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Meilenstein Trenntechnik Spezialisten fürs Anspruchsvolle: Gea überlässt bei der Grundoperation Trennen nichts dem Zufall

Autor / Redakteur: Ulla Reutner / M.A. Manja Wühr

Ein Jahrhunderte alter Baum beeindruckt durch eine weit ausladende Krone. Noch eindrucksvoller verzweigt wäre das Wurzelgeflecht, könnte man es sichtbar machen. Genauso präsentiert sich heute der Gea-Konzern, gewachsen aus rund 250 Firmen. Viele davon haben ihrerseits eine lange Geschichte. Und auch unter dem Dach des Mutterkonzerns entwickeln sie sich mit ihrer eigenen Dynamik. Heute bündeln sich die komplementären Kompetenzen für die thermische Trenntechnik bei der Gea Wiegand und die der mechanischen bei der Gea Westfalia Separator.

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Im Center of Competence der thermischen Trenntechnik von Gea entstehen maßgeschneiderte Lösungen für die Destillation (Bild), Konzentrierung, Kristallisation und Trocknung.
Im Center of Competence der thermischen Trenntechnik von Gea entstehen maßgeschneiderte Lösungen für die Destillation (Bild), Konzentrierung, Kristallisation und Trocknung.
(Bild: Gea)

Sucht man nach dem Geburtsjahr von Gea, weist die Auflösung des Akronyms den Weg. Der Ingenieur Otto Happel senior gründete die „Gesellschaft für Entstaubungsanlagen“ 1920 in Herne und entwickelte neben Luftfilteranlagen auch Wärmetauscher. In den 1980er- und 1990er-Jahren wuchs Gea weiter, nicht zuletzt durch Akquisitionen einiger Unternehmen für mechanische und thermische Trenntechnik, die noch immer wichtige Stützen des Gea-Geschäfts bilden.

Wer tief gräbt – und sich noch an den zwischenzeitlichen Namen „mg technologies“ erinnert – stößt auf Wurzeln, die noch weiter zurückreichen. Die Buchstaben MG stehen für Metallgesellschaft, ein auf Rohstoffhandel und Bergbau ausgerichtetes Unternehmen gegründet 1881 mit Sitz in Frankfurt am Main. In den folgenden Jahrzehnten wurden die in der Metallgesellschaft vereinten Branchen immer vielfältiger, darunter die Chemie mit Dynamit Nobel und der Anlagenbau mit Lurgi. 1990 erwirtschaftete der Konzern mit 31 700 Mitarbeitern einen Umsatz von 3,1 Milliarden Euro. Es folgten schwierige Zeiten. Verlustreiche Termingeschäfte verursachten 1993 einen regelrechten Zusammenbruch, dem eine schmerzhafte Restrukturierung folgte: Während einerseits Hunderte von Tochterunternehmen abgestoßen wurden, verstärkte sich die Metallgesellschaft auf der anderen Seite strategisch durch Zukäufe. Einer davon war 1999 die Mehrheitsbeteiligung an Gea. Im Jahr darauf – vom Rohstoffbereich hatte man sich zwischenzeitlich getrennt – erfolgte die Umbenennung in „mg technologies“.

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Aus zwei Hauptwurzeln erwächst ein Systemanbieter

2005 schließlich verschmolzen die „mg technologies“ und die inzwischen 100-prozentige Tochter Gea zur Gea Group, die seitdem als Systemanbieter für zahlreiche Branchen agiert: von Nahrungsmittel, Farmtechnologie – von der Milch bis zum verarbeiteten Endprodukt – über Getränke, Pharma und Körperpflegeprodukte bis zur Chemie. Gea liefert heute aber auch die Kältetechnik für Eisstadien und sorgt für die Klimatisierung in Zügen und Bussen.

