Schkopauer Sahnestückchen

Jeder Einwohner der ehemaligen DDR kannte sie, die 10,90 m hohen Leuchtreklamen neben den Autobahnen. Plaste und Elaste aus Schkopau – so warb man für den VEB Chemische Werke Buna im Herzen des mitteldeutschen Chemiedreiecks. Seit der Wiedervereinigung hat der Standort bewegte Zeiten hinter sich – inzwischen geht es wieder steil bergauf: Die Kunststoffindustrie, die zu den Eckpfeilern des Standortes in den 70er- und 80-Jahren gehörte, erobert ihre hervorragende Stellung im mitteldeutschen Raum zurück. In diesem Umfeld haben die Fraunhofer-Institute für Angewandte Polymerforschung IAP und für Werkstoffmechanik IWM ein Pilotanlagenzentrum (PAZ) zur Synthese und Verarbeitung von Polymeren aufgebaut.

„Unser Ansatz ist einzigartig in Europa“, sagt Mathias Hahn, Leiter des PAZ. „In dem Zentrum können wir Forschung und Entwicklung entlang der gesamten Wertschöpfungskette betreiben – angefangen vom Monomer bis hin zum fertigen Kunststoffbauteil.“ Integriert ist das PAZ in den ValuePark Schkopau der Dow Olefinverbund GmbH. In dem für 8,3 Mio. Euro errichteten Erweiterungsbau des Merseburger Innovations- und Technologiezentrums Mitz II hat die Fraunhofer-Gesellschaft dafür rund 1700 m² angemietet. Neben Labor- und Büroräumen nehmen die technischen Anlagen knapp zwei Drittel dieser Fläche ein: ein über ein zentrales Prozessleitsystem gesteuertes Synthesetechnikum und ein Verarbeitungstechnikum.

Um mit den Investitionen von über 19 Mio. Euro eine möglichst vielseitige Anlage aufzubauen, haben die Wissenschaftler ein modulares Konzept entwickelt: Viele Anlagenteile lassen sich miteinander kombinieren und dadurch mehrfach nutzen. „Unser Ziel war es, einzelne Module der sieben Syntheselinien sinnvoll zu koppeln, damit wir sie in unterschiedlichen Prozessschritten einsetzen können“, schildert Hahn. Dazu gesellen sich verschiedene Techniken zur Aufarbeitung der Kunststoffe. Für deren Verarbeitung bietet das PAZ klassische Verfahren wie Extrusion und Spritzguss. Die fertigen Produkte prüfen und bewerten Forscher im nahe gelegenen Institutsteil Halle des Fraunhofer IWM auf ihre Material- und Bauteileigenschaften.

Dass das umfassende Konzept tatsächlich eine Lücke füllt, zeigen die bereits geschlossenen Kooperationen mit den benachbarten Chemieunternehmen. So sind Verträge mit dem Kunststoffhersteller Domo in Leuna und der in Schkopau ansässigen Dow Chemical Company unterzeichnet.

Pilotanlagen haben einen entscheidenden Vorteil: sie ermöglichen das Ausprobieren neuer Rezepturen oder das Erproben von Parametereinflüssen, ohne dass gleich die massiven Kosten ganzer Produktionslinien auf dem Spiel stehen. Qualitätsverbesserungen lassen sich so sehr viel effektiver und kostengünstiger erreichen. Dass Pilotanlagen aufgrund ihrer geringeren Größe einfacher zu bauen wären, ist allerdings ein großer Irrtum. Die Prozesse in der Pilotanlage sind nur dann mit denen einer großen Produktionsanlage vergleichbar, wenn die Anzahl an Prozessstufen und die Prozesssteuerung zumindest weitgehend detailgetreu nachgebildet werden. Genau dies erfordert aber das Know-how aus dem Großanlagenbetrieb.

Im Jahr 2004 erhielt EPC den Auftrag zur Projektierung und Lieferung eines Pilotanlagenzentrums für das Fraunhofer Polymerforschungsinstitut in Schkopau. Mit der Anlage können unterschiedlichste Polymerarten mit beliebigen Additivrezepturen erprobt werden. Das Leistungsangebot umfasst die Entwicklung und Anpassung von Polymersynthesen im Labormaßstab und die verfahrenstechnische Überführung in die Pilotanlagen (bis zu 500 l Reaktorvolumen), die technologische Optimierung von Reaktionsführungen einschließlich der Reaktorgeometrie, Auftragssynthesen mit der Herstellung von Klein- und Testchargen, die Entwicklung von Kunststoffcompounds, die Austestung und Optimierung von Compoundier- und Verarbeitungsprozessen sowie die Ermittlung der Materialstruktur und Korrelation mit den Eigenschaften.

Das Miniplant-Labor verfügt über verschiedene Laborautoklaven, Kneter, Reaktoren sowie entsprechende Analyseeinrichtungen. Im Technikum selbst stehen Anlagen zur Lösungs- und Emulsionspolymerisation, Suspensions- und Massepolymerisation, eine Konti-Polyesterlinie, eine Reaktivextrusion und eine Rührkesselkaskade zur Verfügung. Ergänzt wird das Angebot im Technikum durch einen Begasungs- und Hydrierreaktor. Aufgrund des modularen Aufbaus der Anlage und der Nutzung der Module können allerdings immer nur zwei der sieben Anlagen gleichzeitig genutzt werden.

cav 437

Pilotanlagenzentrum im Überblick

Wissenswertes über den ValuePark Schkopau