Wirtschaftliche Holzvergasung, simulierter Zyklon und optimierter Verschnitt

Drei herausragende Abschlussarbeiten im Bereich Umweltschutz konnte das  Entsorgungsunternehmen AVEA mit Sitz in Engelskirchen und Leverkusen auch 2015 prämieren. Drei Absolventen der Fachhochschule Köln, Campus Gummersbach, erhielten die AVEA-Innovationspreise auf dem Metabolon-Gelände der Leppe-Deponie in Lindlar.
Als „einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung des Industriestandorts Oberberg“  würdigte Kreisdirektor Jochen Hagt in seiner Einführung die Zusammenarbeit zwischen AVEA und der Hochschule. Der Förderpreis stärkt, so Hagt, die Nachwuchsförderung in der Region. Im letzten Jahr hatte AVEA den Preis zum ersten Mal verliehen, er umfasst die beachtliche Gesamtsumme von 3500 Euro. Als Geschäftsführer der AVEA wies Hans-Jürgen Sprokamp auf die Wichtigkeit von Forschung und Innovation für die Abfallverwertung hin, er versicherte, dass AVEA auch weiterhin die Preise ausloben wird. Prof. Dr. Michael Bongards vertrat die Fachhochschule bei der Preisverleihung. Er ist Mitglied der Jury und arbeitet seit vielen Jahren mit seiner achtköpfigen Forschungsgruppe GECO>C  an Projekten im Lehr- und Forschungszentrum der Fachhochschule Köln auf Metabolon. Wie man aus Abfällen Rohstoffe und Energie gewinnt, das sei weltweit ein brennendes Thema. In den vorgelegten Arbeiten, so Bongards, haben die Studenten Möglichkeiten für die Ressourcenschonung beispielhaft entwickelt.

v.l. Prof. Dr. Thomas Bartz-Beielstein, Prof. Dr. Michael Bongards, Sven Rosenberger, Alexander Kremer, Syed Aley Ali Zaidi , Jochen Hagt, Hans-Jürgen (Bild: Manfred Stern / FH Köln )

Auf den ersten Platz kam Alexander Kremer aus Much für seine Bachelor-Arbeit „Marktuntersuchung und Investitionsanalyse industrieller Holzvergasungsanlagen“. Er durfte sich über 2000 Euro Preisgeld freuen.

Energie lässt sich unter anderem auch umweltfreundlich aus Resthölzern, Sägeabfällen und anderen unbehandelten Hölzern gewinnen. Holzvergasung wandelt Holz in ein energiereiches Produktgas um, das  Ottomotoren, Gasturbinen oder Brennstoffzellen antreibt. Kremer hat marktübliche Holzvergasungsanlagen betriebswirtschaftlich analysiert und erforscht, ob sich die Anlagen für eine dezentrale Stromproduktion eignen. Durch umfangreiche Vergleiche ermittelte der Wirtschaftsingenieur einen technisch innovativen und gleichzeitig betriebswirtschaftlich optimalen Anlagentyp. Dieser Typ kann jetzt Gegenstand weiterer Forschungsarbeiten auf Metabolon werden.  

Ein weiteres Ergebnis der Studie: neue Kombinationen von Holzbrennstoffen wie preiswerte Resthölzer, oder Mischungen aus verschiedenen Reststoffen können die Brennstoffkosten deutlich senken. Die Verwendung von 50 Prozent Restholz senkt z.B. die Kosten für das Brennmaterial um rund 44 Prozent.

Der junge Ingenieur will sich weiter qualifizieren und wird im Herbst ein Masterstudium im Bereich Wirtschaftsingenieurwesen an der Universität Trier beginnen. Danach möchte er sich aber eine Stelle in seiner bergischen Heimat suchen.

Betreuer der Arbeit war Prof. Dr. Michael Bongards vom Campus Gummersbach der Fachhochschule Köln.

Den zweiten Platz belegte Syed Aley Ali Zaidi aus Gummersbach mit seiner Master-Arbeit „Design and Implementation of a Parametric Two-Phase CFD Model for Cy- clone-Dust Separators with ANSYS FLUENT“. Er erhielt 1000 Euro.