Beachtlich: Trotz des Auf und Ab der beiden Unternehmenszweige, die 2005 zur Gea Group zusammenfanden, blieben die Namen vieler Unternehmen, die in ihnen aufgingen, erhalten. Mit Blick auf die Separation gilt das z.B. für Westfalia Separator, deren Grundstein 1893 mit der Erfindung einer handbetriebenen Milch-Zentrifuge gelegt worden war. Sie gehört seit 1994 zu Gea und bildet noch heute das wichtige Standbein für mechanische Trenntechnik. Die dänische Firma Niro, ebenfalls in den 1990ern akquiriert, steht nach wie vor für Gea's Kompetenz in der Sprühtrocknung.

Kernkompetenzen für thermische Separation

Auch die Entwicklung der einstigen Wiegand Karlsruhe, die 1984 zu Gea kam, beweist: Viele Tochtergesellschaften konnten sich unter dem Gea-Dach auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren und ihr Expertentum für den Technikzweig, für den sie stehen, mehr und mehr erweitern. Die Geschichte der heutigen Gea Wiegand begann mit einem 1908 erteilten Patent. Wilhelm Wiegand hatte einen mehrstufigen Umlaufverdampfer erfunden, der die Gerbbrühe in der Lederaufbereitung energiesparend aufkonzentrierte.

2004 erweiterte Gea sein Angebot für thermische Trenntechnik durch die Übernahme von Messo in Duisburg. Die Gesellschaft für Verfahrenstechnik, 1953 gegründet von den Ingenieuren Dr. Theo Messing und Fred Sowen, brachte ihre Kompetenz für die Kristallisation ein. Damit ergänzt Messo das Kristallisationsspektrum des Unternehmens Kestner, welches schon seit 1998 zu Gea gehört und heute in Saint-Quentin-en-Yvelines bei Paris sitzt. Sein Gründer erfand 1899 den Kletterverdampfer.

In den Unternehmen – heute vereint in der Business Unit Chemical Technologies – wurden viele bedeutende Prozesstechniken weiterentwickelt, die häufig in der chemischen Industrie eingesetzt werden: etwa Fallstrom- oder Zwangsumlaufverdampfer, Rektifikations- und Destillationskolonnen sowie diverse kontinuierliche Kristallisatoren, darunter Leitrohr (DTB)- und Zwangsumlaufkristallisator.

Prozesstechnik wird bei Gea maßgeschneidert

Das jeweils beste Prinzip für jeden Anwendungsfall – dieser Anspruch bestimmt das Unternehmen und seine Mitarbeiter bis heute. Die Grundlage dafür wurde bereits in den 50er-Jahren gelegt – mit der Gründung von eigenen Forschungs- und Entwicklungszentren. Mithilfe der dortigen Labor- und Versuchsanlagen entsteht für fast jede Aufgabenstellung der Eindampf-, Destillations- und Kristallisationstechnik die richtige Problemlösung. Je nach Viskosität, gewünschter Konzentration und Kristallgröße, Produktempfindlichkeit, benötigter Leistung oder schlicht vorhandenem Platz wird das geeignetste Verfahren ermittelt. Die Versuche in verschiedenen Pilotanlagen werden inzwischen durch ausgeklügelte Simulationsprogramme unterstützt, in denen die jahrzehntelange Erfahrung der Gea-Entwickler eingeflossen ist.

Klimaschutz durch energetische Optimierung

Thermische Trennverfahren sind sehr energieintensiv. Ein Fokus der Entwicklung lag daher auf der Steigerung der Energieeffizienz. Das Prinzip der geschickten wärmetechnischen Verschaltung trägt, wie schon beim mehrstufigen Wiegand-Umlaufverdampfer aus dem Jahr 1908, regelmäßig zur Einsparung von Primärenergie bei. Die Brüdenkompression, bei der die ausgedampften Wassermengen verdichtet und wieder in die Prozessanlage zur Beheizung zurückgeführt werden, reduziert schließlich den Einsatz von kostspieligem Frischdampf weiter. Sie wird auch bei der Destillation und Kristallisation angewandt.

