausführung.<br />
Optimaler Ertrag bei<br />
Photovoltaik-Anlagen<br />
Abb. 2: Schlitzkupplungen von KBK übertragen hohe Drehmomente auf engstem Raum.<br />
<br />
Bild: KBK Antriebstechnik GmbH<br />
zwischen 0,05 Nm und 5000 Nm ab<br />
und verfügen über Bohrungen für<br />
Wellendurchmesser von 1 mm bis<br />
100 mm. Eine weitere Besonderheit<br />
der Kupplungen ist ihr relativ<br />
geringes Gewicht: Da sie aus hochfestem<br />
Aluminium gefertigt werden,<br />
wiegen sie 50 Prozent weniger als<br />
vergleichbare Kupplungen aus Stahl.<br />
Diese Leichtbauweise macht die<br />
Metall balgkupplungen zur idealen<br />
Komponente für alle Anwendungen,<br />
die besonders energieeffizient sein<br />
müssen und in denen es deshalb auf<br />
jedes Gramm Gewicht ankommt.<br />
Für Anwendungen im Bereich<br />
Erneuer bare Energien, in denen<br />
auf engstem Bauraum hohe Drehmomente<br />
übertragen werden müssen,<br />
bietet KBK darüber hinaus<br />
Schlitzkupplungen an. Diese Kupplungen<br />
verfügen aufgrund ihrer<br />
speziellen Geometrie über eine sehr<br />
kompakte Bauform. Sie werden<br />
in einem Stück gefertigt und sind<br />
sowohl in Ausführungen mit Klemmnaben<br />
(KBFK) als auch mit Halbschalen<br />
(KBFH) erhältlich.<br />
KBFK-Schlitzkupplungen<br />
übertragen<br />
in der Edelstahl-Ausführung<br />
Drehmomente zwischen 6 Nm<br />
und 240 Nm und in der Aluminium-<br />
Variante Drehmomente zwischen<br />
3 Nm und 180 Nm. Die Kupplungen<br />
werden mithilfe der Klemmnaben<br />
axial auf die Welle gesteckt und sind<br />
mit Außendurchmessern von 16 bis<br />
80 mm lieferbar. Sie übertragen das<br />
Drehmoment mit hoher Präzision<br />
und lassen sich auch in Anwendungen<br />
mit komplizierten Einbausituationen<br />
leicht montieren.<br />
KBFH-Kupplungen sind mit<br />
Außen durchmessern<br />
zwischen<br />
30 mm und 80 mm erhältlich. Sie ermöglichen<br />
es dem Anwender, die<br />
Wellen vor der Installation der Kupplung<br />
exakt auszurichten. Mit den<br />
KBFH-Schlitzkupplungen<br />
können<br />
Drehmomente zwischen 25 Nm und<br />
240 Nm (Edelstahl) sowie zwischen<br />
10 Nm und 180 Nm (Aluminium)<br />
übertragen werden.<br />
Hohe Ausgleichswirkung und<br />
geringe Rückstellkräfte<br />
Die Gelenkkupplungen von KBK sind<br />
ebenfalls in der Fertigung von Windenergieanlagen<br />
zu finden. Sie weisen<br />
ein sehr geringes Spiel auf und übertragen<br />
Drehmomente bis 580 Nm<br />
Auch Hersteller von Photovoltaik-<br />
Modulen wissen die hohe Qualität<br />
der KBK-Kupplungen zu schätzen. In<br />
den Ein- und Zweiachsnachführungssystemen<br />
der Anlagen, die die<br />
Stellung der Kollektoren zur Sonne<br />
regeln, sind Elastomerkupplungen<br />
verbaut. Sie befinden sich<br />
zwischen dem Getriebe motor und<br />
der Antriebs spindel und gleichen<br />
dort Wellenversatz aus bzw. dämpfen<br />
Schwingungen, die beim Verstellen<br />
des Neigungswinkels der Solarmodule<br />
entstehen können. Durch<br />
den Einsatz der Kupplungen können<br />
die Kollek toren ruhig und präzise geführt<br />
werden, sodass die Anlagen den<br />
bestmöglichen Ertrag erzielen.<br />
Individueller Service ist Standard<br />
KBK bietet Herstellern von Windenergie-<br />
und Photovoltaik-Anlagen<br />
aber nicht nur Standard-Kupplungen,<br />
sondern fertigt bei Bedarf<br />
auch kunden spezifische Ausführungen.<br />
Das Familienunternehmen<br />
berät seine Kunden intensiv und<br />
Abb. 3: Die Gelenkkupplungen von KBK gleichen selbst hohen Radial- und Winkelversatz aus.<br />
<br />
Bild: KBK Antriebstechnik GmbH<br />
12 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Erneuerbare Energien<br />
macht manches möglich, was Wettbewerber<br />
so nicht leisten können.<br />
Zum Beispiel die schnelle Lieferung<br />
von Ersatzteilen: Innerhalb von zwei<br />
Stunden stattet KBK Kupplungen mit<br />
anwendungsspezifischen Bohrungen<br />
aus und bringt sie per Direktkurier<br />
auf den Weg.<br />
Abb. 4: Elastomerkupplungen von KBK sind mit Kunststoff-Zahnkränzen aus gestattet und<br />
können daher auch starke Schwingungen abdämpfen. Bild: KBK Antriebstechnik GmbH<br />
KBK Antriebstechnik GmbH<br />
Klingenberg am Main,<br />
Sven Karpstein<br />
Inhaber und Geschäftsführer<br />
KBK Antriebstechnik GmbH<br />
info@kbk-antriebstechnik.de<br />
www.kbk-antriebstechnik.de<br />
Drei Fragen an Sven Karpstein<br />
Herr Karpstein, Sie liefern Ihre Produkte auch an Hersteller<br />
von Windenergie- und Photovoltaik anlagen.<br />
Was tut denn KBK selbst für mehr Klima- und Umweltschutz?<br />
Sven Karpstein: Wir haben in dieser Hinsicht in den<br />
vergangenen Jahren einiges unternommen. Es sind zwar<br />
für sich genommen nur kleine Veränderungen, aber<br />
zusammen machen sie einen Unterschied.<br />
Woran denken Sie da konkret?<br />
Sven Karpstein: Zum Beispiel an unsere Metallbalgkupplungen,<br />
die wir seit einiger Zeit aus hochfestem Aluminium<br />
anstatt aus Stahl fertigen. Dadurch sparen wir 50 Prozent<br />
des Gewichts ein und ermöglichen es der Industrie,<br />
energieeffizientere Maschinen zu bauen. Anwender können<br />
nämlich dank unserer Kupplungen kleinere Antriebe<br />
verwenden und damit den Energieverbrauch senken.<br />
Außerdem verringert sich durch das geringere Gewicht das<br />
Massenträgheitsmoment der Kupplungen. Deshalb wird<br />
Energie beim Beschleunigen und Bremsen eingespart.<br />
Das hört sich gut an.<br />
Sie sprachen aber noch von<br />
weiteren Maßnahmen?<br />
Sven Karpstein: Ja, wir haben z. B. ein Recycling-System für<br />
unsere Transport-Verpackungen aus Kunststoff eingeführt.<br />
Bis vor einiger Zeit wanderten die bei unseren Kunden<br />
in den Müll. Jetzt holen wir sie nach der Auslieferung<br />
unserer Produkte dort ab und verwenden sie wieder.<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
13
Ressourceneffizienz<br />
Wege zu grünerem Stahl<br />
Welche Maßnahmen die Stahlproduktion<br />
nachhaltiger gestalten<br />
Die Stahlproduktion ist einer der größten Verursacher von CO 2 -Emissionen. Es gibt jedoch einige Stellschrauben, an denen Unternehmen<br />
für eine nachhaltigere Fertigung drehen können.<br />
Bild: Cogne Edelstahl GmbH<br />
Nicht nur im Zuge eines zunehmenden<br />
ökologischen und<br />
sozialen Verantwortungsbewusstseins<br />
rückt die Nachhaltigkeit von<br />
Stahl immer stärker in den Fokus.<br />
Moderne Verfahren und Technologien<br />
zur Emissions- und Abfallreduzierung<br />
bieten große Potentiale,<br />
um sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich<br />
zu produzieren. Doch<br />
wo liegen diese Potentiale? Welche<br />
Schritte können Unternehmen<br />
gehen, um eine erfolgreiche Transformation<br />
zu erreichen?<br />
Die Stahlproduktion ist weltweit<br />
einer der größten industriellen Verursacher<br />
von CO 2 -Emissionen. Der<br />
traditionelle Herstellungsprozess im<br />
Hochofen setzt große Mengen an<br />
Kohlenstoffdioxid frei. Das Recycling<br />
von Stahl durch emissionsärmere<br />
Elektrostahlwerke, die hauptsächlich<br />
Stahlschrott als Ausgangs material<br />
verwenden und diesen in einem<br />
Elektro lichtbogenofen einschmelzen,<br />
ist daher eine naheliegende Maßnahme.<br />
Für eine nachhaltige Stahlproduktion<br />
gibt es jedoch einige Stellschrauben,<br />
an denen Unternehmen<br />
darüber hinaus drehen können.<br />
Maßnahmen zur<br />
Emissionsreduzierung<br />
Nicht nur die Verwendung eines<br />
alternativen Stahlofens verringert die<br />
Luftverschmutzung. Eine Möglichkeit,<br />
die bei der Stahlproduktion entstehenden<br />
Emissionen zu reduzieren,<br />
ist auch der Einsatz moderner Abgasreinigungssysteme.<br />
Elektro filter,<br />
Gewebe filter oder Entstaubungsanlagen<br />
filtern Schadstoffe und Partikel<br />
aus den Abgasen, bevor diese<br />
in die Atmosphäre gelangen. So<br />
trägt beispielsweise eine spezielle<br />
Absaughaube für den AOD-Bereich<br />
(Argon-Sauerstoff-Entkohlung) zur<br />
Emissions kontrolle bei. Unternehmen<br />
wie COGNE investieren kontinuierlich<br />
in neue Anlagen sowie in die<br />
Modernisierung bestehender Systeme,<br />
um die Luftverschmutzung weiter<br />
zu reduzieren. Darüber hinaus sorgen<br />
moderne Emissionsüberwachungssysteme<br />
für eine genaue Kontrolle<br />
14 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Ressourceneffizienz<br />
und Transparenz gegenüber den<br />
zuständigen Behörden. Hier spielen<br />
die internationalen ISO Normen<br />
14001, 50001, 14064 sowie<br />
die ISO 14067 eine besondere<br />
Rolle, da sie Unternehmen dabei<br />
unterstützen, ihre Umweltleistung,<br />
Energie effizienz und<br />
CO 2 -Emissionen systematisch zu<br />
verbessern und transparent zu<br />
dokumentieren.<br />
Auch der seit 1. Januar<br />
20<strong>26</strong> verbindliche CBAM (Carbon<br />
Border Adjustment Mechanism)<br />
ist eine EU-weite<br />
Verordnung zur Schaffung eines<br />
CO 2 -Grenzausgleich systems<br />
und trägt zum Klimaschutz bei.<br />
Hierbei werden emissionsintensive<br />
Produkte wie Stahl mit<br />
einem CO 2 -Preis belegt, mit dem<br />
Ziel, Emissionen zu reduzieren<br />
und einheitliche Wettbewerbsbedingungen<br />
zu schaffen. Die<br />
EU versucht damit, das so ge<br />
COGNE<br />
E<strong>DE</strong>LSTAHL<br />
GmbH<br />
Die COGNE E<strong>DE</strong>LSTAHL<br />
GmbH ist die deutsche<br />
Vertriebsnieder lassung des<br />
italienischen Edelstahl- und<br />
Nickelbasiswerkstoffherstellers<br />
COGNE ACCIAI<br />
SPECIALI S. p. a.,<br />
Aosta, Italien. Cogne<br />
Edelstahl vertreibt deren<br />
Produkte im deutschsprachigen<br />
Raum mit Schwerpunkten<br />
in Deutschland,<br />
Österreich und BeNeLux.<br />
Mit den Vertriebsniederlassungen<br />
in Neuss,<br />
Rudersberg a. d. Murr und<br />
Stuhr bei Bremen, werden<br />
die Kunden mit Edelstahllangprodukten<br />
aus der Produktion<br />
in Italien, Taiwan<br />
und Schweden versorgt.<br />
Ferner betreibt Cogne<br />
Edelstahl den Handel<br />
mit Stahl, Edelstahl und<br />
sonstigen Metallen, die nicht<br />
zum Produktion sportfolio<br />
der Mutter gesellschaft gehören.<br />
nannte Carbon Leakage, also die<br />
Verlagerung von CO 2 -intensiver<br />
Produktion in Länder ohne vergleichbare<br />
Klimaschutzmaßnahmen,<br />
zu verhindern. Die Ermittlung<br />
der Preis belegung für Stahl<br />
erfolgt über die Einteilung in<br />
Scope 1 (direkte Emissionen aus<br />
der Stahlproduktion), Scope 2<br />
(indirekte Emissionen durch den<br />
Stromverbrauch) und Scope 3<br />
(weitere indirekte Emissionen wie<br />
beispielsweise Transportwege).<br />
Maßnahmen zur Abfallvermeidung<br />
Im Produktionsprozess fallen darüber<br />
hinaus große Mengen an<br />
Schlacken, Stäuben, Schlämmen<br />
und anderen Abfall produkten<br />
an. Diese werden in der Regel<br />
vollständig entsorgt, was nicht<br />
nur hohe, zusätzliche Kosten bedeutet,<br />
sondern auch eine Verschwendung<br />
von Ressourcen<br />
darstellt. Denn neben dem Recycling<br />
von verwertbarem Schrott<br />
besteht auch die Möglichkeit, einige<br />
der Neben produkte weiter<br />
zu verwenden. So kann Schlacke<br />
beispielsweise als Baustoff oder<br />
als Dünger in der Landwirtschaft<br />
eingesetzt werden. Ein gutes, betriebliches<br />
Abfall management<br />
zielt also darauf ab, die Abfallbehandlungswege<br />
gezielt auszuwählen<br />
und kontinuierlich zu<br />
verbessern, um die Verwertung<br />
und das Recycling von Nebenprodukten<br />
zu maximieren. Großes<br />
Potential bieten dafür auch Investitionen<br />
in Technologien zur<br />
Prozessoptimierung. Denn durch<br />
eine effizientere Nutzung von<br />
Rohstoffen können Abfälle bereits<br />
an der Quelle reduziert werden.<br />
Geregelt wird das Recycling<br />
unter anderem in der UNI EN ISO<br />
14021, die transparente Anforderungen<br />
an umwelt bezogene<br />
Anbieter erklärungen festlegt.<br />
Maßnahmen zur Verringerung<br />
der Bodenbelastung<br />
Die Abfallmengen zu verringern<br />
trägt auch zur Reduzierung der<br />
Boden belastung bei. Bodenbe<br />
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<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
15
Ressourceneffizienz<br />
Abb. 1: Die Stahlerzeugung über Elektrostahlwerke bietet eine emissionsärmere Alternative zum traditionellen Hochofenverfahren.<br />
<br />
Bild: Cogne Edelstahl GmbH<br />
lastungen entstehen bei der Stahlerzeugung<br />
vor allem durch unsachgemäße<br />
Lagerung oder Entsorgung von<br />
Abfällen und Neben produkten. Eine<br />
umwelt- und fachgerechte Abfalllagerung<br />
verhindert durch Abdichtung<br />
und Ab deckung das Eindringen<br />
von Schadstoffen in Boden und<br />
Grundwasser. Und je weniger Abfallstoffe<br />
gelagert werden müssen, desto<br />
geringer ist das Risiko ungewollter<br />
Boden verunreinigungen.<br />
Maßnahmen zur Verringerung<br />
der Wasserverschmutzung<br />
Neben dem CO 2 -Fußabdruck besitzt<br />
der sogenannte Wasser-Fußabdruck<br />
in der Stahlproduktion eine ebenso<br />
große Bedeutung. Dieser Fußabdruck<br />
ist ein Indikator für die Menge<br />
an Süß wasser, die zur Herstellung<br />
von Gütern und Dienst leistungen<br />
direkt oder indirekt verbraucht oder<br />
verschmutzt werden. Ein internationaler<br />
Standard, der den Umgang<br />
mit der Wasser verschmutzung bzw.<br />
die Ermittlung des Wasser-Fußabdrucks<br />
regelt, ist die Norm ISO<br />
14046. Ursprünglich zur Bewertung<br />
der Wasser ressourcen im Agrarsektor<br />
eingesetzt, findet er im letzten<br />
Jahrzehnt vermehrt Anwendung<br />
in der industriellen Produktion.<br />
Unter nehmen sollten sich daher einen<br />
Überblick über ihren Wasser-<br />
Fußabdruck verschaffen, um eine<br />
ressourcen schonende Nutzungsstrategie<br />
zu entwickeln. Eine Analysehilfe<br />
bietet unter anderem der<br />
„Aqueduct Water Risks Atlas“ des<br />
World Resources Institute. Zur Verringerung<br />
der Wasser belastungen<br />
können moderne Filter systeme und<br />
chemische Aufbereitungsverfahren<br />
eingesetzt werden. Diese entfernen<br />
gefährliche Stoffe wie Schwermetalle,<br />
Öle und Fette aus dem Wasser,<br />
bevor es in die Umwelt gelangt. Eine<br />
gezielte Optimierung der Prozessabläufe<br />
trägt auch hier dazu bei, solche<br />
chemischen Zusatzstoffe insgesamt<br />
zu reduzieren. Ebenso tragen<br />
geschlossene Wasserkreisläufe zum<br />
Schutz der Natur bei und erhöhen<br />
gleichzeitig die Effizienz der Produktion<br />
durch einen geringeren Wasserverbrauch.<br />
Die Möglichkeiten für Stahlproduzenten,<br />
ihre umwelttechnischen Fußabdrücke<br />
zu verringern, sind zahlreich<br />
und effektiv. Um künftig also nicht<br />
nur rechtskonform und nachhaltig,<br />
sondern damit auch wettbewerbsfähig<br />
zu bleiben, sollten Unternehmen<br />
fortlaufend an ihren Prozessen<br />
arbeiten und sich frühzeitig auf<br />
nationale und internationale regulatorische<br />
Anforderungen einstellen.<br />
Stahlexperte COGNE ist in der Branche<br />
ein gutes Beispiel für kontinuierliche<br />
Investitionen sowohl in Technologien<br />
und Verfahren, die Emissionen<br />
und Abfälle redu zieren, als auch in<br />
entsprechende Zertifizierungen.<br />
Cogne Edelstahl GmbH<br />
Carl-Schurz-Str. 2<br />
41460 Neuss<br />
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16 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Langlebigkeit<br />
Druckstöße im Dampfsystem: Wasserschlag<br />
als Risiko für Sicherheit und Effizienz<br />
Alexander Stark<br />
Wasserschlag gehört zu den<br />
teuersten und gefährlichsten Phänomenen<br />
in Dampfsystemen. Er kann<br />
Bauteile beschädigen, Regelkreise<br />
destabilisieren und das Unfallrisiko<br />
erhöhen. Zugleich ist Wasserschlag<br />
häufig ein Hinweis darauf, dass das<br />
Dampfsystem auch energetisch ineffizient<br />
arbeitet. Um wechselnde<br />
Lasten und Druck stöße bei Gegendruck<br />
sicher zu beherrschen,<br />
ist eine kontrollierte Kondensatableitung<br />
daher unerlässlich.<br />
Schläge, Krachen, Klopfen und Vibrationen<br />
werden in Dampfsystemen oft<br />
als normale Begleiterscheinungen<br />
hingenommen. Tatsächlich sind sie<br />
meist ein Warnsignal für Wasserschlag.<br />
Was oft als technisches Ärgernis<br />
abgetan wird, kann gravierende Folgen<br />
haben <strong>–</strong> von Effizienzverlusten<br />
über beschädigte Komponenten bis<br />
hin zu ernsthaften Sicherheits risiken<br />
für das Personal. Die Ursache ist<br />
selten ein einzelner Auslöser, sondern<br />
meist ein allgemeines Defizit im<br />
Kondensat management.<br />
Ursachen für Wasserschlag<br />
Wasserschlag entsteht, wenn sich<br />
Druckverhältnisse in einem Dampfsystem<br />
schlagartig ändern. Zwei<br />
Mechanismen sind dabei besonders<br />
relevant.<br />
Zum einen tritt Wasserschlag auf,<br />
wenn beschleunigtes Kondensat auf<br />
ein Hindernis trifft. Ein solcher Flüssigkeitsschwall<br />
entsteht, wenn heißer<br />
Dampf mit kälterem Wasser oder<br />
angesammeltem Kondensat in Kontakt<br />
kommt und dieses mit hoher<br />
Geschwindigkeit mitreißt. Prallt der<br />
Schwall auf Ventile, Rohrbögen oder<br />
Armaturen, wird er abrupt abgebremst.<br />
Da Wasser nahezu nicht verdichtbar<br />
ist, wandelt sich die kinetische<br />
Energie in einen hydraulischen<br />
Druckstoß um, der sich als Stoß welle<br />
durch das Rohrsystem fortpflanzt.<br />
Unkontrollierte Kondensatansammlungen und plötzliche Druckstöße machen Wasserschlag<br />
zu einem zentralen Risiko in Dampfsystemen.<br />
Bild: KI-generiert, EBE-Engineering<br />
Zum anderen kann Wasserschlag<br />
durch plötzliche Kondensation von<br />
Dampf verursacht werden. Trifft Dampf<br />
auf kältere Oberflächen oder größere<br />
Kondensat ansammlungen, kommt<br />
es zu einem abrupten Phasenwechsel.<br />
Das Dampfvolumen verringert sich innerhalb<br />
kürzester Zeit massiv. In die<br />
entstehende Unterdruck zone strömen<br />
Flüssigkeit oder nachfolgender<br />
Dampf mit hoher Geschwindigkeit<br />
nach <strong>–</strong> ebenfalls mit dem Potential, eine<br />
Druckwelle auszulösen.<br />
Beide Mechanismen erzeugen<br />
plötzliche Druckspitzen, die<br />
Komponenten mechanisch belasten.<br />
Zugleich verschlechtern sie die<br />
Prozess stabilität und damit auch die<br />
energetische Leistung des Systems.<br />
Folgen von Wasserschlag<br />
„Die Auswirkungen solcher Druckstöße<br />
sind weitreichend. Mechanisch<br />
können sie Rohrleitungen<br />
verformen oder beschädigen, Ventile<br />
funktionsunfähig machen, Wärmetauscher<br />
beeinträchtigen oder<br />
Kondensat ableiter zerstören. Rohrstützen<br />
können sich lösen, Verbindungen<br />
können undicht werden. In<br />
besonders kritischen Fällen treten<br />
Leckagen von Hochdruckdampf oder<br />
heißem Kondensat auf, wodurch<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
17
Langlebigkeit<br />
