Artikelarchiv

Gas aus Bioresten ersetzt fossile Energieträger und senkt Importe. Nahezu 42 % des in Deutschland verbrauchten Stroms kamen im Jahr 2021 aus erneuerbaren Quellen. Die Hälfte davon lieferten die Windkraftanlagen, Photovoltaik- und Biomasseanlagen je 21 Prozent. Für die Gewinnung der Biogase werden organische Reststoffe, wie tierische Exkremente, Futter- und Lebensmittelreste oder Altfette eingesetzt. Unter Abschluss von Sauerstoff wird die Biorohmasse vergoren, wobei das Biogas mit einem Methangehalt von 40 bis 75 % nach 90 bis 120 Tagen entsteht. Neben Methan bilden sich auch Ammoniak und Schwefelwasserstoff, die nicht austreten dürfen, da sie zur Geruchsbelästigung führen und negative Folgen für Böden und Grundwasser haben.

• Denios und R+V Versicherung kooperieren
• Nachhaltige Unternehmensmobilität
• Grüner Wasserstoff
• Praxisguide zur Entwicklung von Arbeitssicherheits-Konzepten
• 45 Prozent weniger Energie

Forschungsprojekt untersucht bioökonomische Wertschöpfung. Das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg finanziert das Projekt KoalAplan, das den Funktionsumfang einer Kläranlage um Möglichkeiten zur Rohstoffrückgewinnung aus dem Abwasser erweitert. Das Projekt soll einen positiven Beitrag zur Klimaneutralität leisten, da die erhaltenen Produkte fossile Rohstoffe und energieintensive Verfahren ersetzen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, der Technischen Universität Hamburg, der Universität Stuttgart und der Technischen Universität Clausthal arbeiten gemeinsam mit Umwelttechnik Baden-Württemberg (UTBW), der Landesagentur für Umwelttechnik und Ressourceneffizienz, an einem Projekt zu neuen Prozessen der Abwasserreinigung.

Verschiedene Projekte forschen an der Optimierung von Kläranlagen. Kläranlagen können viel mehr leisten, als nur Abwasser von Schadstoffen reinigen. Zum Beispiel wertvolle Rohstoffe wie Phosphor und Stickstoff liefern oder Energie erzeugen. In Europa wird Abwasser fast flächendeckend in öffentlichen Kläranlagen behandelt. Für mehr als 95 Prozent des behandelten Abwassers stellt die biologische Abwasserbehandlung den Stand der Technik dar.Die im Abwasser noch enthaltenen Nährstoffe bleiben häufig ungenutzt. Dabei sind dort noch Schätze zu heben: Phosphor und Stickstoff können beispielsweise zur Herstellung von Dünger genutzt werden. Die Daten zeigen: Mit denen im Abwasser verfügbaren Phosphorvorkommen könnten etwa die Hälfte der jährlichen Phosphormineralimporte eingespart werden. Bei Stickstoffdünger wird der energieintensive Schritt der Mineralisierung von Ammoniak zu molekularem Stickstoff, der in die Atmosphäre entweicht, eingespart.

• POWDERscreen überwacht Pulverströme in die Laserschmelze
• Hiclad sorgt mit Hochleistungslaser für resilientes Laserauftragschweißen
• Effizienter schweißen unter Wasser
• 2 Jahre Plasmatreat Schweiz AG
• Veranstaltungen

Um über tribologische Schichten zu sprechen kamen erstmals nach der Pandemie vom 17.-18. Mai 2022 rund 40 Teilnehmer im Achat
Hotel Karlsruhe City zusammen. Organisator war die Europäische Forschungsgesellschaft Dünne Schichten e.V. Tribologie befasst sich mit der wissenschaftlichen Beschreibung von Reibung, Verschleiß und Schmierung von zueinander in Relativbewegung befindlichen beschichteten oder unbeschichteten Oberflächen. Die Auswirkungen tribologischer Eigenschaften auf technisch nutzbare Systeme und die Möglichkeiten zu ihrer Optimierung sind wesentliche Fragestellungen dieses Arbeitsgebietes. Die Tribologie ist eine Thematik von stark zunehmender volkswirtschaftlicher Bedeutung und gewinnt in Kombination mit den Themen Nachhaltigkeit und endlicher Ressourcen immer mehr an Gewicht.

