Das Projekt "Untersuchungen zum Abbau von Polyamid 6.6 im Extruder" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e.V. durchgeführt. Das chemische Recycling von Polyamid 6.6 ist bisher nicht befriedigend technisch geloest, wegen der zwei Ausgangsstoffe, aus denen das Polymere aufgebaut ist, naemlich dem Hexamethylendiamin und der Adipinsaeure. Auf Grund der Tatsache, dass sich die Peptidketten von Polyamiden mit Diaminen oder Dicarbonsaeuren spalten lassen, sind Untersuchungen vorgenommen worden, um das Polyamid 6.6 unter Einsatz von Hexamethylendiamin bzw. Adipinsaeure zu einem difunktionalisierten Prepolymeren mit definierter Zusammensetzung abzubauen, das sich reinigen laesst. Im Labormassstab sind dazu systematische Untersuchungen vorgenommen worden bis zum volIstaendigen Abbau. Es stellte sich heraus, dass der Adipinsaeure deutlich der Vorzug zu geben ist, da sie nicht so fluechtig ist wie das Hexamethylendiamin. Das Abbauprodukt wur-, de als Diadipat des Hexamethylendiamins (AHA) auf verschiedene Weise nachgewiesen. Anschliessend erfolgte die Uebertragung auf den Extruder. Mit einer Zwangsdosierung von geschmolzener Adipinsaeure in den Polyamidschmelzestrom und einer deutlich geaenderten Temperaturfuehrung gelang unter Extruderbedingungen ein Abbau zum modifizierten Prepolymeren durch reaktive Extrusion. Aus dem Reaktionsprodukt liess sich durch ethanolische Extraktion .das Abbauprodukt in reiner Form gewinnen. Die Aufarbeitung sowohl von thermisch geschaedigtem als auch von pigmentgefaerbtem Polyamid 6.6-Material ist auf diese Weise moeglich.
Das Projekt "Optimierung von Trockenfutterherstellung für Hunde und Katzen - Messprogramm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bewital Holding GmbH & Co. KG durchgeführt. Bei der Bewital Unternehmensgruppe handelt es sich um ein familiengeführtes mittelständisches Unternehmen, welches Heimtiernahrung herstellt und vertreibt. Hunde und Katzen gehören biologisch zu den Fleischfressern. Eine artgerechte Trockennahrung für Hunde und Katzen besteht daher zu rund einem Drittel aus Fleischmehlen und zu zwei Dritteln aus pflanzlichen Komponenten und tierischen Fetten. Der Fleischanteil wird bisher überwiegend aus vorgetrocknetem Fleischmehl gedeckt, da hohe Anteile an Frischfleisch wegen ihres Wasseranteils bislang technisch nicht verarbeitet werden können. Der Trocknungsprozess bei der Herstellung von Fleischmehl ist sehr energieintensiv, da der Wassergehalt von ca. 75 Prozent auf unter 10 Prozent reduziert werden muss. Zukünftig wird das Unternehmen für die Trockennahrungsherstellung einen neuen innovativen Extruder mit vorgeschalteter Phasentrennung einsetzen, um weltweit erstmalig selbst bei Produkten mit hohen Anteilen von tierischen Proteinen auf den Einsatz von Fleischmehlen verzichten zu können. Dadurch ist die energieintensive Herstellung von Fleischmehl als bisher zwingend erforderlicher Zwischenschritt nicht mehr notwendig. Die Phasentrennung wird einen Teil des Fettes sowie des im Fleisch enthaltenen Wassers soweit abtrennen, dass dem Prozess kein zusätzliches Frischwasser zugesetzt werden muss. Das überschüssige Fett und Wasser werden in der Produktion von Hundefeuchtnahrung eingesetzt werden. Durch das neue Verfahren kann der Energiebedarf in der Produktionskette im Vergleich zur herkömmlichen Technik deutlich verringert werden. Auch kann in erheblich höherem Maße auf lokale Rohwaren zurückgegriffen werden und so Transportwege vermindert werden. Zudem kann ein höherwertigeres Futter erzeugt werden. Bisher gibt es keine Anlagen, die extrudierte Trockennahrung für Katzen und Hunde mit hohen Anteilen tierischer Eiweiße ausschließlich aus Frischfleisch herstellen. Da es deutschlandweit sieben und europaweit ca. 30 Betriebe für die Herstellung von Hunde- und Katzennahrung gibt, kann diese Technik auf diese sowie auch auf Anlagen im Bereich Aquakultur