Abb. 1: Eine der Hauptursachen für<br />
Dampfleckagen sind defekte mechanische<br />
Kondensatableiter. Bild: EBE Engineering<br />
akute Verletzungs gefahren entstehen“,<br />
erklärt Nigel Egginton, Geschäftsführer<br />
von EBE Engineering.<br />
Neben diesen unmittelbaren<br />
Schäden bringt Wasserschlag häufig<br />
wirtschaftliche Folgekosten mit sich:<br />
unzuverlässige Wärme übertragung, gestörte<br />
Regelprozesse und ungeplante<br />
Wartungseinsätze treiben den Aufwand<br />
im Betrieb nach oben.<br />
Um solche Folgen zu vermeiden<br />
und die Geräuschentwicklung<br />
im Leitungs system nachhaltig zu reduzieren,<br />
ist vor allem eines entscheidend:<br />
Kondensat muss zuverlässig<br />
und kontinuierlich aus dem<br />
System abgeführt werden. Denn<br />
nur unter stabilen, kondensatarmen<br />
Bedingungen kann Dampf seine<br />
Wärme effizient übertragen.<br />
Gestautes Kondensat erhöht den<br />
Gegendruck im System. Die verfügbare<br />
Temperaturdifferenz sinkt, die<br />
Effizienz nimmt ab und die thermodynamischen<br />
Bedingungen werden<br />
instabil. „In extremen Fällen kann<br />
eingeschlossenes Kondensat wieder<br />
aufkochen und lokale Druckspitzen<br />
verursachen, die die Anlagen<br />
belasten und den Betrieb destabilisieren“,<br />
sagt Nigel Egginton.<br />
Hinzu kommt ein materialtechnischer<br />
Effekt: Stehendes Kondensat<br />
begünstigt Korrosion, insbesondere<br />
wenn gelöstes Kohlendioxid<br />
Kohlensäure bildet. Rohrleitungen<br />
und Komponenten altern dadurch<br />
schneller. Thermische Schwankungen,<br />
Druckwechsel und Materialverschleiß<br />
verstärken sich so gegenseitig<br />
und erhöhen das Risiko für<br />
Wasserschlag zusätzlich.<br />
Kondensatableiter als zentrale<br />
Systemkomponente<br />
Kondensatableiter übernehmen in<br />
Dampfsystemen eine zentrale Funktion:<br />
Sie führen anfallendes Kondensat<br />
ab, um die Wärmeübertragung<br />
aufrechtzuerhalten und das Risiko<br />
von Wasserschlägen zu minimieren.<br />
Ziel muss es sein, Kondensat, Luft und<br />
CO 2 möglichst schnell und vollständig<br />
aus dem System zu entfernen. Ein<br />
geeigneter Kondensat ableiter sollte<br />
eine hohe Lebensdauer, stabile Funktion<br />
und einen möglichst geringen<br />
Wartungsaufwand gewährleisten,<br />
um Betriebssicherheit und Effizienz<br />
dauer haft sicherzustellen.<br />
Bei mechanischen Ableitern ist<br />
diese Funktion aber oft nicht gegeben.<br />
„Mechanische Kondensatableiter<br />
leiten das Kondensat aufgrund<br />
ihrer sich öffnenden und<br />
schließenden Dichtflächen in Wellen<br />
ab. Diese intermittierende Ableitung<br />
führt zu einer variablen Durchflussrate,<br />
die plötzliche Druckänderungen<br />
verursachen und das Risiko von<br />
Wasser schlägen erhöhen kann“, betont<br />
Nigel Egginton.<br />
Dampfleckagen treten bei mechanischen<br />
Ableitern ebenfalls häufiger<br />
auf. Dies kann zu einem Druckanstieg<br />
in den Kondensatleitungen<br />
und schließlich zu Wasserschlag<br />
führen. Ursächlich hierfür ist die<br />
Beschaffenheit mechanischer Bauteile.<br />
Mit zunehmender Betriebsdauer<br />
steigt die Abnutzung und<br />
damit die Wahrscheinlichkeit von<br />
Undichtigkeiten. Entweichender<br />
Dampf kann die Druckverhältnisse<br />
in der Kondensat leitung zusätzlich<br />
verschärfen und so das Risiko für<br />
Wasser schlag erhöhen.<br />
Besonders problematisch wird<br />
dieses Verhalten bei schwankenden<br />
Dampflasten. Denn mechanische<br />
Systeme reagieren nur verzögert auf<br />
Laständerungen. „Unter variablen<br />
Bedingungen werden Reaktionszeit<br />
und Abflussleistung zu begrenzenden<br />
Faktoren“, sagt Nigel Egginton und er<br />
Schlechte Kondensatableitung<br />
Wird Kondensat nicht konsequent<br />
abgeführt, leidet das Dampfsystem<br />
gleich mehrfach. Wärmeübertragungsflächen<br />
werden teilweise<br />
blockiert, Wärmetauscher<br />
können überfluten und Regelkreise<br />
reagieren träger. Das verschlechtert<br />
die Prozessführung und erhöht den<br />
Dampfbedarf.<br />
Abb. 2: Bei mechanischen Ableitern mit Freischwimmerkugel sind beschädigte Kugeln eine<br />
Folge von Wasserschlag. Umgekehrt kann ein beschädigter oder verschlissener mechanischer<br />
Ableiter die Kondensatableitung beeinträchtigen und dadurch Wasserschlag indirekt<br />
begünstigen.<br />
Bild: EBE Engineering<br />
18 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Langlebigkeit<br />
gänzt: „Häufiges Takten erhöht den<br />
Verschleiß, und langsame Reaktionszeiten<br />
erlauben Kondensatansammlungen<br />
während Lastspitzen.“<br />
Defekte oder falsch dimensionierte<br />
Kondensatableiter verschärfen<br />
das Problem zusätzlich: „Zu klein<br />
ausgelegte Ableiter verursachen<br />
Kondensat rückstau, während zu groß<br />
ausgelegte oder ausgefallene Ableiter<br />
häufiges Takten, Druckschwankungen<br />
und Wasserschläge begünstigen.“<br />
Gerade unter wechselnder Last<br />
können sich diese Effekte schnell aufschaukeln.<br />
Kontinuierliche Ableitung mit<br />
Venturi-Prinzip<br />
Abb. 3: Venturidüsen-Kondensatableiter kommen ohne bewegliche Teile aus und arbeiten<br />
mit einer festen Öffnung.<br />
Bild: EBE Engineering<br />
Ein alternativer Ansatz zur klassischen,<br />
mechanisch arbeitenden Kondensatableitung<br />
ist die kontinuierliche<br />
Entwässerung mittels<br />
Venturidüsen-Kondensatableitern.<br />
Diese Systeme kommen ohne bewegliche<br />
Teile aus und arbeiten mit einer<br />
festen Öffnung.<br />
Das Funktionsprinzip basiert auf<br />
den unterschiedlichen physikalischen<br />
Eigenschaften von Dampf und Kondensat.<br />
Während Dampf verdichtbar<br />
ist, verhält sich Kondensat nahezu<br />
inkompressibel. Diese Differenz nutzt<br />
die Venturidüse aus: Der Differenzdruck<br />
über der Düse passt sich den<br />
Betriebsbedingungen an, sodass sich<br />
der Kondensatstrom selbsttätig reguliert.<br />
„ECOFLOW Venturidüsen-Kondensatableiter<br />
führen Kondensat<br />
kontinuierlich ab statt in Schüben“,<br />
erklärt Nigel Egginton. Das sorgt für<br />
einen gleichmäßigen Abfluss und vermeidet<br />
druckbedingte Last spitzen.<br />
Zugleich bleiben Wärmeübertragungsflächen<br />
besser nutzbar und<br />
Dampfverluste werden vermieden.<br />
Das wirkt sich unmittelbar auf<br />
den Anlagenbetrieb aus. Das System<br />
verhält sich berechenbarer,<br />
insbesondere bei variierenden Lastprofilen<br />
oder in Batchprozessen.<br />
Denn eine höhere Druckstabilität<br />
verbessert die Wärme übertragung,<br />
verkürzt Regelzyklen und macht<br />
Batchzeiten besser planbar. „Die kontinuierliche<br />
Ableitung, insbesondere<br />
in Batchanlagen, stabilisiert die Bedingungen,<br />
reduziert Wasserschläge und<br />
kann sie gerade beim Neustart oder<br />
einer Abschaltung oft vollständig vermeiden“,<br />
betont Nigel Egginton.<br />
Eine kontinuierliche Kondensatableitung<br />
verbessert Betriebssicherheit,<br />
Prozessruhe und Energieausnutzung<br />
zugleich. Die Vermeidung von<br />
Wasserschlag ist damit nicht nur eine<br />
Frage des Anlagenschutzes, sondern<br />
auch ein wichtiger Hebel für einen<br />
wirtschaftlichen Dampfbetrieb.<br />
Über EBE Engineering<br />
Die EBE Engineering GmbH mit Sitz<br />
in Essen arbeitet mit Kunden in<br />
den Bereichen Lebensmittel und<br />
Getränke, Wäscherei, Reifen- und<br />
Gummiherstellung,<br />
Petrochemie,<br />
Chemie und Biochemie zusammen,<br />
die Dampfsystemlösungen für eine<br />
Vielzahl von verfahrenstechnischen<br />
Anwendungen nutzen. Durch den<br />
Fokus auf hochwertiges Design und<br />
bestmögliche Fertigung kann EBE<br />
zuverlässige und wartungsarme<br />
Lösungen anbieten und den Anwendern<br />
gleichzeitig geringere Energiekosten<br />
und CO 2 -Emissionen ermöglichen.<br />
Darüber hinaus profitieren<br />
Anwender von den Vorteilen, die<br />
durch die Analyse von Dampfanlagen<br />
und anschließende Verbesserungen<br />
eröffnet werden.<br />
Autor:<br />
Alexander Stark<br />
Marketing Manager EBE<br />
EBE Engineering GmbH<br />
Rellinghauser Str. 334F<br />
45136 Essen<br />
+49 (0) 201 565 783 00<br />
de.marketing@ebe-eng.com<br />
www.ebe-eng.de<br />
Wasserschläge können katastrophale<br />
Auswirkungen auf ein Dampfsystem<br />
haben, darunter:<br />
• Mechanische Schäden:<br />
Rohr brüche, Ventilausfälle und<br />
beschädigte Wärmetauscher.<br />
• Systemineffizienzen: Reduzierter<br />
Dampfstrom, gestörte Wärmeübertragung<br />
und erhöhte Energieverschwendung.<br />
• Sicherheitsrisiken: Leckagen<br />
von Hochdruckdampf oder<br />
heißem Kondensat, die eine<br />
Verbrennungs gefahr für das<br />
Personal darstellen.<br />
• Betriebsausfallzeiten:<br />
Ungeplante Wartungsarbeiten,<br />
Produktionsunterbrechungen<br />
und erhöhte Reparaturkosten.<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
19
Energieeffienz<br />
Energieeffizienz in der Zuckerproduktion<br />
Innovative Reinigungstechnologien gegen Ablagerungen<br />
Laborarbeit in der chemischen Forschung und Entwicklung<br />
Zuckerfabriken setzen bei der<br />
Produktion Wärmetauscher und<br />
Verdampfer ein, um die Konzentration<br />
des Zuckers zu erhöhen. Dabei<br />
entstehen häufig organische und<br />
anorganische Ablagerungen wie<br />
beispiels weise Calciumoxalat, Silikat<br />
oder Zucker-Kohle. Diese müssen<br />
regelmäßig entfernt werden,<br />
um die Qualität sicherzustellen,<br />
Schäden zu vermeiden und einen<br />
effizienten Betrieb zu gewährleisten.<br />
Moderne Reinigungsverfahren<br />
lösen dieses Problem durch den<br />
Einsatz von Additiven und reduzieren<br />
dabei auch den Einsatz von Laugen<br />
oder Säuren.<br />
Zucker ist ein zentraler Rohstoff in der<br />
weltweiten<br />
Lebensmittelindustrie.<br />
Ablagerungen entstehen während<br />
der Zuckerproduktion insbesondere<br />
durch die Ausfällung von Calciumsalzen<br />
oder Silikaten während der<br />
Verdampfung. Diese behindern die<br />
Wärmeübertragung und verursachen<br />
dadurch höhere Energiekosten sowie<br />
zusätzliche Ausfallzeiten infolge der<br />
Reinigung von Anlagen. Das Problem<br />
tritt sowohl in Rübenzucker- wie auch<br />
in Rohrzuckerfabriken auf, wird aber<br />
unterschiedlich gehandhabt.<br />
Moderne<br />
Tensid-Komplexbildner-Formulierungen<br />
wie das Mittel<br />
<strong>DE</strong>FOCLEAN ® R2 des Mittelständlers<br />
Levaco Chemicals unterstützen<br />
beide Ansätze: Sie verbessern die<br />
chemische Reinigung in Rübenzuckerfabriken<br />
und optimieren die<br />
alkalische Vorbehandlung in Rohrzuckerfabriken,<br />
sodass der nachfolgende<br />
mechanische Reinigungsschritt<br />
effizienter wird.<br />
Rübenzucker <strong>–</strong><br />
Reinigungsadditive verbessern die<br />
chemische Reinigung<br />
Rübenzuckerfabriken vermeiden die<br />
Entstehung von Belägen bereits während<br />
des Betriebs durch Belagverhinderer<br />
wie <strong>DE</strong>FOSCALE ®<br />
Bild: Hardy Welsch<br />
OK. In<br />
Abb. 1: Präzises Arbeiten im Labor:<br />
Eine Probe wird unter kontrollierten<br />
Bedingungen vorbereitet und analysiert.<br />
<br />
Bild: Hardy Welsch<br />
Kombination mit einer chemischen<br />
Reinigung direkt nach der Kampagne<br />
lassen sich deutliche Energieeinsparungen<br />
erzielen. Hintergrund:<br />
Die Beläge in Rübenzuckerfabriken<br />
bestehen oft aus Calciumoxalat,<br />
das durch eine alkalische Reinigung<br />
mit Sodazusatz und einer anschließenden<br />
sauren Reinigung entfernt<br />
werden muss. Durch die Kombination<br />
aus Tensiden und Komplexbildnern<br />
können die Reinigungszeiten deutlich<br />
verkürzt und die Reinigungstemperaturen<br />
sowie der Einsatz von Laugen<br />
und Säuren verringert werden. Diese<br />
Maßnahmen steigern die Effizienz<br />
und wirken sich positiv auf Energieverbrauch<br />
und CO 2 -Ausstoß aus.<br />
Vorteile Reinigungsadditive in<br />
Rübenzuckerfabriken:<br />
• Kürzere Reinigungszeiten<br />
• Energieeinsparung<br />
• CO 2 -Einsparung<br />
Rohrzucker <strong>–</strong><br />
Reinigungsadditive erleichtern die<br />
mechanische Reinigung<br />
In Rohrzuckerfabriken fallen deutlich<br />
mehr Ablagerungen in den Verdampfern<br />
an. Sie bestehen je nach<br />
Position der Verdampfer im Prozess<br />
aus verschiedenen Calciumsalzen wie<br />
Phosphat, Oxalat oder Aconitat und<br />
werden durch regelmäßige Reinigung<br />
entfernt. Diese erfolgt oft durch eine<br />
alkalische Vorbehandlung, gefolgt von<br />
einer mechanischen Reinigung mit<br />
Bürsten oder Hochdruckreinigern. In<br />
den engen Verdampfer räumen stellt<br />
die mechanische Reinigung insbesondere<br />
bei Einsatz von Hochleistungs-<br />
Druckreinigern aufgrund der hohen<br />
Wasserdrücke von bis zu 1000 bar<br />
und der räumlichen Enge eine erhebliche<br />
Gefährdung für die ausführenden<br />
Arbeiter dar, die schon öfter<br />
zu schweren Verletzungen oder gar<br />
Todesfällen geführt hat.<br />
Die alkalische Vorbehandlung<br />
soll zum Aufquellen der Beläge führen,<br />
um diese später einfacher<br />
20 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Energieeffienz<br />
mechanisch entfernen zu können.<br />
Genau hier setzt <strong>DE</strong>FOCLEAN ® R2<br />
der Firma Levaco Chemicals an. Das<br />
Reinigungsadditiv dringt mit seinem<br />
System aus Tensiden und Komplexbildnern<br />
tief in die Belagsschichten<br />
ein und gewährleistet eine bessere<br />
Penetration. Durch die Wirkstoffkombination<br />
des Additivs unterwandert<br />
die Reinigungslösung Beläge und löst<br />
sie von den Wandungen der Heizrohre.<br />
Dadurch können die Zeiten für<br />
die mechanische Reinigung drastisch<br />
verkürzt werden. Es kann auf den Einsatz<br />
von Hochdrucksystemen oder<br />
gleich ganz auf die manuelle Reinigung<br />
verzichtet werden.<br />
Vorteile Reinigungsadditive in<br />
Rohrzuckerfabriken:<br />
• Maximale Anlagenverfügbarkeit<br />
durch verkürzte Reinigungszeiten<br />
• Energie- und CO 2 -Einsparung<br />
• Geringeres Gefährdungspotential<br />
für das Personal<br />
Anforderungen an<br />
Reinigungsadditive<br />
Um die beschriebenen Vorteile zu<br />
erzielen, müssen moderne Reinigungsadditive<br />
gleich mehrere Funktionen<br />
in sich vereinen:<br />
• Gute benetzende Eigenschaften<br />
bei geringer Schaumbildung: Verbessern<br />
den Kontakt des Belags<br />
zur Reinigungslösung und ermöglichen<br />
das Eindringen der Reinigungslösung<br />
in den Belag. Trotz<br />
der tensidischen Wirkung darf der<br />
Reiniger nicht stark schäumen, da<br />
dies bei Anwendungen in geschlossenen<br />
Anlagen zu Problemen beim<br />
Pumpen der Lösung und zu ihrem<br />
Überlaufen führen könnte.<br />
• Starke Komplexbildung ohne Umweltgefährdung:<br />
Belagsbestandteile<br />
wie Calcium lassen sich gut<br />
mit Komplexbildnern aus dem<br />
Belag lösen und schwächen so<br />
dessen Struktur. Gleichzeitig bereiten<br />
besonders starke Komplexbildner<br />
wie EDTA Probleme bei<br />
der Abwasserentsorgung und sind<br />
deshalb nicht Bestandteil moderner<br />
Reinigerrezepturen.<br />
• Starke dispergierende Wirkung:<br />
Kleine Bruchstücke des Belags,<br />
die sich abgelöst haben, müssen<br />
Abb. 2: Labortechnik im Einsatz - moderne Systeme zur Analyse und Verarbeitung von Proben.<br />
<br />
Bild: Hardy Welsch<br />
in Lösung gehalten und an einer<br />
erneuten Ablagerung gehindert<br />
werden. Ein vollständiges Auflösen<br />
der Beläge, das mit hohem Chemikalieneinsatz<br />
verbunden wäre,<br />
ist meist nicht erforderlich <strong>–</strong> eine<br />
Auflockerung und Dispergierung<br />
reicht für guten Reinigungserfolg<br />
aus.<br />
• Beständigkeit gegen Säuren,<br />
Laugen und hohe Temperaturen:<br />
Je nach Belagszusammensetzung<br />
kann nicht gänzlich auf den Einsatz<br />
von Laugen oder Säuren verzichtet<br />
werden. Gleiches gilt für<br />
hohe Temperaturen, die die Reinigungszeit<br />
stark verkürzen. Das<br />
Reinigungs additiv verringert zwar<br />
ihren Bedarf bei der Reinigung,<br />
muss aber gleichzeitig unter diesen<br />
Bedingungen stabil und wirksam<br />
bleiben.<br />
• Regulatorische Anforderungen:<br />
Diese sind je nach Anwendung<br />
unterschiedlich und reichen vom<br />
EU-Chemikalienrecht bis hin zur<br />
Zertifizierung als kosher oder halal<br />
beim Einsatz in der Lebensmittelindustrie.<br />
Reinigungsadditive <strong>–</strong> auch<br />
außerhalb der Zuckerindustrie<br />
Als All-in-One-Lösung funktionieren<br />
moderne Reinigungsadditive sowohl<br />
als Verstärker in alkalischen<br />
oder sauren Reinigungen als auch<br />
als eigen ständige Lösung ohne Säuren<br />
oder Laugen. Damit wirken sie<br />
sich positiv auf die Arbeitssicherheit<br />
aus. Zudem lassen sie sich leicht in<br />
bestehende Prozesse integrieren,<br />
indem sie entweder die bestehende<br />
Rezeptur der Reinigungslösung<br />
ergänzen oder oft gleich mehrere<br />
Rezeptur bestandteile ersetzen. Im<br />
Ergebnis sparen die Betriebe Wasser,<br />
Energie, Zeit und Geld.<br />
Für die optimale Anwendung solcher<br />
Prozesschemikalien ist es ratsam,<br />
dass die Wartungsteams der<br />
Fabriken in engem Kontakt mit den<br />
Anbietern von Reinigungslösungen<br />
zusammenarbeiten, um die spezifischen<br />
Anforderungen der Anlagen<br />
und Prozesse zu berücksichtigen. Das<br />
reicht von der Analyse der Ablagerungen<br />
bis zur Empfehlung konkreter<br />
Reinigungsverfahren.<br />
Anlagenbetreiber sollten sich dabei<br />
auch der Grenzen chemischer<br />
Reinigung mit Reinigungsadditiven<br />
bewusst sein: Besonders starke oder<br />
besonders dichte Beläge oder bauliche<br />
Einschränkungen können die<br />
Wirkung von Additiven limitieren und<br />
erhöhen den Chemikalienbedarf.<br />
Kritisch wird es bei Verstopfungen<br />
<strong>–</strong> hier ist oft eine vollständige Auflösung<br />
der Beläge nötig, die nicht bei<br />
allen Ablagerungsarten gelingt.<br />
Moderne Additive wie<br />
<strong>DE</strong>FOCLEAN ®<br />
R2 verbessern auch<br />
in diesen Fällen die Reinigungsleistung<br />
und verkürzen die Reinigungszeit<br />
auch unter diesen erschwerten<br />
Bedingungen erheblich.<br />
Levaco Chemicals<br />
Johannes-Kepler-Straße 20<br />
51377 Leverkusen<br />
www.levaco.com<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
21
Effizienzsteigerung<br />
Ungeahnte Möglichkeiten für neue<br />
technisch-keramische Werkstoffe aus<br />
EIRICH-Intensivmischern<br />
EIRICH-Mischer mit keramischer Auskleidung<br />
Bild: EIRICH/Fotoatelier Horst Bernhard<br />
Produkte der Technischen Keramik<br />
sind auch im Jahr 20<strong>26</strong> aus Industrie,<br />
Forschung und Alltag nicht mehr<br />
wegzudenken. Weltweit entsteht<br />
eine Vielzahl hochwertiger und<br />
funktionaler Erzeugnisse <strong>–</strong> und der<br />
Bedarf wächst weiter.<br />
Die Technische Keramik gliedert sich<br />
im Wesentlichen in drei große Werkstoffgruppen:<br />
