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Entwicklung einer dezentralen Anlagentechnik zur wirtschaftlichen Reinigung mit flüssigem und überkritischem Kohlendioxid

InnoNet-Projekt IN0589 - KodiWasch. Abschlussbericht
 
: Bilz, M.; Mankiewicz, J.; Petermann, M.; Rebien, D.

Berlin: Fraunhofer IPK, 2011, II, 117 S
Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie BMWi
16IN0589-90
German
Report
Fraunhofer IPK ()
Industriereinigungsmittel; überkritisches Kohlendioxid; Verfahrenskombination; Teilereinigungsanlage; Hybridanlage; Ultraschallreinigung

Abstract
Es werden Erkenntnisse wichtige Erkenntnisse über die Reinigungsleistung und das Phasenverhalten von flüssigem und überkritischem Kohlendioxid, wie auch wesentliche Fortschritte bezüglich der industriellen Anwendbarkeit von Reinigungsanlagen auf Basis von flüssige CO2, insbesondere bei der Keimreduzierung oder der Entfernung partikulärer Verunreinigung, gesammelt. Es werden die Anlagenkonzepte zur Reinigung auf Basis der kontinuierlichen Hochdruckextraktion und das Konzept der elCO2 gegenübergestellt Im Wesentlichen unterschieden sich die Verfahren aufgrund der maximalen Druckbereiche und der zugrunde liegenden Prozessführung. Es sind die Stärken und Schwachen der Technologien gegenübergestellt. Die Betrachtung beider CO2-basierten Reinigungstechnologien zeigt die spezifischen Vor- und Nachteile der beiden Verfahrensvarianten. Die Reinigung mit flüssigem Kohlenstoffdioxid bietet gute Möglichkeiten zum Abtrag partikularer Verschmutzungen und anhaftender Öle. Vor allem die Kombination einzelner Reinigungsschritte ist in der Lage das Reinigungsergebnis zu optimieren. Die Reinigung mit überkritischem CO2 hingegen ermöglicht die Anpassung der Losemitteleigenschaften an die jeweilige Verunreinigung durch Parametnsierung von Druck und Temperatur. Die Kombination beider Verfahren liegt nahe. Ein Anlagenhybrid soll eine noch deutlich flexiblere und leistungsfähigere Reinigung mit Kohlendioxid ermöglichen. Durch die Zusammenführung der Verfahren soll ein noch breiteres Spektrum an Verunreinigungen abgereinigt werden können. Die im Innonet-Projekt "KodiWasch" erarbeiteten Erkenntnisse belegen, dass bei der elCO2-Reinigungsanlage gute Reinigungsergebnisse mittels der Flutreinigung erzielt werden. Diese ermöglicht ein hohes Maß an Badmechanik sowie das Entfernen partikulärer Verunreinigungen. Die Ultraschallreinigung erzielte bei angefüllten Bädern einen tiefenwirksamen Reinigungseffekt. Wie sich bei den Reinigungsversuchen gezeigt hat, besitzt auch die Drucksenkung die Fähigkeiten Verunreinigungen aus dem Reinigungsgut herauszutragen. Eine Kombination der beschriebenen Reinigungsverfahren mit Drucksenkungen und Drucksteigerungen nach dem Prinzip der Hochdruckextraktion kann eine verbesserte Anpassung an das Reinigungsproblem bewirken und damit gründlichere Reinigungsergebnisse ermöglichen. Die Möglichkeit zur temperaturstabilen Drucksenkung, durch die Nutzung von Aufwärmvorgängen bei unterschiedlichen Druckstufen, die eine Umwälzung von erhitzten CO2-Gas ermöglichen, ist im Hinblick auf die elCO2-Prozessführung einzigartig und sollte übernommen werden. Hierbei muss beachtet werden, dass Umwälzvorgänge wie die Aufwärmung und die Flutreinigung modular erweiterbare Reinigungsanlagen jedoch ausschließen. Hohe Systemdrucke verursachen bei großen Reinigungskammervolumina hohe Investitionskosten. Es wäre zu überprüfen, inwiefern eine kompakte Kleinanlage für Sonderanwendungen, Kleinserien oder Minderproduktionsmengen marktfähig wäre, die auf eine CO2-Rückgewinnung verzichtet.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-246710.html