Über den Kunden
Ein globaler Hersteller, der auf Hochleistungsmaterialien für Schutzpanzerungen spezialisiert ist, hat sich mit JOA Air Solutions zusammengetan, um seinen Lösungsmittelextraktionsprozess zu verbessern. Der Kunde ist bekannt für seine hochmodernen Fasertechnologien mit einem hervorragenden Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Er liefert Materialien, die für leichte ballistische und schützende Lösungen für das Militär und die Strafverfolgungsbehörden weltweit von grundlegender Bedeutung sind. Ihr Fokus auf Innovation fördert sowohl die persönliche Sicherheit als auch die Infrastruktur der nächsten Generation im Verteidigungssektor.
*Aufgrund interner Vertraulichkeitsrichtlinien wollte der Kunde in dieser Fallstudie anonym bleiben.
Was ist eine Lösungsmittelextraktion?
Die Lösungsmittelextraktion ist eine wichtige Trenntechnik in der industriellen Fertigung, insbesondere zur Isolierung wertvoller Verbindungen oder zur Entfernung von Verunreinigungen. Im Verteidigungssektor spielt die Lösungsmittelextraktion eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Spezialfasern und hochentwickelten Materialien, bei denen eine präzise Kontrolle der chemischen Prozesse für eine hohe Leistungsfähigkeit bei Schutzanwendungen unerlässlich ist.
Herausforderung
In den Betrieben dieses Kunden werden hochpräzise Öfen zur Herstellung von Spezialfasern für Schutzpanzerungen verwendet. Diese Öfen arbeiten bei hohen Temperaturen, wodurch Lösungsmittel verdampfen, insbesondere an den Fadenaustrittsstellen. Eine wirksame Lösungsmittelextraktion ist notwendig, um:
Sicherheit für den Bediener: Kontrollieren Sie die Luftqualität in Innenräumen und minimieren Sie die Exposition der Arbeiter gegenüber gefährlichen Dämpfen
Produktausbeute: Verhindern Sie Betriebsverluste durch nicht zurückgewonnene Lösungsmittel
Emissionsgrenzwerte: Erreichen Sie strenge Umweltauflagen
Ohne ein hocheffizientes Lösungsmittelextraktionssystem riskieren die Hersteller nicht nur höhere Betriebskosten, sondern auch die Nichteinhaltung gesetzlicher Vorschriften und die Beeinträchtigung der Arbeitssicherheit.
Wie funktioniert die Lösungsmittelextraktion?
In industriellen Umgebungen fängt die Lösungsmittelabsaugung verdampfte Lösungsmittel aus Prozessen wie Reinigung oder Beschichtung auf, bevor sie in die Luft gelangen. Lokale Absaugsysteme leiten die Dämpfe zu Filtrations- oder Abluftreinigungsanlagen (Kohlefilter, Oxidationsmittel oder Wäscher), die sie entfernen oder neutralisieren. Dadurch werden die Emissionen reduziert, die Luftqualität verbessert und die Einhaltung von Vorschriften unterstützt.
Annäherung
Um die Emissionen von Lösungsmitteldämpfen in einem komplexen Umfeld der Verteidigungsindustrie wirksam zu bekämpfen, wandte JOA Air Solutions seine bewährte dreistufige Projektmethodik an. Dieser strukturierte Ansatz gewährleistet eine maßgeschneiderte Lösung, die betriebliche Anforderungen, Nachhaltigkeitsziele und Compliance-Anforderungen in Einklang bringt.
Voringenieursstudium:
Zu Beginn führte JOA eine Pre-Engineering-Studie durch, um die Probleme mit Lösungsmitteldämpfen vor Ort zu bewerten. Ziel war es, die Grundursachen zu identifizieren, technologische Optionen zu bewerten und den Projektumfang zu definieren.
- Rauchtests und Durchflussmessungen: Identifizierung von Emissions-Hotspots und Bewertung der Leistung des vorhandenen Absaugsystems.