Oxidkeramik, Nichtoxidkeramik<br />
und Silikatkeramik. In<br />
allen drei Bereichen schreitet die Entwicklung<br />
dynamisch voran. Im Mittelpunkt<br />
stehen dabei die Produkte<br />
und ihre Eigenschaften. Weltweit<br />
arbeiten Entwickler in kleinen wie<br />
großen Unter nehmen daran, Werkstoffe,<br />
Produkte und Verfahren zu<br />
optimieren und Materialien mit verbesserten<br />
oder neuartigen Eigenschaften<br />
herzustellen. Durch innovative<br />
Produktions technologie lassen<br />
sich diese Eigenschaften zusätzlich<br />
gezielt beeinflussen.<br />
Die Entwicklung eines neuen<br />
Werkstoffes<br />
Von der ersten Idee bis zum neuen<br />
Bauteil beziehungsweise zum fertigen<br />
Produkt führt der Weg in der Regel<br />
über mehrere zentrale Schritte: die<br />
Auswahl und Aufbereitung der Rohstoffe,<br />
die Formgebung und Bearbeitung,<br />
das Trocknen und Sintern sowie<br />
die Nachbearbeitung und Qualitätskontrolle.<br />
Nachdem im ersten Schritt<br />
die Rohstoffe definiert wurden, wird<br />
anschließend eine geeignete Aufbereitung<br />
ausgewählt. Diese richtet sich<br />
im Wesentlichen nach der später vorgesehenen<br />
Formgebung.<br />
Für die Formgebung kommen<br />
meist bewährte Verfahren zum Einsatz:<br />
Pressverfahren wie axiales und<br />
isostatisches Pressen, plastische<br />
Formgebungsverfahren wie Extrudieren<br />
und Spritzgießen sowie Gießverfahren<br />
wie Schlicker-, Druck- und<br />
Foliengießen. Bei allen Formgebungsverfahren<br />
werden die Ausgangspulver<br />
zunächst dispergiert, gemischt<br />
und homogenisiert <strong>–</strong> häufig unter Zugabe<br />
von Wasser oder eines organischen<br />
Lösungsmittels.<br />
Für die Weiterverarbeitung werden<br />
nach dem Mischen je nach Aufgabe<br />
unterschiedliche Aggregate<br />
eingesetzt, etwa Granulierer zur Her<br />
22 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Effizienzsteigerung<br />
EIRICH-Mischtechnik<br />
Abb. 1: FD9132 <strong>–</strong> das einzigartige EIRICH-Mischprinzip<br />
Bild: EIRICH<br />
stellung von Pressmassen, Kneter<br />
zur Herstellung plastischer Massen<br />
oder Dispergierer zur Herstellung<br />
von Schlickern. In diesen Verfahrensschritten<br />
wird häufig auf Bewährtes<br />
zurückgegriffen: Maschinen, die im<br />
Betrieb oder in Entwicklungsabteilungen<br />
bereits vorhanden sind. Erste<br />
Proben entstehen oft von Hand oder<br />
mit einfachen Geräten. Spätestens<br />
bei der Übertragung in die Praxis<br />
zeigt sich jedoch die eigentliche Herausforderung.<br />
Das Upscaling vom<br />
kleinen Versuch auf größere Aufbereitungsaggregate<br />
ist häufig problembehaftet,<br />
da Versuchsmischungen oft<br />
andere Eigenschaften aufweisen als<br />
spätere Produktionsmischungen.<br />
differenz. Der Boden-Wand-Abstreifer<br />
verhindert Anbackungen und<br />
unterstützt das Entleeren am Ende<br />
der Mischzeit.<br />
Für Anwender kann dies erhebliche<br />
Vorteile bedeuten: Energieeinsparungen<br />
von bis zu 50 %, eine Verkürzung<br />
der Prozesszeit um bis zu<br />
20 % im Vergleich zu herkömmlichen<br />
Prozesszeiten, wirtschaftlichere Rezepturen<br />
sowie eine variable Kornverteilung<br />
von Granulaten.<br />
In vielen Anwendungen ist es<br />
entscheidend, eine Kontamination<br />
des Mischgutes während der Aufbereitung<br />
zu vermeiden. Auch hier<br />
bietet der EIRICH-Mischer Vorteile.<br />
Systembedingt sind Materialabrieb<br />
und Verschleiß geringer als bei anderen<br />
Mischen, Granulieren, Coaten,<br />
Kneten und Dispergieren in einer Aggregaten. Eine Verunrei<br />
nigung des Mischgutes lässt sich<br />
Maschine?<br />
häufig durch Kunststoffbeschichtungen<br />
Die mechanische Verfahrenstechnik<br />
des Mischbehälters und den<br />
Einsatz von Hartmetall-Mischwerkzeugen<br />
kennt eine Vielzahl von Mischsys-<br />
temen, die meist für eine einzelne<br />
Aufgabe ausgelegt sind. Mit einem<br />
EIRICH-Mischer ist es dagegen möglich,<br />
sowohl Granulate und Pressmassen<br />
als auch plastische Massen<br />
vermeiden. Keramische Betemen,<br />
schichtungen, wie sie in anderen<br />
Maschinen üblich sind, bleiben die<br />
Ausnahme, stehen aber für höchste<br />
Anforderungen an Kontaminationsfreiheit<br />
zur Verfügung.<br />
und Gießschlicker herzustellen. Bei Labormischern mit 1<strong>–</strong>10 l<br />
Grundlage dafür ist das besondere<br />
EIRICH-Mischprinzip.<br />
Durch den rotierenden Mischbehälter<br />
wird das Mischgut zu dem<br />
exzentrisch angeordneten, schnell<br />
Nutzvolumen können Werkzeug und<br />
Mischbehälter zur Reinigung abgenommen<br />
werden. Eine Materialverschleppung<br />
in Folgemischungen wird<br />
dadurch vermieden. Für größere<br />
rotierenden Wirbler geführt. Dadurch Mischer stehen spezielle Hochdruckabreinigungseinrichtungen<br />
entstehen gegenläufige Mischgutströme<br />
zur<br />
mit hoher Geschwindigkeits<br />
Verfügung.<br />
Das Mischprinzip des EIRICH-<br />
Mischers ist einzigartig. Bei keinem<br />
anderen Mischsystem lassen sich<br />
Mischwerkzeug, Drehrichtung und<br />
Werkzeuggeschwindigkeit so flexibel<br />
an die jeweilige Aufgabenstellung<br />
anpassen.<br />
Im Vergleich zu anderen Mischern<br />
werden deutlich höhere Mischgüten<br />
erreicht <strong>–</strong> und das bei kürzeren Mischzeiten.<br />
Auch bei anspruchsvollen<br />
Rohstoffen kann ein vollständiger<br />
Aufschluss von Agglomeraten erzielt<br />
werden. Typische Aufgabenstellungen<br />
für einen EIRICH-Mischer sind<br />
das Mischen von Stoffen mit großen<br />
Dichte- und/oder Partikelgrößenunterschieden,<br />
das Einmischen faseriger<br />
Stoffe, das Desagglomerieren<br />
ultrafeiner Stoffe bis hin zu Nanopartikeln<br />
sowie das homogene Einmischen<br />
kleinster Mengen fester<br />
oder flüssiger Additive, bei Bedarf bis<br />
in den ppm- beziehungsweise ppb-<br />
Bereich.<br />
Ein Beispiel sind Mischungen für<br />
die Dentalkeramik, bei denen kleinste<br />
Mengen von Pigmenten gleichmäßig<br />
in einer keramischen Zirkondioxid-<br />
Matrix verteilt werden müssen.<br />
Bei feinsten Stoffsystemen lassen<br />
sich sehr hohe Homogenitäten und<br />
Desagglomerationsraten durch den<br />
Abb. 2: CleanLine_C5, EIRICH-Labormischer<br />
für F&E mit bis zu 5 l Fassungsvermögen<br />
<br />
Bild: EIRICH<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
23
Effizienzsteigerung<br />
Einsatz von Vakuumtechnik erreichen,<br />
die für Mischer ab Baugröße<br />
5 l zur Verfügung steht. Durch das<br />
Entfernen der Luft aus dem Mischgut<br />
können höhere Scherkräfte übertragen<br />
werden. Dadurch lassen sich<br />
selbst stark agglomerierte Rohstoffe<br />
vollständig aufschließen und homogen<br />
einmischen.<br />
Umweltschonende Prozessführung<br />
Unter<br />
Nachhaltigkeitsgesichtspunkten<br />
bietet die EIRICH-Mischtechnik<br />
zusätzliche Potentiale. Mehrere Verfahrensschritte<br />
lassen sich in einer<br />
Maschine zusammenführen, der<br />
Leistungs eintrag kann gezielt an das<br />
jeweilige Mischgut angepasst werden.<br />
Dadurch können Nebenaggregate,<br />
Umfüllvorgänge, Verschleiß und<br />
Ausschuss reduziert werden. Ein Beispiel<br />
ist die keramische Trockenaufbereitung<br />
mit EcoPrep ® : Gegenüber<br />
der konventionellen Nassaufbereitung<br />
mit Sprühturm nennt EIRICH<br />
Einsparungen von bis zu 60 % Energie,<br />
bis zu 80 % Wasser und 100 %<br />
Additiven. Gleichzeitig werden ein geringerer<br />
Grünscherben-Ausschuss,<br />
die Möglichkeit zum Einsatz lokaler<br />
Rohstoffe und eine hohe Reproduzierbarkeit<br />
der Granulate beschrieben.<br />
Digitale Systeme wie die visuelle<br />
in-line Prüfung, oder vollautonome<br />
Qualitätsanalysen sowie Feuchte-,<br />
Abb. 3: Die Anforderungen an Granulate<br />
sind oft anspruchsvoll<br />
Bild: EIRICH/Fotoatelier Horst Bernhard<br />
Konsistenz- und Drehmomentmessungen<br />
erhöhen zusätzlich die Transparenz<br />
und Reproduzierbarkeit der<br />
Prozesse. Abweichungen lassen sich<br />
früher erkennen und korrigieren,<br />
was Materialverbrauch, Stillstandzeiten<br />
und indirekte CO 2 -Emissionen<br />
weiter senken kann. Bei Sonderanwendungen<br />
sind zudem staubarme<br />
bis staubfreie Fahrweisen sowie<br />
durch Torquemotoren reduzierte Geräusche<br />
und Vibrationen möglich. Da<br />
konkrete Umweltwirkungen stets von<br />
Rohstoff, Rezeptur, Anlagen layout<br />
und Standort abhängen, sollten spezifische<br />
Kennwerte projektspezifisch<br />
ermittelt werden.<br />
Granulieren im EIRICH-Mischer<br />
und Pelletierteller<br />
Zur Aufbauagglomeration wird im<br />
Mischer zunächst eine homogene<br />
Mischung der Ausgangsstoffe hergestellt.<br />
Anschließend wird durch die<br />
Zugabe von Feuchte der Granulierprozess<br />
eingeleitet.<br />
Im Gegensatz zu anderen Verfahren<br />
<strong>–</strong> etwa thermischer Granulation<br />
im Sprühturm, Fließbettgranulation,<br />
Pressagglomeration oder Extrusion,<br />
bei denen ebenfalls zunächst eine<br />
Mischung hergestellt werden muss<br />
<strong>–</strong> entfällt hier das Umfüllen beziehungsweise<br />
der Wechsel auf ein anderes<br />
Aggregat. Die Chargenzeiten<br />
für Mischen und Granulieren liegen<br />
häufig unter fünf Minuten.<br />
Durch die Variation von Werkzeug<br />
und Geschwindigkeit lässt sich<br />
das Kornband in großem Umfang<br />
beeinflussen. Die Granulatgrößenverteilungen<br />
können in einem sehr<br />
weiten Bereich eingestellt werden. Als<br />
Ersatz für Sprühgranulat sind meist<br />
Granulate zwischen 200 und 1000 µm<br />
gewünscht. Industrie kunden, die bisher<br />
mit Sprühkorn gearbeitet haben,<br />
sind regelmäßig überrascht, dass sich<br />
mit der energetisch deutlich günstigeren<br />
Aufbau agglomeration hervorragend<br />
verpressbare Granulate<br />
herstellen lassen. Beispiele für Umstellungen<br />
auf eine einfachere Produktion<br />
finden sich in der Elektround<br />
Verschleißkeramik sowie in der<br />
ballistischen Keramik.<br />
Die für die Bildung von Granulaten<br />
notwendige Feuchte ist für jedes<br />
Stoffsystem experimentell zu bestimmen.<br />
Übliche Granulierfeuchten<br />
liegen im Bereich von 5<strong>–</strong>20 %.<br />
Als Granulierflüssigkeit können Wasser,<br />
Salzlösungen oder organische<br />
Lösungs mittel eingesetzt werden.<br />
Für Labor- und Produktionsmischer<br />
stehen automatische Flüssigkeitsdosiereinrichtungen<br />
zur Verfügung,<br />
die mit Genauigkeiten von bis zu ±1 g<br />
arbeiten.<br />
Ebenso ist es möglich, Prozessschlämme<br />
oder Filterkuchen aus<br />
Nassmahl- oder Recycling prozessen<br />
als Feuchteträger zuzusetzen und<br />
aus der plastischen Phase oder<br />
aus einer Suspension heraus durch<br />
Zugabe von Trockenstoffen zu<br />
granulieren.<br />
Eine weitere Möglichkeit ist das<br />
Heraustrocknen der Flüssigkeit durch<br />
Beheizung des Mischraumes. Dies<br />
kann über den Mischbehälter erfolgen,<br />
wobei das gesamte Mischgut innerhalb<br />
von nur einer Umdrehung<br />
des Behälters vollständig umgewälzt<br />
wird. So entsteht eine schnelle und<br />
gleichmäßige Heizwirkung. Mittels<br />
induktiver Beheizung sind Mischguttemperaturen<br />
bis 250 °C möglich.<br />
Mischer mit induktiver Beheizung<br />
werden bereits in der Elektrodenund<br />
Graphitindustrie eingesetzt,<br />
wo Bindemittelschmelzen anstelle<br />
von Lösungen verarbeitet werden<br />
können.<br />
Das einzigartige Mischprinzip<br />
ermöglicht es, Stoffe nahezu beliebiger<br />
Konsistenz innerhalb von<br />
Sekunden im Mischgut zu verteilen.<br />
Dies ist insbesondere dann wichtig,<br />
wenn Komponenten wie organische<br />
Binde mittel zunächst in Flüssigkeiten<br />
gelöst werden müssen. Neben<br />
der Feuchtgranulation ist auch<br />
eine Schmelzgranulation möglich, mit<br />
Mischguttemperaturen bis 250 °C,<br />
zum Beispiel bei der Herstellung keramischer<br />
Feedstocks.<br />
Typische Aufgabenstellungen<br />
für die Granulation aus der Praxis<br />
sind beispielsweise die Herstellung<br />
staubfreier Schüttgüter sowie<br />
die Erzeugung fester, abgerundeter<br />
und kompakter Körner mit definierter<br />
Sphärizität und guten Fließeigenschaften.<br />
Dadurch lassen sich<br />
Materialien werksintern oder extern<br />
besser transportieren. Gleichzeitig<br />
wird eine bessere Befüllung<br />
24 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Effizienzsteigerung<br />
Kneten und Plastifizieren<br />
Abb. 4: Gleichmäßige Temperaturverteilung im beheizten Mischer<br />
Bild: EIRICH<br />
der Matrizen bei axialen oder isostatischen<br />
ter Zugabe von Trockenstoffen oder<br />
Pressverfahren erreicht. durch Flüssigkeitsentzug mittels<br />
Weitere Aufgaben sind der Einbau<br />
faseriger Produkte in Granulate<br />
sowie die Herstellung besonders<br />
Trocknung zum Erfolg.<br />
Beim Coating werden Granalien<br />
beschichtet, um gezielte Oberflächeneigenschaften<br />
stabiler und abriebfester Granulate<br />
zu erreichen. Das<br />
durch Zugabe geeigneter Bindemittel. Coating material, das gegen Ende<br />
des Granuliervorgangs zugegeben<br />
Besondere Aufgabenstellungen wird, kann ein Feststoff, eine Flüssigkeit,<br />
Für spezielle Aufgabenstellungen, eine Lösung oder auch eine<br />
Suspension sein. Bei Bedarf können<br />
beispielsweise die Herstellung von<br />
Mahlkörpern, können Mischer und<br />
Pelletier teller in Kombination eingesetzt<br />
werden. Der Mischer erzeugt dabei<br />
ein Mikrogranulat, das anschließend<br />
auf den Teller auf gegeben wird.<br />
Auf diese Weise lassen sich sphärische<br />
Granulate bis etwa 25 mm herstellen.<br />
Wenn Granulate höchster Dichte<br />
gefordert sind, führt die Granulierung<br />
aus der plastischen Phase un<br />
verschiedene Stoffe in mehreren<br />
Schichten übereinander aufgebracht<br />
werden. Coaten im EIRICH-Mischer<br />
bietet eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten.<br />
In der keramischen Industrie<br />
werden beispielsweise Schleifmittelkörnungen<br />
wie Korund silanisiert.<br />
Auch in der Metallurgie werden<br />
Mischer zum Coaten eingesetzt <strong>–</strong> mit<br />
Durchsätzen bis zu 1200 t/h.<br />
Beim Kneten und Plastifizieren<br />
müssen trockene Rohstoffkomponenten<br />
durch Flüssigkeiten oder<br />
Thermoplaste gleichmäßig benetzt<br />
werden, damit das Endprodukt in<br />
plastischer Form vorliegt.<br />
Im EIRICH-Mischer erfolgt die Herstellung<br />
plastischer Massen in zwei<br />
Schritten: In der Trockenmischphase<br />
werden die trockenen, pulverförmigen<br />
Komponenten zunächst<br />
homogen gemischt. Anschließend erfolgt<br />
die Zugabe der durch die Rezeptur<br />
vorgegebenen Flüssigkeitsmenge.<br />
Bei der Zugabe von Bindern als Trockenstoff<br />
setzt deren Lösungs- und<br />
Quellvorgang direkt mit der Flüssigkeitszugabe<br />
ein.<br />
Der eigentliche Aufbereitungsvorgang<br />
ist dann bereits nach wenigen<br />
Minuten abgeschlossen. Enthält die<br />
Mischung temperaturempfindliche<br />
Komponenten, ist grundsätzlich eine<br />
Kühlung während des Knetvorgangs<br />
möglich. Aufgrund der kurzen Aufbereitungszeit<br />
ist eine Kühlung in vielen<br />
Fällen jedoch nicht erforderlich.<br />
Der EIRICH-Mischer kann hier seine<br />
Stärken bei der Herstellung homogener<br />
Trockenmischungen sowie bei<br />
der exzellenten Benetzung von Feststoffoberflächen<br />
mit Flüssigkeiten<br />
voll ausspielen. Das unterscheidet<br />
ihn von klassischen Knetern mit ihren<br />
bekannten Herausforderungen<br />
bei der Verteilung trockener und<br />
flüssiger Komponenten im Mischraum<br />
und den daraus resultierenden<br />
langen Aufbereitungszeiten.<br />
Die Vorteile des Einsatzes von<br />
EIRICH-Mischern zum Kneten und<br />
Plastifizieren gegenüber klassischen<br />
Knetern liegen vor allem in den sehr<br />
kurzen Aufbereitungszeiten von nur<br />
wenigen Minuten <strong>–</strong> statt Stunden<br />
oder Tagen <strong>–</strong> und dem entsprechend<br />
reduzierten Energieeinsatz.<br />
Die Bindemittel werden durch<br />
die Trockenmischung homogen im<br />
Mischgut verteilt. Dadurch kommt<br />
es bei der Flüssigkeitszugabe nicht<br />
zur gefürchteten Klumpenbildung.<br />
Neben pulverförmigen Komponenten<br />
lassen sich auch faserige Inhaltsstoffe<br />
beziehungsweise Faserbündel<br />
vollständig aufschließen und homogen<br />
in der Masse verteilen.<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
25
Effizienzsteigerung<br />
Abb. 5: Dispergieren von Massen für Lithium-Ionen-Batterien<br />
Bild: EIRICH/Fotoatelier Horst Bernhard<br />
Produktbeispiele für das Kneten sind<br />
die Herstellung von Waben körpern,<br />
etwa Katalysatorträgern, sowie die<br />
Herstellung extrudierter beziehungsweise<br />
stranggepresster Rundstäbe in<br />
der Pulvermetallurgie.<br />
Dispergieren und Suspendieren<br />
Für das Dispergieren von Feststoffen<br />
beziehungsweise das Herstellen von<br />
Suspensionen nutzt EIRICH die Stärke<br />
des Mischers, Suspensionen aus einer<br />
hochplastischen Phase heraus<br />
erzeugen zu können.<br />
Während bei üblichen Dispergiergeräten<br />
wie Rührgeräten oder Kugelmühlen<br />
der Trockenstoff in eine Flüssigkeitsvorlage<br />
zugegeben wird <strong>–</strong> was<br />
zu Verklumpungen und langen Prozesszeiten<br />
führen kann <strong>–</strong>, entsteht die<br />
Suspension im EIRICH-Mischer, hier<br />
als MixSolver ® bezeichnet, durch kontinuierliche<br />
Flüssigkeitszugabe in die<br />
zunächst trockene, später plastische<br />
Masse und deren weitere Verdünnung<br />
bis zur gewünschten Konsistenz.<br />
Dabei lassen sich sowohl Suspensionen<br />
mit scherverdünnenden als<br />
auch mit scherverdickenden, also<br />
dilatanten Eigenschaften herstellen.<br />
Vorteilhaft ist die mögliche Zugabe<br />
von Dispergier- und/oder Verdickungshilfsmitteln<br />
in kleinsten<br />
Mengen während der Aufbereitung.<br />
Durch die bessere Verteilung ergeben<br />
sich häufig deutliche Einsparungen<br />
bei Dispergierhilfsmitteln und Additiven.<br />
Die Suspension ist ebenfalls in<br />
wenigen Minuten fertig produziert.<br />
Anwendungsbeispiele sind Gießund<br />
Sprühschlicker für keramische<br />
Anwendungen, Papierstreichmassen,<br />
Schaumkeramik, Schaum beton<br />
oder auch Beschichtungsmassen<br />
für Lithium-Ionen-Akkumulatoren.<br />
Mithilfe der Vakuumtechnik lassen<br />
sich gasfreie Suspensionen erzeugen,<br />
zum Beispiel für das Foliengießen.<br />
Wissenschaftliche Untersuchungen<br />
zeigen weitere deutliche<br />
Vorteile. Während die Aufbereitungszeit<br />
für Sanitärdruckgussschlicker<br />
mit Rührtechnik bis zu fünf Tage beträgt,<br />
weil die Massen nach der Aufbereitung<br />
einer Alterung unterliegen,<br />
können im MixSolver ® aufbereitete<br />
Massen unter Einsatz geeigneter<br />
Verflüssiger bereits nach weniger als<br />
24 Stunden verarbeitet werden. Die<br />
