Anwenderbericht: Wie Stickstoff in der Forstwirtschaft eingesetzt wird.

Nachhaltige Lösungen aus dem Innovationszentrum für Biomaterialien von Stora Enso

Gleich in der Nähe des Hauptsitzes von Atlas Copco in Sickla befindet sich eines der Innovationszentren für Biomaterialien von Stora Enso. Hier arbeiten Experten aus mehr als 20 verschiedenen Ländern an der Entwicklung erneuerbarer Materialien und biobasierter Chemikalien. Diese wiederum tragen zur Kreislaufwirtschaft bei und schaffen außerdem die Voraussetzungen für eine nachhaltige Zukunft. Hochmoderne Kompressoren und Stickstoffgasgeneratoren der Atlas Copco Kompressoren & Drucklufttechnik GmbH sind ein wichtiger Teil der technischen Ausstattung, wenn neue Produkte unter modernsten Laborbedingungen getestet und bewertet werden. 

Stora Enso ersetzt nicht-erneuerbare Materialien durch erneuerbare Produkte.

Als einer der größten Forstbesitzer der Welt lässt Stora Enso das Herz des Unternehmens für erneuerbare Produkte schlagen, die mit den Rohstoffen des Waldes gefertigt werden. Mit innovativen Produkten, die den Einsatz von fossilen Materialien und Chemikalien reduzieren und ersetzen, trägt Stora Enso Biomaterials dazu bei, die Welt nachhaltiger zu gestalten. Traditionelle Plastikmöbel und Plastikflaschen können durch Produkte aus holzfaserbasierten Biomaterialien ersetzt werden, Styropor kann durch biobasierten Zelluloseschaum ersetzt werden und verschiedene Arten von Klebstoffen auf fossiler Basis können durch Bindemittel auf Ligninbasis ersetzt werden. Es gibt zahlreiche weitere Beispiele, aber der Zweck ist derselbe: die Schaffung von Werten und guten Bedingungen für Menschen und den Planeten.

In den allermeisten Fällen stehen am Anfang der Entwicklung erneuerbarer Produkte Ideen, die in einem Labor getestet werden müssen.

Eine Vielzahl der in den letzten Jahren auf den Markt gebrachten neuen nachhaltigen Holzprodukte hat das Licht der Welt in einem der Labore von Stora Enso erblickt, wo verschiedene Ideen und Konzepte bewertet werden, bevor sie in größerem Maßstab produziert werden. Im Labor in Sickla werden neue Ideen und Konzepte getestet und entwickelt, wodurch oft weniger umweltfreundliche Materialien durch andere Arten von Holzerzeugnissen ersetzt werden.

"Im Labor können Forscher und Ingenieure neue innovative Ideen testen, die noch nie zuvor auf den Markt gebracht wurden. Indem wir uns selbst herausfordern und uns trauen, neue Konzepte zu testen, stellen wir sicher, dass wir in Bezug auf Holzprodukte und Holzchemie immer an der Spitze stehen." -  Lars Hjelm, Site Safety Manager & Senior R&D Laboratory Engineer

Der Laborbereich im Innovationszentrum von Stora Enso in Sickla ist eine kontrollierte Umgebung, in der Druckluft und Stickstoffgas von Atlas Copco eine zentrale Rolle spielen.

Wenn ein neues Bindemittel für Spanplatten getestet werden soll, werden die Holzspäne mit Hilfe eines Mischers vermengt, der das Bindemittel mit Hilfe von Druckluft einpresst und bricht. Das fertige Holzgemisch wird zu Platten gepresst, deren Festigkeit in Maschinen mit pneumatischen Spannvorrichtungen geprüft wird. Darüber hinaus werden verschiedene Arten von Materialproben mit Ausrüstungen analysiert, die das Material in verschiedenen Temperaturbereichen mechanischen Belastungen aussetzen. Dabei wird die Temperatur in der Prüfkammer selbst mit Druckluft reguliert. Wenn das zu prüfende Material eine träge Umgebung erfordert, wird stattdessen Stickstoffgas verwendet, das den Einfluss von Sauerstoff auf das Material eliminiert. Stickstoffgas wird auch verwendet, um die Kabel der Kühleinheit zu trocknen (zu spülen), damit sich kein Eis in der Einheit oder den nachfolgenden Geräten bildet.

