Junker-Filter Zero®-Design in den VDI-Nachrichten

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Schwachstelle Naht ist weg - Von Kathleen Spilok | 12. Februar 2016 | Ausgabe 06

Stäube lassen sich jetzt gründlicher aus Industrieabgasen abfangen als zuvor. Ein Hersteller aus Sinsheim hat dafür einen Gewebefilter entwickelt, der auf die klassische Nähnaht verzichtet. Das macht den Filter fast undurchlässig. Schweißen und Spritzguss sind dabei der Lösungsansatz.

Der perfekte Filter: Das Gewebe wurde verschweißt, Boden und Dichtungen sind angespritzt. Geschäftsführer Jürgen Junker mit einem nahtlosen Filterschlauch. Weiße Stoffballen stapeln sich auf Schneidetischen, daneben stehen mannshohe ebenfalls weiße Stoffrollen. Eine Riesenauswahl aus Geweben und Filzen, angeraut oder glatt, aus Baumwolle und Kunstfaser. Das ist der Stoff, aus dem im badischen Sinsheim Staubfilter gefertigt werden. Gewebefilter eignen sich besonders zur Abgasreinigung. Staubpartikel, Schadgase und Schwermetalle lagern sich am Textil ab und bilden den Filterkuchen.
Gewebefilter haben eine bessere Reinigungswirkung als Elektrofilter, aber auch eine kürzere Lebensdauer.
„Filder“ nennt sie Jürgen Junker, Geschäftsführer von Junker-Filter GmbH, mit unverkennbar badischem Akzent und greift in eine große Kiste mit fertigen Filterschläuchen. Im technischen Textil, dessen Fasern aus Polypropylen, Polyester (PET) oder Baumwolle bestehen, bleibt die Problemsubstanz Staub hängen. Und zwar jener Staub, der in der Abluft großer Lackieranlagen, der Zucker- und Holzverarbeitung, der Pigmentherstellung oder Zementindustrie enthalten ist und über eine Entstaubungsanlage geschickt wird.
Jährlich stoßen Kraftwerke und Industriebetriebe in Deutschland rund 76 000 t Gesamtstaub aus – ein Konglomerat aus großen und kleinen Staubpartikeln sowie den ganz kleinen, die als gesundheitsschädlicher Feinstaub in Form von PM10 und PM2,5 bekannt sind.
Bei fast allen Emittenten habe sich der Gewebefilter etabliert, schätzt der Luftexperte Rainer Remus vom Umweltbundesamt (UBA). Außer bei Kraftwerken. „Hier lassen sich die geforderten Grenzwerte mit Elektrofiltern einhalten“, meint Remus. Elektrofilter können sehr heiße Abgase entstauben, dort, wo die Temperaturbeständigkeit der Oberflächenfilter aufhört.

Gewebefilter arbeiten im Verborgenen und doch sind sie eine der effektivsten Maßnahmen, um Staubemissionen zu vermindern. „Die größte Schwachstelle aber ist die Naht, weil die mechanische Belastung dort am größten ist“, weiß Remus. Die Naht wird mit der Zeit undicht. Überhaupt habe die Art der Konfektionierung Einfluss auf die Emission von Feinstaub, ergänzt Junker.
Ein Blick in die Sinsheimer Filterproduktion zeigt das. Ein Dutzend Näherinnen fertigt mit Nadel und Faden die herkömmlichen Filter – mit Längsnaht, Naht am Filterring und Filterboden. Die Nähmaschinen laufen mit 90er- oder 120er-Nadeln. „Sie hinterlassen 0,09 mm und 0,12 mm Löcher, durch die Feinstaub entweichen kann“, erklärt er.
Weg von der Nähnadel – so lautet das neue Rezept von Jürgen Junker. Was früher genäht wurde, will der Filterkonfektionär jetzt über Schweiß- und Spritztechnik schaffen. Die wissenschaftliche Anregung für diesen Schritt und erste Messergebnisse lieferte das europäische Filterkonsortium am Karlsruher KIT. Ein zweiter Impuls kam von Zuckerherstellern. Sie müssen EU Konformitätsrichtlinien einhalten, wonach lebensmittelsichere Anlagenkomponenten nichts ins Endprodukt eintragen dürfen. Kein
Nähfädchen darf sich ablösen und in den Zucker fallen.
Ein weiterer Grund, sich langfristig um Verbesserungen der Filter zu kümmern ist: Die Regelwerke zur Luftreinhaltung entwickeln sich weiter. Derzeit arbeiten Fachleute im UBA an der Novelle der TA Luft (s. VDI nachrichten 3-4/16). Erste Entwürfe der neuen TA Luft gibt es bereits, Mitte 2017 muss sie fertig sein. Darin sind schärfere Grenzwerte für Staub aus größeren Einzelquellen vorgesehen.
„Für Entstaubungsanlagen wird das keine riesigen Auswirkungen haben – die meisten genehmigungsbedürftigen Anlagen, die der TA Luft unterliegen, haben schon effektive Entstaubungseinrichtungen“, beruhigt der UBA-Experte Remus. Die neue nadelfreie Filterserie hat Junker selbst entwickelt. Im Staublabor haben vier Verfahrenstechniker und eine Textillaborantin die Filter in vielen Versuchsreihen mit Originalstäuben getestet. Die Spezialmaschinen für die Produktion der Filter sind selbst gebaut. Damit aus der Meterware ein funktionstüchtiger Filter wird, schiebt sich das PET-Gewebe über Metallführungen, wird über Umformer gefaltet und an den Rändern zusammengeschweißt. Dazu senkt sich ein beheiztes Werkzeug auf das Textil und bringt es für kurze Zeit zum Schmelzen. So wird aus einer Stoffbahn ein Filterschlauch. Im nächsten Fertigungsschritt werden Boden und Dichtung angespritzt. Die Spritzgussteile sind aus einer speziellen Polyurethan-Gießmasse. Was die Filter schaffen? „Von 1 mg Staubausstoß pro m³ kommen wir jetzt auf 0,4 mg bis 0,5 mg“, so Junker.
Die Zero-Serie ist dabei nur 6 % bis 10 % teurer als das genähte Produkt.
Die Filterschmiede wurde für ihre Erfindung im vergangenen Jahr mit dem Umwelttechnikpreis Baden-Württemberg belohnt. „Jetzt sind wir in der Markteinführung“, berichtet Geschäftsführer Junker. Anlagenbauer für Chemie/Pharmazie und Südzucker zählen bereits zu den Kunden für die neuen Systeme.

Junker ist ein typischer Mittelständler. Aber keiner, der sich auf Erfolg ausruht. Er will Innovationen zur Feinstaubscheidung und Anwendungen im Hochtemperaturbereich vorantreiben. Und ebenso die Energieeffizienz im Filterprozess. Druckverluste beim Anströmen der Filter sind ein Riesenthema, findet der Firmenchef. Da gebe es noch einiges zu tun. Am besten gemeinsam mit Wirtschaft und Wissenschaft, damit Innovationen schneller in den Markt kommen.

http://www.vdi-nachrichten.com/Technik-Wirtschaft/Schwachstelle-Naht-weg

[15.02.2016]