Wie entwickelt sich die Trenntechnik? Sicher ist: Separation und Filtration werden künftig noch feiner und genauer, noch digitaler und intelligenter und noch nachhaltiger. Mit den bestimmenden Trends vor Auge bereiten sich Akteure der Branche schon jetzt auf die bedeutendste Plattform der Branche vor. Wenn im November 2024 die Filtech Teilnehmer zu Messe und Kongress einlädt, werden Experten aus allen Bereichen sich austauschen, neue Technologien entdecken und die Zukunft der Trenntechnik gestalten.
Welche Themen ausser Digitalisierung und Nachhaltigkeit werden die Branche in der nahen Zukunft beschäftigen? Ein Überblick stellt zehn wichtige Entwicklungen vor, die verschiedene Anwendungsfelder der Trenntechnik bestimmen werden.
KI: Boost für Erfrischungsgetränke
Bei erwarteten Wachstumsraten von mehr als 30 Prozent im Laufe der nächsten Jahre wird deutlich, dass Künstliche Intelligenz (KI) enormes Potenzial für praktisch alle Industrien und Anwendungsbereiche hat. So auch für die Filtration: KI kann dazu verwendet werden, Betriebsparameter von Filtrationssystemen in Echtzeit zu überwachen und zu optimieren. Druck, Durchflussraten und andere Variablen lassen sich so regeln, um die Effizienz der Filtration zu maximieren und den Energieverbrauch zu minimieren. Schon auf der Filtech 2023 wurden in einem Vortrag von Forschern der RWTH Aachen Möglichkeiten vorgestellt, die Qualitätskontrolle und Arbeitsqualität in der Produktion von Filtern für die Automobilindustrie KI-gestützt zu verbessern.
KI ermöglicht auch adaptive Filtrationssysteme, die sich automatisch an verändernde Bedingungen anpassen können. Das ist besonders relevant in Umgebungen, in denen sich die Zusammensetzung der zu filternden Substanzen häufig ändert. Allgemein ermöglicht KI die Entwicklung von Filtrationssystemen, die sich besser an spezifische Anforderungen anpassen können. Möglichkeiten reichen von der Anpassung an unterschiedliche Partikelgrössen bis hin zur Berücksichtigung spezifischer chemischer Eigenschaften der zu filternden Substanzen.
Predictive Maintenance, höhere Filtrationsgenauigkeit, mehr Energieeffizienz, Datenanalyse und Mustererkennung – der Einsatz von KI in der Filtrationstechnologie bietet zahlreiche Potenziale, die Effizienz, Zuverlässigkeit und Anpassungsfähigkeit von Filtrationssystemen zu verbessern.
Windsichter: Hohe Ansprüche an Luftfilterung
Windsichter (auch Luftklassierer genannt) werden in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt, um Materialien auf der Grundlage ihrer spezifischen Gewichts- oder Partikelgrössen zu trennen. Besondere Bedeutung haben sie im Recycling, wo sie verschiedenste Materialien wie Plastik, Papier, Glas und Metalle trennen und so die Transformation zur Kreislaufwirtschaft unterstützen. Aus der Landwirtschaft sind Windsichter ebenfalls nicht wegzudenken, da sie die effiziente Trennung von Getreide und Samen von Verunreinigungen wie Staub oder Blättern ermöglichen und so zu Versorgungssicherheit beitragen.
Unabhängig von der Branche spielt die Luftfiltration eine entscheidende Rolle bei der Wartung und dem ordnungsgemässen Betrieb von Luftklassierern. Denn sämtliche unerwünschten Bestandteile müssen nicht nur zuverlässig abgeschieden, sondern auch sicher davor geschützt werden, in die Umgebung zu gelangen. Um das zu gewährleisten, arbeiten Hersteller kontinuierlich an verbesserten Luftführungssystemen und Filteranlagen.
Ein Beispiel ist die Abkehr von Punktfiltern, da die Fördertechnik der zu trennenden Stoffströme immer öfter an einem Ort konzentriert wird. Entsprechende Grossfilteranlagen sammeln verunreinigte Luft und scheiden Staub und andere Störstoffe sicher ab. Solche zentralen Entstaubungsanlagen sind für den Dauerbetrieb ausgelegt und selbstreinigend. So können Betreiber darauf vertrauen, gesetzliche Grenzwerte sicher einzuhalten.