Rheologie ändert sich danach nicht<br />
mehr, weil die Tonminerale bereits<br />
im Dispergiermischer vollständig delaminiert<br />
werden.<br />
Kundenversuche haben gezeigt,<br />
dass Sanitärschlicker unmittelbar<br />
nach der Herstellung verarbeitet<br />
werden kann. Die Zeitersparnis<br />
erhöht die Produktivität des<br />
Gesamtprozesses. Darüber hinaus<br />
ist eine gezielte Aufbereitung spezieller<br />
Massen neben der Standardmasse<br />
möglich. Dies führt zu einer<br />
deutlich flexibleren Auslastung der<br />
Anlagen. Verglichen mit Rührer<br />
oder Kugelmühle ergeben sich<br />
zudem Energie einsparungen, die<br />
bis zu 50 % betragen können.<br />
Ausblick<br />
Die Anforderungen in der Technischen<br />
Keramik steigen auch 20<strong>26</strong><br />
weiter und sind nicht zu unterschätzen.<br />
Um eine hohe Produktivität,<br />
Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit<br />
zu erreichen, sollte der Qualität<br />
der einzelnen Verfahrensschritte besondere<br />
Aufmerksamkeit geschenkt<br />
werden.<br />
EIRICH begleitet Kunden von der<br />
ersten Idee bis zum fertigen Produkt<br />
mit qualifizierten Verfahrensingenieurinnen<br />
und Verfahrensingenieuren.<br />
Im Technikum in Hardheim<br />
können Scale-up-Versuche durchgeführt<br />
und Machbarkeitsstudien<br />
gemeinsam erarbeitet werden. Das<br />
Leistungsspektrum von EIRICH für die<br />
Technische Keramik umfasst Intensivmischer<br />
sowie schlüssel fertige Anlagen<br />
inklusive Mahlanlagen. In einem<br />
Mischtechnik-Seminar können die<br />
verschiedenen<br />
Verfahrensmöglichkeiten<br />
interessierten Anwenderinnen<br />
und Anwendern detailliert erläutert<br />
werden.<br />
Maschinenfabrik<br />
Gustav Eirich GmbH & Co KG<br />
Walldürner Str. 50<br />
74736 Hardheim, Germany<br />
www.eirich.de<br />
<strong>26</strong> <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Biogaserzeugung<br />
Mit Vollgas ins Wärmenetz<br />
Tobias Boeckh und Michael Mörixmann<br />
Tobias Boeckh von Continental Industrie GmbH und Michael Mörixmann von Bioconstruct vor der Biogasanlage in Melle.<br />
<br />
Bild: Continental Industrie<br />
„Wir sind bioconstruct. Bei uns sagt<br />
man zu jeder Tageszeit ‚Moin‘.“ Mit<br />
diesem sympathischen Bekenntnis<br />
zu Bodenständigkeit und Verlässlichkeit<br />
stellt sich die bioconstruct<br />
GmbH aus Melle-Riemsloh der<br />
Öffentlichkeit. Das inhabergeführte<br />
Unternehmen setzt seit seiner<br />
Gründung im Jahr 2001 „von der<br />
soliden Bilanzführung bis hin zur<br />
sorgfältig ausgewählten Edelstahlschraube“<br />
auf Nachhaltigkeit und<br />
Boden ständigkeit.<br />
insgesamt 23.000 Tonnen Mais silage<br />
einsiliert, jede einzelne Maispflanze<br />
komplett gehäckselt. Die Masse<br />
stammt von den landwirtschaftlichen<br />
Nutzflächen aus der Umgebung und<br />
wurde innerhalb von drei Wochen<br />
aus einem Einzugsgebiet von neun<br />
Kilometern angeliefert.<br />
Die eingespeicherte Maissilage ist<br />
die Grundsubstanz für einen kontinuierlichen<br />
Jahresbetrieb der Biogasanlage.<br />
Gemäß den gesetzlichen Vorgaben<br />
dürfen jährlich bis zu 18.000<br />
Tonnen nachwachsender Rohstoffe<br />
(NawaRo) verarbeitet werden. Im<br />
Winter werden etwa 80 Tonnen Silage<br />
pro Tag zugeführt, was einer Energieausbeute<br />
von jeweils etwa 1,6 Megawatt<br />
entspricht.<br />
„Ein essenzieller Bestandteil des<br />
Prozesses ist die optimale Aufbereitung<br />
des Maismaterials. Damit die<br />
Energie bestmöglich genutzt werden<br />
kann, muss das Maiskorn in<br />
der Silage mechanisch aufgeschlossen<br />
sein, da es den größten Anteil<br />
Ein zentrales Beispiel für diesen<br />
Ansatz ist die eigene Biogasanlage<br />
Krukum in Melle. Sie versorgt Unternehmen,<br />
öffentliche Einrichtungen<br />
und Haushalte der Region mit Wärme<br />
und Strom. Dazu zählen unter<br />
anderem auch der Kindergarten, die<br />
Schule, einige Industrieliegenschaften<br />
und Haushalte sowie das Firmengebäude<br />
der bioconstruct GmbH.<br />
Von der Anlieferung<br />
zur Gaserzeugung<br />
Bioconstruct setzt bei der Biogaserzeugung<br />
auf eine effiziente und<br />
nachhaltige Nutzung nachwachsender<br />
Rohstoffe. Im Jahr 2024 wurden<br />
Abb. 1: Das Eintragssystem zur Befütterung der Maissilage mit einem Fassungsvolumen von<br />
60 Tonnen. Bild: Continental Industrie<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
27
Biogaserzeugung<br />
Abb. 2: 23.000 Tonnen Maissilage bildeten den ursprünglichen Speichervorrat für den<br />
Jahresbetrieb der Biogasanlage in Melle.<br />
Bild: Continental Industrie<br />
an energie reicher Stärke enthält“, so<br />
Dirk Meyerdrees, Betriebsleiter bei<br />
bioconstruct GmbH.<br />
Das angelieferte Material wird<br />
über einen Radlader zweimal täglich<br />
in das Eintragssystem mit 60 Tonnen<br />
Fassungsvermögen aufgegeben.<br />
Ein Schubboden bewegt die Silage<br />
inner halb des Aufgabebunkers und<br />
anschließend fördert eine Schnecke<br />
in den Mischbereich. Dort wird die<br />
frische Silage mit dem Rezirkulat des<br />
Fermenters vermischt. Das Ergebnis<br />
ist eine flüssig-feste Masse, die durch<br />
eine Zentralpumpe in einen der beiden<br />
Fermenter gefördert wird.<br />
Beide Bioreaktoren mit jeweils<br />
6,40 Meter Höhe und 23 Meter<br />
Durchmesser fassen insgesamt 2.500<br />
Kubikmeter, verfügen über sechs<br />
Heizkreise und erwärmen das Substrat<br />
auf 55 Grad Celsius im thermophilen<br />
Bereich. Auf diese Weise ist<br />
eine ertragreiche Vergärung vorprogrammiert.<br />
Nach kompletter Befüllung<br />
bleibt das Material durchschnittlich<br />
etwa 80 Tage im Fermenter.<br />
Große Rührwerke sorgen dabei für<br />
eine gleichmäßige Durchmischung<br />
des Substrats, während das produzierte<br />
Biogas in den großen Doppelmembran-Speichern<br />
für mehrere<br />
Stunden zwischengelagert werden<br />
kann.<br />
Das erzeugte Biogas besteht zu<br />
des Substratflusses erfolgt über ein<br />
präzises, SPS-gesteuertes Pumpen-<br />
System, das den Betrieb der Anlage<br />
optimiert.<br />
Durch die exakte Berechnung<br />
der Tonnagemengen lässt sich die<br />
Biogasproduktion für eine effiziente<br />
Energie gewinnung gezielt steuern.<br />
„Wir wissen genau, wie viel Gas<br />
aus welcher Menge Substrat entsteht.<br />
So können wir je nach Bedarf<br />
täglich oder über einen bestimmten<br />
Zeitraum hinweg die optimale Menge<br />
an nachwachsenden Rohstoffen zuführen<br />
und die Anlage optimal betreiben“,<br />
so Meyerdrees.<br />
Mehr Druck mit neuem Gebläse<br />
Mit der steigenden Zahl an Blockheizkraftwerken<br />
(BHKWs) in den umliegenden<br />
Ortschaften wuchsen mit<br />
der Zeit auch die Anforderungen an<br />
die Biogasanlage von bioconstruct.<br />
Abb. 3: Vor dem sechsstufigen Gebläse von<br />
Continental Industrie, das bereits seit 2010 für<br />
den Biogastransport im Einsatz ist<br />
(v. links: Tobias Boeckh, Michael Mörixmann).<br />
<br />
Bild: Continental Industrie<br />
Um das Gas effizient ins Netz einzuspeisen,<br />
wurden leistungsstärkere<br />
Gebläse benötigt.<br />
„Wenn die Rohrleitungen gleichbleiben,<br />
die Abstände sich nicht verändern,<br />
aber immer mehr BHKWs angeschlossen<br />
werden, bleibt nur eine<br />
Möglichkeit: den Druck zu erhöhen“,<br />
erklärt Tobias Boeckh, Geschäftsführer<br />
von Continental Industrie GmbH<br />
aus Dormagen.<br />
Bis 2010 setzte bioconstruct noch<br />
auf einstufige Gebläse, doch mit der<br />
wachsenden Peripherie hielten diese<br />
nicht mehr Schritt. Die Lösung<br />
brachte ein sechsstufiges Gastransportgebläse,<br />
das beide einstufigen<br />
Gebläse ersetzte und dadurch den<br />
gestiegenen Anforderungen an<br />
Volumen strom und Druck gerecht<br />
wurde. „Mit den mehrstufigen Gebläsen<br />
kann man die Satelliten anlagen<br />
und erhöhten Durchflussmengen am<br />
besten bewältigen“, erklärt Boeckh.<br />
52 % aus Methan, zu 45 % aus CO 2<br />
sowie zu einem kleinen Teil aus Sauerstoff.<br />
Über einen Verdichter wird es<br />
aus dem Fermenter abgesaugt und<br />
für die weitere energetische Nutzung<br />
aufbereitet. Die gesamte Steuerung<br />
Abb. 4: Nahansicht des sechsstufigen Gebläses von Continental Industrie.<br />
Bild: Continental Industrie<br />
28 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
FILTECH<br />
24 Jahre<br />
bioconstruct <strong>–</strong><br />
schnelles Wachstum<br />
Seit seiner Gründung hat sich bioconstruct<br />
zu einem führenden Spezialisten<br />
für erneuerbare Energien<br />
entwickelt. Bereits im ersten Jahr realisierte<br />
das Unternehmen das Projekt<br />
„Region Regenerativ Melle“, das<br />
Windkraft, Biogas und Photovoltaik<br />
vereinte.<br />
Mit der Umsetzung des Windparks<br />
in Frotheim/Isenstedt (2003)<br />
und der ersten großen 3-MW-Biogasanlage<br />
in Kaarßen (2005) wuchs<br />
bioconstruct kontinuierlich. Der<br />
inter nationale Markteintritt gelang<br />
2009 mit einer 6,5-MW-Biogasanlage<br />
in den Niederlanden.<br />
2015 baute bioconstruct eine der<br />
größten abfallverarbeitenden Biogasanlagen<br />
Englands (5 MW). Drei<br />
Jahre später inves tierte das Unternehmen<br />
mehr als 14 Millionen Euro<br />
in eine Biomethaneinspeiseanlage in<br />
Sachsen-Anhalt.<br />
Bis heute hat bioconstruct weltweit<br />
mehr als 380 Biogasprojekte sowie<br />
zahlreiche Windkraft- und Photovoltaikanlagen<br />
realisiert. Der Fokus<br />
des Unternehmens liegt auf der<br />
Entwicklung nachhaltiger Energiekonzepte.<br />
Mit rund 165 Mitarbeitern<br />
und über 380 realisierten Biogasprojekten<br />
ist bioconstruct heute ein<br />
führender Akteur in der Branche.<br />
„In letzter Zeit verzeichnen wir bei<br />
höheren Anlagen kapazitäten generell einen<br />
Trend zu größeren Gebläsen.“<br />
Die Zusammenarbeit mit Continental<br />
Industrie ist für bioconstruct ein wichtiger<br />
Bestandteil dieser Entwicklung. „Die<br />
Kommunikation läuft immer unkompliziert<br />
und reibungslos. Seit 15 Jahren ist<br />
ein fließender Austausch aus Informationen<br />
und Support an der Tagesordnung“,<br />
betont Konstruktionsleiter Michael<br />
Mörixmann von bioconstruct.<br />
Bioconstruct betreibt mittler weile<br />
zwei Wärmenetze und versorgt im Umkreis<br />
rund 160 bis 170 Liegen schaften,<br />
darunter Privathaushalte und öffentlich<br />
Gebäude. Das gesamte Biogas wird in<br />
den angeschlossenen BHKWs verstromt.<br />
Dank intelligenter Wärmenutzung kann<br />
über schüssige Wärme über Pufferspeicher<br />
zwischen gespeichert oder direkt an<br />
Kunden abgegeben werden.<br />
„Landwirte können damit ihre Hallen<br />
und Ställe beheizen <strong>–</strong> da die Wärme<br />
ohnehin vorhanden ist, sollte sie auch genutzt<br />
werden“, erklärt Mörixmann.<br />
Ein zentraler Faktor für die kontinuierliche<br />
Energieproduktion ist die Rohstoffverfügbarkeit.<br />
„Man muss dafür<br />
sorgen, dass die NawaRos immer in ausreichender<br />
Menge vorhanden sind <strong>–</strong> notfalls<br />
auch mit längeren Anfahrtswegen.“<br />
Nach der Vergärung bleibt als Endprodukt<br />
ein nährstoffreicher Gärrest übrig,<br />
der wieder in die Landwirtschaft zurückgeführt<br />
wird. „Man kann ihn in Fest- und<br />
Flüssiganteile separieren, um gezielt auf<br />
die Bedürfnisse der Böden einzugehen“,<br />
so Mörixmann, „noch ein weiteres Produkt<br />
in der Wertschöpfungskette.“<br />
Mit der neuen Gebläsetechno logie<br />
ist bioconstruct bestens für zukünftige<br />
Erweiterungen gerüstet. In der nächsten<br />
Ausbaustufe wäre unter Umständen ein<br />
achtstufiges Gebläse am Standort nötig,<br />
um noch mehr Haushalte mit umweltfreundlicher<br />
Energie zu versorgen.<br />
Mit Biogas gibt es keine<br />
Dunkelflaute<br />
Biogasanlagen erzeugen zu jeder Zeit zuverlässig<br />
Strom <strong>–</strong> unabhängig von Tageszeit<br />
oder Helligkeit. Durch eine gezielte<br />
Steuerung der Fütterung lässt sich der<br />
Gas- und Stromoutput flexibel anpassen.<br />
Die Vorlaufzeit für diese Anpassungen<br />
beträgt zwischen drei und fünf Tagen,<br />
Pufferspeicher ist am Standort Melle jedenfalls<br />
dafür ausreichend vorhanden.<br />
Im unwahrscheinlichen Fall, dass gerade<br />
kein Gasabnehmer verfügbar ist, kann<br />
bioconstruct das Gas für bis zu 20 Stunden<br />
lang vorhalten.<br />
Flexibilität ist saisonal vorprogrammiert:<br />
Die Anlage wird im Winter entsprechend<br />
stärker gefordert als im Sommer.<br />
Je nach Wärme- oder Strombedarf gibt es<br />
bei der Anlage genügend Spielraum.<br />
Continental Industrie GmbH<br />
Gebläse- und Exhaustorentechnik<br />
Dormagen<br />
Tobias Boeckh<br />
info@continental-industrie.de<br />
www.continental-industrie.de<br />
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Kreislaufwirtschaft<br />
Phosphor clever zurückgewinnen<br />
Smarte JUMO-Technik im Einsatz bei SF-Soepenberg<br />
Björn Seling<br />
Die Rückgewinnung lebens wichtiger<br />
Rohstoffe rückt zunehmend in den<br />
Fokus <strong>–</strong> nicht nur aus ökologischen<br />
Gründen, sondern auch aufgrund<br />
gesetzlicher Vorgaben. Ein aktuelles<br />
Beispiel dafür ist die neue mobile<br />
Phosphorrückgewinnungsanlage<br />
der SF-Soepenberg GmbH in<br />
Hünxe. Das Unternehmen setzt auf<br />
das eigens entwickelte chemische<br />
Verfahren iPhos zur Auflösung von<br />
Eisenphosphaten aus Klärschlamm<br />
<strong>–</strong> unterstützt durch präzise und<br />
robuste Messtechnik von JUMO. Das<br />
Projekt zeigt eindrucksvoll, wie zukunftsfähige<br />
Umwelttechno logie<br />
und moderne Sensorik Hand in<br />
Hand gehen.<br />
Warum Phosphor so wertvoll ist<br />
In der Anlage von SF-Soepenberg sind verschiedene Sensoren entlang des gesamten Rückgewinnungsprozesses<br />
verbaut, die für zusätzliche Sicherheit und Genauigkeit sorgen. Im<br />
Bild Andree Flach (rechts), Projektmanager bei SF-Soepenberg GmbH und Björn Seling,<br />
Außendienst mitarbeiter von JUMO.<br />
Bild: JUMO<br />
Phosphor ist ein essenzieller Nährstoff<br />
für das Pflanzenwachstum und<br />
damit ein Grundpfeiler der weltweiten<br />
Lebensmittelproduktion. Da die<br />
natürlichen Phosphorvorkommen<br />
begrenzt und zudem geopolitisch ungleich<br />
verteilt sind, gewinnt die Rückgewinnung<br />
von Phosphor zunehmend<br />
an Bedeutung. Deutschland<br />
ist vollständig auf Importe angewiesen,<br />
was Abhängigkeiten schafft. Die<br />
Bundesregierung reagierte mit einer<br />
klaren Vorgabe: Die überarbeitete<br />
Klärschlammverordnung verpflichtet<br />
Betreiber größerer Kläranlagen ab<br />
dem Jahr 2029 zur Rückgewinnung<br />
von Phosphor, sofern der Gehalt im<br />
Klärschlamm über 2 % im Trockensubstrat<br />
liegt. Ziel ist es, Nährstoffkreisläufe<br />
zu schließen, die Umwelt<br />
zu entlasten und die Versorgung<br />
langfristig zu sichern.<br />
Das Verfahren <strong>–</strong> mobil, modular<br />
und ressourcenschonend<br />
Die mobile Phosphorrückgewinnungsanlage<br />
von SF-Soepenberg<br />
basiert auf einem innovativen Verfahren,<br />
das vor Ort auf der Kläranlage<br />
zum Einsatz kommt <strong>–</strong> ohne aufwendige<br />
Transporte oder energieintensive<br />
Verbrennung. Durch gezielte<br />
chemische Reaktionen wird der im<br />
Schlamm gebundene Phosphor aus<br />
schwerlöslichen Eisenphosphaten gelöst<br />
und einer weiteren Nutzung zugeführt.<br />
Der Ablauf gliedert sich in mehrere<br />
Prozessschritte:<br />
• Schlammentnahme: Der Überschussschlamm<br />
wird direkt aus<br />
der Nachklärung oder dem Faulturm<br />
entnommen.<br />
• Säuredosierung: Schwefelhaltige<br />
Reduktionsmittel senken den pH-<br />
Wert, wodurch der Phosphor in<br />
Lösung gebracht wird.<br />
• Reduktionsphase: In einem<br />
Mischer oder einer Reaktionsleitung<br />
erfolgt die Mobilisierung<br />
des Phosphors in die flüssige<br />
Phase.<br />
• Reaktionsphase: Durch Zugabe<br />
von Natriumsulfit wird der<br />
pH-Wert wieder angehoben.<br />
Flockungshilfsmittel unterstützen<br />
anschließend die Trennung von<br />
Feststoffen und Flüssigkeit.<br />
• Fest-Flüssig-Trennung: Ein Bandeindicker<br />
trennt das phosphatreiche<br />
Filtrat vom Feststoffanteil.<br />
• Phosphatfällung: Im letzten Schritt<br />
wird der gelöste Phosphor gezielt<br />
als Struvit oder Calciumphosphat<br />
ausgefällt.<br />
Der gesamte Prozess ist so konzipiert,<br />
dass bis zu 90 % des im Klärschlamm<br />
enthaltenen Phosphors zurückgewonnen<br />
werden können. Damit bietet<br />
das Verfahren nicht nur öko logische<br />
Vorteile, sondern reduziert auch die<br />
Entsorgungskosten gegenüber einer<br />
thermischen Mono verbrennung<br />
deutlich <strong>–</strong> und senkt gleichzeitig die<br />
CO 2 -Bilanz durch kürzere Transportwege<br />
und niedrigeren Energieeinsatz.<br />
JUMO <strong>–</strong> Messtechnik,<br />
die Prozesse ermöglicht<br />
Ein solch präziser chemischer Prozess<br />
erfordert zuverlässige und intelligente<br />
Sensorik. Als System- und<br />
Lösungsanbieter stellt JUMO nicht<br />
nur einzelne Messgeräte, sondern<br />
bietet ein ganzheitliches Konzept<br />
zur Prozessüberwachung an die<br />
30 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Kreislaufwirtschaft<br />
implementierte Prozesssteuerung in<br />
einem der beiden Lkw-Auflieger. In<br />
der Anlage von SF-Soepenberg sind<br />
verschiedene Sensoren entlang des<br />
gesamten Rückgewinnungsprozesses<br />
verbaut <strong>–</strong> darunter 2 Produktneuheiten,<br />
die für zusätzliche Sicherheit<br />
und Genauigkeit sorgen:<br />
JUMO <strong>DE</strong>LOS S02 <strong>–</strong><br />
der neue Druckmessumformer<br />
Dieser leistungsfähige Druckmessumformer<br />
misst zuverlässig den<br />
Druck an kritischen Stellen im Prozess,<br />
etwa an Pumpen oder in Reaktionsbehältern.<br />
Der JUMO <strong>DE</strong>LOS S02 überzeugt<br />
durch höchste Messgenauigkeit,<br />
exzellente Langzeit stabilität und<br />
einer intuitiven Bedienung per Bluetooth.<br />
Sein drehbares Display ermöglicht<br />
eine flexible Ausrichtung <strong>–</strong> ideal<br />
bei beengten Platzverhältnissen oder<br />
wechselnden Einbaulagen. Darüber<br />
hinaus ist eine direkte Anbindung an<br />
Cloud- Systeme möglich, was eine einfache<br />
Integration in moderne Industrie-4.0-Umgebungen<br />
unterstützt.<br />
Damit eignet sich das Gerät perfekt<br />
für den Einsatz unter anspruchsvollen<br />
Bedingungen und bietet maximale<br />
Prozess sicherheit bei gleichzeitig<br />
hoher Benutzer freundlichkeit.<br />
JUMO ZELOS C01 LS <strong>–</strong><br />
der neue Grenzstandmelder<br />
Mit seiner kapazitiven Messmethode<br />
erkennt der kompakte JUMO<br />
ZELOS C01 LS zuverlässig Füllstände<br />
von Flüssigkeiten oder anderen Medien.<br />
Er bietet eine hohe chemische Beständigkeit,<br />
flexible Einbaulagen und<br />
nutzt moderne IO-Link-Technologie<br />
