Der kraftvolle Rhythmus des Lebens (in der Chemie)
07 Jun 2021
Den ganzen Juni über wird sich GEA im Rahmen des ACHEMA Pulse-Programms und unter dem Motto „Von der Innovation zum Wirtschaftsfaktor“ der vielseitigen chemischen Industrie widmen. Mit Technologien, die eine Schlüsselrolle bei der Senkung von Treibhausgasemissionen, der Prozessoptimierung und der Kreislaufwirtschaft spielen, um nur einige Aspekte zu nennen, zeigt das Unternehmen, wie durch das Beschreiten neuer Wege höhere Erträge, hochwertigere Produkte und energieeffizientere Systeme nur einen Schritt entfernt sind.
Früher galten Kreislaufwirtschaft oder Bioökonomie für viele Märkte, darunter die Landwirtschaft sowie der Konsum- und Business-to-Business-Sektor, praktisch nur als Orientierung und fernes Zukunftsziel. Heute ist der Ersatz petrochemischer Produkte durch nachwachsende Rohstoffe hingegen rentabel geworden, wenn sie als Grundlage für die Herstellung von Produkten mit höherem wirtschaftlichem Wert verwendet werden können. Die Herstellung von Biochemikalien durch Bioraffinerie beinhaltet beispielsweise die Umwandlung von pflanzlicher, mikrobieller, organischer Abfall- und Pilzbiomasse in verschiedene biobasierte Produkte und Komponenten für den Einsatz in einer Vielzahl von Sektoren, darunter die chemische Industrie. Mithilfe erneuerbarer Ressourcen verbessern ganze Industrien ihre CO2-Bilanz, indem sie neue Innovationen entwickeln, die den Einsatz von fossilen Rohstoffen reduzieren.
Die Lösungen von GEA decken nahezu jede Art von nachwachsenden Rohstoffen und industrieller Anwendung ab, darunter die effiziente Produktion von Biokraftstoffen, Biopolymeren und anderen biobasierten Chemikalien sowie Inhaltsstoffen und Zutaten für die Lebensmittel- und Futtermittelindustrie. Gemeinsam mit Kunden und verschiedenen Arbeitsgemeinschaften arbeiten wir an der Entwicklung und Prüfung von Bioraffinationsprozessen und -anlagen: für die Herstellung von Säuren aus nachwachsenden Rohstoffen, die als Bausteine für Biokunststoffe verwendet werden sollen, für die Nutzung von Mikroalgen in Biopestiziden und Futtermitteln, die Herstellung von Kautschuk aus Löwenzahn, die Produktion von Insektenprotein, die Nutzung von Abfallströmen aus der Lebensmittelproduktion und noch vieles mehr. So umfasst unser Portfolio, von der Fermentation bis zur nachgelagerten Verarbeitung, Zentrifugalseparatoren, Membranfiltrationsanlagen, Verdampfer, Kristallisatoren, Destillationsanlagen und Fließbetttrockner zur Produktisolierung und -reinigung, Konzentration und Trocknung.
Zum Beispiel Kunststoffe: Kostengünstig in der Herstellung und äußerst vielseitig, können sie in nahezu jede Form und für jeden Zweck gespritzt, gepresst, geblasen oder geformt werden. Obwohl die meisten Kunststoffe aus fossilen Brennstoffen wie Erdöl und Kohle hergestellt werden, ist es dank wissenschaftlicher Fortschritte in den letzten Jahren möglich geworden, sie aus nachhaltigen, pflanzlichen Quellen (oder Rohstoffen) herzustellen, z. B. aus Zuckerrohr, Kartoffelstärke, Zellulose (Holz), Mais, Soja, Altspeisefetten und anderen Lebensmittel- und Landwirtschaftsabfällen.
Neue Prozesse zur Umwandlung von Biomasse in Biopolymere und Biokunststoffe sind auf effiziente, zuverlässige Technologien und Prozessanlagen angewiesen. Als weltweit führendes Unternehmen in der weißen Biotechnologie ist GEA auf diesem Gebiet führend und arbeitet seit mehr als einem Jahrzehnt mit der Biokunststoffbranche zusammen. Hierdurch können Anlagen und Technologien entwickelt, getestet und optimiert werden, die es der Industrie ermöglichen, Forschungs- und Pilotprozesse in eine tragfähige kommerzielle Produktion zu überführen. Die Produktion von Milchsäure aus pflanzlichen Quellen, aus denen dann Polymilchsäure (PLA), eine biologisch abbaubare und nachhaltige Alternative zu Polyethylenterephthalat (PET), hergestellt wird, ist ein gutes Beispiel dafür.
