Teilereinigung mit flüssigem CO₂ bietet Rationalisierungspotenziale

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Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

Prozessmedien wie teure Produktionsöle können lösemittelfrei entsorgt oder wiederverwendet werden. Die Teilereinigung mit komprimierten CO₂ bietet somit Potenzial zur Kostenreduzierung [3]. Außerdem lässt sie sich für temperatur- und feuchtigkeitsempfindliche Produkte nutzen.

Investitionsaufwand für Teilereinigung mit CO₂ nicht unterschätzen

Ungeachtet der genannten Vorteile stellen Prozess- und Anlagentechnik aufgrund der hohen Systemdrücke einen nicht zu unterschätzenden Investitionsaufwand dar. Auf die hohen Anlagenkosten wird im Anlagenbau in der Regel mit kleinen Kammervolumen bei der Teilereinigung reagiert. Die klassische Hochdruckextraktion ist sehr gut hinsichtlich Druck und Temperatur einstellbar, kann jedoch aufgrund der zugrunde liegenden Prozessführung nur ein sehr geringes Maß an Badmechanik nutzbar machen, was die Entfernung von partikulären Verunreinigungen erschwert.

Auf diese Schwächen wurde im Rahmen des Projekts Kodiwasch mit einem Anlagenprototypen reagiert, der ausschließlich mit unterkritischem flüssigen CO₂ bei 56 bar Druck und 20 °C Medientemperatur arbeitet und so auch größere Kammerdurchmesser zulässt (Bild 2). Anlagenhersteller ist die Amsonic Precision Cleaning SA, Biel (Schweiz).

Versuchsreihen zeigen Möglichkeiten der Teilereinigung mit CO₂

Über die Leistungsfähigkeit der Anlage gaben Versuchsreihen im Projektverlauf Aufschluss. Dabei standen die Identifikation der Materialempfindlichkeit, der Löslichkeit filmischer Kontaminationen, die Leistungsfähigkeit unterschiedlicher Badmechanismen sowie die Möglichkeit zur Keimreduzierung im Vordergrund. Der innerhalb des Projekts am Fraunhofer IPK verwendete Anlagenprototyp verfügt über eine 90-l-Reinigungskammer.

Für den Reinigungsvorgang lässt sich eine Anzahl aufeinanderfolgender Bäder für Prozesse nutzen, in denen bei gleichzeitiger Rotation des Waschkorbes eine Spritzreinigung mit flüssigem CO₂, das Einblasen von CO₂-Gas zur Bewegung des flüssigen Kohlendioxids oder die Anregung des flüssigen CO₂ mittels Ultraschall möglich ist. Das verwendete Kohlendioxid kann bis auf geringe Verlustmengen zurückgewonnen werden.

Gute Resultate bei Spritzreinigung mit Kammerdurchflutung erzielt

Die grundlegenden technologischen Untersuchungen an der Ruhr-Universität Bochum und die Reinigungsversuche am Fraunhofer IPK zeigen die Tauglichkeit des CO₂-Verfahrens bei der Entfernung von filmischen Produktionsrückständen, zum Beispiel von Stanzölen, Inhibitoren oder Rückständen anderer Reinigungsmittel. Als besonders leistungsstark hat sich dabei die Spritzreinigung mit flüssigem Kohlendioxid herausgestellt. Bei dieser wird die Reinigungskammer über mehrere Druckleitungen durchflutet und so auch die Entfernung partikulärer Verunreinigungen ermöglicht.

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