für eine einfache Einbindung in die<br />
digitale Prozesswelt. Medienberührte<br />
Teile bestehen aus PEEK, was eine<br />
exzellente Beständigkeit gegenüber<br />
aggressiven Medien gewährleistet.<br />
Zur zusätzlichen Ausstattung zählen<br />
serienmäßig eine einzigartige Auto-<br />
Kalibrierfunktion, Kurzschluss- und<br />
Verpolungsschutz sowie eine 360°<br />
Statusanzeige nach NE107. Die Kommunikation<br />
erfolgt über IO-Link oder<br />
PNP, NPN, Push-Pull. Der Sensor ist<br />
für Medientemperaturen von -40 bis<br />
+200 °C ausgelegt <strong>–</strong> abhängig von der<br />
jeweiligen Ausführung.<br />
Weitere eingesetzte JUMO-Komponenten<br />
sind pH- und Redox-<br />
Sensoren zur Überwachung der<br />
chemischen Reaktionen, Temperaturfühler,<br />
Füllstandssensoren und<br />
Mess umformer zur Umwandlung der<br />
Signale. JUMO liefert damit die zentrale<br />
Sensorik für einen stabilen und effizienten<br />
Anlagenbetrieb <strong>–</strong> abgestimmt<br />
auf die individuellen Anforderungen<br />
der mobilen Rückgewinnungslösung.<br />
Fazit: Rückgewinnung mit System <strong>–</strong><br />
nachhaltig und effizient<br />
Die innovative Phosphorrückgewinnungsanlage<br />
der SF-Soepenberg<br />
GmbH zeigt, wie eine technisch anspruchsvolle<br />
Herausforderung in ein<br />
ökologisch und wirtschaftlich überzeugendes<br />
Konzept überführt werden<br />
kann. Mit JUMO als Systemlieferant<br />
für präzise Sensorik und<br />
smarte Messtechnik ist der Weg frei<br />
für eine sichere, modulare und zukunftsfähige<br />
Lösung im Sinne einer<br />
nachhaltigen Kreislaufwirtschaft. Die<br />
Kombination aus innovativer Verfahrenstechnik<br />
und intelligenter Sensorik<br />
von JUMO zeigt, wie moderne Umwelttechnik<br />
heute aussieht: flexibel,<br />
effizient, digital <strong>–</strong> und bereit für die<br />
Herausforderungen von morgen.<br />
Autor:<br />
Björn Seling, Außendienst JUMO<br />
JUMO GmbH & Co. KG<br />
Moritz-Juchheim-Straße 1<br />
36039 Fulda<br />
www.jumo.de<br />
Abb. 1<strong>–</strong>4: Als System- und Lösungsanbieter liefert JUMO nicht nur einzelne Messgeräte, sondern bietet ein ganzheitliches Konzept zur Prozessüberwachung<br />
an die implementierte Prozesssteuerung in einem der beiden Lkw-Auflieger. <br />
Bilder: JUMO<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
31
Prüftechnik<br />
Sicher, flexibel und zukunftsbereit<br />
Sonplas bietet modulare Technologie für die Prüfung<br />
kraftstoffberührender Komponenten<br />
Mit den Funktions- und Lebensdauertests am Prüfstand stellt Sonplas sicher, dass die Komponenten<br />
im späteren Serieneinsatz zuverlässig arbeiten.<br />
Bild: Sonplas GmbH<br />
Mit den Funktions- und Lebensdauertests am Prüfstand stellt Sonplas sicher, dass die Komponenten im späteren Serieneinsatz zuverlässig arbeiten.<br />
<br />
Bild: Sonplas GmbH<br />
Ob flüssige oder gasförmige Medien<br />
<strong>–</strong> die Prüfung kraftstoffberührender<br />
Komponenten muss höchste Ansprüche<br />
an Sicherheit, Präzision und<br />
Zuverlässigkeit erfüllen. Sonplas<br />
entwickelt dafür maßgeschneiderte<br />
Prüfstände, die selbst kom plexeste<br />
Aufgaben meistern. Jede Anlage ist<br />
ein Unikat, exakt auf die Kundenanforderungen<br />
zugeschnitten. Damit<br />
kann der Sondermaschinenbauer<br />
auch sehr anspruchsvolle<br />
Prüfaufgaben lösen. Worauf es bei<br />
all diesen Anwendungen wirklich<br />
ankommt, erklärt Sonplas-Experte<br />
Werner Riederer.<br />
„Aktuell beschäftigen wir uns mit<br />
einem spannenden Projekt“, berichtet<br />
Werner Riederer, Vertrieb Fuel<br />
Technologie bei Sonplas: „Für einen<br />
Kunden entwickeln wir ein komplettes<br />
Testcenter für die Kraftstoffe<br />
Methanol und Ammoniak.“ Dabei bietet<br />
der Sondermaschinen bauer aus<br />
dem bayrischen Straubing neben<br />
dem technischen Know-how noch<br />
mehr. Von der Produktidee bis zum<br />
funktionsfähigen Prüfstand unterstützen<br />
die Experten unter anderem<br />
bei Genehmigungsprozessen und der<br />
Abnahme vor Ort, zum Beispiel durch<br />
den TÜV. Dazu kommt ein wichtiger<br />
Punkt: die Aufklärung. Denn gerade,<br />
wenn es sich etwa um den ersten<br />
Prüfstand in der Region handelt, stel<br />
32 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Prüftechnik<br />
len sich häufig Fragen: Wie geht die<br />
örtliche Feuerwehr damit um, was<br />
müssen die Anwohner wissen? „Für<br />
viele ist das Neuland“, weiß Riederer.<br />
„Wir nehmen ihnen die Bedenken<br />
und zeigen, dass mit uns Profis<br />
am Werk sind, die genau wissen,<br />
was sie tun.“ Der Sondermaschinenbauer<br />
konnte sich mit seinem umfangreichen<br />
Fachwissen in der Prüftechnik<br />
als Vorreiter auf dem Markt<br />
positionieren.<br />
Vielfältige Prüfmöglichkeiten unter<br />
realistischen Bedingungen<br />
Sonplas profitiert von über 30 Jahren<br />
Erfahrung in der Montage, vor allem<br />
aber in der Prüfung kraftstoffberührender<br />
Komponenten für den Automobilbau<br />
<strong>–</strong> darunter Ventile, Injektoren,<br />
Druckregler, Verteilerleisten<br />
sowie Einspritz- und Vorförderpumpen.<br />
Dieses umfassende Know-how<br />
überträgt der Maschinenbauer erfolgreich<br />
auf andere Branchen, etwa<br />
Luftfahrt, maritime Anwendungen<br />
und Elektromobilität. „Die Unterschiede<br />
liegen oft in der Größe der<br />
zu prüfenden Komponenten, aber<br />
auch in den Drücken und Durchflussmengen“,<br />
erklärt Riederer.<br />
Die Prüfanlagen bieten variable<br />
Test- und Umgebungsbedingungen<br />
für eine realitätsnahe Simulation. So<br />
lassen sich Durchfluss, Druck und<br />
Leckagen hydraulisch messen sowie<br />
mechanische und elektronische Systeme<br />
auf ihre Lebensdauer prüfen.<br />
Auch Einspritzmengenmessungen für<br />
Flüssigkeiten und Gase sind möglich.<br />
„Wir haben eigene Thermokammern<br />
im Einsatz“, erläutert<br />
Riederer. „Damit sind wir in der Lage,<br />
Komponenten bei Temperaturen von<br />
-60 bis 150 Grad zu testen.“ Ergänzend<br />
lassen sich weitere Umweltparameter<br />
wie Feuchtigkeit und Luftdruck<br />
simulieren. Das ist vor allem für<br />
Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt<br />
ein ganz entscheidender Faktor.<br />
Darüber hinaus verfügt Sonplas über<br />
ein hauseigenes Entwicklungslabor<br />
für Machbarkeitsanalysen und Produkttests.<br />
Hier werden beispielsweise<br />
Einspritzraten bestimmt sowie<br />
Funktions- und Dauerlaufprüfungen<br />
einzelner Komponenten oder kompletter<br />
Systeme durchgeführt. Damit<br />
passt Sonplas alle Prüfverfahren<br />
präzise an die jeweiligen Kundenanforderungen<br />
an.<br />
Sicherheit <strong>–</strong> damit nichts<br />
in die Luft fliegt<br />
Kraftstoffe wie Benzin, Methanol,<br />
Ammoniak und Wasserstoff können<br />
in bestimmten Konzentrationen<br />
in der Luft ein explosionsfähiges<br />
Gemisch bilden. „Durch unser Knowhow<br />
im Explosionsschutz planen<br />
wir sichere Maschinen und Anlagen<br />
für den Betrieb mit diesen Stoffen“,<br />
sagt der Sonplas-Experte. Die Konzepte<br />
entsprechen der ATEX-Richtlinie<br />
2014/34/EU und basieren auf<br />
der Normenreihe IEC 60079. Neben<br />
dem Einsatz von ATEX- und IECEx-zertifizierten<br />
Komponenten erfüllen die<br />
Maschinenbauer auch die Anforderungen<br />
an die funktionale Sicherheit,<br />
etwa Performance Level (PL) oder<br />
Safety Integrity Level (SIL).<br />
„Unsere Kunden schätzen unsere<br />
Expertise besonders auch in der<br />
Beratung“, ergänzt Riederer. „Denn<br />
für einen sicheren Prüfstand reichen<br />
die Entwicklung und Montage allein<br />
nicht aus <strong>–</strong> der Raum muss auch entsprechend<br />
vorbereitet sein.“ Dazu gehören<br />
eine entsprechende Sensorik,<br />
Überwachungssysteme oder Absaugmöglichkeiten.<br />
Grundlage ist stets<br />
eine Gefährdungsbeurteilung mit<br />
passendem Sicherheitskonzept.<br />
Wasserstoff <strong>–</strong> eine alternative<br />
in der Zukunft<br />
Wasserstoff gilt als wichtiger Energieträger<br />
der Zukunft. Die Erzeugung<br />
von grünem Wasserstoff ist dabei<br />
essenziell. Es kommt besonders auf<br />
die Qualität und Effizienz der Komponenten<br />
im Elektrolyseur an. Hierfür<br />
muss die elektrische Performance<br />
der Stacks geprüft werden <strong>–</strong> „dabei<br />
können wir unsere Expertise aus der<br />
Leistungselektronik einbringen“, sagt<br />
Riederer. Damit verschmelzen bei<br />
der Entwicklung und Erprobung neuer<br />
Systeme zwei Welten: Electronic<br />
Testing und Fuel Testing.<br />
Hersteller von wasserstoffführenden<br />
Komponenten, die in Elektrolyseuren<br />
und H 2 -Verbrennungs<br />
Abb. 1+2:(li.) Eine Prüfanlage für Diesel-Injektoren. Die Durchflussprüfung erfolgt hier mit dem IAV Cross-Injection Analyzer mit unterschiedlichen<br />
Ansteuerungen. Möglich ist zudem eine Leckage-Prüfung mit Drücken bis 3000 bar. (re.) Ein Prüfstand für Benzin-Injektoren: Hier sind<br />
unter anderem Spray- und Durchflusstests, Dichtheits- und optischen Prüfungen möglich.<br />
Bilder: Sonplas GmbH<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
33
Prüftechnik<br />
motoren eingesetzt werden, müssen<br />
ihre Bauteile unter seriennahen<br />
Prüfbedingungen testen, um die erforderliche<br />
Leistungs- und Sicherheitsqualität<br />
im Serieneinsatz sicherzustellen.<br />
„Auf Wunsch bauen wir<br />
für unsere Kunden die Prüfstände<br />
sowie den passenden Container für<br />
den sicheren Betrieb“, sagt Riederer.<br />
Für die Einrichtung einer eigenen<br />
Wasserstoff- Prüfinfrastruktur stellt<br />
der Sondermaschinenbauer zudem<br />
komplette Testcenter bereit, inklusive<br />
Prüfstand.<br />
Prüfstände für Elektrolyse-<br />
Einzelzellen und -Short-Stacks<br />
Sonplas entwickelt und baut Prüfstände<br />
für Elektrolyse-Einzelzellen<br />
und -stacks. Sie sind die zentralen<br />
Komponenten von Elektrolyseuren<br />
zur Wasserstofferzeugung. Mit dem<br />
Prüfstandkonzept lassen sich verschiedene<br />
Technologien testen <strong>–</strong> unter<br />
anderem die Proton- Austausch-<br />
Membran Elektrolyse (PEM),<br />
alkalische Elektrolyse (AEL) oder auch<br />
die Anionen-Austausch-Membran<br />
Elektrolyse (AEM). Dabei liegt ein<br />
Fokus auf einer modularen Bauweise<br />
der Anlage für unterschiedliche Leistungsklassen<br />
und messtechnische<br />
Ausbaustufen, die auf die Kundenbedürfnisse<br />
angepasst werden können.<br />
Zielanwendungen sind sowohl Aufgaben<br />
bei Forschungseinrichtungen zur<br />
Grundlagenforschung als auch Untersuchungen<br />
bei Industriekunden in<br />
der Vor- und Serienentwicklung.<br />
Individuelle Prüf- und Testanlagen<br />
von Sonplas<br />
Mit mehr als 1.000 ausgelieferten Anlagen<br />
weltweit und einem wachsenden<br />
internationalen Servicenetz hat<br />
Sonplas bewiesen, dass auch sehr<br />
anspruchsvolle Prüf aufgaben lösbar<br />
sind <strong>–</strong> unabhängig von ihrer Komplexität.<br />
„Damit ist unser Anspruch<br />
klar“, resümiert Werner Riederer.<br />
„Jede Anlage ist ein Unikat, exakt<br />
zugeschnitten auf die jeweilige<br />
Kunden anforderung.“ Anwender profitieren<br />
von präzisen Messergebnissen<br />
und damit von Qualität und Zuverlässigkeit<br />
in der Serien produktion.<br />
Durch die Kombination verschiedener<br />
Prüfverfahren in einem System<br />
lassen sich Zeit und Kosten einsparen.<br />
Modulare Konzepte ermöglichen<br />
flexible Erweiterungen und sichern<br />
Investitionen langfristig ab.<br />
Sonplas GmbH<br />
Sachsenring 57<br />
94315 Straubing<br />
www.sonplas.de<br />
Abb. 3: Werner Riederer<br />
Vertrieb Fuel Technologie bei Sonplas: „Jede<br />
Anlage ist ein Unikat, exakt zugeschnitten<br />
auf die jeweilige Kundenanforderung.“<br />
<br />
Bild: Sonplas GmbH<br />
34 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Langlebigkeit<br />
CTX & LUCCS Light System:<br />
Kühllösung für neuartiges LED-Leuchtsystem<br />
Die Leuchte, die bleibt<br />
Thomas Windeck<br />
Mit dem sichtbaren Profilkühlkörper und dem Gehäuse aus gebürstetem Aluminium wird die Industrieleuchte zum Designobjekt<br />
<br />
Bild: CTX Thermal Solutions/LUCCS Light Systems<br />
Es kommt sicher nur selten vor,<br />
dass ein Kühlkörper Bestandteil des<br />
Produkt designs ist. Bei den Leuchten<br />
von LUCCS Light Systems ist<br />
dies so. In ihrem LED-System bilden<br />
Kühlkörper von CTX das Herzstück,<br />
das sie zudem langlebig macht.<br />
An den Hallendecken der Industrie<br />
wird sich in nächster Zeit einiges<br />
tun. Nach dem EU-Verbot der gemeinhin<br />
als „Neonröhren“ bezeichneten<br />
Leuchtstofflampen T5 und<br />
T8 im Jahr 2023 sollen künftig nachhaltigere<br />
Lichtquellen in den Unternehmen<br />
installiert werden. Gründe<br />
für das Verbot sind der hohe Stromverbrauch<br />
der Modelle sowie der Einsatz<br />
von Giftstoffen bei ihrer Herstellung.<br />
Geht es nach Thorsten Steinig<br />
und Jürgen Nordhoff, muss die Nachhaltigkeit<br />
alternativer Leuchtmittel<br />
noch weitreichender betrachtet werden.<br />
Ihr Ansatz: LED-Beleuchtungssysteme<br />
müssen vor allem langlebig<br />
sein.<br />
„Gebaut für Generationen“ lautet<br />
daher der Slogan für die von ihnen<br />
entwickelte Leuchtenserie „Adilia“,<br />
die ihr junges Unternehmen LUCCS<br />
Light Systems vertreibt. Die Reihe umfasst<br />
LED-Industrieleuchten mit hochwertigen<br />
Materialien und modularer<br />
Bauweise. Sind Einzelteile defekt,<br />
lassen sie sich einfach austauschen.<br />
„Es ist schließlich nichts Nachhaltiges<br />
daran, wenn ich ein LED-System beim<br />
Versagen eines einzelnen Bauteils<br />
gleich komplett entsorgen muss“,<br />
sagt Thorsten Steinig. Lange Standzeiten,<br />
eine einfache Wartung sowie<br />
eine Optik, welche die Hochwertigkeit<br />
der Leuchten unterstreicht, standen<br />
im Mittelpunkt der Produktentwicklung.<br />
Das Thermomanagement der<br />
LED-Lampen spielte damit eine entscheidende<br />
Rolle.<br />
Erstkontakt auf Augenhöhe<br />
Mit CTX Thermal Solutions schien<br />
LUCCS Light Systems schnell den<br />
passenden Partner für ihr Konzept<br />
gefunden zu haben. Wobei<br />
es korrekt lauten müsste, dass<br />
Steinig und Nordhoff ihren Partner<br />
fanden; denn das Unternehmen<br />
war noch nicht gegründet, als<br />
die Konstruktions planungen bereits<br />
starteten. Die beiden, ihres Zeichens<br />
Unternehmens berater und Techniker<br />
der Elektro technik, gingen also zunächst<br />
nur mit der Idee einer nachhaltigen<br />
LED-Beleuchtung auf die<br />
Suche nach Umsetzungspartnern.<br />
„Der persönliche Kontakt war uns da<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
35
Langlebigkeit<br />
Abb. 1: Der Profilkühlkörper sorgt mit seinen Lamellen für eine hoch<br />
dimensionierte Entwärmung und damit für eine lange Standzeit der<br />
Leuchten. Bild: CTX Thermal Solutions/LUCCS Light Systems<br />
Abb. 2: Mit dem Extrusionsverfahren lassen sich auch komplexe<br />
Kühlkörpergeometrien zu wirtschaftlichen Stückkosten fertigen.<br />
<br />
Bild: CTX Thermal Solutions<br />
her sehr wichtig“, schildert Steinig.<br />
„Wir brauchten Gegenüber, die verstanden,<br />
wovon wir redeten.“ In<br />
Sachen Thermomanagement fanden<br />
sie dies bei CTX.<br />
Neben großen Unternehmen setzen<br />
viele Start-ups auf den Kühlkörperhersteller<br />
aus dem nord rheinwestfälischen<br />
Nettetal. „Junge Firmen<br />
profitieren davon, wenn sie jemanden<br />
an der Seite haben, der die komplette<br />
Supply Chain von der Entwicklung bis<br />
zur Muster- und Serienfertigung sowie<br />
der Logistik abdeckt“, sagt Patrick<br />
Zelenka, Sales Manager bei CTX und<br />
zuständig für das „Adilia“-Projekt.<br />
Thorsten Steinig ergänzt: „Für uns<br />
war zudem entscheidend, dass man<br />
uns auf Augenhöhe begegnete, um<br />
unser neues Konzept für eine nachhaltige<br />
Industriebeleuchtung realisieren<br />
zu können.“<br />
Kühlkörper als Herzstück<br />
ermöglicht. Das Kühlelement entstand<br />
aus einem Standardprofil im<br />
Extrusionsverfahren. Dabei wird auf<br />
rund 500 °C erhitztes Aluminium<br />
durch eine Matrize gedrückt; vom so<br />
gefertigten Profilstrang werden dann<br />
die einzelnen Kühlkörper heruntergeschnitten.<br />
Die typischerweise verwendete<br />
Aluminium-Strangguss legierung<br />
zeichnet sich durch eine gute Wärmeleitfähigkeit<br />
von etwa 210 W/mK<br />
aus. Aufgrund dieser Eigen schaft sowie<br />
der geringen Stückkosten erwies<br />
sich die Extrusion als das ideale Herstellungsverfahren<br />
für die „Adilia“-<br />
Kühllösung.<br />
„Wir haben den Kühlkörper dabei<br />
bewusst überdimensioniert“, sagt<br />
Jürgen Nordhoff von LUCCS Light<br />
Systems. Ziel war es, die Betriebstemperatur<br />
der Leuchten in einem<br />
Bereich zwischen 40 und 50 °C zu halten<br />
und damit um etwa 50 Prozent<br />
unter der Sperrschichttemperatur<br />
von LED-Lampen zu liegen. „Ab 90 °C<br />
nimmt die Lebensdauer der Lampen<br />
ab“, sagt Nordhoff. „Wir erzielen mit<br />
unserer Kühllösung daher ein so<br />
großes Delta zu diesem kritischen<br />
Temperaturbereich, dass eine Überhitzung<br />
der Leuchten praktisch nicht<br />
möglich ist.“<br />
Komponenten des Leuchtendesigns<br />
Um den Profilkühlkörper einfach<br />
mit Druckluft reinigen zu können, ist<br />
er durch Gehäuseöffnungen gut zu<br />
erreichen und zu sehen. Er wurde damit<br />
zum Bestandteil des Leuchtendesigns,<br />
weshalb seine Oberfläche<br />
bei CTX eloxiert wird. Diese Behandlung<br />
gleicht die Optik des Kühl körpers<br />
an die des Gehäuses an und verbessert<br />
zudem den Korrosionsschutz des<br />
Kühlelements.<br />
Auch das Gehäuse stammt von<br />
CTX. Gehäusetechnik gehört zum<br />
Bereits bei einem der ersten Treffen<br />
stellten die beiden Gründer anhand<br />
von Zeichnungen und geplanten<br />
Betriebs daten dieses Konzept vor,<br />
für das CTX dann die passende Kühllösung<br />
entwickelte. Der Kühlkörper<br />
ist das Herzstück der „Adilia“-Leuchte.<br />
An ihm sind sowohl die LED- Panel<br />
als auch die Gehäuseteile, Front- und<br />
Rückplatte befestigt. Durch die Verschraubung<br />
lassen sich die Bestandteile<br />
einfach auswechseln. Die Kühlkörpergeometrie<br />
besteht aus einer<br />
Bodenplatte mit Lamellenprofil,<br />
welches eine natürliche Konvektion<br />
Abb. 3: Über die Lamellendichte und die Einbaulage lässt sich die Leistung eines Profilkühlkörpers<br />
anpassen.<br />
Bild: CTX Thermal Solutions<br />
36 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Langlebigkeit<br />
Abb. 4: Die Gehäusetechnik ist fester Bestandteil des CTX-Portfolios. Die Bauteile können in<br />
Funktion und Design kundenspezifisch ausgestaltet werden. Bild: CTX Thermal Solutions<br />
Portfolio des Herstellers, die er je<br />
nach Bedarf als Schutz vor Umwelteinflüssen,<br />
