Ökonomisch effizient und umweltverträglich

Mit stabiler Produktionsplanung und modernen Anlagen umweltverträglich und ökonomisch produzieren

Die kautschukverarbeitenden Anlagen können einen wesentlichen Beitrag für den Umweltschutz leisten. Jedoch muss auch der Betreiber der Anlagen durch Wartung, Produktionsplanungen und Schulung des Personals zum energiesparenden Betrieb dieser Anlagen beitragen. Die bereits vorhandenen Möglichkeiten in Hinsicht auf eine Green Rubber Industry sind aus Sicht eines Maschinenbauunternehmens bereits vielfältig. Betrachtet man die Gesamtkosten der Produktion, darunter Rohstoff- und Energiekosten sowie die Kosten über die Anlagenlebensdauer rechnet sich die Investitionen in moderne Anlagen. Mit einem steigenden Interesse an ressourcenschonenden Technologien ist daher zu rechnen.

Der Ausschuss eines NR-Produktes, entstanden in der Extrusionslinie, enthält die Umweltbelastungen aus der Gewinnung im Ursprungsland, die Energie für den Transport vom Ursprungsland bis an den Ort der Verarbeitung, den Energieaufwand für die Mischungsherstellung sowie die in der Extrusionslinie aufgenommene Energie. Alle diese aufgezählten Punkte kosten nicht nur den Verarbeiter Geld, sie belasten auch die Umwelt, ohne dass nun das Gutprodukt hergestellt wurde. Eventuell ist ein Recycling des Ausschussproduktes möglich, dann können wirtschaftlicher Schaden und Umweltbelastung reduziert werden.
Der Nachhaltigkeitsgedanke kann von einem Maschinenbauunternehmen auf zwei verschiedene Weisen interpretiert und umgesetzt werden. Zum Einen müssen die Maschinen und Anlagen in der Lage sein, neue und in ihrer Verwendung umweltfreundliche Produkte herstellen zu können. Zum Anderen kann ein Maschinenbauunternehmen - unabhängig von dessen Produktpalette - auch dem Hersteller von Kautschukartikeln helfen, seine Produkte umweltfreundlicher zu produzieren.

Maschinen und Anlagen für innovative Produkte
Die Herausforderungen für den Maschinenbau kommen hier zum Beispiel aus veränderten oder neuen Kautschukmischungen für optimierte Eigenschaften der Produkte. In den letzten Jahren waren es die in der Reifenfertigung immer stärker eingesetzten Silica-Mischungen, heute sind es weiterentwickelte Mischungen, zum Beispiel um die ab 01.07.2012 geltenden Anforderungen der EU-Verordnung 1222/2009 zu erfüllen. Durch die Auslegung geeigneter Schnecken kann die Verarbeitbarkeit neuer Mischungen wirtschaftlicher werden. Das Reduzieren der Mischungstemperatur in der Extrusion erhöht dabei nicht nur den Ausstoß bei Einhaltung der Temperaturgrenze. Damit vermindert sich auch der Energieeintrag je Masseeinheit. Gleichzeitig mit der Verbreitung der Silica-Mischungen ist das Problem der statischen Aufladung entstanden, weil die Karosserie nicht mehr entladen werden kann. Ein Lösungsansatz der Reifenindustrie ist der „Chimney" als zusätzliche Komponente im Tread-Profil, der teilweise über eine zusätzliche Komponente ausgebildet wird. Als Hersteller von Extrusionsaggregaten für die Reifenindustrie muss eine Lösung für die Herstellung der fünften Komponente gefunden werden, optimalerweise eine Lösung, die sich auch an bereits laufenden Anlagen nachrüsten lässt. Mit dem als x+1 bezeichneten System lassen sich diese technischen Anforderungen einer zusätzlichen Komponente realisieren. Verfahren, wie beispielsweise die sequentielle Co-Extrusion als Ersatz für die Metallbänder in Dichtungsprofilen können ebenfalls zur Herstellung von umweltfreundlichen Produkten beitragen. Solche Profile sind unabhängig vom Einsatzzweck (mobil, stationär) besser rezyklierbar, im automobilen Einsatz durch das geringere Gewicht gegenüber der Standardlösung geeignet Kraftstoff zu sparen.

Weniger Umweltbelastung durch eine stabile Produktion

Wenn es um die Verminderung der Umweltbelastung durch moderne Maschinen geht, so ist zunächst zu fragen: Welche Belastung ist nicht vermeidbar? Sicher nicht vermeidbar ist die Enthalpieerhöhung, um den Kautschuk im kontinuierlichen Prozess von Raumtemperatur auf die Verarbeitungstemperatur zu bringen, bei der er sich entsprechend den Qualitätsanforderungen ausformen lässt. Ebenso unvermeidbar ist die weitere Enthalpieerhöhung für die (soweit möglich) kontinuierliche Vulkanisation des Produktes. Abschließend ist auch die Kühlung des Produktes, wo die zuvor eingebrachte Energie wieder abgeführt werden muss, notwendig. Unterbrechungen des kontinuierlichen Gut-Prozesses, zum Beispiel durch Störungen oder Produktwechsel, führen zu Energieverbräuchen, die für die Produktion des Produktes selbst nicht notwendig sind.