Wichtig in diesem Zusammenhang: GEA arbeitet mit Unternehmen zusammen, um Prozessprobleme zu lösen, die Effizienz zu verbessern und aus innovativen Konzepten industriell nutzbare Prozesse zur Herstellung von Biokunststoffen und anderen biobasierten Produkten zu machen. Jede Lösung ist darauf ausgelegt, Energie und Wasser einzusparen, überschüssige Wärme zurückzugewinnen sowie Abfall und Emissionen so weit wie möglich zu reduzieren, damit nachhaltige Produkte mit nachhaltigen Technologien hergestellt werden.
Motor der grünen Revolution
Die modernen Lithiumbatterien von heute versorgen Medizin-, Verbraucher- und Industrieelektronik mit Strom. Aber erst der Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien in Elektro- und Hybridfahrzeugen der nächsten Generation hat diesem leichten, silbrigen Metall im englischen Sprachraum den Beinamen „White Petroleum“ (weißes Erdöl) eingebracht. Zweifelsohne wird der Markt für Lithium aufgrund der steigenden Nachfrage nach E-Fahrzeugen explodieren. Allerdings kommt das leichteste Metall, das auf der Welt bekannt ist, nicht als reines Element in der Natur vor. Es ist in den Gesteinen und Mineralsalzen unterirdischer Salzseen eingeschlossen oder wird aus Spodumen-, Petalit- und Lepidolith-Mineralvorkommen in Vulkangestein gewonnen.
Um diese Probleme in der Wertschöpfungskette zu lösen, hat GEA Verdampfungs-, Kristallisations- und Trocknungstechnologien entwickelt – der Schlüssel zur Gewinnung von Lithium aus Solekonzentraten oder aus Spodumen. Unser Portfolio umfasst Fällungs- und Membranfiltrationssysteme zur Entfernung von Verunreinigungen, Fest-Flüssig-Zentrifugaltrennung, Konzentration und Reinigung sowie Fließbetttrocknung (auch als Wirbelschichttrocknung bezeichnet) für Lithiumsalzverbindungen. Darüber hinaus kennt sich GEA auch bestens mit der Sprühtrocknung von Pulver in Batteriequalität für fortschrittliche Lithium-Batterie-Materialien aus.
Und obwohl es bei der Sprühtrocknung von Lithium-Ionen-Batterie-Materialien keine Universallösung gibt, passen die bei GEA für Pulvertechnik zuständigen Ingenieure die jeweilige Lösung an jede Anwendung an. Des Weiteren führen sie umfassende Tests in Pilotanlagen durch, um sicherzustellen, dass ein Prozess Pulver von gleichbleibend hoher Qualität liefert.
GEA genießt einen exzellenten Ruf und verfügt über ein breites Portfolio für die Herstellung und Verarbeitung von Lithium, angefangen bei der Veredelung der Zwischenprodukte direkt nach dem Abbau bis hin zum fertigen getrockneten Pulver. Wir unterstützen Kunden rund um den Globus mit Anwendungen zur Lithiumkonzentration, Salzkristallisation und -reinigung, Entfernung von Verunreinigungen, Fließbett- und Sprühtrocknung, Rückgewinnung von Nebenprodukten und Prozessentwicklung für die Wiederverwertung von Lithium.
Spare in der Zeit, so hast du in der Not
Wasser ist – überall auf der Welt – zu einer kostbaren Ressource geworden. Wie wir damit umgehen, ist für die Gesellschaft eine immer wichtigere Frage und Sorge. Viele Unternehmen bohren Brunnen und pumpen große Mengen Grundwasser ab, um ihren Bedarf an Prozesswasser zu decken. Doch die Regierungen räumen der Nutzung von Grundwasser als Trinkwasser zunehmend Vorrang ein, erheben hohe Steuern oder verweigern Unternehmen den Zugang zum Grundwasser. Ein Problem, nicht nur für Chemieunternehmen, sondern auch für andere Branchen, etwa die Entsorgungs-, Metall- und Textilindustrie.
