Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bei vielen technischen Prozessen ist es erforderlich, feinteilige Feststoffe in fl\u00fcssigen Medien homogen zu verteilen. Dieser Vorgang wird als Dispergieren bezeichnet, er stellt in der Herstellung von Farben und Lacken einen zentralen Verfahrensschritt dar.
\nDas Dispergieren von Farben und Lacken l\u00e4uft in der Praxis in 2 Stufen ab, dem Vordispergieren und dem Feindispergieren. Das Vordispergieren erfolgt \u00fcblicherweise in Dissolvern, das Feindispergieren in R\u00fchrwerkskugelm\u00fchlen oder Tauchm\u00fchlen. Daran schlie\u00dft sich das sogenannte Komplettieren oder Auflacken an, bei dem durch weitere Zugabe von L\u00f6se- und Bindemittel die gew\u00fcnschten Produkteigenschaften eingestellt werden.
\nIn einem innovativen, inzwischen durch mehrere internationale Patente gesch\u00fctzten Maschinenkonzept TORUSMILL wurden in Labor- und Technikumversuchen die Verfahrensstufen Vor- und Feindisper-gieren in einer Maschine integriert. Projektziel war, das Maschinenkonzept zu einem Produktionssystem weiterzuentwickeln. Damit werden zum einen bisher nicht \u00fcbliche Ansatzmengen (Batches bis 3.000 l), zum anderen auch das Komplettieren\/Auflacken im gleichen Vorlagebeh\u00e4lter erm\u00f6glicht. Es werden erstmals die Verfahrensstufen Vor- und Feindispergieren, Komplettieren\/Auflacken in einer Maschine zusammengefasst, wodurch der Umwelt- und Arbeitsschutz bei der Herstellung von Farben und Lacken entscheidend verbessert wird.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Zielsetzung des Projekts umfasste im einzelnen folgende Entwicklungs- und Innovationsziele:
\n\u00b7\t\u00dcbertragung des TORUSMILL-Maschinenkonzeptes in den Gr\u00f6\u00dfenma\u00dfstab 3.000 l
\n\u00b7\tZus\u00e4tzliche Integration des Komplettierens\/Auflackens
\n\u00b7\tAutomatische Maschinen- und Beh\u00e4lterreinigung bei Farb- und Rezepturwechseln
\n\u00b7\tAutomatische Beschickung mit Pulvern und Granulaten
\n\u00b7\tEntwicklung einer angepassten MSR-Technik f\u00fcr die Prozesssteuerung
\nDiese Aufgaben sollten in folgenden Arbeitsschritten gel\u00f6st werden:
\n\u00b7\tKonzeptentwicklung TORUSMILL f\u00fcr 3000 l Batches mit Berechnungen und Auslegungen
\n\u00b7\tKonstruktion und Bau einer Prototypanlage
\n\u00b7\tEntwicklung von Peripherieeinrichtungen und -aggregaten: staubfreie Beschickung
\n\u00b7\tautomatische Reinigung mit Aufbereitung verunreinigter L\u00f6sungsmittel
\n\u00b7\tEntwicklung der MSR-Technik f\u00fcr Qualit\u00e4tspr\u00fcfung im Prozess
\n\u00b7\tAufbau einer kompletten Versuchsanlage
\n\u00b7\tDispergier- und Auflackversuche zur Bestimmung der Leistungsdaten<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Das Dispergiersystem f\u00fcr Farben und Lacke wurde aus dem Labor- und Technikumma\u00dfstab in eine an-wendertypische Gr\u00f6\u00dfenordnung \u00fcbertragen. Hierzu wurde eine Prototypanlage errichtet und umfassend erprobt. Die Maschine wurde voll funktionst\u00fcchtig fertig gestellt Aufgrund des eingetretenen Zeitverzugs wurde dabei auf die Entwicklung der Anlagenperipherie weitgehend verzichtet. Inzwischen vorliegende Erfahrungen zeigen zudem, dass die Anlagenperipherie jeweils aufgabenspezifisch ausgelegt werden muss. Nach der vorl\u00e4ufigen Endmontage erfolgten umfangreiche Funktionsschecks, um maschinentypische Verhaltensweisen und sicherheitsrelevante Funktionen zu testen sowie Basisdaten f\u00fcr weitere Versuche zu erlangen.
\nDer Prototyp TORUSMILL 3000 hat seine Leistungsf\u00e4higkeit in praxisorientierten Gro\u00dfversuchen nachgewiesen. Ein aufwendiger Versuch mit einer hochl\u00f6semittelhaltigen Rezeptur mit einem Additivmix in Butylacetat\/Xylol-L\u00f6sung wurde zur Beurteilung m\u00f6glicher VOC-Emissionsreduzierungen durchgef\u00fchrt. Hierzu wurde vom Institut f\u00fcr Lacke und Farben e.V., Magdeburg eine L\u00f6semittelbilanz angefertigt.