Auch im Stand-By benötigt eine Anlage Energie. Extruder und Köpfe werden auf Temperatur gehalten, ebenso Vulkanisationsanlagen wie Heissluftkanäle und Salzbäder. Dabei gibt es immer Wärmeverluste, die wieder durch Energiezufuhr ausgeglichen werden müssen. Antriebe laufen, ohne jedoch ein Gutprodukt zu transportieren, Antriebe mit Umrichter haben eine Grundlast, selbst wenn der Motor sich nicht dreht Bei längeren Unterbrechungen oder bei Produktwechsel müssen Kautschuke aus dem Kopfbereich entnommen werden, können bestenfalls wiederverwertet werden. Ausschussproduktion enthält ebenfalls Energie und Abfall, sofern nicht wieder zu verwerten.
Neben dem Einsatz energiesparender Antriebe ist daher besonders eine stabile Produktion mit geringen Ausschussraten, kurzen Anfahr- und Abfahrzeiten ressourcenschonend. Eine entsprechende Ausstattung und/oder Automatisierung der Anlagen kann zu verringerten Stillstandszeiten, verringerten Ausschussmengen und zu geringerem Personaleinsatz führen. Beispielhaft für einen solchen Prozess ist die automatische Zentrierung eines Schlauches mit Hilfe eines Regelkreises zwischen Wandstärkenmessgerät und automatisch verstellbarem Extrusionskopf. Dieses System kann, bei gleichzeitig verringertem Personalaufwand, zu kurzen Anfahrzeiten mit geringen Mengen Anfahrschrott und einer stabilen Produktion mit geringen Ausschussraten beitragen. Möglicherweise können bei Verwendung dieses Systems die Wandstärken um bisherige Sicherheitszuschläge reduziert werden, wodurch ein weiterer erheblicher Einspareffekt an Energie und Mischung entsteht.
Ein anderes Beispiel für mögliche Energieersparnis in einem kontinuierlichen Prozess ist das Strainern von Kautschukmischungen. Dieses kann entweder zentral, meistens im Mischsaal, oder aber direkt vor dem Prozessextruder dezentral mit einem kalt gefütterten Zahnrad-Extruder durchgeführt werden. Dieser Zahnrad-Extruder arbeitet nach dem Prinzip der Zahnradpumpe, wobei im Einzugsbereich zwei Fütterzahnräder vorgeschaltet sind. Im Gegensatz zum zentralen Strainern wird die Mischung nach dem Strainern nicht wieder abgekühlt, sondern direkt über eine kleine Tänzerschlaufe in den Extruder der Profillinie geführt. Das Energieniveau der Mischung bleibt so weitestgehend erhalten. Durch diese Verarbeitung in einer Wärme entfällt das Kühlen nach dem Strainern sowie ein Teil der Enthalpieerhöhung auf Verarbeitungstemperatur.

Umweltverträgliche Mischungen

Teilweise werden in der Kautschukverarbeitung auch Substanzen eingesetzt, die nicht umweltverträglich sind. Hierzu gehören die Salze, die in Salzbadanlagen für die peroxydische Vernetzung von Kautschuken benötigt werden. Diese Salze werden von dem Produkt aus dem eigentlichen Salzbad herausgetragen und konzentrieren sich in den nachfolgenden Kühlbädern / Waschstrecken auf. Eine Salzrückgewinnungsanlage kann hier eingesetzt werden, um das Salz für den Prozess im Salzbad zurückzuführen und gleichzeitig die Belastung des Kühlwassers zu reduzieren.

Viele Akteure und Maßnahmen tragen zum Ziel bei

Die Anlagen können einen wesentlichen Beitrag für den Umweltschutz leisten, aber auch der Betreiber dieser Anlagen muss durch Wartung, Produktionsplanungen und Schulung des Personals zum energiesparenden Betrieb dieser Anlagen beitragen. Um den Energieverbrauch zunächst überhaupt erfassen zu können, werden heute bereits Anlagen mit Messgeräten zum Ermitteln des elektrischen Energiebedarfes ausgestattet.
Die bereits vorhandenen Möglichkeiten in Hinsicht auf eine Green Tire Industry sind aus Sicht eines Maschinenbauunternehmens bereits vielfältig. Natürlich ist die Nutzung der modernen Möglichkeiten mit einem höheren Invest verbunden, als der Einsatz konventioneller Technologie. Heute überwiegt noch häufig der Kostenaspekt - der geringere Invest wird bevorzugt. Erste kautschukverarbeitende Betriebe betrachten mittlerweile jedoch auch die Gesamtkosten der Anlagen über deren Lebenszeit oder beobachten den Energieverbrauch ihrer Anlagen. Mit einem steigenden Interesse an ressourcenschonenden Technologien ist also zu rechnen.