Die Mehrfachnutzung von Energie lohnt sich in Industriebereichen, in denen Flüssigkeiten konzentriert und kristallisiert und dazu große Mengen an Wasser verdampft werden. Dies ist z.B. in Stärkefabriken der Fall. In ihnen werden zum Teil über 100 t/h Wasser verdampft. Entsprechend groß ist das Einsparungspotenzial für Energie. Zahlreiche weitere Branchen profitieren ebenfalls – von der Chemieindustrie über die Milchverarbeitung bis zur Herstellung von Instantkaffee. Auch in Destillationsanlagen zur Herstellung von Whiskey wird ein patentiertes Verfahren mit mechanischer Brüdenkompression genutzt. Positiver Nebeneffekt: Sinkt der Energieverbrauch dieser Anlagen, verbessert sich auch deren CO2-Footprint. Auch heute noch gehört die energetische Optimierung zur Aufgabenstellung bei der Konzeption jeder neuen Anlage zur thermischen Trenntechnik.

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Abschied vom Großanlagenbau

Organisatorisch einschneidend war die Neustrukturierung, die 2010 ins Haus stand. Der Konzern hatte sich zwischenzeitlich von großen Bereichen getrennt, etwa vom Großanlagenbau (Lurgi, Lentjes, Zimmer) und vom Chemiegeschäft. Zeit, das verbleibende, voll auf Maschinenbau und Prozesslösungen konzentrierte Geschäft, neu zu sortieren. Es entstanden fünf Segmente, darunter die Gea Mechanical Equipment mit Separatoren und Dekantern sowie die Gea Process Engineering mit Trocknung, Konzentrierung und Kristallisation, die sich auf Chemie, Pharma und Food konzentrierte. Zusammen mit den Segmenten Gea Farm Technologies, Gea Re­frigeration Technologies und Gea Heat Exchangers (von dem sich Gea 2014 trennte) bildeten sie die Schwerpunkte der zahlreichen Unternehmen der Gruppe ab.

In den folgenden Jahren wurde das Portfolio weiter geschärft; sie waren von Devestitionen und Akquisitionen geprägt. Und von dem offenkundigen Willen, die zahlreichen Unternehmen unter dem Gea-Dach zu einem Konzern mit einheitlicher Struktur zusammenzuführen. „OneGEA“ hieß das Schlag­wort, mit dem der Konzern 2015 die organisatorische Zusammenführung vorantrieb – mit einer gemeinsamen Webseite, die allen Kunden eine bessere Orientierung und den Weg zu einem einheitlichen Ansprechpartner eröffnen sollte. Nur mehr zwei Geschäftsbereiche – Equipment und Solutions – bündelten das bisherige Geschäft. Von großer Tragweite erscheint im Rückblick die Organisation des kundennahen Vertriebs und der Serviceaktivitäten in Landes- und Regionalbereichen, die in einer Landesorganisation zusammengefasst wurden.

Als „OneGEA“ nah an alle Kunden

„OneGEA“ bedeutete aber auch: Untermarken wie Wiegand, Tuchenhagen, Niro und Westfalia traten weiter in den Hintergrund. Dr. Christopher Braun, seit dem Jahr 2001 Geschäftsführer bei Gea Wiegand, erinnert sich: „Tatsächlich haben Haupt- und Untermarken weiter koexistiert, besonders in der Engineering-orientierten Welt der Chemie.“ Dennoch begrüßten viele Kunden zugleich den einheitlichen Auftritt. „Einige waren es leid, dass bei einem Projekt Ansprechpartner von drei verschiedenen Gea-Unternehmen aufschlugen. Wir hörten nicht selten: Warum seid ihr so kompliziert?“

Auch heute noch stehen die drei Buchstaben „GEA“ im Vordergrund. Auf der Homepage kann sich der Interessent über Produkte oder Applikationen informieren, ohne dabei auch nur einmal auf die rechtlichen Einheiten wie Gea Westfalia Separator oder Gea Wiegand zu stoßen. „OneGEA“ – das gilt auch weiterhin.