mechanischen Belastungen<br />
und elektrostatischer<br />
Entladung oder als Kühllösung ausgestaltet.<br />
Dafür nutzt CTX Herstellungsverfahren,<br />
die individuelle<br />
Designs ermöglichen, wie Druckguss,<br />
Extrusion und die Stanzbiegetechnik.<br />
Mit Veredelungen wie Lackieren,<br />
Pulver beschichten, Eloxieren oder<br />
Bedrucken macht der Hersteller<br />
die Gehäuse oberfläche robust und<br />
optisch ansprechend.<br />
Die beiden U-förmigen Profile<br />
des „Adilia“-Gehäuses entstehen im<br />
Extrusionsverfahren mit einem von<br />
CTX entwickelten Formwerkzeug; die<br />
Oberfläche ist gebürstet und eloxiert.<br />
Da die Front- und Rückplatten der<br />
Leuchte von einem anderen Hersteller<br />
zugeliefert werden, waren die<br />
Entwicklungsanforderungen an die<br />
Maßhaltigkeit der Bauteile sowie an<br />
die Oberflächenbehandlung besonders<br />
hoch. „Hier waren ein paar Abstimmungsrunden<br />
nötig, bis sich die<br />
Leuchte am Ende wie aus einer Hand<br />
gefertigt präsentieren konnte und zugleich<br />
eine sichere Wärmeableitung<br />
gewährleistete“, schildert Zelenka.<br />
Time-to-Market von nur<br />
wenigen Monaten<br />
Den Projektpartnern gelang es, alle<br />
Hürden der Entwicklung innerhalb<br />
kürzester Zeit zu nehmen. CTX war<br />
einer der ersten, den die Gründer<br />
von LUCCS Light Systems im Oktober<br />
2024 kontaktierten. Nach nur vier<br />
Wochen lagen bereits die ersten CTX-<br />
Muster der Kühlkörper vor, so dass<br />
Thorsten Steinig und Jürgen Nordhoff<br />
die ersten Versuchsaufbauten ihrer<br />
Leuchten erstellen konnten. Nach<br />
kleineren Anpassungen, die CTX über<br />
seine CNC-Bearbeitung umsetzte,<br />
ging der Kühlkörper in die Serienfertigung.<br />
Erst zum Jahreswechsel<br />
erfolgte die formale Gründung von<br />
LUCCS Light Systems, im Frühjahr<br />
2025 startete das Unternehmen mit<br />
der Reihe „Adilia“ dann durch.<br />
Die Leuchten werden von verschiedenen<br />
Industrien angefragt. Sie<br />
kommen bereits in Lagerhallen und<br />
im Maschinenbau zum Einsatz. Mit<br />
ihrer Lichtausbeute von 172 lm/W<br />
finden sie darüber hinaus Anwendung<br />
in Arbeitsbereichen, in denen<br />
eine hohe Helligkeit gefordert ist,<br />
wie dem Sondermaschinenbau oder<br />
der Qualitätsendkontrolle. Auch die<br />
industrielle Holzbearbeitung darf mit<br />
den LED-Systemen beleuchtet werden.<br />
„Dank unserer wirkungsvollen<br />
Kühlung erzielen ‚Adilia‘-Leuchten<br />
eine geringe Oberflächentemperatur“,<br />
so Nordhoff. Belegt wird das<br />
mit einer D-Kennzeichnung und der<br />
Schutzart IP50. „Damit sind unsere<br />
LED-Leuchten für den Einsatz in<br />
Betriebs stätten zugelassen, in denen<br />
brennbare Stäube entstehen.“<br />
Weitere Einsatzbereiche könnten<br />
folgen, wie zum Beispiel Messehallen,<br />
Bürogebäude, Einkaufs passagen.<br />
Als nächster Schritt steht nun aber<br />
der Ausbau der „Adilia“- Reihe mit<br />
den nächsten beiden Baugrößen an,<br />
für die CTX gerade Kühlkörper und<br />
Gehäuse anpasst. Daneben wird<br />
auch das Vertriebsgebiet über die<br />
Grenzen Deutschlands nach und<br />
nach ausgeweitet. Bei CTX ist man gewappnet.<br />
„Die Produktion der ‚Adilia‘-<br />
Komponenten kann jederzeit mitwachsen“,<br />
so Patrick Zelenka von CTX.<br />
„Für Start-ups ist es schließlich sinnvoll,<br />
wenn der Zulieferer nicht nur<br />
die Kleinmengen während der Anfangsphase<br />
herstellen, sondern beim<br />
Erfolg des Produkts die Fertigung<br />
auch hoch skalieren kann.“<br />
Abb. 5: CTX verfügt über ein Portfolio an Kühlkörpern und Herstellverfahren, mit dem sich<br />
für jede Applikationsanforderung passende Kühllösungen entwickeln lassen<br />
<br />
Bildquelle: CTX Thermal Solutions<br />
CTX Thermal Solutions GmbH<br />
Nettetal<br />
Thomas Windeck<br />
Leiter Vertrieb CTX Thermal Solutions<br />
info@ctx.eu<br />
www.ctx.eu<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
37
Energieeffizienz<br />
Motorerwärmung minimieren mit<br />
High-Speed-Umrichtern von SIEB & MEYER<br />
Coole Performance in nachhaltigen Applikationen<br />
Markus Finselberger<br />
Innovative Anwendungen, die im Zuge der Energiewende entwickelt werden, profitieren in hohem Maße von der Multi-Level-Technologie. So<br />
ermöglicht der SD4M beispielsweise eine deutliche Effizienzsteigerung von rotierenden Energiespeichern (Flywheel). Bild: SIEB & MEYER AG<br />
Eine möglichst geringe Motorerwärmung<br />
ist das A und O beim<br />
Betrieb von Hochgeschwindigkeitsmotoren.<br />
Diese sind nicht nur das<br />
Herzstück von Bearbeitungszentren<br />
und Werkzeugmaschinen, sondern<br />
leisten unter anderem auch<br />
in Turboverdichtern und Schwungmassenspeichern<br />
einen wichtigen<br />
Beitrag zur Energiewende. Frequenzumrichter<br />
aus der SD4x-<br />
Produktfamilie von SIEB & MEYER<br />
reduzieren umrichterbedingte Motorverluste<br />
auf ein Minimum. Daraus<br />
resultieren eine geringere Motorerwärmung<br />
und ein verbesserter<br />
Systemwirkungsgrad. Der Anwender<br />
spart Energie und Kosten und<br />
profitiert zudem von einer hervorragenden<br />
Bearbeitungsqualität.<br />
Etwa 90 % der Leistungsverluste, die<br />
durch den Frequenzumrichter verursacht<br />
werden, treten im Rotor auf<br />
und können dort zu einer schädlichen<br />
Erwärmung des Motors führen.<br />
Dieses Temperaturproblem wird<br />
durch das naturgemäß geringe Volumen<br />
des Rotors in Hochgeschwindigkeitsmotoren<br />
zusätzlich verschärft.<br />
Genau diese Herausforderung hatte<br />
SIEB & MEYER bei der Entwicklung<br />
ihrer SD4x-Produktfamilie im<br />
Blick. Durch geeignete Regelungsverfahren<br />
und eine durchdachte<br />
Topologie ermöglichen die High-<br />
Speed-Umrichter der Lüneburger<br />
Hochgeschwindigkeits-Spezialisten<br />
Motorströme mit minimalen har<br />
38 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Energieeffizienz<br />
Abb. 1: Die Drei-Level-Technologie der SD4M-Serie von SIEB & MEYER liefert, in der Kombination<br />
mit geräteabhängigen Schaltfrequenzen bis zu 32 kHz, eine sehr gute Stromqualität<br />
und sorgt so für geringste Motorverluste und einen entsprechend hohen Wirkungsgrad.<br />
<br />
Bild: SIEB & MEYER AG & Parsudi-AdobeStock-1384279135<br />
Rippel ströme. Das ist besonders bei<br />
schnelllaufenden Synchronmotoren<br />
problematisch, da diese naturgemäß<br />
niedrige Induktivitäten aufweisen.<br />
Die resultierende Rotorerwärmung<br />
kann enorme Auswirkungen auf<br />
die Rotorstabilität, die Permanentmagnete<br />
und die Lagerung haben.<br />
Besonders bei hohen Nenndrehzahlen<br />
des Motors manifestieren sich<br />
diese Probleme.<br />
Als eine Gegenmaßnahme wird<br />
bei Standard-Umrichtern mit Zwei-<br />
Level-Puls-Weiten-Modulation (PWM)<br />
und niedriger Schaltfrequenz oft auf<br />
LC-Filter zurückgegriffen. Diese maßgeschneiderten<br />
Lösungen basieren<br />
auf passiven elektronischen Komponenten<br />
und erlauben entweder die<br />
Dämpfung der Schaltflanken des ausgegebenen<br />
Pulsmusters durch du/dt-<br />
Filter oder sogar die Annäherung an<br />
sinusförmige Motorspannungen und<br />
Ströme. Der Einsatz von LC-Filtern<br />
geht jedoch mit zusätzlichen Kosten,<br />
erhöhtem Platzbedarf, zusätzlichem<br />
Gewicht und Wirkungsgradverlusten<br />
einher. Zudem kostet die vorab erforderliche<br />
Auslegung der Filter für<br />
die spezifische Applikation Zeit und<br />
Flexibilität.<br />
Die Lösung: Drei-Level-Technologie<br />
und Schaltfrequenzerhöhung<br />
Abb. 2: Durch den Einsatz von Frequenzumrichtern aus der SD4x-Familie von SIEB & MEYER<br />
lässt sich eine deutliche Effizienzsteigerung von Turboverdichtern und -kompressoren generieren,<br />
die beispielsweise in der Abwasseraufbereitung zum Einsatz kommen.<br />
<br />
Bild: SIEB & MEYER AG<br />
monischen Frequenzanteilen. Verglichen<br />
mit Wettbewerbs produkten<br />
sind die Verluste um bis zu 90 % reduziert,<br />
was zu einer entsprechenden<br />
Verringerung der Motorerwärmung<br />
führt. Die geringeren Temperaturen<br />
verlängern wiederum die Lebensdauer<br />
der typischer weise bei Bearbeitungsspindeln<br />
zum Einsatz kommenden<br />
Kugel lager und verbessern<br />
die Bearbeitungsqualität.<br />
Das Ziel: Die perfekte Sinuskurve<br />
Doch wie genau lässt sich der Motorstrom<br />
in der gewünscht hohen<br />
Qualität erzeugen? „Dazu muss man<br />
wissen, dass alle Ströme, die von der<br />
idealen Sinusform abweichen, Verluste<br />
im Motor erzeugen“, erläutert<br />
Torsten Blankenburg, Technikvorstand<br />
der SIEB & MEYER AG. „Dieser<br />
Motorstromanteil wird durch<br />
den Umrichter erzeugt und stellt<br />
sich als sogenannter Rippelstrom<br />
dar, der den sinusförmigen Motorstrom<br />
überlagert.“ Der auftretende<br />
Rippelstrom hängt maßgeblich von<br />
der Schalt frequenz, der Umrichter-<br />
DC-Spannung und vor allem von der<br />
Motor induktivität ab. Geringe Induktivitäten<br />
verursachen erhebliche<br />
Eine weitere Option besteht darin, die<br />
Schaltfrequenz für die PWM zu erhöhen.<br />
Dabei gilt die Faustregel, dass<br />
eine Verdoppelung der Frequenz den<br />
Rippelstrom um die Hälfte reduziert.<br />
Dieser Möglichkeit sind allerdings<br />
technische und wirtschaftliche Grenzen<br />
gesetzt. Zum einen sind hochfrequente<br />
Leistungstransistoren im<br />
höheren Spannungsbereich kostspieliger.<br />
Zum anderen steigen die Schaltverluste<br />
in der Endstufe drastisch an,<br />
was sich nachteilig auf den Wirkungsgrad<br />
und Kühlungsaufwand auswirkt.<br />
Zudem reagieren nicht alle Motoren<br />
positiv auf eine Erhöhung der Schaltfrequenz.<br />
In bestimmten Fällen, insbesondere<br />
bei Synchronmotoren<br />
ohne Segmentierung der Permanentmagnete,<br />
führt eine Frequenzerhöhung<br />
baubedingt nur zu marginalen<br />
Verbesserungen der Motorverluste.<br />
Alternativ kann die Drei-Level-<br />
Technologie eingesetzt werden,<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
39
Energieeffizienz<br />
Abb. 3: Perfekte Sinuskurve: Bei kombinierter Anwendung von Drei-Level-Technologie und Schaltfrequenzerhöhung ergibt sich gegenüber<br />
Standard-Umrichtern eine Reduzierung der harmonischen Stromanteile (Rippelstrom) auf 10 %, so dass die umrichterbedingten Rotorverluste<br />
signifikant sinken.<br />
Bild: SIEB & MEYER AG<br />
die beispielsweise im SD4M von<br />
SIEB & MEYER implementiert ist.<br />
Die Leis tungshalbleiter der Endstufen<br />
werden dabei im Vergleich zur<br />
Zwei- Level-Technologie nur mit der<br />
Hälfte der Spannung beaufschlagt.<br />
Dies ermöglicht den Einsatz von Leistungshalbleitern,<br />
die für niedrigere<br />
Spannungen ausgelegt sind und<br />
somit (technologiebedingt) schneller<br />
schalten können. Das Ergebnis: In<br />
der Endstufe treten weniger Schaltverluste<br />
auf, und die Schaltfrequenz<br />
lässt sich erheblich steigern. Gleichzeitig<br />
wird der Motor im Vergleich zur<br />
Zwei-Level-Technologie nur mit 50 %<br />
der Spannungssprünge belastet.<br />
Durch den Einsatz der Drei-Level-<br />
Technologie lassen sich die im Rotor<br />
auftretenden Verluste um etwa 75 %<br />
verringern. Bei kombinierter Anwendung<br />
von Drei-Level-Technologie und<br />
Schaltfrequenzerhöhung können die<br />
Rotorverluste sogar um bis zu 90 %<br />
reduziert werden, was LC-Filter in vielen<br />
Fällen überflüssig macht.<br />
Wie sich der Einsatz der Frequenzumrichter<br />
von SIEB & MEYER in der<br />
Praxis auf Effizienz, Wirkungsgrad,<br />
CO 2 -Emissionen und Kosten auswirkt,<br />
zeigt unter anderem das Beispiel<br />
einer Abwasseraufbereitungsanlage,<br />
die mit Turboverdichtern<br />
oder Turbokompressoren belüftet<br />
wird. Die Hauptcharakteristik dieser<br />
Anwendung ist der Rund-umdie-Uhr-Betrieb<br />
der Verdichter bzw.<br />
Kompressoren an 365 Tagen im Jahr.<br />
Entsprechend ist die Anlageneffizienz<br />
ein wichtiges Thema, eine möglichst<br />
geringe Motorerwärmung die große<br />
Herausforderung. SIEB & MEYER löst<br />
diese Anforderungen mit seinem<br />
SD4M mit Multilevel-Endstufe. Auf<br />
diese Weise kann der Wirkungsgrad<br />
der Turboverdichter bzw. -kompressoren<br />
um mehrere Prozentpunkte erhöht<br />
werden.<br />
Ein weiteres Anwendungsbeispiel<br />
für die SD4M-Serie von SIEB & MEYER<br />
sind Schnellladelösungen für Regionen<br />
mit schwacher Netzstruktur.<br />
Verbesserte Effizienz von<br />
klimafreundlichen Applikationen<br />
Abb. 4: Die Kombination von Schwungmassenspeicher (Flywheel) und Schnellladestation<br />
unter stützt die Verkehrswende in strukturschwachen Gebieten. Der Rotor des Flywheels<br />
arbeitet im Hochvakuum, was eine möglichst geringe Motorerwärmung voraussetzt.<br />
<br />
Bild: Adaptive Balancing<br />
40 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Energieeffizienz<br />
Die Schnellladestation arbeitet in Verbindung<br />
mit einem Schwungmassenspeicher,<br />
auch Flywheel genannt, der<br />
die zum Laden des Elektro-Fahrzeugs<br />
benötigte Energie bereitstellt und<br />
zwischen den Ladevorgängen erneut<br />
Energie speichern kann.<br />
Die große Herausforderung dieser<br />
Anwendung ist das Hochvakuum,<br />
unter dem der Rotor des Flywheels arbeitet.<br />
Durch dessen hohe Isolationswirkung<br />
kann die Wärmeabfuhr ausschließlich<br />
über Strahlungswärme<br />
erfolgen. Darüber hinaus handelt es<br />
sich um ein magnetgelagertes, sprich<br />
kontaktloses System, so dass die<br />
Roto rwärme nicht über die Lagerung<br />
ausgeschleust werden kann. „Das<br />
heißt, dieses System benötigt die geringstmögliche<br />
Erwärmung, damit es<br />
überhaupt vernünftig arbeiten kann“,<br />
fasst Torsten Blankenburg zusammen.<br />
„Unsere Frequenzumrichter<br />
produzieren ein Minimum an Wärme,<br />
so dass sie solche Anwendungen<br />
optimal unterstützen beziehungsweise<br />
zum Teil überhaupt erst möglich<br />
machen.“<br />
Optimierte Regelung von<br />
IPM-Motoren<br />
Zu den Talenten der SD4x-Familie<br />
gehört auch die optimierte Regelung<br />
von IPM-Motoren. IPM-Motoren<br />
stellen deutlich höhere Anforderungen<br />
an den Frequenzumrichter. So<br />
muss der Stromwinkel in Abhängigkeit<br />
des Betriebspunktes optimal in<br />
die Maschine eingeprägt werden, um<br />
in jedem Betriebspunkt das maximal<br />
mögliche Drehmoment herauszuholen.<br />
Für einen optimalen Wirkungsgrad<br />
ist darüber hinaus die Abhängigkeit<br />
der Motorinduktivität von Strom<br />
und Frequenz zu berücksichtigen. Die<br />
SD4x-Frequenzumrichter können die<br />
beschriebenen Abhängigkeiten durch<br />
spezielle Regelstrukturen genau erfassen<br />
und im jeweiligen Arbeitspunkt<br />
optimal regeln, sodass sich<br />
immer das optimale Moment bei<br />
gleichzeitig geringstem Motorstrom<br />
ergibt. Das minimiert die Verluste im<br />
Motor und Umrichter, verbessert die<br />
Energiebilanz und reduziert die CO 2 -<br />
Emissionen.<br />
SD4x: Entwicklungsplattform für<br />
eine zukunftsfähige Geräteserie<br />
Bereits vor einiger Zeit hat<br />
SIEB & MEYER die Entwicklungsplattform<br />
SD4x vorgestellt, auf deren Basis<br />
das Unternehmen nun kontinuierlich<br />
eine zukunftsfähige Geräteserie<br />
entwickelt. Die Frequenzumrichter<br />
unter stützen neue Schnittstellen und<br />
bieten eine Reihe von zusätzlichen<br />
Funktionen. Anwender profitieren<br />
von höheren Drehzahlen und einer<br />
deutlich verbesserten Performance.<br />
SD4x-Umrichter können dank eines<br />
integrierten Lagereglers jetzt auch<br />
eigen ständige hochgenaue Positionierungen<br />
durchführen; Drehzahl-<br />
und Stromregler bleiben gegenüber<br />
der etablierten SD2x-Reihe konstant.<br />
„Unser Ziel ist es, hochdrehende<br />
Motoren dynamisch und mit noch<br />
weniger Verlustleistung anzutreiben“,<br />
so Blankenburg. „Deshalb unterstützen<br />
wir nun auch PWM-Schaltfrequenzen<br />
von 24 und 32 kHz.“ Für eine<br />
noch feinere Modulierung des sinusförmigen<br />
Signals ist eine Kommutierungswinkel-Steuerung<br />
nun auch für<br />
32, 48 und 64 kHz integriert. Dadurch<br />
ergibt sich ein nahezu optimaler<br />
Sinus und es treten so gut wie keine<br />
harmonischen Ströme mehr auf. Die<br />
durch die PWM verursachte Verlustleistung<br />
kann auf einen Bruchteil minimiert<br />
werden.<br />
„Die optimierte Performance,<br />
höhere Drehzahlen sowie die geringe<br />
Motorerwärmung ohne Sinusfilter<br />
<strong>–</strong> das sind die wesentlichen Vorteile<br />
der SD4x-Produktfamilie“, fasst<br />
Blankenburg zusammen. „Die Verbesserungen<br />
ermöglichen es, die<br />
Produktionsqualität<br />
bestehender<br />
Anwendungen zu optimieren und<br />
darüber hinaus ganz neue Einsatzbereiche<br />
zu erschließen.“<br />
SIEB & MEYER AG, Lüneburg<br />
Markus Finselberger, Leiter Vertrieb<br />
Antriebselektronik<br />
info@sieb-meyer.de<br />
www.sieb-meyer.de<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
41
Predictive Connectivity<br />
Bei der Inbetriebnahme auf das Wesentliche konzentrieren<br />
SPS-Diagnosepuffer <strong>–</strong><br />
um eine Informationsquelle reicher<br />
Andy Carius, Nora Crocoll<br />
Wohl fast jeder Maschinenbauer<br />
kennt das Szenario bei der<br />
Inbetrieb nahme: Anstatt mit Loop<br />
Checks und Funktionstests die<br />
Maschine zu prüfen oder diese starten<br />
zu können, kämpft man erst<br />
einmal gegen sporadische, nicht<br />
reproduzierbare Ereignisse in der<br />
PROFINET- Kommunikation. Die Ursachen<br />
sind meist nicht klar nachzuvollziehen<br />
und auch der SPS-<br />
Diagnosepuffer macht hierzu keine<br />
klaren Aussagen. Letztlich hilft man<br />
sich mit dem sukzessiven Tausch<br />
von Steckern, Verbindungsleitungen<br />
oder auch der betroffenen Netzwerkkomponenten.<br />
Diese Situation<br />
nervt, kostet Zeit und ähnelt oft<br />
einem „Fischen im Trüben“. Besser<br />
wäre es, mit eindeutigen Informationen<br />
die Ursachen schnell auffinden<br />
und ziel gerichtet beseitigen zu<br />
können und dann die Möglichkeit<br />
zu haben, sich voll auf die Inbetriebnahme<br />
zu konzentrieren.<br />
Es ist kein unbekanntes Phänomen,<br />
dass Fehler in der Inbetriebnahme<br />
auftreten bzw. dabei ans Tageslicht<br />
gefördert werden. Dieser Zustand ist<br />
normal und lässt sich mittler weile als<br />
Grafik verallgemeinernd darstellen<br />
(„Badewanneneffekt“ Abb. 1). Dass<br />
am Anfang die Fehlerhäufigkeit sehr<br />
hoch ist, ist kein überraschendes<br />
Phänomen weder der Elektrik noch<br />
der Mechanik oder des Netzwerkes.<br />
Vielmehr ist damit zu rechnen und es<br />
sollte ein entsprechender Zeitraum<br />
für die Überführung einer Maschine<br />
oder Anlage in den Dauerbetrieb<br />
eingeplant werden. Bedenklich wird<br />
es dann, wenn sich dieser Zeitraum<br />
unvorhergesehen verlängert, weil<br />
plötzliche und nicht reproduzierbare<br />
