Neue Durchlaufreinigungsanlage an der ETA-Fabrik

Anwendungsnahe Forschung im Projekt LoTuS

2022/08/30

Durchlaufreinigungsanlage mit modularer Trocknungszone

Zur Untersuchung und Validierung von Energieeffizienzmaßnahmen im Bereich der Bauteiltrocknung wurde im Rahmen des Forschungsprojekts LoTuS eine innovative Durchlaufreinigungsanlage entwickelt und in Betrieb genommen. Neben alternativen und modularen Trocknungstechnologien wurde eine thermische Vernetzung zur prozessinternen und -übergreifenden Abwärmenutzung umgesetzt. Aufgrund desthermischen Speicherpotenzials der Anlage wird im Rahmen des Projekts die Energieflexibilität ebenfalls untersucht.

Im Rahmen des durch das BMWK geförderten Projekts LoTuS (Leistungsoptimierte Trocknung und Sauberkeit) ist 2021 eine Durchlaufreinigungsanlage (DLRA) als Forschungsanlage zur energetischen Optimierung des Bauteiltrocknungsprozesses in die ETA-Fabrik eingezogen. Um die Themenschwerpunkte Abwärmenutzung, alternative Trocknungstechnologien, digitale Prozessüberwachung, u. a. realitätsnah zu erforschen, beschäftigte sich das Projektteam, gemeinsam mit dem Industriepartner, BvL Oberflächentechnik GmbH, sowie weiteren Technologielieferanten aus dem Projektkonsortium fast ein Jahr lang mit der Entwicklung innovativer Konzepte, die erstmals in die Konstruktion gingen.

Nach der Inbetriebnahme, zahlreichen Nachrüstungen und Versuchsreihen gehört die DLRA mittlerweile zum Inventar der ETA-Fabrik und wurde bereits in Führungen im Betrieb gezeigt sowie in studentischen Arbeiten untersucht. Neben zwei elektrisch beheizten Medientanks zur Bauteilreinigung und -spülung, die ein Energieflexibilitätspotential durch inhärente Energiespeicherung bieten, verfügt die Anlage über zwei Trocknungszonen mit modularer Trocknungstechnologie. Hier können neben der konventionellen Bauteiltrocknung mit Heißluft oder Vakuum auch alternative Trocknungstechnologien mit Infrarotstrahlung und Induktion bzw. deren Kombinationen energetisch untersucht werden.

Durch Abwärmenutzung kann der Leistungsbedarf weiter gesenkt werden, indem alle zu kühlenden Komponenten über einen maschineninternen Kühlwasserkreislauf gekühlt werden. Die fluidgebundene Abwärme kann somit durch die verbaute Kompressionskältemaschine thermisch aufgewertet und an die beheizten Medientanks abgegeben werden. Auch eine maschinenübergreifende Abwärmenutzung lässt sich hier umsetzen, da die Anlage nicht nur elektrisch versorgt wird, sondern auch thermisch über die zentralen hydraulischen Netze der ETA-Fabrik. So können einerseits die Medientanks mit Wärme aus dem Heißwassernetz versorgt werden und andererseits kann die DLRA überschüssige Abwärme an das Warmwassernetz abgeben.

Mit zwei Steuerungen werden die zahlreichen Aktoren aus Maschine und Versorgung geregelt und über 70 Sensorwerte mit verschiedensten Kommunikationsprotokollen ausgewertet und das ETA-Netzwerk kommuniziert. Zur gesteigerten Transparenz der Maschinenprozesse werden Datenpunkte in dem Energie-Monitoring-System angelegt und Benutzeroberflächen zur Steuerung und Überwachung erstellt. Mit einer breiten Datengrundlage bietet die DLRA auch Potential für Machine-Learning-Anwendungen – beispielsweise zur Betriebsoptimierung oder Implementierung von virtuellen Messstellen.

In der verbleibenden Projektlaufzeit bis Frühjahr 2023 werden die Anlagenprozesse weiter energetisch optimiert und die Forschungsfragen aus LoTuS anhand der DLRA bearbeitet. Neben dem Projekt LoTuS wird die DLRA auch bereits in anderen Forschungsprojekten untersucht und zur Anwendung bestehender Softwaretools genutzt.

Ihr Kontakt am PTW

Ghada Elserafi M. Sc. M. Sc.