27.05.2024 I „INSPIRING SUSTAINABLE CONNECTIONS“, das diesjährige Motto der ACHEMA 2024 in Frankfurt (10.-14.06.) ist für das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) ein Impulsgeber. Mit pflanzlichen Alternativen zu mineralölbasierten Schmierstoffen und Schmierstoffadditiven sowie einem neuartigen GC-Sensorsystem für die effiziente Qualitätssicherung von Prozessen und Materialien will das Institut überzeugen.

Auf dem Gemeinschaftsstand präsentieren sich insgesamt 15 Institute der Fraunhofer-Allianz Chemie. Im Fokus stehen die Themen:

• Grüne Chemie vorantreiben
• Chemische Prozesse digitalisieren
• Förderung der Kreislaufwirtschaft
• Verbesserung der Sicherheit
• Erleichterung des Scale-up
• Verbesserung der Effizienz

Von pflanzlichen Alternativen zu mineralölbasierten Schmierstoffen

Bei der Entwicklung von leistungsstarken, pflanzlichen Alternativen zu mineralölbasierten Schmierstoffen und Schmierstoffadditiven achtet das Fraunhofer IVV auf eine ganzheitliche und nachhaltige Verwertung von Rohstoffen. Für die Herstellung von Bioschmierstoffen und -additiven greift das Fraunhofer IVV deshalb vorwiegend auf industrielle Reststoffe zurück. Diese blieben bisher ungenutzt und fielen in die Entsorgung. Als Basisfluid für Bioschmierstoffe werden Pflanzenöle oder Nebenströme der Pflanzenölraffination sowie wässrige Systeme genutzt. Zur Verbesserung der technofunktionellen Eigenschaften pflanzenölbasierter Schmierstoffe dienen enzymatische Verfahren.

Damit werden Schmierwirkung, Viskosität und die Löslichkeit von Additiven durch milde und zielgerichtete Prozessierung positiv beeinflusst. Für wasserbasierte Bioschmierstoffe steuert das Fraunhofer IVV die technofunktionellen Eigenschaften. Das sind z.B. thermische und physikalische Stabilität und Viskosität, über den Einsatz spezifischer Biopolymere.

Als Basis für die Herstellung von biobasierten Additiven eignen sich sekundäre Pflanzenstoffe oder pflanzliche Proteine, die von Natur aus hochfunktionelle Eigenschaften aufweisen. Das Fraunhofer IVV unterstützt Firmen bereits bei der Rohstoffauswahl und entwickelt Extraktionsprozesse, die spezifisch an den Rohstoff und die gewünschte Zielanwendung angepasst sind. Neben der Charakterisierung der chemischen und funktionellen Additiveigenschaften, formuliert das Institut die Additive in das Schmierstofffluid ein und prüft die Wechselwirkungen zu anderen Formulierungsbestandteilen. Das Basisfluid und die zugesetzten Additive werden für das jeweilige Einsatzgebiet aufeinander abgestimmt. So entsteht eine leistungsstarke biobasierte Alternative zu mineralölbasierten Schmierstoffen.

Instrumentelle Messung von Gerüchen

Das Fraunhofer IVV entwickelt Messsysteme und KI-Algorithmen, die eine schnelle Geruchsbewertung bei Rohstoffen und Bedarfsgegenständen ermöglichen. Auf der Messe stellt das Institut einen Demonstrator für applikationsspezifische Gaschromatographie-Systeme vor. Die Nutzung von kostengünstigen miniaturisierten Komponenten z. B. Gassensoren ermöglicht nicht nur eine Reduzierung der Anlagengröße, sondern auch der Systemkosten. Die Systemeigenschaften werden mit Hilfe eines Baukastensystems an die konkreten Anforderungen der meisten Anwendungen angepasst. Darüber hinaus verfügt das System über Algorithmen zur Datenanalyse. So wird eine automatische Bestimmung der gemessenen Substanzen über einen Datenbankabgleich ermöglicht. Ebenso über Algorithmen, mit denen die Geruchswirkung der detektierten Substanzen vorhergesagt wird.

Die Nutzung des Softwaresysteme unterstützt auch bei der Auswertung von Laboranalytik. Damit bietet sie die Möglichkeit, weitgehend automatisiert eine sehr leistungsstarke Messung der Produktqualität durchzuführen. Auf dieser Basis lassen sich dann applikationsspezifische Systeme entwickeln, Diese wiederum überwachen kontinuierlich und zuverlässig  im laufenden Prozess bestimmte Geruchsstoffe. Gerade im Bereich neuer Verfahren für den Kreislaufschluss an Kunststoffen sowie für alternative biogene Materialien wird damit eine kontinuierliche Qualitätssicherung möglich.

Vorträge während der ACHEMA

Das Fraunhofer IVV bietet in drei Vorträgen Informationen zu den vorgestellten Produkten. Die Termine im Überblick:

• 10. Juni 2024 (11:00-11:30 Uhr), Halle 4c, Raum Entente, Vortrag von Dr. Melanie Platzer „Alternative Bioschmierstoffe aus Restströmen der Lebensmittelindustrie”
• 13. Juni 2024 (14:30 -15:00 Uhr), Halle Portalhaus, Raum Frequenz 1, Vortrag von PD Dr. Tilman Sauerwald „Wege zum maschinellen Geruchssinn – ein systematischer Ansatz für rückführbare Geruchsmessungen”
• 13. Juni 2024 (16.15-16.30 Uhr), Halle Portalhaus, Raum Frequenz 1, Vortrag von Helen Haug  „Optimierung von Prozesssteuerung und Produktqualität mithilfe von Smart Odor Assessment”

Das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV finden Sie auf der ACHEMA in Halle 6.0, Stand D49.