Region Düsseldorf - die Bedeutung industrieller Weiterentwicklung

Wirtschaft : Region Düsseldorf - die Bedeutung industrieller Weiterentwicklung

Das Bundesland Nordrhein-Westfalen zählt zu den bedeutenden Standorten der deutschen Industrie. Mehr als ein Drittel der wichtigsten deutschen Unternehmen in den Bereichen Industrie, Handel und Dienstleistungen haben ihren Sitz in der Region Rhein-Ruhr.

Innovation in vielen Bereichen der Industrie

Innovative Entwicklungen im Industriebereich sollen dafür sorgen, dass die Wirtschaft in der Region Düsseldorf auch in Zukunft leistungsfähig und stabil bleibt. Die anspruchsvolle Aufgabenstellung erfordert vor allem im industriellen Bereich ein Umdenken sowie die Erarbeitung individueller Konzepte. Um Produktions- und Investitionskosten langfristig zu senken, müssen Entscheidungen getroffen werden, die alle funktionalen Komponenten berücksichtigen. Während in der industriellen Rührtechnik bislang traditionelle Universalrührer eingesetzt wurden, sollen in Zukunft zunehmend Organe, die speziell für die jeweiligen Aufgaben weiterentwickelt und optimiert wurden, zum Einsatz kommen. In diesem Zusammenhang wird nicht mehr vom Rührwerk, sondern vom Rührsystem gesprochen. Individuelle branchenspezifische Lösungen in den verschiedenen Bereichen sind für die Industrie Nordrhein-Westfalens von erheblicher Bedeutung, indem Zukunftschancen verbessert und neue Projekte erschlossen werden können. In industriellen Bereichen, in denen Rührwerke zum Einsatz kommen, werden diese gemeinsam mit allen Komponenten als funktionale Einheit betrachtet. Die Wirtschaftlichkeit von Produktionsverfahren kann nur durch punktgenaue Optimierungen erhöht werden. In der Prozessindustrie wird seit Langem über Lösungen nachgedacht, die aus neuen Herausforderungen resultieren. Der Einsatz von Apparaten, die außerhalb des Gültigkeitsbereichs bestimmter Auslegungskriterien liegen, ist allerdings fraglich. Für großtechnische Anwendungen im Bereich tierischer oder Nutzungpflanzlicher Zellkulturen, werden zunehmend Rührsysteme, mit denen extrem niedrige Leistungseinträge realisierbar sind, benötigt. Moderne Konzepte zur Prozessintensivierung erfordern oft die Durchführung mehrerer Aufgaben an einer Maschine, sodass es immer wieder zu spezifischen Mischproblemen kommt, die ohne komplexe Sonderbauformen nicht lösbar sind.

Lösungsansätze für industrielle Herausforderungen

Vor diesem Hintergrund ist zu verstehen, dass die Entwicklung neuer Rührsysteme zu den wichtigsten industriellen Aufgaben zählt, damit eine Intensivierung individueller Rührprozesse erreicht werden kann. Aufgrund der gegenwärtigen Ausrichtung der wissenschaftlichen Forschung im Bereich Mischtechnik ist davon auszugehen, dass in naher Zukunft die Implementierung moderner Simulationsverfahren vorangetrieben werden kann. Mischtechnik Experten aus Deutschland haben einen entscheidenden Anteil an dieser Entwicklung. Die Erarbeitung individueller Lösungen in den Bereichen Mischtechnik und Blechbearbeitung zählt zu den Aufgaben dieses auf Rühr- und Mischtechnik spezialisierten Unternehmens. In der Vergangenheit war die Rührtechnik durch den Einsatz einfacher, universell einsetzbarer Standardrührorgane geprägt. Zu den Rührern gehörten Anker für viskose Anwendungen sowie Maschinen wie die Scheibenrührer. Der Grund für die Popularität komplexer Rührsysteme bestand in der hohen Anwendungssicherheit, da strömungstechnische Kennwerte vielfach untersucht und bewährt waren. Darüber hinaus erwiesen sich die einfachen Geometrien dieser Apparate als günstig für die Gittergenerierung bei Strömungssimulationen. In puncto Wirtschaftlichkeit und Kosteneffizienz wiesen solche Rührsysteme allerdings Schwächen auf. Aufgrund ungünstiger hydraulischer Kennwerte von Blatt- und Scheibenrührern sowie mangelhafter Leistungs- und Radialkraftbeiwerte wurde ersichtlich, dass bedingt durch hohe Kräfte und Drehmomente von insgesamt kostenintensiven Rührwerkslösungen auszugehen ist. In der industriellen Praxis wird deshalb zunehmen auf individuelle Lösungen gesetzt, die standardisierte Prozesse ersetzen oder ergänzen sollen. Dabei ist der Einsatz von Rührorganen, die spezifisch für eine Grundrühraufgabe entwickelt wurden, vorstellbar.