Das Thema der in englischer Sprache verfassten Master-Arbeit war die Entwicklung eines Modells für Zyklon-Staubabscheider sowie dessen Dokumentation und Erprobung. Zyklon-Staubabscheider sind Anlagen, die beispielsweise zur Rauchgasreinigung in Großkraftwerken eingesetzt werden. Eine Optimierung dieser Anlagen kann erheblich dazu beitragen,  Emissionen zu vermeiden  und die Energieeffizienz zu steigern. Für die Optimierung braucht man möglichst genaue Modelle, die Zaidi entwickelt hat.

Zaidi hat ein realistisches parametrisches Modell für Zyklon-Staubabscheider entwickelt, detailliert beschrieben und in ersten Simulationen erfolgreich anhand experimenteller Daten erprobt. Er hat, so sein Betreuer, sehr gute Ergebnisse erzielt und professionell mit dem Industriepartner Steinmüller Engineering in Gummersbach zusammengearbeitet.

Ali Zaidi kam vor mehr als drei Jahren aus Pakistan zum Studium nach Gummersbach, er absolvierte mit großem Erfolg den englischsprachigen Studiengang „Automation & IT“. Inzwischen hat er eine Stelle als Software-Entwickler in Köln gefunden und arbeitet nebenbei weiter an der Verbesserung seiner Deutsch-Kenntnisse. Bis auf weiteres pendelt Zaidi täglich von Gummersbach nach Köln, statt dorthin zu ziehen, weil er sich in der überschaubaren bergischen Stadt wohl fühlt. Betreuer der Masterarbeit war Prof. Dr. Thomas Bartz-Beielstein vom Campus Gummersbach der Fachhochschule Köln.

v.l. Syed Aley Ali Zaidi, Alexander Kremer, Sven Rosenberger (Bild: Manfred Stern / FH Köln )

Auf den dritten Platz (500 Euro Preisgeld) kam von Sven Rosenberger aus Netphen mit seiner Bachelor-Arbeit: „Entwicklung und Inbetriebnahme einer Steuerung zur Verschnittoptimierung bei einem Automobil-Zulieferer“

Aktiver Umweltschutz bedeutet auch Ressourcenschonung: Wenn beim Zuschnitt von Matten für die Automobilproduktion Verschnitt, also Abfall, eingespart werden kann, lässt sich bei den hohen Stückzahlen in der Autoherstellung spürbar Material sparen. In seiner Bachelor-Arbeit hat Sven Rosenberger  eine Steuerung zur Verschnittoptimierung von Zellkautschukmatten bei einem Automobil- Zulieferer entwickelt.

Der Wirtschaftsinformatiker verwendete ein selbst entwickeltes 2-Achs-Messportal mit Laserunterstützung, um die gelieferten Zellkautschukmatten zunächst genau  zu vermessen. Dann optimierte er die datentechnische Zusammenarbeit zwischen Messportal und Beschneidemaschine und erzielte so verschnittoptimierte Produktionsergebnisse, aber auch Zeiteinsparungen in der Produktion.

Rosenberg hat in seiner Arbeit eine komplette automatisierungstechnische Anlage geplant, gebaut, programmiert und in Betrieb genommen. Dies geht, so sein Betreuer Prof. Dr. Michael Bongards, weit über das übliche Maß einer Bachelorarbeit hinaus und verlangt normalerweise auch automatisierungstechnische Berufserfahrung. Das Ergebnis der Arbeit wird inzwischen direkt in der Praxis eingesetzt und führt zu einer erheblichen Ressourceneinsparung.

Die Firma AVEA ist seit Jahren zusammen mit dem Bergischen Abfallwirtschaftsverband BAV dem Campus Gummersbach der FH Köln durch zahlreiche Projekte verbunden, insbesondere durch die wissenschaftlichen Arbeiten auf dem :metabolon-Gelände als Teil des Entsorgungszentrums Leppe in Lindlar. AVEA macht mit rund 330 Mitarbeitern einen Jahresumsatz von ca. 66 Mio. Euro, sie gehört zur Hälfte der Stadt Leverkusen, zur anderen Hälfte dem Bergischen Abfallwirtschaftsverband BAV.