Wie vor Kurzem den Medien zu entnehmen war, sind durch den zu erwartenden Anstieg des Meeresspiegels viele Inseln und vor allem auch große Küstenregionen (aktuell Pakistan) bedroht. Inselstaaten in Mikronesien wie z.B. Palau sorgen sich zunehmend um ihre Zukunft. Von den rund 350 Inseln sind elf bewohnt, auf einer Fläche von 450 Quadratkilometern leben ca. 20.000 Menschen. Tritt der vorausgesagte Anstieg des Meeresspiegels ein, werden diese Inseln zwar nicht untergehen, denn die höchste Erhebung der Inselgruppe, der Mount Ngerchelchuus, liegt auf 240 Metern Höhe und auch viele der kleineren Inseln ragen 50 Meter hoch aus dem Wasser. Verschwinden dürfte Palau darum in absehbarer Zeit nicht. Da die meisten der Bewohner jedoch in küstennahen Regionen leben, wären sie schon in wenigen Jahren durch Stürme und Erosion akut gefährdet und müssten in höhere Regionen umziehen, was sich viele von ihnen nicht leisten können.

Wasser energiearm kochen
Forscher am MIT in den USA sagen, dass sie eine energiesparendere Methode zum Erhitzen von Wasser im Labormaßstab entdeckt haben. Sie schufen drei verschiedene Oberflächenveränderungen, alle in unterschiedlichen Größenordnungen, um das zu erzielen. Diese Modifikationen ermöglichen eine effizientere Methode zum Kochen von Wasser. Die Modifikationen schmälern nicht die Möglichkeiten, die diese Technik bieten könnte. Dem Papier zufolge konzentrierten sich die Forscher vor allem auf zwei Schlüsselparameter, die den Siedeprozess beschreiben helfen: Den Wärmeübergangskoeffizienten (HTC) und den kritischen Wärmestrom (CHF). Um diese effizientere Methode zum Kochen von Wasser zu entwickeln, mussten die Forscher zunächst herausfinden, wie sie HTC und CHF besser ausbalancieren können, da normalerweise die Verbesserung eines der beiden Parameter den anderen verschlechtert.

Uns steht ein bitterer Winter bevor. Nicht unbedingt, weil es sehr kalt sein wird – das wird durch die globale Erwärmung unwahrscheinlicher –, sondern weil es für Familien, Unternehmen und die Industrie hier in Europa harte Zeiten geben wird. Und es wird zu heftigen und erbitterten Auseinandersetzungen kommen. In der Tat haben diese bereits begonnen. Einige dieser Argumente verstehe ich nicht einmal. Die AfD und andere wollen, dass Northstream 2 aktiviert wird. Aber da Putin jetzt nur ca. 20 % der möglichen Gasmenge durch North Stream 1 schickt, welchen Sinn hätte es dann, North Stream 2 zu öffnen? Es wird wütende Auseinandersetzungen innerhalb Deutschlands geben, aber auch zwischen den europäischen Mitgliedsstaaten. Der größte Streit wird jedoch über die Frage entbrennen, ob wir in Europa Putins Erpressung nachgeben sollten, die Erdgaslieferungen von Russland nach Europa zu kappen. Die meisten europäischen Politiker bekunden militärische und finanzielle Solidarität mit der Ukraine. Aber entsprechen ihren Worten auch ihre Taten? Werfen Sie einen Blick auf Abbildung 1.

Massive Feinstaubsenkung, hohe Langlebigkeit, Korrosionsfreiheit – ein hessisches Gießereiunternehmen produziert eine gusseiserne Bremsscheibe, die dank einer extrem harten Beschichtung deutlich verschleißbeständiger und umweltschonender ist als herkömmliche Bremsscheiben. Der Durchbruch auf dem Automarkt steht aber noch aus. Die Bremsscheibe ist eines der klassischen Verschleißteile im Automobil. Mehrere hundert Millionen Stück pro Jahr sind weltweit erforderlich, um die derzeitige Mobilität sicherzustellen. Und das wird sich im Zeitalter der Elektromobilität auch nicht ändern, denn eine funktionsfähige Bremse braucht jedes Fahrzeug – unabhängig vom Antrieb. In den vergangenen Jahren ist jedoch nicht nur der Verbrenner, sondern auch die klassische Bremsscheibe in Sachen Umwelt-und Klimaschutz in Misskredit geraten. Schließlich erzeugen Bremsscheiben durch allmählichen Abrieb eine Feinstaubbelastung, die in Kombination mit Reifenabrieb und Partikelemissionen durch Verbrennungsmotoren schon zu diversen Fahrverboten in den Innenstädten deutscher Großstädte geführt haben.