Effekte in der Steuerung eintreten<br />
und kein koordiniertes Vorgehen gewährleistet<br />
ist.<br />
Oft spielt sich bei der Inbetriebnahme<br />
dieses Szenario ab: Nach<br />
mechanischer und elektrischer Montage<br />
bzw. Installation startet schrittweise<br />
die Hard- und Softwareinbetriebnahme<br />
und anschließend<br />
der Funktionstest. Unangenehm wird<br />
es dann, wenn bereits geprüfte Systeme<br />
sporadisch Auffälligkeiten aufweisen.<br />
So z.B. die PROFINET-Kommunikation<br />
<strong>–</strong> eine eigentlich für<br />
den Prozess der Inbetriebnahme zu<br />
Abb. 1: Der Badewanneneffekt: Gleich zu Beginn entstehen Ausfälle durch diverse Mängel<br />
(Produkt-, Installations- und Softwarefehler), die mit entsprechend geplantem Aufwand<br />
behoben werden müssen. Nach langem Betrieb einer Anlage häufen sich dann wieder die<br />
Ausfälle durch Alterung und Verschleiß von Komponenten. Alle Abbildungen: Indu-Sol<br />
vernachlässigende Funktionseinheit<br />
<strong>–</strong> meldet sich plötzlich zu „Wort“ und<br />
kündigt sporadisch den Dienst. Um<br />
schnell Abhilfe zu schaffen, werden<br />
die gestörten Teilnehmer, welche in<br />
der SPS als ausgefallen gemeldet werden,<br />
als defekt erklärt und getauscht.<br />
Nicht selten wiederholt sich dieser<br />
Zustand mehrere Male, bis man dann<br />
den eigentlichen Verursacher beispielsweise<br />
in einer defekten Leitung<br />
im Backbone ausfindig gemacht hat.<br />
In vielen Fällen kommt der Software-<br />
Experte jedoch nicht zur Prüfung<br />
seiner SPS-Programme, weil immer<br />
wieder unerklärliche Störungen im<br />
Netzwerk vorkommen. Oft versucht<br />
man per Handskizze Ursache auf<br />
die Schliche zu kommen (Abb. 2a+b).<br />
In der Praxis kann diese Recherche<br />
schon mal eine ganze Arbeitswoche<br />
in Anspruch nehmen (Abb. 2c).<br />
SPS liefert zu wenige klare<br />
Diagnoseinformationen<br />
Üblicherweise überwacht die SPS<br />
die PROFINET Applikation. Um den<br />
Ursachen für die Geräte ausfälle<br />
ausfindig zu machen, schaut der<br />
Software experte daher in den SPS-<br />
Diagnosepuffer, der umfangreiche Informationen<br />
liefert. Allerdings kennt<br />
der Diagnosepuffer in diesem Zusammenhang<br />
nur zwei Zustände: „funktioniert“<br />
oder „funktioniert nicht“ oder<br />
wie in Abb. 3a dargestellt „grün“ bzw.<br />
„rot“.<br />
Geht man davon aus, dass es<br />
außer dem Spannungsausfall keinen<br />
plötzlichen und unvorhersehbaren<br />
Ausfall gibt und ein solcher sich<br />
irgend wie andeutet, stellt sich die Frage:<br />
Wie lässt sich ein Ausfall vorhersagen<br />
bzw. genauer eingrenzen oder<br />
beschreiben? Um hier aufzuklären, ist<br />
ein tieferer Blick in die Kommunikationsbeziehung<br />
im PROFINET nötig. Jedes<br />
Gerät im Netzwerk benötigt eine<br />
gewisse Übertragungszeit zum Über<br />
42 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Predictive Connectivity<br />
Kommunikation zum Teilnehmer).<br />
Aus löser ist das Überschreiten vom<br />
Watchdog.<br />
Wenn man bei der Metapher<br />
der Ampel bleiben möchte, wird hier<br />
deutlich, dass der gelbe Bereich fehlt<br />
(Abb. 3b), obwohl es einen Parameter<br />
gäbe, um diesen sichtbar zu machen.<br />
Denn immer dann, wenn es zu<br />
zwei oder gar drei Diagrammlücken<br />
kommt, liegt ein Problem der Kommunikation<br />
zur betroffenen Netzwerkkomponente<br />
nahe. So sind es<br />
in der Praxis meist mehrere Teilnehmer,<br />
die von diesem Phänomen in<br />
unterschiedlicher Häufigkeit betroffen<br />
sind. Hätte der SPS-Programmierer<br />
oder auch der Service-Techniker<br />
diese „Gelb-Information“ ebenfalls<br />
in der SPS abrufbereit, könnte gezielt<br />
bei sporadischen Netzwerkstörungen<br />
eingegriffen werden.<br />
Informationen über<br />
Zwischenzustände ermöglichen<br />
frühzeitiges Eingreifen<br />
Abb. 2a+b: Handskizzen auf e-Plan-Basis und Informationen aus dem Diagnose puffer helfen<br />
bei Fehlersuche.<br />
mitteln seiner Informationen (Aktualisierungszeit).<br />
Damit die Übertragung<br />
sicher funktioniert, sieht die Kommunikation<br />
einen zusätzlichen Zeitpuffer<br />
(Ansprechüberwachungszeit <strong>–</strong> Watchdog)<br />
vor <strong>–</strong> in der Regel das Dreifache<br />
der Aktualisierungszeit. Gelingt die<br />
Datenübertragung auch innerhalb<br />
dieses Zeitpuffers nicht, geht die Anlage<br />
in den sicheren Zustand <strong>–</strong> die<br />
Kommunikation zum Teilnehmer<br />
wird eingestellt. Eine Nachvollziehbarkeit<br />
lässt sich durch das Detektieren<br />
von Telegrammlücken realisieren,<br />
denn jede nicht stattgefundene<br />
Übertragung eines Telegramms hinterlässt<br />
beim Empfänger eine Telegrammlücke.<br />
In der Standardeinstellung der<br />
SPS werden bis zu drei Lücken toleriert<br />
und im Diagnosepuffer somit<br />
nicht berücksichtigt. Im Umkehrschluss<br />
heißt es „Alles okay<br />
<strong>–</strong> keine Auffälligkeiten“. Erst mehr<br />
als drei Telegrammlücken führen<br />
zum Fehlerzustand (Einstellung der<br />
Hier setzt der PROFINET-Agent<br />
„Agent blond“ von Indu-Sol an (Abb.<br />
4). Er wird als rückwirkungsfreie<br />
Messstelle ins Netzwerk integriert,<br />
um die Netzwerk-Kommunikation<br />
zu überwachen. Karl-Heinz Richter,<br />
Geschäftsführer bei Indu-Sol erklärt:<br />
„Eine solche Messstelle (TAP) ist bereits<br />
in vielen Anlagen verbaut. Unsere<br />
Idee war nun, diese Messstelle<br />
mit zusätzlicher Intelligenz so zu bestücken,<br />
dass Telegrammlücken in<br />
der PROFINET Kommunikation Teilnehmerbezogen<br />
erkannt werden.“<br />
Diese intelligente Messstelle lässt<br />
sich dank einer GSDML-Datei mit<br />
den verfügbaren Engineering-Tools<br />
wie TIA Portal einfach in der SPS<br />
konfigurieren.<br />
Mit der Einbindung in die SPS<br />
und Nutzung des SPS-Diagnose-<br />
Abb. 2c: Bis Fehlerursachen gefunden werden vergeht oft eine ganze Arbeitswoche.<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong><br />
43
Predictive Connectivity<br />
Abb. 3a: Ein SPS-Diagnoseprotokoll liefert lediglich die Info „geht“ oder „geht nicht“.<br />
Daten schneller reagieren. Erlaubt<br />
ein Anlagenbetreiber einen sicheren<br />
externen Zugriff auf die SPS, lässt sich<br />
auch aus der Ferne herausfinden, wo<br />
die Probleme liegen und entsprechende<br />
Maßnahmen veranlassen<br />
bzw. bestens vorbereitet zur Anlage<br />
zum Serviceeinsatz fahren.<br />
Abb. 3b: Angereichert mit der Info des „gelben“ Zwischenzustands kann man schneller<br />
Ursachen beheben.<br />
Abb. 4: Agent Blond von Indu-Sol wird als<br />
rückwirkungsfreie Messstelle ins Netzwerk integriert,<br />
um die Netzwerk-Kommunikation<br />
zu überwachen. Die erfassten Informationen<br />
werden ins SPS-Diagnoseprotokoll integriert.<br />
puffers wird sichergestellt, dass für<br />
den SPS-Programmierer und später<br />
den Servicetechniker, einschließlich<br />
des künftigen Instandhalters, der gewohnte<br />
Meldeweg (Abb. 5) unverändert<br />
bleibt. Um die Konfiguration in<br />
die SPS zu realisieren, liegt dem Produkt<br />
eine entsprechende GSDML-<br />
Datei und ein Funktionsbaustein zur<br />
Generierung von zyklischen Werten<br />
bei. Es obliegt jetzt dem SPS-Programmierer,<br />
ob er die Informationen nur<br />
intern speichert und abrufbar macht,<br />
auf dem HMI in Bezug mit einer Topologie<br />
darstellt oder ob diese Informationen<br />
im Diagnose puffer abrufbar<br />
bleiben. Damit stehen bei der Inbetriebnahme<br />
einer Anlage in der gewohnten<br />
SPS-Umgebung zusätzliche<br />
nützliche Netzwerkinformationen zur<br />
Verfügung, mit deren Hilfe man sporadischen<br />
Netzwerkfehler ausfindig<br />
machen kann. Die Kosten für die Anschaffung<br />
fallen kaum ins Gewicht,<br />
im Vergleich zu den angenommenen<br />
Zeitaufwänden in Abb. 2c amortisiert<br />
sich der Einsatz meist bereits am<br />
Nachmittag des ersten Tages.<br />
Mit gutem Gefühl<br />
die Baustelle verlassen<br />
Wer bereits eine Anlage in Betrieb genommen<br />
hat, kennt vermutlich auch<br />
das mulmige Gefühlt, mit dem man<br />
oft eine Baustelle verlässt. Störungen<br />
wurden quittiert, traten nicht mehr<br />
auf und das Netzwerk schien beim<br />
Verlassen der Baustelle zuverlässig<br />
zu funktionierten, aber keiner weiß<br />
so genau warum. Mit dem Agent<br />
Blond kennt man nach Installation<br />
den realen Zustand der PROFINET-<br />
Kommunikation viel besser und kann<br />
sich entspannt anderen Projekten<br />
widmen. Sollte es dennoch während<br />
der Garantiezeit zu Problemen<br />
kommen, die ein Eingreifen erfordern,<br />
kann man mit den verfügbaren<br />
Für die Zukunft gerüstet<br />
Darüber hinaus können Maschinenbauer<br />
mit dem integrierten Agenten<br />
ihren Kunden einen wertvollen Zusatznutzen<br />
verkaufen, denn während des<br />
gesamten Lebenszyklus stellt dieser<br />
auch den Instandhaltern der Anlage<br />
hilfreiche Informationen über die<br />
PROFINET-Qualität zur Verfügung. Ist<br />
die intelligente Mess stelle erst einmal<br />
vorhanden, lassen sich zudem weitere<br />
Diagnose-Tools von Indu-Sol einfach<br />
integrieren, was im Hinblick auf einen<br />
zuverlässigen Anlage betrieb während<br />
ihrer gesamten Laufzeit einen großen<br />
Vorteil bietet bzw. die zeitliche Verlängerung<br />
des störungsfreien Betriebs<br />
(horizontale Linie in Abb. 1) ermöglichen<br />
kann.<br />
Letztlich kommt Digitalisierung<br />
nur voran, wenn der Zugang zu Daten<br />
organisiert möglich ist. Die Lösungen<br />
von Indu-Sol helfen Maschinen- und<br />
Anlagenbauern dabei, Struktur in ihr<br />
Netzwerk zu bringen. Davon profitiert<br />
die Inbetriebnahme ebenso wie<br />
der langfristige Betrieb einer Anlage.<br />
Richter resümiert: „Wir reden derzeit<br />
sehr viel über OT Security und<br />
die notwendige Umsetzung des CRA<br />
(Cyber Resilience Act). Die Basis aller<br />
dieser notwendigen Maßnahmen beginnt<br />
mit dem Wissen um das Netzwerk<br />
und den dafür notwendigen Applikationen.<br />
Hier besteht derzeit ein<br />
großes Manko oder in der Umkehr<br />
ein enormer Nachholbedarf.“<br />
Autoren:<br />
Abb. 5: SPS-Diagnose-Protokoll mit Zusatzinfos des Agent Blond<br />
Andy Carius<br />
CTO der Indu-Sol GmbH und<br />
Dipl.-Ing. (FH) Nora Crocoll<br />
Redaktionsbüro Stutensee<br />
Indu-Sol GmH, Schmölln<br />
Deutschland<br />
info@indu-sol.com<br />
www.indu-sol.com<br />
44 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>26</strong>
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
Bosch erweitert Portfolio: Neue<br />
Brennstoffzellenlösungen für Busse<br />
Vorstellung des FCPM C100 auf Mobility Move 20<strong>26</strong> in Berlin<br />
• Bosch präsentierte Brennstoffzellensysteme von<br />
100 bis 300 Kilowatt Leistung.<br />
• Variante FCPM C100 ist für Montage auf dem Dach<br />
von Stadtbussen geeignet.<br />
• Vielfältige Lösungen zur Produktion<br />
und Nutzung von Wasserstoff.<br />
Europäische Städte setzen für ihren öffentlichen Personennah verkehr<br />
zunehmend auf klimafreundliche Lösungen. Auf der Fachmesse<br />
Mobility Move in Berlin präsentierte Bosch mit dem Fuel Cell Power<br />
Module (FCPM) C100 eine neue Variante seines Brennstoffzellen-<br />
Antriebs systems, die für alle Bustypen, insbesondere aber für städtische<br />
Busse geeignet ist. Mit dieser klimaneutralen Lösung können die<br />
Fahrzeuge elektrisch und bei Einsatz von regenerativ erzeugtem Wasserstoff<br />
komplett CO 2 -frei angetrieben werden. „Zur Bekämpfung des<br />
Klimawandels können neben batterieelektrischen Bussen auch brennstoffzellenelektrische<br />
Fahrzeuge eingesetzt werden“, sagt Jan‐Oliver<br />
Röhrl, Bereichsvorstand im Bosch Geschäftsbereich Power Solutions<br />
und Chairman der weltweiten Nutzfahrzeugaktivitäten von Bosch.<br />
„Die Brennstoffzelle bietet sich insbesondere für Busse an, die täglich<br />
längere Strecken fahren und unterwegs kaum die Möglichkeit zum Laden<br />
haben.“ Entsprechend einer EU-Regulierung müssen die CO 2 ‐Emissionen<br />
von neu zugelassenen Stadtbussen aber bis 2030 um 90 Prozent<br />
gegenüber dem Vergleichsjahr 2019 sinken. Für alle anderen<br />
Bustypen gilt dies von 2040 an. Hier können Fahrzeuge mit Brennstoffzellen<br />
Antriebssystem, welche die EU als Zero-Emission-Fahrzeuge anerkennt,<br />
einen wichtigen Beitrag leisten.<br />
Mit der in Berlin ausgestellten kompakten Variante C100 ergänzt Bosch<br />
sein FCPM-Portfolio, dessen Leistungsspektrum von 100 bis 300 Kilowatt<br />
reicht. Die flache Bauweise mit einer Höhe von nur 40 Zentimetern<br />
ermöglicht die für den europäischen Markt typische Dachmontage.<br />
Das System ist konzipiert für Stadtbusse mit 12 bis 18 Metern<br />
der ersten Jahreshälfte 20<strong>26</strong> in Demofahrzeugen in den Testbetrieb<br />
und wird diesel typisch im Heck verbaut. Das FCPM C300 ist mit seiner<br />
300 Kilowatt Systemleistung schließlich die passende Energiequelle für<br />
schwere Lkw und Reisebusse.<br />
Bosch bietet ausgezeichnete Technik entlang der gesamten<br />
Wasser stoffwertschöpfungskette<br />
Bosch engagiert sich seit vielen Jahren stark für den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft<br />
und entwickelt technische Lösungen für die Erzeugung,<br />
Infrastruktur und Anwendung von Wasserstoff. So verkündete<br />
das Unternehmen 2025 den Markteintritt seines Hybrion PEM-Elektrolyse-Stacks<br />
zur Produktion von Wasserstoff. Darüber hinaus arbeitet<br />
Bosch an der Technik für Wasserstoffmotoren und bietet entsprechende<br />
Komponenten für die Saugrohr- und Direkteinblasung an. Für<br />
die Entwicklung der mobilen Brennstoffzelle wurde ein Entwicklerteam<br />
von Bosch Ende 2025 mit dem Deutschen Zukunftspreis des Bundespräsidenten<br />
für Technik und Innovation ausgezeichnet.<br />
Robert Bosch GmbH<br />
Robert-Bosch-Platz 1<br />
70839 Gerlingen-Schillerhöhe<br />
www.bosch.de<br />
Geprüfte Sicherheit für die<br />
Photovoltaikreinigung <strong>–</strong> Rivolta P.H.C.<br />
Speziell für die Reinigung von groß- und mittelflächigen Anlagen hat<br />
die Firma Bremer & Leguil GmbH aus Duisburg einen innovativen<br />
Reiniger entwickelt und seine Materialverträglichkeit gegenüber<br />
den PV-Modul-Komponenten vom Fraunhofer-Center für Silizium-<br />
Photovoltaik CSP prüfen lassen. Der Reiniger Rivolta P.H.C. basiert<br />
auf modernsten Inhaltsstoffen, welche eine überragende Reinigungswirkung<br />
bieten und zugleich schonend für die PV-Komponenten<br />
und Umwelt sind.<br />
Denn die Effizienz und Leistung von Photovoltaikanlagen hängt entscheidend<br />
vom Verschmutzungsgrad der Oberfläche ab. Weniger<br />
Schmutz und damit mehr Sonneneinstrahlung bedeutet mehr Ertrag.<br />
Abhängig vom Grad der Verschmutzung sind Leistungseinbußen von<br />
3 % bis 15 % keine Seltenheit. Extrem verschmutze Anlagen können<br />
sogar bis zu 30 % ihrer Leistungsfähigkeit einbüßen. Daher sollten<br />
PV‐Anlagen regelmäßig gereinigt werden.<br />
Länge, bietet die typischen CAN- und Diagnoseschnittstellen und<br />
lässt sich einfach integrieren. Das FCPM C100 basiert auf der Variante<br />
FCPM C190 für Überland- und Reisebusse. Letztere geht noch in<br />
Mit Rivolta P.H.C. gibt es dafür nun den ersten geprüften Reiniger am<br />
Markt. Dazu wurden im Prüflabor des Fraunhofer CSP an die Standards<br />
DIN 50905 und die BAM-Richtlinie für Korrosionsprüfung angelehnte<br />
Verträglichkeitsuntersuchungen an branchenüblichen PV-Modul-Komponenten<br />
vorgenommen. Dazu gehörten die Aluminium-Rahmen mit<br />
Eloxalschicht, Silikon-Randversiegelungen und das Photovoltaik-Walz-<br />
Glas mit Antireflexbeschichtung (ARC-Glas). Die PV-Modul-Komponenten<br />
wurden über einen langen Zeitraum und nach einer definierten<br />
Testprozedur im Kontakt mit Rivolta P.H.C. getestet. Das Ergebnis ist<br />
herausragend und sollte jeden Betreiber von PV-Anlagen aufhorchen<br />
lassen. Denn unter der Annahme einer aufsummierten Benetzungsdauer<br />
ist während der gesamten Lebensdauer von ca. 25 Jahren keine<br />
45
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
Beeinträchtigung der geprüften Funktionalitäten der Photovoltaik-<br />
Module durch chemische Wechselwirkungen in Folge des Kontaktes<br />
mit Rivolta P.H.C. zu erwarten.<br />
Cleveres Schutzpaket von <strong>DE</strong>HN:<br />
Überspannungsschutz und selektiver<br />
Hauptleitungsschutzschalter optimal<br />
kombiniert<br />
Mit der weiter steigenden Elektrifizierung moderner Wohn- und<br />
Zweckgebäude gewinnt der zuverlässige Schutz elektrischer Anlagen<br />
zunehmend an Bedeutung. Mit den neuen Schutzpaketen für<br />
das 40-mm-Sammelschienensystem bietet <strong>DE</strong>HN eine praxisorientierte<br />
Komplettlösung für den netzseitigen Anschlussraum (NAR).<br />
Das Bundle aus <strong>DE</strong>HNshield ZP LSG und selektivem Hauptleitungsschutzschalter<br />
vereint normgerechten Überspannungsschutz mit<br />
einer zentralen Freischalt- und Schutzfunktion <strong>–</strong> optimal abgestimmt<br />
auf die Anforderungen moderner Elektroinstallationen nach<br />
V<strong>DE</strong>-AR-N 4100.<br />
In Zusammenarbeit mit der Firma sun-X GmbH konnten die Reinigungsergebnisse<br />
ebenfalls in der Praxis bestätigt werden. „Zuerst waren wir<br />
skeptisch was den Reiniger betraf. Aber nachdem wir diesen bei einem<br />
absoluten Härtefall, einer Großanlage auf einem Stall für Milchkühe,<br />
mehrtägig testen konnten, bin ich von Rivolta P.H.C. überzeugt und wir<br />
werden es nun dauerhaft einsetzen. Die Reinigungsleistung ist wirklich<br />
enorm und ideal für den Einsatz mit unseren Robotern. Dass es<br />
vom Fraunhofer CSP geprüft ist,<br />
gibt uns und unseren Kunden zudem<br />
Sicherheit beim Einsatz.“ so<br />
Pascal Liebold, Geschäftsführer<br />
der sun-X GmbH.<br />
„Neben der Reinigungsleistung<br />
war bei der Entwicklung auch<br />
die Kennzeichnungsfreiheit und<br />
die biologische Abbaubarkeit gemäß<br />
OECD-Richtlinie für uns eine<br />
Grundvoraussetzung, da dieses<br />
Produkt ausschließlich im Außenbereich<br />
eingesetzt wird. Dies ist<br />
uns mit Rivolta P.H.C. gelungen.“,<br />
so Darius Jendryschik, Anwendungstechniker<br />
und Entwickler<br />
bei der Bremer & Leguil GmbH.<br />
Rivolta P.H.C. bietet nun allen Firmen und Dienstleistern, welche<br />
PV‐Anlagen betreiben oder reinigen, den optimalen Reiniger für eine<br />
umweltschonende und effiziente Reinigung selbst bei hartnäckigen<br />
Verschmutzungen wie Harzen, Pollen, Vogelkot, „schwarzen Pilzen“ am<br />
Modulrand oder Rückständen von Abgasen.<br />
Bremer & Leguil GmbH<br />
Am Burgacker 30-42<br />
47051 Duisburg<br />
www.bremer-leguil.de<br />
Anstelle von Einzelkomponenten setzt <strong>DE</strong>HN auf ein vorkonfiguriertes<br />
Set, das alle wesentlichen Schutzfunktionen im NAR abdeckt.<br />
