CO2cycling Prozessoptimierung und Nachhaltigkeitssteigerung in der industriellen Trockeneisproduktion

Die enotech GmbH entwickelt mit Unterstützung der Treaves GmbH aus Liederbach ein digitales Prozessabbild industrieller CO2Trockeneis-Produktionsanlagen. Die Arbeiten werden punktuell von zahlreichen weiteren Partnern, wie dem Politecnico di Milano aus Italien und dem STZ für thermodynamische Systemanalyse aus Kelkheim unterstützt.

Im Rahmen dieses FuE-Vorhabens werden diverse Modelle und Simulationsansätze zur detaillierten Abbildung der den Trockeneis-Produktionsprozess beschreibenden, physikalischen Phänomene genutzt, weiterentwickelt und in einem digitalen Zwilling des Prozesses der enotech GmbH verifiziert und validiert. Dieser digitale Zwilling wird im Laufe des Projektes direkt zur Umsetzung einer ersten nachhaltigen Prozessoptimierung genutzt. Finales Ziel des Vorhabens ist es, mit Hilfe des digitalen Prozessabbilds den Produktionsprozess der enotech GmbH ganzheitlich durchleuchten und optimieren zu können. Auch eine optimale Auswahl von Prozessparametern soll mit Hilfe der digitalen Technologie gewährleistet werden, so dass die Produktionsanlagen bedarfsgerecht konfiguriert werden und immer ein hohes Niveau an Energie- und Ressourceneffizienz gewährleistet werden kann. Im Rahmen dieses FuE-Vorhabens wird mit Hilfe der digitalen Werkzeuge auch eine Anlagenoptimierung angestrebt. Sie verspricht Energieeinsparungen von ca. 20% sowie Ressourceneinsparungen von ca. 15%.

Industriell genutztes CO2 Trockeneis kommt in diversen Branchen und industriellen Sektoren zur Anwendung, so etwa bei der direkten oder indirekten industriellen Reinigung von Maschinen und Anlagen, beim Schockfrosten oder bei der Kühlung sensibler Güter wie beispielsweise Pharmazeutika oder Nahrungsmittel, bei der Brandbekämpfung oder im Rahmen der Haltbarmachung von Lebensmitteln. Bisher werden in der industriellen Trockeneisproduktion keine digitalen Werkzeuge genutzt, um den komplexen Produktionsprozess ganzheitlich physikalisch abzubilden, sei es beispielsweise zu Forschungs- und Entwicklungszwecken, zu Zwecken der Wartung oder zur Prozessüberwachung. Mit der Entwicklung und Nutzung eines digitalen Prozessabbildes sind jedoch signifikante Steigerungen des Prozessverständnisses bei den Anlagenbauern sowie tiefgreifende Einblicke in die physikalischen Zusammenhänge des Produktionsprozesses erreichbar. Darauf basierend können beispielsweise Anlagenoptimierungen und Prozessanpassungen vorgenommen werden, mit deren Hilfe die Nachhaltigkeitspotentiale des Prozesses erschlossen werden können.