Niederdruckdampf statt Strom bei der Kautschukherstellung

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Fraunhofer-Institut für angewandte Polymerforschung

Durch den Einsatz von preiswertem Niederdruckdampf kann nun – abhängig von Material und Viskosität der eingesetzten Kautschuklösung – eine Energiekosteneinsparung von mehr als 50 Prozent erzielt werden.

Hintergrund des weiterentwickelten Verfahrens ist der Einsatz von Knetreaktoren, die mit dem Industriepartner List entwickelt wurden, in Kombination mit einer speziellen Aufkonzentrationstechnologie für temperatursensitive Polymerlösungen. In der herkömmlichen Koagulation wird über mehrere Stunden eine Hitze von etwa 100 Grad Celsius aufgewendet.

Knetreaktoren im Mittelpunkt

In der bereits 2007 entwickelten Isolierung von Kautschukpolymeren, bedarf es bei der Aufarbeitung im Knetreaktor lediglich einer Temperatur im Bereich von 70 bis 90 Grad Celsius bei einer Verweilzeit von nur 30 Minuten. Durch die eingesetzte Technologie werden die stofflichen Eigenschaften des Werkstoffs nur extrem wenig beeinträchtigt. Ein weiterer Vorteil im Verfahren ist, dass fast ausschließlich wasserfreies Lösungsmittel anfällt.

Somit kann der aufwändige Prozess zur Trocknung des Lösungsmittels deutlich optimiert werden, was zusätzliche Kosteneinsparungen ermöglicht. „Durch das von uns entwickelte Verfahren konnten wir einen erheblichen Fortschritt bei der Isolierung von Kautschukpolymeren erreichen. Diesen Prozess haben wir über die Jahre besser verstanden“, sagt Ulrich Wendler rückblickend.

Grundlage für diese Optimierung ist nach Aussage von Wendler die Möglichkeit, Informationen aus dem Pilotmaßstab in eine industrienahe Größe zu skalieren – genau dafür biete das Fraunhofer PAZ die passenden Anlagen und das nötige Know-how. Die Prozessdaten werden sowohl im Labormaßstab (Kneter mit einem Volumen von 2,5 Liter und 4 Liter) wie auch im Pilotmaßstab (100 Liter und 200 Liter) ermittelt.

„Erst bei der Betrachtung der Maßstabsübertragungen über zwei Zehnerpotenzen zeigen sich die wahren prozessualen wie stofflichen Herausforderungen“, erklärt er. Nur mit einer solchen Herangehensweise ließen sich größere Mengen eines neu entwickelten Materials sicher und ohne Prozessrisiken hervorbringen.

Laut Wendler eine ganz wichtige und erprobte Herangehensweise, um neue Technologien in den Produktionsmaßstab zu überführen: „Durch die sichere Beherrschung der Skalierung in zwei, deutlich voneinander unterscheidbaren Apparategrößen, kann man das Prozessrisiko für den großtechnischen Maßstab signifikant minimieren.“

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