Prof. Thomas Lampke ist Professor für Werkstoff- und Oberflächentechnik an der TU Chemnitz

Herr Prof. Lampke, Sie sind Sprecher der neuen DFG-Forschungsgruppe „Funktionsflächen durch adiabatische Hochgeschwindigkeits­prozesse“. Um welche Forschungen geht es?
Im Fokus steht das in der Blechteilefertigung eingesetzte Hochgeschwindigkeitsscherschneiden (HGSS), wobei wir die Schnittflächen der Werkstücke näher erforschen wollen. Eigene Vorarbeiten zeigen, dass sich in Abhängigkeit von Blechwerkstoff und Prozessparametern adiabatische Scherbänder bilden können, in denen dann die Werkstofftrennung stattfindet. Auf diese Weise lassen sich Schnittflächen mit außergewöhnlichen Eigenschaften erzeugen, die im Idealfall ohne weitere Nachbearbeitung als Funktionsflächen einsetzbar sind. In unserer Forschungsgruppe bündeln wir das Wissen der 6 beteiligten Forschungseinrichtungen, um ein werkstoffwissenschaftlich und prozesstechnologisch fundiertes Modell zu entwickeln, das die Scherbandbildung möglichst umfassend beschreibt, d. h. für verschiedene Werkstoffe und in einen weiten Prozessparameterbereich. ­Neben hoch- und ultrahochfesten Stählen untersuchen wir auch eine Aluminiumlegierung sowie die niedrigschmelzenden Werkstoffe Zinn und Zink. Die Fördersumme be­trägt 3,7 Mio. Euro bei einer Laufzeit von zunächst 4 Jahren.

Entgiftung von Nickel, Kupfer und Cyaniden
Prozessbedingt sammeln sich bei uns cyanidische Abwässer mit Kupfer und Nickel in einem Chargenbehälter. Derzeit lassen wir dies abholen, doch auf Dauer ist das ein großer Kostenpunkt. Welche Möglichkeiten gibt es, ein solches Gemisch direkt im Chargenbehälter zu behandeln? Die klassische Methode, um Cyanide zu entgiften, ist die Anwendung von NaOCl oder Cl2-Gas, wobei sich hier bei der Einblasung im alkalischen Medium ebenfalls NaOCl bildet.

Von Freidenkern und Teamleadern und allem dazwischen. Es gibt immer wieder Menschen, mit denen funktioniert die Zusammen-
arbeit wunderbar. Und dann die anderen. Die würde man am liebsten „in die Tonne kloppen“. Jeder im Team geht anders an Aufgaben heran. Das kann manchmal die Nerven ganz schön strapazieren. Wieso das so ist? Weil es unterschiedliche Persönlichkeiten gibt. Der eine mag es ganz streng und ohne Abweichungen nach Plan, der andere denkt ziemlich quer und anders. Die eine ist schüchtern, die andere die geborene Leaderin. Als Teamleiter ist es Ihre Aufgabe, die Stärken jedes Mitarbeitenden zu kennen, um ihn oder sie passgenau einzusetzen.

Welche Bauteile werden mit welcher Reinigungstechnologie gereinigt und wie gewährleistet man wirtschaftliche Prozesse? Viele Kriterien sind wichtig, u. a. Bauteilmaterial, -form und Fertigungsabläufe. Beratung und Testmöglichkeiten bietet der Anlagenbauer Pero in einem modernen Kompetenz-Zentrum in Königsbronn.
Hier stehen mehr als 15 wasser- und lösemittelbasierte Reinigungsanlagen mit verschiedensten Reinigungsmedien zur Verfügung. Bei Bedarf besteht auch die Möglichkeit, Bauteile zu konservieren. In einem angegliederten Test-Labor für Technische Sauberkeit weist Pero zudem den gewünschten Reinheitsgrad nach. Um die Funktion komplexer Produkte zu gewährleisten, sind unter anderem hohe Genauigkeiten und Oberflächengüten der verbauten Komponenten entscheidend. Als ebenso wichtig gilt die Sauberkeit der technischen Bauteile. Denn selbst kleine Verunreinigungen können zu Verschleiß und Funktionseinschränkungen in Endprodukten wie Motoren oder Hydraulikleitungen führen.

Bei der Ventil-, Mess- und Regeltechnik spielen Oberflächen eine herausragende Rolle. Das Unternehmen Gemü fertigt sie deshalb
u. a. mittels elektrochemischer Methoden inhouse. Die Wirtschaftswoche hat das Technologieunternehmen Gemü Gebr. Müller Apparatebau GmbH &Co. KG mit Hauptsitz im baden-württembergischen Ingelfingen-Criesbach in diesem Jahr zum sechsten Mal in Folge zum Weltmarktführer bei Ventil-, Mess- und Regeltechnik für sterile Prozesse erklärt. Das Unternehmen ist mit 27 Tochtergesellschaften sowie sechs Produktionsstandorten in Deutschland, der Schweiz, China, Brasilien, Frankreich und den USA aktiv. Für Anwendungen in den sterilen Bereichen wie Medizin, Pharmazie, Biotechnologie und Lebensmittelherstellung werden hohe Anforderungen an den Reinheitsgrad und die Korrosionsbeständigkeit der Funktionaloberflächen gestellt. Gemü führt die entsprechenden Oberflächenbearbeitungsprozesse deshalb inhouse durch, um diese Anforderungen zu erfüllen.