Mobile Siebanlagen: Elektrifizierung nimmt Fahrt auf
In Personenfahrzeugen schreitet die Elektrifizierung mit grossen Schritten fort. Anders sieht das bei Nutzfahrzeugen und mobilen Anlagen aus – noch. Inzwischen erkennen auch Hersteller von mobilen Klassiersiebanlagen und anderen trenntechnischen Maschinen das Potenzial für Emissionsminderung durch elektrische Antriebe. Denn beim Separieren von Gesteinskörnungen wird viel Energie benötigt. Immer mehr Betreiber wünschen sich Systeme, die vor Ort ohne CO2-Ausstoss arbeiten.
Maschinen mit Elektroantrieb wirken positiv auf die Umweltbilanz der Nutzer. Für immer mehr Aufgaben in Steinbruch und Sandgrube, aber auch beim Rückbau werden elektrifizierte Lösungen angeboten. Viele Hersteller setzen dabei auf duale Antriebssysteme, vor allem durch Möglichkeiten der externen Stromeinspeisung über eine Trafostation. Auch batterieelektrische Anlagen sind vermehrt verfügbar. Für weit verzweigte Standorte und Aufgaben mit grossen Lastspitzen sind Hybridantriebe eine sinnvolle Option.
Anders als im Pkw-Bereich sind die Anforderungen der Betreiber von Sieben und Klassierern heterogen. Eine einheitliche Lösung wird es für all ihre Erwartungen nicht geben. Anbieter sind deshalb gefordert, flexibel auf die Bedürfnisse einzugehen und alle Nutzungsmöglichkeiten zu berücksichtigen. Gefragt ist also immer stärker nicht nur Expertise in der Trenntechnik, sondern auch hinsichtlich der Energieversorgung.
Filtration as a Service
Kaufen Betreiber von trenntechnischen Anlagen künftig keine Filterelemente mehr, sondern buchen Durchsätze? «Filtration as a Service» (FaaS) ist ein Konzept, das Elemente des «as-a-Service»-Modells auf den Bereich der Filtrationstechnologie überträgt. Ähnlich wie bei anderen Angeboten dieser Art, bei denen Dienstleistungen als Service bereitgestellt werden, könnte Filtration as a Service in Zukunft eine Möglichkeit sein, Filtrationslösungen auf bedarfsorientierter Basis anzubieten.
Abnehmer können Filtrationsdienste so nach Bedarf nutzen, ohne in den Besitz und die Wartung der Filtrationsausrüstung investieren zu müssen. Das Outsourcing ermöglicht es Unternehmen, sich auf ihre Kernkompetenzen zu konzentrieren, während sie gleichzeitig hochspezialisierte Filtrationslösungen nutzen. So vermeiden sie hohe Anfangsinvestitionen und profitieren trotzdem immer von modernster Filtrationstechnologie. FaaS könnte auch die Integration von Überwachungssystemen und datenbasierten Optimierungslösungen umfassen. Das Konzept ist eine innovative Herangehensweise an die Bereitstellung von Filtrationslösungen, die auf die spezifischen Bedürfnisse der Unternehmen zugeschnitten ist.
Kühlkompressoren: Filtration des Schmieröls ist entscheidend
Kühlkompressoren werden in der Kältetechnik und in Klimaanlagen eingesetzt, um Wärme zu absorbieren. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Erzeugung von Kälte und der Kontrolle von Temperaturen in verschiedenen Anwendungen. Damit die Anlagen sicher und effizient arbeiten, sind sie auf reines Schmieröl angewiesen – eine Herausforderung für moderne Filtrationstechnik.
Applikationsspezifische Schmieröle enthalten funktionale Additive, welche die Eigenschaften des Schmieröls beeinflussen. Die Filtrationslösung zur Reinigung des Schmieröls muss diese Anteile berücksichtigen. Von Herstellern ist deshalb immer grösseres Know-how gefragt, um sicherzustellen, dass Filter nicht nur beständig gegenüber dem eingesetzten Kältemittel sind, sondern auch die Wirkung des Schmiermittels nicht negativ beeinflussen.