- Datenanalyse: Verfolgen Sie Emissionen im Laufe der Zeit, um Ineffizienzen aufzudecken.
- Systematische Bewertung von sieben Emissionsminderungstechnologien, unter Berücksichtigung:
- Investitionskosten (CAPEX) und Betriebskosten (OPEX),
- CO₂-Auswirkungen,
- Wirksamkeit der Lösungsmittelrückgewinnung.
Mithilfe der Szenariomodellierung hat JOA die Optionen auf sechs machbare Lösungen eingegrenzt. Jedes Szenario wurde modelliert, um ein Gleichgewicht zwischen Nachhaltigkeit, technischer Leistung und Budgetbeschränkungen herzustellen. Ein detaillierter Bericht mit den Ergebnissen und Empfehlungen wurde mit dem Kunden geteilt, um das beste Vorgehen abzustimmen.
Design & Technik:
Auf der Grundlage der Erkenntnisse aus dem Pre-Engineering entwickelte JOA ein maßgeschneidertes Extraktionssystem. Diese Phase konzentrierte sich auf eine präzise Steuerung des Luftstroms und eine effiziente Lösungsmittelabscheidung an der Quelle.
- Ein CFD-Modell des aktuellen Luftstroms wurde entwickelt. Die gewonnenen Erkenntnisse dienten als Grundlage für die optimale Gestaltung neuer Absaughauben, die einen effizienten Einschluss und eine Umleitung der verdampften Lösungsmittel gewährleisten.
- Der Maschinenbauer hat ein System mit:
- Neue Absaughauben, die verdampfte Lösungsmittel auffangen und umleiten.
- Druckgesteuerte Fadenauslassventile, um das Entweichen von Dampf zu minimieren.
- Elektrotechnik und Softwaretechnik, um sicherzustellen, dass das System funktioniert und mit den vorhandenen Geräten kommuniziert.
Systemrealisierung:
Implementierung und Inbetriebnahme eines neuen Absaugsystems.
- Herstellung: Unsere niederländische Produktionsstätte stellt alle notwendigen Teile für das Absaugsystem her.
- Projektleitung: Koordinierung von Technik, Installation und Inbetriebnahme, Abstimmung mit allen Beteiligten, um eine nahtlose Projektausführung zu gewährleisten.
Das Ergebnis: ein leistungsstarkes Extraktionssystem, das auf die Betriebs- und Umweltanforderungen der Verteidigungsindustrie zugeschnitten ist.
Ergebnis
Durch den Einsatz dieser verbesserten Lösungsmittelextraktionslösung erzielte der Hersteller:
- ~80% Reduzierung der Lösemittelemissionen an kritischen Prozesspunkten, insbesondere in den Garnausgangsbereichen.
- Deutliche Verbesserungen der Luftqualität in Innenräumen, wodurch eine sicherere Arbeitsumgebung geschaffen wird
- Erhebliche Rückgewinnung und Wiederverwertung von Lösungsmitteln, die zur Abfallreduzierung und Kosteneinsparung beitragen
- Geringerer Energieverbrauch durch optimierten Luftstrom und Prozesssteuerung
- Vollständige Einhaltung strenger Umwelt- und Sicherheitsstandards
Fazit
Dieses Projekt verdeutlicht die transformative Wirkung von maßgeschneiderter Technik und gemeinschaftlicher Problemlösung bei der Lösungsmittelextraktion für die Verteidigungsindustrie. Die fortschrittliche Technologie zur Extraktion und Rückgewinnung von Quellen ermöglichte es dem Kunden, die Nachhaltigkeits- und Effizienzstandards zu erhöhen und gleichzeitig Arbeiter und die Umwelt zu schützen. Der Erfolg dieser Lösung unterstreicht die Bedeutung von datengesteuertem Engineering und eines Partners, der die technischen Herausforderungen der Lösungsmittelextraktion in anspruchsvollen Produktionsumgebungen versteht.