Mehr Wirtschaftlichkeit durch Verbesserung wichtiger Prozesse

Eine weitere Alternative ist die Anpassung von Rührern an einzelne Prozesse oder Prozessschritte. In diesem Zusammenhang müssen alle funktionalen Komponenten wie die Behälter selbst sowie die Stromstörer, Wärmetauscher und Einspeisevorrichtungen im Behälter in ihren Wechselwirkungen mit den Rührorganen einbezogen werden. Das übergeordnete Ziel dieser Maßnahmen besteht in der Senkung von Produktions- und Investitionskosten. Darüber hinaus sollen die Stabilität der Produktionsprozesse sowie die produzierbare Qualität gesteigert werden. Die präzise Reaktionsführung moderner Anlagen führt zu weniger Rohmaterialverbrauch und Abfall, sodass Ressourcen gespart und die Umwelt geschont werden können. Da bei modernen Apparaten mit geringem Verschleiß zu rechnen ist, entsteht ein niedrigerer Wartungs- und Reinigungsaufwand. Die wirtschaftliche Produktion von Chemikalien sowie basierender Handelsgüter stellt die größte Herausforderung für die moderne Mischtechnik dar. In der Rührtechnik will man diesen hohen Anforderungen mit individuell angepassten Rührsystemen begegnet. Nur wenn alle funktionalen Bauteile innerhalb eines Rührbehälters optimal aufeinander abgestimmt und die Rührorgane auf die jeweiligen Rühraufgaben hin konzipiert sind, ist die Wirtschaftlichkeit der Misch- und Rührprozesse gewährleistet. Nach wie vor basiert die Auslegung solch komplexer Systeme allerdings auf theoretischen Grundlagen von Strömungs- und Verfahrenstechnik sowie auf dem empirischen Wissen von Geräteherstellern. In Labor- und Pilotversuchen wird indessen mit modernen Tools wie Strömungssimulationen (CFD) und Festigkeitsberechnungen (FEM) gearbeitet, um die Entwicklung moderner Mischtechnik zu ergänzen. Im kommenden Jahrzehnt sollen auch numerische Vollmodelle von Reaktoren eingesetzt werden, die unter Einbezug hydrodynamischer, kinetischer sowie thermodynamischer Randbedingungen zusätzlich wertvolle Informationen liefern könnten. Das Ziel der modernen Mischtechnik besteht darin, zukünftig nicht nur herkömmliche Standardverfahren abzudecken, sondern zunehmend individuelle Lösungen zu ermöglichen. Zu den speziellen Verfahren, die für eine wirtschaftliche Weiterentwicklung notwendig sind, gehören beispielsweise das Rühren bei Temperaturen bis zu 300 °C sowie das Rühren im Vakuum und das Rühren mit Überdruck, das beispielsweise zur Initialisierung von Reaktionen erforderlich ist. Moderne Misch- und Rührgeräte können dazu in fast allen Branchen eingesetzt werden.