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Die ZERMET Analyse beginnt mit der Erstellung eines Fließbildes des Prozesses. Das ist eine Darstellung der einzelnen Prozessschritte in Form eines Blockdiagrammes. Die Produktströme, Wasser, Chemikalien werden darin als Pfeile dargestellt.

Im nächsten Schritt wird eine Input/Outputanalyse durchgeführt. Dies ist eine tabellarische Aufstellung der Mengen und Kosten der eingesetzten Roh-, Hilfs-, Betriebsstoffe, des Wasser und der Energieströme.

Dann wird für die relevanten Prozessschritte eine Funktionsanalyse durchgeführt. Diese beschreibt die einzelnen Elemente des Prozesses (Mitarbeiter, Anlagen, Kontrolleinrichtungen, Stoffe, Energie) und ihre Wechselwirkungen. In dieser Darstellung wird die eigentliche nützliche Funktion des Prozesses herausgearbeitet.

Im nächsten Schritt werden folgende Fragen gestellt:

  • welche Elemente könnte man weglassen, um die Funktion zu verbessern und Kosten zu reduzieren
  • welche Funktionen könnten von anderen Elementen übernommen werden
  • welche Funktionen können entfallen
  • welche zusätzlichen Elemente könnten helfen, die Funktion zu verbessern

Dieses Vorgehen nennt man "Trimming". In diesem Diskussionsprozess wird dann eine Liste von Verbesserungsansätzen entwickelt.

Dabei geht man rückwärtsschreitend vom Ideal des Prozesses aus (gekennzeichnet durch die Eigenschaften "minimaler Rohstoffeinsatz, keine Abfälle, keine Emissionen, und kein wesentlicher Energieverbrauch") und stellt folgende Fragen: 

  • Wie sieht mein Idealprozess aus?
  • Was hindert mich daran, ihn auszuführen?
  • Was wäre das nächstbeste Ergebnis?
  • Wie könnte man das nächstbeste Ergebnis erreichen?

Die Ansätze werden anschließend nach technischer und wirtschaftlicher Machbarkeit sowie ihren Umweltauswirkungen bewertet und zu einer "Roadmap" zusammengestellt. Abschliessend wählt man den Weg auf der Roadmap, der von der Ausgangssituation am nähesten zu dem Idealen Ergebnis führt.

 

Ein Beispiel (Optimierung eines Trockenprozesses in einem Spannrahmen):

Gegenstand der Analyse ist ein Trockenprozess Spannrahmen (aus den 80er Jahren, ohne Ablufregelung, gasbeheizt, mit Appreturauftrag durch Tauchen).

Funktionsanalyse eines Spannrahmens

Den Idealprozess könnte man folgendermassen definieren: das ideale Endergebnis des Prozesses ist trockenes Gewebe, das eine bestimmte Zeit auf einer bestimmten Temperatur gehalten wurde, damit die bei der Ausrüstung aufgebrachten Harze aushärten. Idealerweise würde das Gewebe von selbst trocknen und die minimale mögliche Wärmezufuhr wäre die zur Erwärmung auf die Aushärtetemperatur.

Was hält uns davon ab, diesen Idealprozess praktisch durchzuführen?

Es sind dies:

  • die relativ große Wassermenge, die zum Aufbringen des Harzes verwendet wird
  • die relativ große Luftmenge, die durch den Abluftventilator abgesaugt wird
  • die Partiewechsel, während denen der Spannrahmen weiter beheizt und abgesaugt wird
  • ...

Was wäre das nächstbeste Ergebnis:

  • Infrarottrocknen (um Luft nur als Transportmedium für Feuchte zu verwenden, nicht als Wärmeübertragungsmedium)
  • Ein Ventilator, der nur soviel Luft absaugt wie unbedingt notwendig ist
  • Ein Gewebe, das nur soviel Feuchte wie unbedingt notwendig enthält
  • Eine minimale Anzahl an Partiewechseln

Wie könnte man diese Ergebnisse erreichen?

  • Durch eine Regelung des Abluftventilators über die Abluftfeuchte oder die Druckdifferenz zwischen der Hallenluft und der Luft im  Spannrahmen
  • Durch Abquetschen der überflüssigen Feuchtigkeit, durch Schaumauftrag, etc.
Was wäre das nächstbeste Ergebnis:
  • Wenn wenigstens möglichst wenig Stillstände entstünden, in denen die Ventilatoren und die Heizung weiterlaufen
  • wenn die Wärme aus dem Abgas zur Luftvorwärmung rückgewonnen würde
Wie könnte man das erreichen?
  • Durch eine Arbeitsvorbereitung, die Rücksicht auf eine minimale Anzahl an Partiewechseln trifft
  • Durch eine Wärmerückgewinnung

Wären diese Maßnahmen umsetzbar? Das müßte nun eine kurze Machbarkeitsstudie zeigen.

Durch die Kombination der Maßnahmen entsteht so ein "Tunnel von Lösungen", der möglichst nahe ans Ideale Endergebnis führt (Ausgehend von den Maßnahmen mit dem größten"Hebel"):

Schaumauftrag - Abquetschen - Feuchteregelung - Infrarot(vor)trocknen - Arbeitsvorbereitung - Wärmerückgewinnung

 

Ein Beispiel: Spüle nach einer Bleiche

Der Nutzen der Spüle ist das Verdünnen des anhaftenden Filmes auf eine gerade noch akzeptable Konzentration, die eine Weiterreaktion verhindert und eine Schädigung des Gewebes vermeidet. Ideal wäre also ein bleichmittelfreies Gewebe. Wie könnte man das erreichen? 

 

Funktionsanalyse einer Waschmaschine

Ideal wäre ein Bleiche, mit der selektiv farbgebende Substanzen entfernt werden, ohne dass nach dem Bleichprozess störende Substanzen an den Fasern anhaften. Das lässt sich - teilweise - durch Abquetschen von überschüssiger Lösung erreichen. 

Da sich das gewünschte Ergebnis nicht direkt erreichen lässt, stellt sich die Frage nach der nächstbesten Lösung: Ein durch Verdünnen deaktivierter Film.

Minimale Spülwassermengen erreicht man durch Anwenden des Gegenstromprinzips: das saubere Gewebe kommt mit frischem Spülwasser in Kontakt, das schrittweise in mehreren (drei bis fünf) Stufen eingesetzt wird. Minimalen Wasserverbrauch erreicht man zusätzlich durch eine Leitfähigkeitsmessung des ablaufenden Wassers und durch eine entsprechende Dosierung.

Lässt sich das Wasser nicht automatisch dosieren so ist die nächstbeste Lösung die Erstellung von Dosiervorschriften zur manuellen Kontrolle des Spülwassereinsatzes in Abhängigkeit von der vom Gewebe aufgenommenen Flüssigkeitsmenge.

 
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