Pulverbeschichter spart mit neuen Technologien über 805.000 Kilowattstunden Energie ein
Die in Grebenau im Vogelsberg beschichteten Fensterprofile schmücken die Europäische Zentralbank. Sie verzieren Fassaden von Hochhäusern in ganz Deutschland und sogar in England. Seit der Gründung 1989 setzt Pulverbeschichtung Schreiner GmbH und Co. KG (PBS), Spezialist für Pulverbeschichtung von Stahl- und Aluminiumoberflächen, konsequent auf eine innovative und nachhaltige Produktion. Schon lange entwickelt das mittelständische Unternehmen Ideen, wie der Rohstoff- und Energieverbrauch durch neue Maschinen und Digitalisierung zu senken sei. Dabei strebt es eine „Smart Factory“ an: Durch Vernetzung, Transparenz, technische Assistenzsysteme, dezentrale Entscheidungsstrukturen sowie Informations- und Datenströme in Echtzeit zwischen Mensch und Maschine will das Unternehmen Produktion und Logistik systematisch automatisieren. Damit legt PBS die Grundlage für eine intelligente Fertigung nach den Prinzipien des „Internet of Things“ (IoT) sowie der Industrie 4.0.
Impuls- und PIUS-Beratung führen zu vier geförderten Investitionen
2018 fragte Geschäftsführer Harald Schreiner bei seiner Hausbank nach Förderprogrammen. Diese empfahl eine Impulsberatung durch die RKW Hessen GmbH im Rahmen der LEA Hessen Energieberatung für Unternehmen. Schnell wurde dabei deutlich, dass bei den voraussichtlich hohen Investitionsvolumina und einer drastischen CO2-Reduktion ein klassischer Fall für das hessische Förderprogramm „Produktionsintegrierter Umweltschutz“ (PIUS) vorlag. Der Berater Marcus Nickel vom B/3/E-Energiebüro übernahm Ausarbeitung und Berechnung der mittlerweile vier PIUS-Maßnahmen. Seit 2019 setzt PBS die vier Projekte mit Unterstützung aus PIUS-Invest nacheinander um. Insgesamt sollen die optimierten Logistik- und Produktionsprozesse die CO2-Emissionen um rund 1675 Tonnen senken.
Erstes PIUS-Projekt „Fertig ist der Lack“ spart Strom, Heizöl, Pulverlack und dadurch 270 Tonnen CO2
Bei der Pulverbeschichtung werden Lackpartikel mit elektrostatischer Aufladung auf das Werkstück aufgebracht und anschließend in einem Ofen bei 200 Grad Celsius eingebrannt. Dabei hängen die zu lackierenden Teile an Transporthaken, die bei jedem Vorgang mit beschichtet werden. Bisher wurden die Transporthaken nach jedem Lackiervorgang wieder gereinigt. In dem Projekt „Fertig ist der Lack“ wurde die Fertigungsstraße mit einer Software in das Produktionsplanungssystem integriert. Dadurch lassen sich jetzt farbgleiche Aufträge bündeln und nacheinander abarbeiten. Die Transporthaken müssen nun erst nach jedem dritten bis vierten Lackierprozess gereinigt werden. Durch den Austausch der alten mit Heizöl und Strom betriebenen Entlackungsanlage spart PBS außerdem fossile Brennstoffe ein. Durch die Digitalisierung der Produktionsplanung und die neuen Fertigungsprozesse können über 280.000 Kilowattstunden (kWh) Strom und 38.500 Liter Heizöl eingespart werden. Die jährlichen CO2-Emissionen sinken um etwa 270 Tonnen.
Zweites PIUS-Projekt: „Profi-ProfiL-Verbund“ senkt Ausschuss und Abfall – 480 Tonnen weniger CO2-Emissionen
Innen und Außenseite der Fenster- und Fassadenprofile werden auf Kundenwunsch oft in unterschiedlichen Farben beschichtet. Nach dem Einbrennen der Pulverlacke müssen die beiden Profilhalbschalen noch mit innenliegenden, wärmeisolierenden Stegen aus Polyamid miteinander verpresst werden. Damit die beschichteten Profile bei dem bisherigen Verbundprozess nicht verkratzen, wurden sie mit einer Schutzfolie beklebt. Zudem verzogen sich bei der Maschineneinrüstung je Auftrag ein bis zwei Profile und wurden als Ausschuss entsorgt. Um Folien und Kleber sowie Ausschuss bei Aluprofilen und Stegen zu vermeiden, wurde eine neue Verbundanlage angeschafft. Anders als im bisherigen Verbundprozess sind die Profile nun fest eingespannt und können nicht mehr verkratzen. PBS spart dadurch erhebliche Mengen an Aluminium, Kunststofffolie sowie Kleber und Polyamid-Stege ein. Der Strombedarf sinkt um über 80.000 kWh. Insgesamt reduzieren sich die Emissionen durch die Umsetzung dieses Projekts um etwa 480 Tonnen CO2 pro Jahr.
