Entwicklung eines Gegenstromkolonnensystems mit gesteuerter adaptiver Emulgatoren-Kombinatorik und integrierter katalytischer Vor-Oxidation zum Abbau hydrophober Lösemittel aus Abgasströmen (GEKKO)
In der mittelständischen Lackierindustrie entstehen erhebliche Mengen flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs), die eine erhöhte gesundheitsschädliche Wirkung aufweisen. Um die Gefahren für Mensch und Umwelt zu minimieren, gibt die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) in Verbindung mit der 31. Bundes-Immissionsschutzverordnung (BImSchV) klare Emissionsgrenzwerte vor. Ähnliche gesetzliche Regelungen existieren auch in anderen europäischen Ländern und verpflichten dazu, Lackierabgase vor ihrer Freisetzung in die Umwelt zu reinigen.
Die (NM)VOC-Emissionen durch die Verwendung von Lacken und Reinigungsmitteln in Industrieprozessen konnten bereits mit geringerem Lösemittelgehalt und durch die teilweise Umstellung auf wasserbasierte Systeme vor allem in Lackierereien, Druckereien und metallverarbeitenden Betrieben seit 1990 mehr als halbiert werden. Der prozentuale Anteil an den Gesamtemissionen stieg im Zeitraum von 1990 bis 2022 jedoch, da die Minderung gegenüber den anderen Quellkategorien nur unterdurchschnittlich ausfiel.
Zielsetzung und Ansatz des Projekts
Ziel des Vorhabens der Hochschule Weihenstephan Triesdorf (HSWT) in Kooperation mit IDS Miesbach GmbH ist die Entwicklung eines Gegenstromkolonnensystems zur effizienten Umwandlung hydrophober Lösemittel in Abgasströmen zu wasserlöslichen Verbindungen durch gesteuerte adaptive Emulgatoren und Lösevermittler Kombinatorik und integrierter katalytischer Vor-Oxidation. Dadurch wird deren biologischer Abbau in Biorieselbettreaktoren ermöglicht und gleichzeitig die Klimabilanz durch den Verzicht auf fossile Energieträger (thermische Nachverbrennung) deutlich verbessert.
Der innovative Ansatz des Gesamtprojekts umfasst die gezielte und gesteuerte Kombination von Lösevermittler und Emulgatoren wie Rhamolipide, PEG-Derivaten und Lecithinen, die in einer modular konstruierten Gegenstromkolonne dosiert und eingeleitet werden. Die Kolonnen sollen so konzipiert werden, dass sie parallel oder hintereinandergeschaltet werden können, um die Stoffaustauschfläche zu maximieren. Eine dynamische Dosierung von Emulgatoren, Flüssigkeiten und optional biologisch abbaubarem Öl soll in Echtzeit eine präzise Anpassung an die jeweilige Zusammensetzung des Abgasstroms ermöglichen.