übertragen werden. Die Umweltentlastung erfolgt im Wesentlichen durch einen deutlich niedrigeren Energiebedarf entlang der Produktionskette, der dadurch erzielt wird, dass das Frischfleisch nicht mehr vorab zu Fleischmehl verarbeitet werden muss. Bezogen auf eine Anlagenkapazität von 30.000 Tonnen pro Jahr können jährlich ca. 3.000 Tonnen Wasser sowie 2.060 Megawattstunden Energie eingespart und damit 578 Tonnen CO2 vermieden werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Coperion Werner und Pfleiderer GmbH und Co. KG durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Anwendung der innovativen Mikrowellentechnik als umweltfreundliche, ressourcenschonende und flexibel regelbare Beheizung von Extrudern und Compoundieranlagen. Angestrebt sind hierbei die Minimierung des Ressourcenverbrauchs und der Abfallmengen in der Prozesskette der Extrusion bei gleich bleibender oder verbesserter Wirtschaftlichkeit und Flexibilität der Prozesse. Neben der anlagentechnischen Entwicklung ist es auch ein zentrales Ziel des Vorhabens, durch Einsatz der Mikrowelle die prozesssichere und wirtschaftliche Verarbeitung von ressourcenschonenden Naturpolymeren, wie stärkebasierten und den holzgefüllten Polymeren, zu verbessern und hiermit diesen Materialien neue Anwendungsfelder zu erschließen. Hierzu wird in einem gestuften Entwicklungsansatz ein mikrowellenunterstützter Extruder aufgebaut. Die Untersuchungen beginnen dabei mit Versuchen zur Applikation von Mikrowellen an Extruderzylinder-Elemente. Durch Kombination dieser Elemente wird schrittweise ein Extruder aufgebaut und gegen Ende des Vorhabens auch mit den genannten Natur-Polymercompounds erprobt.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Muegge-electronic GmbH durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Anwendung der innovativen Mikrowellentechnik als umweltfreundliche, ressourcenschonende und flexibel regelbare Beheizung von Extrudern und Compoundieranlagen. Angestrebt sind hierbei die Minimierung des Ressourcenverbrauchs und der Abfallmengen in der Prozesskette der Extrusion bei gleich bleibender oder verbesserter Wirtschaftlichkeit und Flexibilität der Prozesse. Neben der anlagentechnischen Entwicklung ist es auch ein zentrales Ziel des Vorhabens, durch Einsatz der Mikrowelle die prozesssichere und wirtschaftliche Verarbeitung von ressourcenschonenden Naturpolymeren, wie stärkebasierten und den holzgefüllten Polymeren, zu verbessern und hiermit diesen Materialien neue Anwendungsfelder zu erschließen. Hierzu wird in einem gestuften Entwicklungsansatz ein mikrowellenunterstützter Extruder aufgebaut. Die Untersuchungen beginnen dabei mit Versuchen zur Applikation von Mikrowellen an Extruderzylinder-Elemente. Durch Kombination dieser Elemente wird schrittweise ein Extruder aufgebaut und gegen Ende des Vorhabens auch mit den genannten Natur-Polymercompounds erprobt.
Das Projekt "Herstellung eines Adsoptivreinigers aus PA-Abfaellen im Extruder" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e.V. durchgeführt. In einem vorangegangenen Forschungsvorhaben war im Labormassstab ein Adsorptionsmittel zur Entfaerbung von Faerbereiabwaesser durch Modifizierung von PA-Abfall aus der Chemiefaser oder Kunststoffindustrie hergestellt und untersucht worden. Das Forschungsziel bestand in der Ueberfuehrung der Abbau- und Modifizierungsreaktion des PA auf einem handelsueblichen Extruder, um durch reaktive Extrusion den Adsorptivreiniger kontinuierlich herzustellen. Die reaktive Extrusion des Polyamids mit Diaminoalkanverbindungen ist gelungen. Nachteilig wirkt sich die Fluechtigkeit des Diamins aus, wodurch keine quantitative Umsetzung erhalten wurde. Im Ergebnis ist die Aufarbeitung von Polyamidabfaellen im Extruder moeglich, wobei ein Produkt entsteht, das zur Reinigung von Faerbereiabwaesser einsetzbar ist und somit in doppelter Hinsicht zum Schutz der Umwelt beitraegt.
Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Anwendung der innovativen Mikrowellentechnik als umweltfreundliche, ressourcenschonende und flexibel regelbare Beheizung von Extrudern und Compoundieranlagen. Angestrebt sind hierbei die Minimierung des Ressourcenverbrauchs und der Abfallmengen in der Prozesskette der Extrusion bei gleich bleibender oder verbesserter Wirtschaftlichkeit und Flexibilität der Prozesse. Neben der anlagentechnischen Entwicklung ist es auch ein zentrales Ziel des Vorhabens, durch Einsatz der Mikrowelle die prozesssichere und wirtschaftliche Verarbeitung von ressourcenschonenden Naturpolymeren, wie stärkebasierten und den holzgefüllten Polymeren, zu verbessern und hiermit diesen Materialien neue Anwendungsfelder zu erschließen. Hierzu wird in einem gestuften Entwicklungsansatz ein mikrowellenunterstützter Extruder aufgebaut. Die Untersuchungen beginnen dabei mit Versuchen zur Applikation von Mikrowellen an Extruderzylinder-Elemente. Durch Kombination dieser Elemente wird schrittweise ein Extruder aufgebaut und gegen Ende des Vorhabens auch mit den genannten Natur-Polymercompounds erprobt.
Das Projekt "Entgasen von Polymerschmelzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Verfahrenstechnik durchgeführt. Viele Polymerisations-Reaktionen werden in Gegenwart von Loesungsmitteln durchgefuehrt. Der chemische Umsatz der Komponenten erfolgt nicht immer vollstaendig. Die hergestellten Polymere enthalten noch Monomere, Oligomere, Abbau- und Zersetzungsprodukte sowie Loesungsmittel und weitere fluechtige Bestandteile. Dieser Anteil der fluechtigen Bestandteile im Polymer kann je nach Herstellprozess zwischen einigen Prozenten und bis zu 90 Prozent betragen. Bei hohen Anteilen an fluechtigen Komponenten muss das Polymer zunaechst aufkonzentriert werden. Loesungsmittel oder Monomere muessen aus wirtschaftlichen Gruenden in den Prozess zurueckgefuehrt werden. Fluechtige Bestandteile mindern auch bei Anteilen kleiner gleich 1 Prozent die Qualitaet des Produktes signifikant. Ziel des Forschungsprojektes ist es daher, in Experimenten alle die Entgasung von Polymeren beeinflussenden Stofftransportvorgaenge einzeln und unabhaengig voneinander einzustellen. Damit soll deren Beeinflussung durch die jeweils eingestellten Betriebsparameter erkannt werden. Aussagen ueber den Ablauf der Entgasung als Folge von Aenderungen der Betriebsparameter, wie z.B. Temperatur, Druck, Drehzahl usw. koennen damit gewonnen werden.
Das Projekt "Verarbeitung von Staerke zu Kunststoffartikeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Aachen, Laboratorium für Makromolekulare Chemie und Kunststofftechnologie durchgeführt. Ziel ist, einerseits Staerke aus verschiedenen Naturprodukten so aufzubereiten und durch Additive auszuruesten, dass dieser nachwachsende Rohstoff in gaengigen Verarbeitungsmaschinen wie Extrudern und Spritzgiessmaschinen zu Fertigartikeln verarbeitet werden kann, und andererseits die Optimierung und Auslegung der dazu notwendigen Verarbeitungstechniken. Ergebnisse: Staerke aus nachwachsenden Rohstoffen wie Mais oder Markerbsen wurde durch natuerliche Weichmacher und Trenn- bzw. Gleitmittel so modifiziert, dass eine gute Verarbeitbarkeit im konventionellen Einschneckenextruder sowie im Spritzgussverfahren gegeben ist. Die so hergestellten Fertigteile weisen gute mechanische Eigenschaften auf. Hergestellt wurden Artikel aus diesen Materialien fuer Anwendungen im Bereich der Gastronomie und im Verpackungssektor, da die Artikel nach Gebrauch kompostiert werden koennen.