Die Serfilco-GmbH mit Sitz in Monschau bei Aachen feiert in diesem Jahr ihr 25-jähriges Jubiläum. 1961 ist das Unternehmen von Jack Berg, einem Ingenieur mit deutschen Wurzeln in den USA gegründet worden. Um den Interessenten und Kunden in Deutschland, Österreich und der Schweiz kundennahen Service ohne Sprachbarrieren anbieten zu können, wurde im Jahr 1997 eine Niederlassung für die deutschsprachigen Länder aufgebaut. Zum Start wurde ein Vertriebsbüro in Aachen eröffnet. Nach rasanter Entwicklung erfolgte 1998 der Umzug in das neu erbaute Handwerker-Innovationszentrum in Monschau, wo neben modernen Büros auch ein eigenes Lager mit Werkstatt betrieben wird.

Bedeutete in der Vergangenheit Wirtschaftswachstum Mehrverbrauch von Energie und Rohstoffen, sind angesichts knapper werdender Ressourcen und explodierender Energiepreise neue Lösungen nötig. Der Ukraine-Krieg, das Russland-Embargo mit ausbleibenden Gaslieferungen und gestörte Lieferketten, Klimawandel, REACh, internationaler Wettbewerb, Fachkräftemangel – nie war es wichtiger, mit den Ressourcen hauszuhalten und Kosten und Emissionen zu senken. Schlüssel zum Erfolg ist die Digitalisierung, mit der durch Datenerfassung und -auswertung eine zeitnahe Prozesskorrektur möglich wird.

Digital ist nicht gleich digital. Denn eine digitale Lösung hilft nur dann, wenn sie auf die Arbeitsprozesse eines Betriebs zugeschnitten ist. Jeder Betrieb in der Oberflächentechnik hat seine eigenen Abläufe und Strukturen – doch die ganze Branche hat mit ähnlichen Herausforderungen zu kämpfen. Kunden fordern immer knappere Wunschtermine, die Losgrößen einzelner Aufträge schrumpfen. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an die Qualitätssicherung. Daraus resultieren oft ähnliche Fragestellungen, wie zum Beispiel: Wie können wir unseren Kunden unkomplizierter Auskunft über den Stand ihrer Ware erteilen? Wo können wir Zeit einsparen? Möglich wird das mit den Mitteln der Digitalisierung. Die Oberflächentechnik ist eine vielschichtige Branche mit unterschiedlichsten Unternehmen. Von der Fünf-Mann-Firma bis zu Unternehmensgruppen mit mehreren Standorten und hunderten Mitarbeitern ist ein breites Spektrum vertreten.

Die Steuerung des in Teil 6 vorgestellten Dampfkessels hat viele Varianten. In diesem Teil der Artikelserie geht es um Regler und Ventile, Kondensationssysteme sowie die elektrogalvanische Spannung des Dampfes von Kesseln mit Heizleistungen von 7–30 kW. Würde der Wasserstand im Kessel nicht sicher überwacht werden, wären die Folgen katastrophal. Wenn der Wasserstand zu stark absinkt und die Kesselrohre außerhalb des Wassers sind, überhitzen die Kesselrohre auf mehr als 500 °C, was zu einer Explosion des freien Wasserstoffs führen würde. In diesem Falle wäre eine Knallgasexplosion die Folge. Wenn der Wasserstand zu hoch ist, könnte das Wasser in das Dampfsystem laufen und den Dampfprozess unterbrechen. Aus diesem Grund wird das Niveau mit Kontrollen reguliert.

Das Entgraten von Bohrungen, die sich im Inneren von Werkstücken schneiden und kreuzen ist schwierig. In einer Untersuchung wurden Werkstücke aus Automaten- oder Vergütungsstahl sowie einer hochfesten Aluminiumlegierung, die alle äußerst komplizierte Entgratsituationen aufwiesen, mit unterschiedlichen Methoden entgratet und verglichen. In diesem ersten von zwei Teilen wird die Performance einiger gängiger Verfahren betrachtet. Entgraten ist in der Metallbearbeitung ein Arbeitsgang, der in der Folge sehr vieler Verfahren erforderlich wird. So sind beispielsweise Gussteile ohne Gussputzen nicht verwendbar, bei Tiefziehteilen muss in der Regel ein Rand abgeschnitten werden und bei Bohrungen folgt meist ein Senken. Liegen die Grate gut zugänglich im Außenbereich der Werkstücke, stellt das Entgraten meist keine technische Schwierigkeit dar und muss lediglich mit einem der vielen bekannten Verfahren eingeplant werden.