Der Installateur erhält ein anschlussfertiges System, das auf moderne<br />
Zähler plätze abgestimmt ist und sich direkt auf das 40-mm-Sammelschienensystem<br />
im Vorzählerbereich nahe dem Einspeisepunkt montieren<br />
lässt. Mehraufwand bei der Planung ist nicht notwendig, da der<br />
Anschluss direkt am Hauptleitungsschutzschalter ohne zusätzlichen<br />
Einspeiseadapter erfolgt.<br />
Normkonform, zukunftssicher<br />
und praxisgerecht<br />
Herzstück des Pakets ist<br />
der <strong>DE</strong>HNshield ZP LSG,<br />
ein kompakter Kombi-<br />
Ableiter Typ 1+2+3 mit<br />
bewährter<br />
RAC-Funkenstreckentechnologie.<br />
Diese<br />
reagiert besonders schnell<br />
auf transiente Überspannungen,<br />
etwa durch Blitzereignisse<br />
oder Schalthandlungen,<br />
und reduziert die<br />
Restenergie zuverlässig <strong>–</strong><br />
ein entscheidender Vorteil<br />
zum Schutz empfindlicher<br />
Endgeräte.<br />
Ergänzt wird der Überspannungsschutz durch einen selektiven<br />
Hauptleitungsschutzschalter, der den Stromfluss überwacht und das<br />
Gebäude bei Überlast oder Kurzschluss vom Netz trennt. Die Selektivität<br />
sorgt dabei für maximale Anlagenverfügbarkeit, da nach geschaltete<br />
Schutzorgane gezielt ansprechen.<br />
Komplettpaket für mehr Schutz und Komfort<br />
im netzseitigen Anschlussraum: Das Bundle<br />
von <strong>DE</strong>HN<br />
Bild: Dehn SE<br />
Alle Komponenten erfüllen die Anforderungen der V<strong>DE</strong>-AR-N 4100 sowie<br />
der V<strong>DE</strong> 0100 443 und -534. Damit ist das Set sowohl für Neuinstallationen<br />
als auch für die Nachrüstung bestehender Anlagen geeignet<br />
<strong>–</strong> etwa bei der Integration von Wärmepumpen, Photovoltaikanlagen<br />
oder Ladeinfrastruktur für Elektromobilität. Auch die Vorbereitung<br />
auf ein intelligentes Messsystem (Smart Metering) ist berücksichtigt:<br />
Optional lassen sich Leitungsschutzschalter und Anschlussleitungen<br />
zur Spannungsversorgung des Messsystems integrieren.<br />
46
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
Das Schutzpaket ist in drei abgestimmten Varianten für 35 A oder<br />
50 A erhältlich, die typische Anforderungen in Ein- und Mehrfamilienhäusern<br />
ebenso abdecken wie erhöhte Leistungsbedarfe, etwa bei<br />
Wärmepumpen.<br />
<strong>DE</strong>HN SE<br />
Hans-Dehn-Straße 1<br />
92318 Neumarkt<br />
www.dehn.de<br />
Sicher, mobil und erweiterbar:<br />
Deyle Technik präsentiert tragbaren<br />
Heimspeicher mit industrieller<br />
LFP-314-Technologie<br />
Der Hersteller Deyle Technik GmbH aus Schwalbach bei Frankfurt<br />
bringt im Juni den neuen Heimspeicher Optimus Prime Home<br />
Energy Cube auf den Markt. Die Entwickler des Unternehmens haben<br />
für das neue System auf moderne Lithium-Eisen-Phosphat-<br />
Batterie zellen mit 314 Amperestunden Nennkapazität (LFP 314)<br />
gesetzt. Dadurch erreicht der Speicher eine Lebensdauer von mehr<br />
als 11.000 Ladezyklen, was die Gesamtbetriebskosten deutlich reduziert.<br />
Mit einem Gewicht von weniger als 27 Kilogramm pro Speichermodul<br />
ist der Home Energy Cube das erste tragbare und erweiterbare<br />
Heimspeicher-Energiesystem mit LFP 314-Zellen. Deyle<br />
Technik zeigt die Produktneuheit zum ersten Mal auf Europas<br />
größter und inter nationalster Fachmesse für Batterien und Energiespeichersysteme<br />
ees Europe in München.<br />
Maximale Flexibilität<br />
Ob für Zuhause, beim Camping, für die Versorgung von Elektrowerkzeugen<br />
oder bei Stromausfällen: Das kompakte Plug-and-<br />
Play-System eignet sich für die verschiedensten Anwendungen.<br />
Dank des wetterfesten Schutzgehäuses kann man den Speicher<br />
sowohl drinnen als auch draußen installieren. Bis zu vier 3-kWh-<br />
Batteriemodule lassen sich flexibel miteinander kombinieren.<br />
Weil jedes Speicher modul über einen eigenen DC/DC-Wandler<br />
verfügt, können Anwender das System auch nachträglich erweitern<br />
und Batterien mit unterschiedlichem Lade zustand (SoC)<br />
mischen. Der Parallelbetrieb lässt sich einphasig mit einer maximalen<br />
Konfiguration von 7,2 kW/36 kWh oder drei phasig mit<br />
maximal 21,6 kW/108 kWh realisieren. Ob weiß, rot, blau oder<br />
gold: Verschiedene Farbvarianten und Sonderfarben sind möglich.<br />
Außerdem verfügt Optimus Prime über ein benutzerfreundliches<br />
Touchpad und eine integrierte KI, die den Verbrauch der<br />
Kunden analysiert und Strom automatisch zum günstigsten Zeitpunkt<br />
einkauft.<br />
Branchenprimus<br />
„Unser Home Energy Cube ist mehr als ein klassischer Batteriespeicher.<br />
Er passt sich dem Leben unserer Kunden an. Vom Balkonkraftwerk<br />
über Camping bis zur Notstromversorgung sind sämtliche<br />
Szenarien möglich“, erklärt Felicitas Y. Gawenat, Director Business<br />
Development bei Deyle Technik.<br />
Flexibel: Der Speicher kann auch Rasenmäher,<br />
Werkzeuge und Musikboxen<br />
netzautark mit Energie versorgen.<br />
Pressegespräche und Vortrag<br />
auf der ees Europe<br />
Deyle Technik zeigt seinen<br />
neuen Heimspeicher vom<br />
23. bis zum 25. Juni auf der<br />
Fachmesse ees Europe, die<br />
zu Europas größter Messeallianz<br />
für die Energiewirtschaft<br />
The smarter E<br />
Europe gehört. Besucher<br />
finden das Unternehmen<br />
auf dem Messegelände in<br />
München in Halle C3, Standnummer<br />
535. Am 24. Juni<br />
um 13:10 Uhr hält Felicitas<br />
Y. Gawenat einen Vortrag<br />
im The smarter E Forum.<br />
Journalisten bietet das<br />
Unternehmen täglich von<br />
14:00 <strong>–</strong>16:00 Uhr individuelle Einzel gespräche an seinem Messestand<br />
an. Die Termine werden von der Pressestelle koordiniert.<br />
Über Deyle Technik<br />
Deyle Technik GmbH ist ein deutscher Anbieter innovativer Energie-<br />
und Speicherlösungen mit Fokus auf Photovoltaik und modularen<br />
Energie systemen. Als Teil der traditionsreichen Deyle Gruppe, gegründet<br />
1954 in Stuttgart, verbindet das Unternehmen jahrzehntelange Erfahrung<br />
in der Energieverteilung mit moderner Technologie für die<br />
Energiewende. Seit dem Markteintritt in den Bereich erneuerbare Energien<br />
im Jahr 2019 entwickelt Deyle Technik leistungsstarke, skalierbare<br />
Lösungen für private und gewerbliche Anwendungen. Mit Standorten<br />
in Deutschland und internationalen Partnerschaften in China steht das<br />
Unternehmen für höchste Qualitätsstandards, Effizienz und zukunftssichere<br />
Energiekonzepte „Made in Germany“. Als schnell wachsender<br />
Anbieter konzentriert sich Deyle Technik auf den Ausbau exklusiver<br />
und regionaler Partnerschaften in der EU.<br />
Deyle Technik GmbH<br />
Am Kronberger Hang 2<br />
65824 Schwalbach am Taunus<br />
www.deyletech.com<br />
Grundfos CIM 550 P: Innovative<br />
Soft-SPS für maßgeschneiderte<br />
Pumpensteuerung<br />
Grundfos hat seine eigene patentierte Soft-SPS-Kommunikationsschnittstellenkarten-Lösung<br />
auf den Markt gebracht, die auf der CIM<br />
550 P Ethernet-Karte basiert. Diese proprietäre Lösung, die erste<br />
ihrer Art, erweitert Pumpen mit intelligenten MGE/MLE-Motoren um<br />
eine Softwareebene.<br />
Sobald die CIM 550 P Ethernet-Karte in den MGE/MLE-Motor eingesetzt<br />
ist, können Grundfos E-Pumpen für den spezifischen Prozess programmiert<br />
werden, für den die Pumpeninstallation vorgesehen ist. Selbst<br />
47
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
Produkte von Drittanbietern können über einen Master-Port auf der<br />
CIM 550 P Ethernet-Karte gesteuert werden.<br />
Die Lösung eignet sich auch gut für größere SCADA-Systeme, wenn die<br />
Steuerungsstrategie auf eine lokale SPS-Steuerung ausgerichtet ist.<br />
Alle Grundfunktionen können weiterhin über die Grundfos GO-App auf<br />
einem Smartphone oder Tablet konfiguriert werden, aber auch über<br />
den SPS-Code in der Soft-SPS programmiert werden. Sogar die Ein-<br />
und Ausgänge können über das SPS-Programm in Betrieb genommen<br />
werden; im Wesentlichen<br />
gibt es keine Grenzen<br />
für die Programmierung:<br />
Steuerungsmodus,<br />
Sensor<br />
Ein- und -ausgänge,<br />
Statusmessungen, Alarme<br />
und Warnungen sowie<br />
Funktionen zur Grenzwertüberschreitung.<br />
„Unsere Lösung eignet<br />
sich perfekt für die Integration<br />
einer Grundfos<br />
E-Pumpe in eine industrielle<br />
Lösung, und die zusätzliche<br />
Soft-SPS-Kartenlösung<br />
ermöglicht eine<br />
programmierbare,<br />
präzise<br />
Steuerung aller angeschlossenen<br />
Geräte“, sagt<br />
Michael Elkjær Laustsen,<br />
Application<br />
Manager,<br />
Grundfos Industry. „Sie<br />
können Ihre eigenen<br />
Logik funktionen erstellen und alle verfügbaren MGE/MLE-Ein- und<br />
Ausgänge nach Bedarf nutzen. Sie können auch andere angeschlossene<br />
Grundfos- Produkte steuern und deren E/A nutzen.“<br />
Verbessern Sie Ihr CO 2 -Emissionsprofil<br />
Die Soft-SPS-Karte kann mit praktisch jeder Anwendung verwendet<br />
werden und ermöglicht noch größere Energieeinsparungen, geringere<br />
CO 2 -Emissionen und eine verbesserte Pumpenzuverlässigkeit. Die Investition<br />
ist gering: Nach dem Kauf der Soft-SPS-Karte und der Softwarelizenzen<br />
auf der Grundfos-Website und der Installation kann der<br />
Benutzer mit der Programmierung beginnen.<br />
„Sie können den für die Programmierung erforderlichen Software-<br />
Editor unverbindlich von unserer Website herunterladen“, erklärt<br />
Michael Elkjær Laustsen. „Nach dem Herunterladen können Sie Ihre<br />
Programmierideen testen. Wenn Ihnen das Ergebnis gefällt, können<br />
Sie eine Lizenz für den vollständigen Software-Editor erwerben.“<br />
Ideal für industrielle Erstausrüster (OEMs) und Anlagenbauer<br />
Die Soft-SPS-Kartenlösung ist die perfekte Ergänzung für jedes OEM-<br />
Gerät, beispielsweise für intelligent gesteuerte Umkehrosmoseanlagen,<br />
Filter, Kühler, Wasch- und Reinigungssysteme und viele andere<br />
Anwendungen. Dadurch wird keine externe SPS-Lösung mehr benötigt.<br />
Über den integrierten ModBus RTU-Master-Port können mehrere<br />
E-Pumpen und andere angeschlossene Produkte mit einer E-Pumpe<br />
mit Soft-SPS verbunden werden.<br />
Mit der Soft-SPS von Grundfos können industrielle<br />
Erstausrüster (OEMs) und Anlagenbauer<br />
ihre Pumpen entsprechend den Prozessanforderungen<br />
programmieren.<br />
Dadurch können OEMs ihre Anwendungen entwickeln und parallel<br />
dazu ihre Hardwaresysteme wählen oder entwerfen. Die gleiche<br />
Soft-SPS-Anwendung kann auf verschiedene Hardware- und Betriebssystemkombinationen<br />
portiert werden und bietet so eine größere<br />
Vielseitigkeit. Außerdem erleichtert die Abstraktion von Software<br />
und Hardware dem OEM die Aktualisierung der Hardware und des<br />
Betriebs systems.<br />
Schließlich ergeben sich Kosten- und Zeitvorteile. Da die Karte im MGE-<br />
Motor montiert ist, sind kein separater Schaltschrank, keine Stromversorgung<br />
für eine SPS, keine Klemmen und keine Verkabelung erforderlich,<br />
die alle ein potenziell hohes Ausfallrisiko bergen.<br />
Verwendung mit großen Standardpumpen, die mit externen<br />
Frequenzumrichtern betrieben werden<br />
Wenn aufgrund der Motorgröße oder aus anderen Gründen ein externer<br />
Frequenzumrichter CUE erforderlich ist, steht die Soft-SPS-Lösung<br />
weiterhin zur Verfügung. Die Ethernet-Karte CIM 550 P kann in eine<br />
Kommunikationsschnittstelleneinheit CIU 901 eingebaut werden. Diese<br />
bietet die gleiche Funktionalität wie eine E-Pumpe mit MGE/MLE-<br />
Motor, allerdings sind einige intelligente Funktionen nicht verfügbar,<br />
da der Antrieb nicht vollständig in den Pumpenmotor integriert ist.<br />
„Unsere proprietäre und patentierte Soft-SPS-Kommunikationsschnittstellenkarten-Lösung<br />
ist die erste derartige Lösung auf dem Markt, bei<br />
der alles, was Sie für den Einstieg benötigen, direkt auf unserer Website<br />
verfügbar ist“, sagt Michael Elkjær Laustsen, Application Manager,<br />
Grundfos Industry und fasst zusammen: „Probieren Sie es aus und<br />
entdecken Sie, wie Ihr Systemaufbau von einer Senkung der Gesamtinvestitionskosten<br />
profitiert. Und wenn Sie Hilfe benötigen, steht<br />
Ihnen unser globales Support-Netzwerk von CIM 550P-Experten zur<br />
Verfügung.“<br />
Besuchen Sie die Soft-SPS-Seite auf der Grundfos-Website und erfahren<br />
Sie mehr über die Kartenlösung:<br />
product-selection.grundfos.com/de/products/cimciu/<br />
cim-550-ethernet-gic-interface?tab=explore<br />
Auf dieser Seite können Sie die Broschüre herunterladen, die Lösung<br />
testen, Tutorials ansehen, Software- und Programmbeispiele herunterladen<br />
und mit uns in Kontakt treten.<br />
GRUNDFOS GMBH<br />
Schlüterstr. 33<br />
40699 Erkrath<br />
www.grundfos.com/de<br />
Für bestehende Gründächer:<br />
LORENZ bringt optimierte PV-Unterkonstruktion<br />
auf den Markt<br />
Vormontiert, leicht zu installieren und ideal für die spätere Pflege<br />
und Wartung: Mit dem optimierten Gründachsystem LORENZ aero<br />
green können Dachdecker und Monteure ihr Leistungsspektrum<br />
ohne großen Aufwand erweitern.<br />
48
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
Das Solarunternehmen LORENZ-Montagesysteme hat seine Unterkonstruktion<br />
für Gründächer LORENZ aero green überarbeitet. Ab sofort<br />
kann das Gründachsystem mit Wartungsgängen verschiedenster<br />
Breiten geplant und gebaut werden, was die Pflege erleichtert und die<br />
Erreichbarkeit sämtlicher Bereiche maximiert. Außerdem bietet der<br />
Hersteller aus Frechen bei Köln seinen Gründach-Adapter jetzt in einer<br />
neuen Variante mit einer variablen Höhenverstellung von ± 3 cm an.<br />
Sie gleicht Unebenheiten im Substrat aus und wahrt die Optik gerader<br />
Modulreihen, ohne dass das Granulat unter jedem Fuß aufwendig<br />
geebnet werden muss.<br />
Weil das System schnell, einfach und mit geringem Personalaufwand<br />
montiert werden kann, können Dachdecker und Monteure ihr Angebot<br />
mit LORENZ aero green perfekt erweitern. Der Hersteller hat das optimierte<br />
Gründachsystem im Februar erstmals live auf der internationalen<br />
Fachmesse DACH+HOLZ in Köln präsentiert.<br />
Einfach nachrüsten<br />
„Mit den Optimierungen haben wir auf die Wünsche unserer Kunden<br />
reagiert“, erklärt LORENZ Geschäftsführer Klaus Leyendecker.<br />
Dabei bleibe der USP des 2024 eingeführten Systems natürlich erhalten:<br />
„LORENZ aero green ist eines der wenigen Montagesysteme,<br />
das auch auf bestehenden Gründächern installiert werden kann.“ Im<br />
Unter schied zu anderen Systemen, die das Substrat des Gründaches<br />
zur Ballastierung nutzen und deshalb zusammen mit der Dachbegrünung<br />
angelegt werden müssen, wird LORENZ aero green mit Pflastersteinen<br />
und Gehwegplatten ballastiert, was eine problemlose Nachrüstung<br />
ermöglicht.<br />
Schnell montieren<br />
Aufklappen, einrasten <strong>–</strong> fertig: Die Grundkomponenten des LORENZ<br />
aero green sind die Füße, der Gründach-Adapter und die Grundsets,<br />
die als Auflage der Solarmodule dienen. Der Gründach-Adapter erhöht<br />
den Abstand zwischen der Dachfläche und der Unterkante der<br />
Solarmodule auf 32,5 Zentimeter. Dadurch sorgt er für ausreichend<br />
Höhe und Licht und ermöglicht optimale Wachstumsbedingungen für<br />
Pflanzen, ohne dass die Solarmodule verschattet werden und dadurch<br />
Ertrags verluste drohen.<br />
Von der Planung bis zur Inbetriebnahme unterstützt<br />
Die Auslegung der PV-Anlagen übernehmen erfahrene Planer des PV-<br />
Montagesystemexperten. Sie versorgen Dachdecker und Monteure<br />
mit detaillierten Skizzen, einer geprüften Statik sowie Ballastierungsplänen<br />
und Materiallisten mit allen Informationen für eine effiziente<br />
Umsetzung der Projekte. Bei Fragen stehen feste Ansprechpartner im<br />
LORENZ-Team per Telefon und Videocall zur Verfügung.<br />
Technik zum Anfassen: Das Gründachsystem eines der Exponate auf dem LORENZ-<br />
Stand auf der DACH+HOLZ.<br />
Bild: LORENZ-Montagesysteme GmbH<br />
LORENZ-Montagesysteme GmbH<br />
Alfred-Nobel-Straße 7-9<br />
502<strong>26</strong> Frechen<br />
www.lorenz-ms.de<br />
Inserentenverzeichnis<br />
BAUER KOMPRESSOREN GmbH Seite 50<br />
Hammelmann GmbH Seite 11<br />
EIRICH Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH & Co KG Seite 15<br />
ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH Seite 50<br />
FILTECH Exhibitions Germany Seite 29<br />
Getriebebau NORD GmbH & Co KG<br />
VEGA GmbH<br />
Titelseite<br />
2. Umschlagseite<br />
49
Markenzeichenregister<br />
BAUER KOMPRESSOREN GmbH<br />
Stäblistr. 8<br />
81477 München<br />
Tel.: +49 (0)89 78049-0<br />
Fax: +49 (0)89 78049-167<br />
E-Mail: industrie@bauer-kompressoren.de<br />
Internet: www.bauer-kompressoren.de<br />
BAUER KOMPRESSOREN ist weltweit einer<br />
der führenden Hersteller für Mittel- und<br />
Hochdrucksysteme zur Verdichtung und<br />
Aufbereitung von Luft und Gasen.<br />
- Mittel- und Hochdruckkompressoren<br />
25 <strong>–</strong> 500 bar, 2,2 <strong>–</strong> 315 kW<br />
- Luft- und Gasaufbereitung<br />
- Speichersysteme<br />
- Luft- und Gasverteilung<br />
- Gasmesstechnik<br />
- Steuerungen<br />
Messebeteiligungen finden Sie unter:<br />
https://www.bauer-kompressoren.de/<br />
de/news-events/messetermine/<br />
Maschinenfabrik Gustav Eirich<br />
GmbH & Co KG<br />
Walldürner Straße 50<br />
74736 Hardheim<br />
Tel.: +49 (0)6283 51-0<br />
Fax: +49 (0)6283 51-325<br />
E-Mail: eirich@eirich.de<br />
Internet: www.eirich.de<br />
Als führender Hersteller von Maschinen und<br />
Anlagen leistet Eirich seit 1863 Pionierarbeit mit<br />
fortschrittlichen Technologien zum Mischen,<br />
Granulieren, Dispergieren und mehr.<br />
„Eirich digital“ bietet zudem zahlreiche Dienste<br />
vom smarten Ersatzteilsystem bis zur<br />
KI-basierten Prozessanalyse.<br />
Aktuelle Messehinweise finden Sie<br />
unter:<br />
www.eirich.de/de/<br />
ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH<br />
Etzelstr. 10<br />
74321 Bietigheim-Bissingen<br />
Tel.: +49 (0)7321-9641-750<br />
E-Mail: hydrogen.ekt@elringklinger.com<br />
Internet:<br />
www.elringklinger-kunststoff.de<br />
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Unser Portfolio umfasst ein breites Spektrum<br />
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auf unserer Homepage<br />
www.elringklinger-kunststoff.de/<br />
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Hammelmann GmbH<br />
Carl-Zeiss-Str. 6-8<br />
59302 Oelde<br />
Tel.: +49 (0)2522 76-0<br />
E-Mail: mail@hammelmann.de<br />
Internet: www.hammelmann.de<br />
Hochdruck-Plungerpumpen<br />
Prozesspumpen<br />
Kanalspülpumpen<br />
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Weltweite Messebeteiligungen,<br />
aktuelle Termine unter:<br />
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Tel.: +49 (0)7836 50-0<br />
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