Technologieorientiert in die 2020er

Fast könnte man übersehen, dass der Konzern sich gerade nochmals umstrukturiert hat. Mit Beginn des Jahres 2020 gingen fünf technologieorientierte Divisionen mit jeweils bis zu sechs Business Units an den Start. Sie erinnern durchaus an die Segmente vor 2015 – back to the roots sozusagen. Auch jetzt finden sich die Einheiten für Separation in verschiedenen Organisationen wieder. Während die mechanische Trenntechnik und damit Gea Westfalia Separator der Division Separation & Flow Technologies zugeordnet ist, gehört Gea Wiegand mit thermischer Trenntechnik zur Business Unit Chemical Technologies in der Division Liquid & Powder Technologies.

Braun ist mit der neuen Struktur sichtlich zufrieden: „Sie orientiert sich an den rechtlichen Unternehmenseinheiten. Dies lässt sich besser mit Kennzahlen abbilden als die funktionale Struktur von „OneGEA“. Auch die Zuständigkeiten sind nun klarer.“ Jede Division wird von einem dreiköpfigen Team geleitet, das die Verantwortung für das betriebswirtschaftliche Ergebnis trägt. Für den Bereich Chemical Technologies, der u.a. Technologien für Zukunftsmärkte wie die Lithiumgewinnung oder die Produktion aus nachwachsenden Rohstoffen bietet, sollte dies förderlich sein. Die Möglichkeit, flexibler und schneller auf neue Erfordernisse derartiger Nischenmärkte zu reagieren, setzt Wachstumspotenziale frei.

Und für den Kunden? Ändert sich nicht viel, meint Braun. In der technologieorientierten Struktur ist das Angebot für die Trenntechnik in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen sauber abgegrenzt. Von A wie Abgasreinigungs­anlagen über M wie Membranfil­tration bis Z wie Zentrifugen reichen die Techniken. Die meisten gibt es nicht von der Stange. Die thermische Trennung durch Destillation/Rektifikation, Verdampfen und Kristallisation beispielsweise oder die Trocknung mit u.a. Sprüh-, Fließbett und Gefriertrocknern bringt hohen Beratungsbedarf mit sich. In der Regel sind umfangreiche Versuche in einem der Testcenter nötig. „Unsere kleineren Landesgesellschaften holen sich bei der Auslegung in der Regel Unterstützung durch Experten aus den Technologiezentren“, sagt der Geschäftsführer.

Service gepaart mit Branchen-Know-how

Braun hebt zudem die immense Bedeutung des Service-Angebots hervor. „Weil wir global aufgestellt sind, sind wir hier für viele unsere Kunden ein zuverlässiger Partner, insbesondere für die Komponentenlieferanten unter den Gea-Einheiten.“ In der Business Unit Chemical Technologies und damit in der thermischen Trenntechnik sei das etwas anders. Die maßgeschneiderten Produkte beinhalten Rotating Equipment, also etwa Pumpen oder Ventile, von Drittherstellern. Der Verdampfer selbst zeigt kaum Verschleiß. „Service, den wir erbringen, erstreckt sich vor allem auf die Erweiterung oder energetische Optimierung älterer Anlagen“, erläutert Braun.

Auch dies sei ein interessantes Geschäftsfeld. Es verlaufe allerdings sehr zyklisch und sei oft abhängig von der regionalen Gesetzgebung.

Braun führt aus: „Unsere Emission-Control-Aktivitäten beispielsweise profitieren immer dann, wenn die Emissionsvorschriften verschärft werden. Letztendlich will keiner für saubere Luft zahlen. Bei gesetzlichen Zwängen investiert jedoch beispielsweise die Zement- oder Stahlindustrie in Elektrofilter von Gea Bischoff. Oder die Chemie in Gea-Wiegand-Gaswäscher, die schädliche Gase absorbieren.“ Auch dieses Geschäft sei beratungsintensiv. Gefragt sei die kunden- und taskgerechte Auslegung.