Die Verdampfung von Abwasser kann teuer und energieintensiv sein, muss es aber nicht. Manche Unternehmen entscheiden sich dafür, das Abwasser zu verdampfen, weil es die einzige machbare Option ist. Aber die Abwasserfrage ist nur ein Aspekt. Hersteller können ihre Investition tatsächlich innerhalb von 3 bis 5 Jahren wieder hereinholen, wenn sie das Kondensat als Prozesswasser wiederverwenden. Da Anlagen von GEA sehr robust sind und für eine Generation oder mehr gebaut werden, kann der Energieverbrauch bei der Verdampfung mit thermischer und mechanischer Brüdenverdichtung (MBV) deutlich reduziert werden.
Thermische Trennanlage von GEA
Ein wichtiger Aspekt ist jedoch die Zusammensetzung des Abwassers. Es muss gründlich getestet werden, damit die richtigen physikalischen Parameter berücksichtigt werden und die entsprechende Lösung richtig umgesetzt werden kann. Unsere Kunden profitieren von GEAs Netzwerk aus professionell ausgestatteten Testzentren, Laboreinrichtungen und Pilotanlagen, die es uns ermöglichen, sie bei der Prüfung verfügbarer Lösungen zu unterstützen und die Einsparungen mit den Investitions- und Energiekosten zu vergleichen.
GEA hat große Erfahrung im Bereich Trenntechnik für die Lebensmittel-, Pharma- und Chemieindustrie mit ihren strengen Normen und Standards und ist gut aufgestellt, um Unternehmen aus einer Vielzahl von Branchen zu beraten. Warum dies so wichtig ist? Nach Schätzungen der UNO fließen 80 Prozent des weltweiten Abwassers ohne Aufbereitung oder Wiederverwendung in das Ökosystem zurück und jedes Jahr sterben weltweit 3,6 Millionen Menschen an wasserbedingten Krankheiten. 84 Prozent davon sind Kinder. Mehr noch: Vier von zehn Menschen sind von Wasserknappheit betroffen. Die UNO geht davon aus, dass bis 2025 1,8 Milliarden Menschen in Ländern oder Regionen mit absoluter Wasserknappheit leben werden.
GEA lässt nichts unversucht, um zu verhindern, dass dies zu einer sich selbst erfüllenden Prophezeiung wird: Das Unternehmen hat in ganz Indien zahlreiche Klärschlammdekanter für Abwasseraufbereitungsanlagen für Industrieabwässer und den kommunalen Abwassersektor bereitgestellt. In Irland trägt die Entwässerungstechnik von GEA dazu bei, Betriebskosten zu senken. Der damit produzierte Schlamm ist 10–15 Prozent trockener und kann daher günstiger transportiert werden. Eine weitere Option: die Wiederverwendung … als Dünger für die Landwirtschaft. Und in Mexiko hat GEA den Auftrag für die Planung und den Bau einer ZLD(Zero Liquid Discharge)-Abwasseraufbereitungsanlage für ein Kraftwerk in Ciudad Juárez erhalten – für eine komplett abwasserfreie Produktion. Und das ist nur die Spitze des sprichwörtlichen Eisbergs!
Erinnern Sie sich noch an den Kunststoff, über den wir eingangs gesprochen haben? Hier schließt sich der Kreis. In Kombination mit strengeren Recycling- und Produktionsanforderungen ist recyceltes PET (rPET) mittlerweile in größerem Umfang verfügbar und zeichnet sich durch einen wettbewerbsfähigeren Preis aus. Viele Unternehmen, die rPET produzieren und nutzen, vertrauen bei der Aufbereitung ihres Prozesswassers auf die Zentrifugentechnik von GEA und stellen damit sicher, dass sie die geltenden Qualitäts- und Umweltschutzstandards einhalten und ihre Betriebskosten gleichzeitig senken.
Düngemittelproduktion
Düngemittel spielen hier eine wichtige Rolle. Aber es muss ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Inputs und Outputs wie Nitratgehalt im Grundwasser, Treibhausgasemissionen, Bodenverschmutzung usw. gefunden werden. Aus diesem Grund suchen aktuell viele Landwirte nach wasserlöslichen Formulierungen hoher Reinheit, z. B. Monoammoniumphosphat (MAP). Bei der Herstellung von MAP wird in der Regel Phosphorsäure als Ausgangsprodukt verwendet. GEA hat jedoch eine bahnbrechende Lösung zur Herstellung von hochwertigem, löslichem MAP-Dünger entwickelt und implementiert, die den Zukauf von gereinigter Phosphorsäure und/oder die Integration einer zusätzlichen Reinigungslinie überflüssig macht.