Drittes PIUS-Projekt: „WaMa“ vollautomatisches Warenlager reduziert Ausschuss und spart 500 Tonnen CO2
Das Ausgangsmaterial besteht aus sechs Meter langen Aluminiumprofilen. Bisher lagerte PBS diese in einem Freilager, unter einem Schleppdach sowie in einer Lagerhalle. In den ersten beiden Lägern unterliegen die vorgefertigten Rohmaterialien den Witterungsbedingungen. Die Folge: Das Material wurde feucht und korrodierte und war für die Beschichtung teilweise nicht mehr zu gebrauchen. Das Material musste daher immer wieder umgelagert werden. Hinzu kam, dass bisher alle Profile nach Auftragseingang per Hand kommissioniert wurden. Dabei kam es wie beim Umlagern zu Beschädigungen, die zum Ausschuss von fast 28 Tonnen Aluminium im Jahr führten. Deshalb baute der Mittelständler ein neues und mit dem ERP-System (Enterprise Resource Planning) verbundenes Material-Wabenmagazin. Die durchgängig digitale Erfassung aller Eingangs- und Ausgangsmaterialien in vollständig voneinander getrennten Lagerplätzen (Waben) sowie automatische Be- und Entladegeräte sorgen für eine nahtlose Vernetzung mit der Fertigung. Das neue Hochlager spart Diesel, Farbpulver, Aluminium sowie Schutz- und Verpackungsmaterial. So konnten 29.440 Liter Diesel und 396 Kilogramm Propangas eingespart werden. Insgesamt reduzieren sich die CO2-Emissionen für diese Lager- und Intralogistikprozesse um 500 Tonnen.
Viertes PIUS-Projekt: „CPA“ Clevere Abwasserbehandlung reduziert Strombedarf und CO2-Emissionen um 425 Tonnen
Vor der Beschichtung müssen die Stahl- und Aluminiumprofile entfettet, gebeizt und gespült werden. Das dabei eingesetzte Spülwasser wurde bisher gesammelt und in einer Vakuum-Destillationsanlage gereinigt. Die konzentrierten Reststoffe wurden gesammelt und in einer Müllverbrennungsanlage entsorgt. Dieser Prozess war wasser- und stromintensiv und wurde deshalb überdacht. Künftig wird das Abwasser mit einer CPA – chemisch physikalischen Aufbereitung – geklärt. Zunächst wird es in zwei Behältern nach basischem und saurem Wasser getrennt vorgelagert. So muss nur noch das basische Wasser gesäuert werden, um die Reststoffe auszuschwemmen. In saurem Wasser kommt im neuen Prozess Eisen-III-Chlorid als Fällungsmittel zum Einsatz. Dadurch reduzieren sich die Reststoffe. Diese müssen nicht mehr verbrannt werden, sondern können im Deponiebau eingebracht werden. Der Stromverbrauch sinkt von über 470.000 Kilowattstunden (kWh) auf nur noch 24.750 kWh. PBS braucht weniger Chemikalien, verbraucht weniger Frischwasser. In der Summe reduziert der neue Prozess die CO2-Emissionen um 425 Tonnen.
Bilanz: 1.675 Tonnen CO2-Einsparung bringen einen PIUS-Zuschuss von rund 1,6 Millionen Euro
Insgesamt investierte PBS knapp 7,2 Millionen Euro und erhielt aus dem PIUS-Programm in der Summe 1,6 Millionen Euro als nicht zurückzuzahlenden Zuschuss. „Mit der Digitalisierung und den neuen Prozessen haben wir wieder einen Wettbewerbsvorsprung und können hier im Vogelsbergkreis unsere Arbeitsplätze sichern“, resümiert Geschäftsführer Harald Schreiner.
Laden Sie sich das PDF-Dokument mit dem detaillierten Praxisbeispiel der Pulverbeschichtung Schreiner GmbH & Co. KG herunter und lesen, wie das Unternehmen seine Produktion optimiert und CO2-Emissionen senkt. Schauen Sie sich das kurze YouTube-Video zu Pulverbeschichtung Schreiner an.
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