Nur die richtigen Filterelemente für Kältekompressoröle wirken sich positiv auf die Lebensdauer der gesamten Kältelösung aus. Anlagenbetreiber profitieren von Lösungsanbietern, die nicht nur das reine Filtrationsprodukt liefern, sondern die nötige Expertise aufweisen, um die jeweilige Anwendung mit der perfekt passenden Technik auszustatten.
Teilereinigung: Filtersysteme für kompromisslose Qualität
Ähnlich hohe Anforderungen wie Kälteanlagen stellt auch die Teilereinigung an Filtrationslösungen. Schliesslich ist für viele Bauteile und Komponenten höchste Reinheit gefragt – in Automotive-Anwendungen ebenso wie in der Feinmechanik. Saubere Bauteile vermeiden Verschleiss und Beschädigungen, gewährleisten die Funktionalität und Qualität und dienen der Verbesserung der Effizienz von Produktion und Montage.
Anbieter von effizienten Filtrationslösungen für die Teilereinigung können Systeme liefern, die nicht nur höchsten Ansprüchen an die Qualität entsprechen. Die Anlagen erfüllen gleichzeitig den Wunsch nach immer umweltfreundlicheren Prozessen, indem sie Restschmutzanalysen durchführen. Diese stellen sicher, dass der Energie- und Wasserbedarf so gering wie möglich bleibt. Ein Verfahren, das sich nicht nur für die Umwelt lohnt: Je effizienter die Teilereinigung durchgeführt wird, desto weniger Betriebskosten müssen Anwender in Kauf nehmen. Dafür wird die Reinigungsflüssigkeit zwischen den Wasch- bzw. Spülzyklen in mehreren Prozessschritten von Grob- bis Feinfiltration aufbereitet, bis der geforderte Reinheitsgrad erreicht ist.
Pharmaproduktion: sichere Produkte durch aktivkohlehaltige Filtermedien
Noch grössere Ansprüche als bei industriellen Teilen gelten in der Produktion von Lebensmitteln und Getränken, besonders aber in der Pharmaindustrie. Hier setzen immer mehr Hersteller auf Aktivkohle. Die Entwicklung hat gute Gründe: Aktivkohlehaltige Tiefenfilter eignen sich für die Separation unerwünschter Nebenprodukte ebenso wie für die Entfärbung und zum Entfernen von Geschmack oder Geruch.
Zwei Trends sind zu erkennen: Einerseits ist es möglich, dem Prozess Aktivkohle in Pulverform zuzuführen. Sie adsorbiert Störstoffe und wird anschliessend mit einer weiteren Filtrationseinheit wieder entfernt. Andererseits bieten immer mehr Hersteller Filterschichten mit gebundener Aktivkohle an. Die Systeme bieten dabei ähnlich grosse innere Oberflächen wie Aktivkohlepulver.
An pharmazeutische Erzeugnisse werden immer höhere Ansprüche gestellt, was die Sicherheit und Reinheit der Erzeugnisse betrifft. Die Aktivkohlefiltration bietet Herstellern kompromisslose Prozesse, um Fremdstoffe im Produkt sicher abzuscheiden. Nutzen sie Filterschichten mit gebundener Aktivkohle, vermeiden sie dabei sogar das Dosieren der Aktivkohle.
Wein: Filtrationsprobleme durch Botrytis- und Oidium-belastetes Lesegut
Überangebot oder Mangel? Einerseits wurde 2023 ausführlich über die französische Weinernte berichtet und dass die Regierung überschüssigen Wein vom Markt nehmen und die Winzer entschädigen will. Andererseits rechnen immer mehr klassische Weinregionen durch den Klimawandel mit sinkenden Erntemengen. Hinzu kommen grosse Anteile von Lesegut, die von Botrytis oder Oidium befallen sind.
Viele Aspekte dieser Entwicklungen wirken sich auch auf die Filtrierbarkeit eines Weinjahrgangs aus. Zu den grössten Problemen zählen eine schlechte Klärung des Jungweins und verblockende Filter. Betriebe müssen sich in Zukunft darauf einstellen, ihre Filtrationsanlagen entsprechend vorzubereiten und umzurüsten. Um hohe Dosagen von Kieselgurmengen und die Gefahr von Verblockungen zu vermeiden, bieten Filtrationsspezialisten schon heute geeignete Filtrationsenzyme an sowie Labortestsets für den Glucan-Wert.