\nIn einem weiteren Gro\u00dfversuch wurden 1,5 t eines typischen Industrieprodukts, einer Mahlpaste zum Einf\u00e4rben von Hartsch\u00e4umen dispergiert. Im Vergleich mit dem bisherigen Herstellprozess konnte die Sollfeinheit des Produkts < 10 \u00b5m bereits nach 2,5 anstatt 9 Stunden erreicht werden. An Proben wurden Versuche zur Ermittlung der Farbst\u00e4rke durchgef\u00fchrt. Messwerte und der optische Eindruck verwiesen auf eine engere Korngr\u00f6\u00dfenverteilung und damit bessere Produktqualit\u00e4t des Pigments. Zu der in diesem Versuch erzielten enormen Zeitersparnis von f\u00fcnf Stunden sei angemerkt, dass eine horizontale Perlm\u00fchle eine entsprechende Menge nur in mehreren Durchg\u00e4ngen verarbeiten kann, so dass ein effektiver Zeitvorteil von 13 Stunden f\u00fcr diese Charge errechnet wurde. Mit der Verk\u00fcrzung des Dispergiervorgangs sind auch erhebliche Energieeinsparungen verbunden. So konnte im Vergleich mit dem bisherigen Herstellprozess der spezifische Energieverbrauch von 346 Wh\/l auf 143 Wh\/l verringert werden.\n\n\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation\n\nDie TORUSMILL 3000 wurde im Jahr 2003 auf insgesamt 15 internationalen Messen pr\u00e4sentiert und weckte bei potenziellen Kunden gro\u00dfes Interesse.\nVor allem auf der European Coatings Show, die Anfang April 2003 in N\u00fcrnberg stattfand, lie\u00dfen sich viele Kundenkontakte kn\u00fcpfen. Es erwies sich als vorteilhaft, auf dieser Messe eine TORUSMILL TM100 auf dem Stand der DBU mit ausstellen zu k\u00f6nnen. Hervorzuheben ist auch die Pr\u00e4sentation auf der Keramik-Fachmesse CERAMITEC, die im September 2003 in M\u00fcnchen stattfand wird.\nEs wurden Fachbeitr\u00e4ge und Presseinformationen ver\u00f6ffentlicht und Informationen \u00fcber die Anlagenkonfiguration in den relevanten Branchen verbreitet. Diese Ma\u00dfnahmen werden durch regelm\u00e4\u00dfige nationale und internationale Kunden-Pr\u00e4sentationen un-terst\u00fctzt. Im Rahmen eines Workshops wurde \u00fcber 20 Vertriebs- und Servicemitarbeitern unserer internationalen Vertretungen Anfang Juni 2003 die Anlage pr\u00e4sentiert und eine technische Schulung vorgenommen.\nDie TORUSMILL 3000 wurde in den neuen Katalog f\u00fcr Produktionsanlagen aufgenommen, der Anfang April 2003 erschien. Damit wird eine breitgestreute Information \u00fcber die im Projektrahmen weiterentwickelte Dispergiertechnik erreicht.\n\n\nFazit\n\nMit der im Projektrahmen errichteten Prototypanlage der TORUSMILL 3000 ist es gelungen, erstmals eine v\u00f6llig geschlossene Anlage zur Herstellung von Farben und Lacken zu realisieren, die in diesem Gro\u00dfma\u00dfstab die drei Verfahrensschritte der Vordispergierung, der Feinstmahlung und des Auflackens miteinander vereinigt. Dadurch konnten neben wesentlichen Verbesserungen im Fertigungsprozess die L\u00f6semittelemissionen auf ein Minimum reduziert werden. Auch die im Produktionssystem verbleibenden l\u00f6semittelhaltigen Produktrestmengen, die im Normalfall als Sonderm\u00fcll entsorgt werden m\u00fcssten, lassen sich nun zumeist in den Herstellungsprozess zur\u00fcckf\u00fchren und weiterverarbeiten. Die Beeintr\u00e4chtigung der Umwelt und die Belastungen der Maschinenbediener wurden deutlich verringert. Die Umweltrelevanz der errichteten Prototypanlage wurde durch Erstellung einer L\u00f6semittelbilanz f\u00fcr einen Dispergierversuch dokumentiert. Die Fertigungszeit f\u00fcr ein Produkt, welches die drei Herstellungsstufen Vordispergierung, Feinstmahlung und Auflackung durchl\u00e4uft, lie\u00df sich mit der TORUSMILL 3000 wesentlich reduzieren.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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