Das Projekt "Entwicklung einer neuartigen Trocknerbeheizung mit intelligenter Steuerung zur Steigerung von Wirkungsgrad und Energieeffizienz in der Kunststoffindustrie - Entwicklung einer intelligenten Steuerung für eine Extruderbeheizung für maximale Energieeffizienz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Institut für Produktionstechnik und Logistik, Fachgebiet Umweltgerechte Produkte und Prozesse durchgeführt. Ziel ist die Substitution von elektrischer Wärmebereitstellung durch Gasbeheizung. Dies scheint aus primärenergetischer Sicht sinnvoll. Am Ende des Projektes soll ein Projekttyp entwickelt und gebaut worden sein. Ein Funktionstyp bestätigte die Möglichkeit der ausreichenden Wärmeübertragung durch das Medium Thermalöl.
Das Projekt "Echtzeitanalyse von Stofftransport-, Misch- und Reaktionsprozessen waehrend der Kunststoff-Extrusion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Polymerforschung Dresden e.V. (IPF) durchgeführt. Es wird in naher Zukunft kaum mehr erwartet, dass voellig neuartige thermoplastische Polymere synthetisiert werden koennen. Deshalb ist die Modifizierung bereits markteingefuehrter thermoplastischer Polymere ein Hauptweg fuer die Entwicklung von Kunststoffen mit speziellen und massgeschneiderten Verarbeitungs- und Werkstoffeigenschaften geworden. Die chemische und/oder physikalische Modifizierung von Polymeren in loesungsmittelfreien Kunststoffschmelzen (extrusion reaction) und deren Mischungen (reactive extrusion blending) ist gegenwaertig ein international in rascher Entwicklung befindliches Verfahren zur Diverisifizierung der Werkstoffeigenschaften und des Verarbeitungsverhaltens von thermoplastischen Kunststoffen zu insbesondere kleintonnagigen Spezialpolymeren. Die hohe Viskositaet der Kunststoffschmelzen verursacht jedoch eine starke Hinderung der Stofftransport- und Mischungsvorgaenge. Ueblicherweise muessen diese dann mechanisch erzwungen werden. Der in Forschung und Industrie etablierte Doppelschnecken-Extruder gilt fuer die Loesung solcher Aufgaben auch zukuenftig als die bevorzugte verfahrenstechnische Loesung in der kontinuierlichen Kunststoffaufbereitung. Nachteilig ist, dass auf Grund der hohen Schmelzdruecke ( kleiner 300 bar) und -temperaturen (kleiner 400 Grad Celsius) innerhalb solcher Extrusionsmaschinen eine weitestgehend massive und geschlossene Bauweise realisiert werden muss. Dadurch ist die direkte Verfolgung der chemischen und/oder physikalischen Prozessstufen innerhalb des Extruder-Verfahrensteils nur stark eingeschraenkt moeglich. Die derzeit vorherrschende off-line Analyse der modifizierten Schmelzen nach dem Austrag aus dem Extruder kann naturgemaess keine relevanten Informationen zum oertlichen und zeitlichen Ablauf der Modifizierungen innerhalb des Schmelzereaktors ergeben. Damit ist es derzeit meist schwierig, risikoreich und kostenintensiv, neue Extrusionsprozesse zu entwicklen bzw bekannte Aufbereitungsverfahren optimal zu fuehren oder stabile Produktionsqualitaeten zu garantieren. Die Forschungsarbeiten am IPF Dresden erbrachten im Jahr 1996 einen prinzipiellen und international beachtlichen Durchbruch auf dem Gebiet der Echtzeitanalyse von Stofftransport-, Misch- und Reaktionsprozessen innerhalb und entlang des Verfahrensteils von Schmelzreaktoren / Doppelschneckenextrudern. Dieser Durchbruch beruht auf der intelligenten und kreativen Kopplung von im wesentlichen eigenentwickelten ingenieurtechnischen (Mess- und Verfahrenstechnik) und naturwissenschaftlichen (Mess- und Analysentechnik) Loesungen. Die ingenieurwissenschaftliche Orginalitaet liegt in der Entwicklung eines speziellen Extruderbauteils.
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