Gerade dabei lernen die Ingenieure immer wieder dazu. Kommt ein Kunde mit seinem Ausgangsprodukt und bestimmten Vorstellungen zum Verfahrensablauf ins Test Center, wird in Labor- und Technikumsversuchen ermittelt, ob und unter welchen Randbedingungen seine Vorstellungen umsetzbar sind. „Nicht immer gelingt das eins zu eins“, berichtet Braun. Diffizil seien insbesondere Kristallisationsprozesse, bei denen überlagerte chemische Reaktionen den Verfahrensablauf behindern. „Trotzdem können wir oft dem Kunden einen maßgeschneiderte Alternative vorschlagen, vielleicht mit Anpassung der Kristallgröße oder der angedachten Reinheit des Endproduktes. Dann gilt es für den Kunden abzuwägen, ob diese Variante seinem Business Plan noch entspricht.“

Künftige Herausforderungen beim Lithium-Recycling

Bei Lithium beispielsweise sind Abweichungen der mineralischen Zusammensetzung von Mine zu Mine die Regel. Trotzdem soll das Endprodukt reines Lithiumcarbonat oder -hydroxid sein. Anlagen in Australien und Südamerika werden also niemals eins zu eins die gleichen sein. Es gilt, die nötigen Verdampfungs-, Kristallisations- und Trocknungstechniken jedes Mal neu auszulegen und auf maximale Energieeffizienz zu trimmen. Noch mehr Flexibilität wird, Brauns Erwartung nach, künftig bei der Entwicklung der Recyclingprozesse für Batterien nötig werden. Auch die energetische Optimierung wird dabei immens wichtig sein. „Trotz oder eigentlich gerade angesichts all dieser Herausforderungen, sehe ich uns zukünftig als wichtigen Player in diesen Bereichen“, sagt Braun. „Denn gerade die Abstimmung des Prozesses ist unsere Stärke. Und bei jeder neuen Auslegung lernen wir dazu.“

In einem ausgereiften Technikbereich wie der thermischen Trenntechnik weiß er aber auch: „Innovation mit der Keule wird nicht funktionieren. Es sind eher permanente Verbesserungen und das Anpassen an neue Randbedingungen, die bei uns Innovationscharakter haben.“ Die können für den Anwender letztlich jedoch ausschlaggebend sein. So etwa bei einer neuen Separator-Generation für Pharma-Anwendungen, dem Gea Flexchange Separator. Bei ihm können die Trommeln auf dem integrierten Direktantrieb ohne aufwändige bauliche Änderungen ausgetauscht werden. Ein Beispiel für Innovationen in der thermischen Trenntechnik sind die Sprühtrockner-Absorber (SDA) für die kosteneffiziente Rauchgasreinigung in Kraftwerken und Müllverbrennungsanlagen.

Ressourcen schonende Kompetenzen

Bedarf an weiteren Innovationen durch Anpassung und Weiterentwicklung der bestehenden Technologien wird es weiterhin geben. „Engineering for a better world“, so der übergreifende Gea-Slogan, wird gerade in Prozessen benötigt, die beim Umstieg von fossilen auf nachwachsende Rohstoffe zu entwickeln sind. Auch bei der Rückgewinnung von werthaltigen Substanzen aus Abwässern und Abluft und nicht zuletzt den Fortschritten zur Reinhaltung von Wasser und Luft spielen Gea-Technologien eine große Rolle, insbesondere die der mechanischen und thermischen Trenntechnik. Flexibilität, Engineering-Kompetenz und ein breit aufgestelltes Portfolio, wie es Gea bietet, sind die Grundlage, um den Herausforderungen der Zukunftsmärkte gewachsen zu sein.

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