"Die Druckluft und das Stickstoffgas, die bei dieser speziellen Anwendung verwendet werden, müssen mit einem Vorfilter gereinigt werden, bevor sie in die Prüfkammer gelangen. Die Filter müssen jedoch fast nie ausgetauscht werden, da sowohl die Luft als auch das Gas aus den Atlas Copco-Maschinen von so guter Qualität sind." - Dimitri Areskogh, R&D Senior Specialist

Eine weitere Laboranwendung, für die große Mengen an Stickstoffgas benötigt werden, ist die Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LCMS), ein Verfahren zur Trennung von Gemischen organischer Substanzen und zur Identifizierung und Messung der strukturellen Identität der einzelnen Komponenten. Das Stickstoffgas wird verwendet, um Verunreinigungen zu entfernen, die nicht in das Massenspektrometer gelangen sollen, z. B. Wasser und verschiedene Arten von Lösungsmitteln. Es gibt viele Beispiele für den Einsatz von Druckluft und Stickstoffgas in einer Laborumgebung, und im Innovationszentrum von Stora Enso in Sickla gibt es zahlreiche weitere Anwendungen und Prozesse, die von den energieeffizienten und zuverlässigen Maschinen von Atlas Copco profitieren.

Ölgeschmierte Schraubenkompressoren mit Drehzahlregelung und Stickstoffgeneratoren mit PSA-Technologie

Die beiden Hauptkompressoren, die im Labor des Innovationszentrums eingesetzt werden, sind vom Typ GA22VSD +, ölgeschmierte Schraubenkompressoren mit Drehzahlregelung. Bei Anwendungen, bei denen der Bedarf an Druckluft schwankt, ist dieser Maschinentyp bis zu 50 % energieeffizienter als Maschinen mit fester Drehzahl, und in einer Laborumgebung mit schwankendem Luftbedarf spart eine solche Lösung viel Geld. Bei dem angeschafften Stickstoffgasgenerator handelt es sich um den Typ NGP40 +, der Reinheiten von bis zu 99,999 % bewältigen kann - Werte, die in Laborumgebungen häufig erforderlich sind. Die Luft wird mit einem BD100 + getrocknet, einem Adsorptionstrockner, der sich für kritische Prozesse eignet, die sehr niedrige Drucktaupunkte erfordern. Ein älterer GA11VSD + FF mit eingebautem Kältetrockner und Stickstoff kann als Backup für eine andere Anwendung mit einem eigenen Stickstoffgasgenerator im Haus verwendet werden. Wenn ein Testzyklus gestartet wird, kann es verheerend sein, wenn die Druckluft oder das Stickstoffgas ausfällt. Eine 100%ige Redundanz ist daher in dieser Art von Umgebung sehr wichtig.

Die Forschung an den Batterien der Zukunft benötigt einen eigenen Stickstoffgasgenerator NGP12 +

Für viele ist die Elektrifizierung das Herzstück eines nachhaltigen Energiesystems. Besonderes Gewicht wird in diesem Zusammenhang auf die Möglichkeit gelegt, fossile Energie durch erneuerbaren Strom zu ersetzen, der aus Wasser, Wind, Sonne und Bioenergie gewonnen wird. Durch den Ersatz des Graphits in heutigen Batterien durch biobasierte Kohlenstoffmaterialien aus Lignin kann Stora Enso die Kohlendioxidemissionen unter anderem in der Automobilindustrie und der Elektronikindustrie reduzieren. Die Testproduktion von holzbasiertem Kohlenstoff für Batterien, Lignode® by Stora Enso, ist in einer Pilotanlage in Finnland angelaufen, während die gesamte Forschung und Entwicklung zu diesem Thema im Innovationszentrum in Sickla stattfindet. Die Hochtemperaturöfen, in denen getestet wird, wie sich die Eigenschaften des Kohlenstoffpulvers während des Erhitzens verändern, benötigen große Mengen Stickstoffgas von sehr hoher Reinheit. Die inerte Atmosphäre ist wichtig, weil Sauerstoff in Verbindung mit fein verteilter Kohle zu einer erhöhten Brandgefahr führt.

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