Auch bei Lesegut, das mit Oidium befallen ist, ist Separation gefragt – diese muss bislang jedoch meist von Hand erfolgen, da die Trauben nicht nur bitter schmecken und erdige Aromen aufweisen, sondern auch eine hohe Adstringenz. Leicht belastetes Lesegut kann im Rahmen der Filtration hingegen einer enzymatischen Mostklärung und Mostschönung unterzogen werden. Zu erwarten ist, dass schwierigere klimatische Bedingungen Weinbauern in Zukunft häufiger zu solchen Schritten zwingen werden. Spezialisten für die Filtration im Weinbau bereiten sich bereits auf solche Anforderungen vor.
Fruchtsaft: Ernteprobleme führen zu sinkenden Mengen
Ernteprobleme bereiten auch immer mehr Herstellern von nichtalkoholischen Getränken Probleme. So meldet die World Apple and Pear Association 2023, dass die Apfel- und Birnenernte durch Dürren, Überschwemmungen, Hagel, warme Nächte und ein erhöhtes Schädlingsrisiko voraussichtlich sinken wird – mit entsprechenden Auswirkungen auf die Mengen und die Qualität der Erträge.
Auch in dieser Branche müssen Filtrationssysteme mehr leisten als bisher, um die Anforderungen an die Qualität der Endprodukte weiterhin zu erfüllen. Produzierende Betriebe sind gut beraten, sich bei Anbietern über entsprechende Lösungen zu informieren und ihre Bedürfnisse klar zu kommunizieren.
Lebensmittel: strengere Vorschriften durch bessere Prüfverfahren
Ob aromatische Kohlenwasserstoffe in Nahrungsmitteln oder Braurückstände in Bier: Die zunehmende Genauigkeit der Prüfverfahren in der Lebensmittelproduktion hat erhebliche Auswirkungen auf die Anforderungen an und den Einsatz von Filtrationssystemen. Denn mit genauerer Detektion von Verunreinigungen steigt auch die Notwendigkeit, Filtrationssysteme mit höherer Präzision einzusetzen, die in der Lage sind, selbst kleinste Partikel oder Verunreinigungen effektiv zu entfernen.
Die Nachfrage nach Feinfiltrationstechnologien wird entsprechend höchstwahrscheinlich zunehmen, um den steigenden Anforderungen an die Reinheit von Lebensmitteln gerecht zu werden. Möglich ist die Verwendung von Filtermedien mit feineren Porengrössen, Hochleistungsfiltern und fortschrittlichen Filtrationstechnologien wie Membranfiltration oder Nanofiltration. Ausserdem müssen die Systeme möglicherweise höhere Leistungsstandards erfüllen sowie regelmässig überwacht, gewartet und validiert werden.
Innovative Lösungen für komplexe Prozesse
Wenige Disziplinen der industriellen Produktion sind so vielfältig wie die Trenntechnik. In allen Bereichen ist der Markt für Filtration und Separation auf Wachstum und Wandel vorbereitet. Fortschrittliche Technologien, IoT-Integration und das Engagement für Nachhaltigkeit treiben die Branche voran.
Da die Unternehmen die Bedeutung der Filtration für die Aufrechterhaltung der Produktqualität und der Umweltverantwortung erkennen, wird die Nachfrage nach modernen Filtrationslösungen weiter steigen. Auf der Filtech erhalten Teilnehmer Lösungen, die jede Anforderung erfüllen können – heute und in Zukunft.
Der internationale Treffpunkt für Branchenexperten
Die Filtech 2024 (12. bis 14. November 2024 in Köln) bietet ein vielfältiges Programm mit informativen Fachvorträgen, Podiumsdiskussionen und Poster-Sessions. Die Kombination aus Messe und Kongress gibt Fachleuten aus verschiedenen Branchen die Gelegenheit, ihr Wissen zu erweitern, neue Trends zu entdecken und wertvolle Einblicke in die Zukunft der Filtrations- und Separationstechnologie zu gewinnen. Ob Feststoffseparation, Gasseparation oder Fest-Flüssig-Trennung: Die Filtech ist ein Muss für Experten, die in der Filtrations- und Separationstechnologie tätig sind und sich über aktuelle Entwicklungen der Branche interessieren.
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