Modernste Technologie für Biokunststoff
Herkömmliche Kunststoffe sind in der Regel biologisch nicht abbaubar. Auf der Basis von Polymilchsäure (PLA) lässt sich jedoch eine nachhaltige, biologisch abbaubare Alternative zu Polyester und Co herstellen. Sulzer hat das Prozess-Know-how und die Ausrüstung zur Herstellung von PLA.
Herkömmliche Kunststoffe werden, wenn überhaupt, nur über einen sehr langen Zeitraum biologisch vollständig abgebaut. Die Mikroorganismen sind nicht in der Lage, die Materialien in organische Bestandteile zu zerlegen, die für lebende Organismen verwertbar sind. So dauert es sage und schreibe 450 Jahre, bis sich eine Plastikflasche zersetzt hat. PET-Flaschen können überhaupt nicht abgebaut werden.
Eine nachhaltige Alternative zu Kunststoffen auf Ölbasis
Es gibt bereits nachhaltige Alternativen zu herkömmlichen Kunststoffen. Eine davon ist Polymilchsäure (Polyactid Acid; PLA), auf deren Grundlage sich Kunststoffe herstellen lassen, die biologisch vollständig abbaubar und somit rezyklierbar sind.
Mithilfe unserer Technologie errichtete einer der beiden führenden Hersteller von Biokunststoffen eine grosse PLA-Produktionsanlage mit einer Jahreskapazität von 75’000 Tonnen. Mit diesem technologischen Know-how unterstützt Sulzer nicht nur die Kunden bei der Herstellung von qualitativ hochwertigen Biokunststofflösungen, sondern leistet auch einen wichtigen Beitrag zu einer grüneren Zukunft.
Torsten Wintergerste Divisionsleiter Chemtech
Das Basismaterial der PLA-Produktion ist Glukose oder Zucker aus Rohstoffen der ersten Generation wie Mais, Getreide, Rohrzucker oder Zuckerrüben.
PLA ist das vielversprechendste Biopolymer auf Basis von erneuerbaren Rohstoffen und ersetzt immer häufiger konventionelle Polymere, die aus fossilen Rohstoffen erzeugt werden. Die weltweite Produktionskapazität dürfte von heute jährlich 0.3 Millionen Tonnen auf eine Million Tonnen in den nächsten fünf Jahren wachsen.
Breites Einsatzspektrum
Sulzer spielt seit nunmehr über 25 Jahren eine führende Rolle bei der Optimierung des PLA-Herstellungsprozesses. Die so produzierten Biokunststoffe verfügen über mechanische und thermische Eigenschaften, die mit denjenigen traditioneller erdölbasierter Kunststoffe vergleichbar oder gar besser als sie sind.
PLA-Biokunststoffe dienen als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Verpackungen (z. B. Flaschen, Taschen), Textilien, Komponenten für die Automobilindustrie, Elektronikgeräten, medizinischen Geräten und Implantaten sowie für den 3D-Druck.
Kurze Vorlaufzeiten dank additiver Fertigung
Sulzer verwendet eine Reihe von Materialien für Kolonnenpackungen, darunter Metalle, Polymere und Verbundwerkstoffe. Wir entwickeln und verwenden additive Fertigungstechnologien für spezifische Anwendungsfälle wie auch für die verschiedenen von uns eingesetzten Materialien.
So kommen additive Fertigungstechnologien – konkret SLM (Selective Laser Melting) – für die Herstellung kleinformatiger statischer Mischer zum Einsatz. Durch selektives Schmelzen von Metallpulver auf einer Grundplatte wird das Produkt Schicht um Schicht aufgebaut. Heute werden additive Fertigungstechnologien hauptsächlich für die Herstellung von Prototypen, Halterungsteilen sowie Teilen und Werkzeugen in kleinen Serien eingesetzt. Dank der additiven Herstellung verkürzen sich die Vorlaufzeiten, insbesondere für kleinere Produktionsvolumen.
Beispiel für additive Fertigung: selektives Laserschmelzen (SLM)
Die ganze PLA-Prozesskette aus einer Hand
Sulzer liefert für die PLA-Herstellung benötigte Schlüsselkomponenten. Zudem entwickelt und installiert das Unternehmen Apparate und integrierte modulare Lösungen für die einzelnen Polymerisationsschritte.
Sulzer-Spezialisten beaufsichtigen vor Ort beim Kunden die Montage, Einrichtung und Inbetriebnahme der Anlage und bieten Unterstützung.
PLAnet™ fördert nachhaltige Biokunststoffe
Seit 2018 arbeiten Futerro, Sulzer und TechnipFMC zusammen mit dem Ziel, die Herstellung von Biokunststoffen zu vereinfachen. Die drei Spezialisten für Prozess- und Anlagentechnologie riefen die PLAnet™-Initiative ins Leben.
Diese strategische Zusammenarbeit ermöglicht es Investoren an beiden Enden der Zucker-zu-PLA-Wertschöpfungskette, im Biokunststoffmarkt Fuss zu fassen. PLAnet™ bietet den Kunden alle Services und Lösungen unter einem Dach an und fungiert dabei als zentraler Ansprechpartner.
Abbau in unterschiedlichem Tempo
Ein wichtiger Vorteil der Sulzer-Technologie ist, dass die Eigenschaften des Polymers leicht angepasst werden können, ohne die Anlage wechseln zu müssen.
Diese Flexibilität ist wichtig, da die Einstellungen die Geschwindigkeit, mit der ein Produkt auf PLA-Basis biologisch abgebaut wird, beeinflussen. So müssen Einweganwendungen wie Lebensmittelverpackungen biologisch einfach abbaubar sein, während Elektronikkomponenten eine längere Lebensdauer haben müssen.
Die wichtigsten Faktoren für eine gute Polymerisation sind eine kontrollierte und konstante Prozesstemperatur sowie eine gründliche Durchmischung des zugeführten Materials. Die Produktpalette von Sulzer umfasst spezielle Mischreaktoren (SMR) für das kombinierte Mischen und Kühlen.
Eine neue Generation von Rohstoffen
Rohstoffbasierte Materialien (Rohstoffe der ersten Generation) eignen sich gut für die PLA-Produktion. Allerdings wird für den Anbau der Rohstoffe Agrarland benötigt, welches auch der Nahrungsmittelproduktion dienen könnte. Daher arbeitet die Forschung an einer neuen Generation von Rohstoffen. Eine Möglichkeit bieten Materialien aus Rohstoffen der zweiten Generation, also Rohstoffen, die aus landwirtschaftlichen Restprodukten bestehen, die nicht der Lebensmittelproduktion dienen.
Sulzer betreibt ein eigenes, modern ausgestattetes Labor in Winterthur, Schweiz, und kann die Kunden bei der Durchführung von Tests und Versuchen unterstützen. Die Testergebnisse werden skaliert und für den Produktionsprozess in grossen Anlagen hochgerechnet.
Weitere Storys über unsere Produkte und Services auf www.sulzer.com/stories-de.