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Diese Richtlinie richtet sich an Unternehmen, die ihre Mitarbeitenden dafür gewinnen wollen, sich stärker für einen effizienteren und sparsameren Einsatz von Ressourcen einzusetzen, und die deren Erfahrungen und Know-how bei PIUS-Projekten nutzen möchten. Der Fokus liegt darauf, wie sich dabei die Einbindung von Mitarbeitenden unter den jeweiligen unternehmensspezifischen Ausgangssituationen systematisch organisieren lässt. Unter der Einbindung von Mitarbeitenden wird dabei primär die aktive Rolle von Mitarbeitenden bei Optimierungsprojekten - wie zu PIUS - verstanden, angefangen vom Erfahrungs- und Know-How-Träger über den Beteiligten am Planungsprozess bis hin zum Ausführenden bei der Umsetzung. Darüber hinaus geht es auch um Information und Motivation der Mitarbeitenden. Die gelebte Einbindung von Mitarbeitenden unterstützt nicht nur dabei, PIUS-Projekte deutlich erfolgreicher anzugehen und umzusetzen, sondern es lassen sich insgesamt die Innovationskraft, die Unternehmenskultur und die Motivation der Mitarbeitenden im Unternehmen steigern.
Up to now biorefinery concepts can hardly compete with the conventional production of fossil-based chemicals. On one hand, conventional chemical production has been optimised over many decades in terms of energy, yield and costs. Biorefineries, on the other hand, do not have the benefit of long-term experience and therefore have a huge potential for optimisation. This study deals with the economic evaluation of a newly developed biorefinery concept based on superheated steam (SHS) torrefaction of biomass residues with recovery of valuable platform chemicals. Two variants of the biorefinery were economically investigated. One variant supplies various platform chemicals and torrefied biomass. The second variant supplies thermal energy for external consumers in addition to platform chemicals. The results show that both variants can be operated profitably if the focus of the platform chemicals produced is on high quality and thus on the higher-priced segment. The economic analysis gives clear indications of the most important financial influencing parameters. The economic impact of integration into existing industrial structures is positive. With the analysis, a viable business model can be developed. Based on the results of the present study, an open-innovation platform is recommended for the further development and commercialisation of the novel biorefinery.
Within the last decade, research on torrefaction has gained increasing attention due to its ability to improve the physical properties and chemical composition of biomass residues for further energetic utilisation. While most of the research works focused on improving the energy density of the solid fraction to offer an ecological alternative to coal for energy applications, little attention was paid to the valorisation of the condensable gases as platform chemicals and its ecological relevance when compared to conventional production processes. Therefore, the present study focuses on the ecological evaluation of an innovative biorefinery concept that includes superheated steam drying and the torrefaction of biomass residues at ambient pressure, the recovery of volatiles and the valorisation/separation of several valuable platform chemicals. For a reference case and an alternative system design scenario, the ecological footprint was assessed, considering the use of different biomass residues. The results show that the newly developed process can compete with established bio-based and conventional production processes for furfural, 5-HMF and acetic acid in terms of the assessed environmental performance indicators. The requirements for further research on the synthesis of other promising platform chemicals and the necessary economic evaluation of the process were elaborated.
Eine zukunftsfähige Ausrichtung der betrieblichen Abläufe nach den Prinzipien des nachhaltigen Wirtschaftens erhöht die Wettbewerbsfähigkeit, die Innovationskraft und die Glaubwürdigkeit des Unternehmens bei allen Interessengruppen. Zudem zeigt die Praxis, dass Unternehmen damit nicht nur ökologische und soziale Aspekte angehen können, sondern auch ökonomisch besser aufgestellt sind, zum Beispiel durch Einsparungen an Ressourcen, einer höheren Akzeptanz im Markt und in der Gesellschaft oder einer besseren Mitarbeitermotivation. In der VDI 4070 Blatt 1 wurde eine Handlungsanleitung gegeben und eine strukturierte Vorgehensweise beschrieben, um Betriebe systematisch an ein nachhaltiges Wirtschaften heranzuführen. In Ergänzung dazu werden in Blatt 2 beispielhafte Methoden sowie bewährte und innovative Instrumente vorgestellt und praktische Anwendungshilfen und Beispiele aufgezeigt. Die Richtlinie richtet sich an Behörden, Beratungsunternehmen, kleine und mittelständische Unternehmen.
5-hydroxymethyl-furfural (HMF) and furfural are interesting as potential platform chemicals for a bio-based chemical production economy. Within the scope of this work, the process routes under technical development for the production of these platform chemicals were investigated. For two selected processes, the material and energy flows, as well as the carbon footprint, were examined in detail. The possible production process optimizations, further development potentials, and the research demand against the background of the reduction of the primary energy expenditure were worked out.
Kostenkalkulation im Anlagenbau: Modell zur Bewertung der Konkurrenzfähigkeit im Entwicklungsstadium
(2020)
Während Grundchemikalien größtenteils im industriellen Maßstab mittels verfahrenstechnisch optimierter Großanlagen hergestellt werden, entwickeln Forschungsinstitute biobasierte Prozesse zur Herstellung von Plattformchemikalien im Labor- und Pilotmaßstab. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Kostenkalkulationsmodell zur Abschätzung der Investitions- und Betriebskosten verfahrenstechnischer Anlagen vorgestellt, auf dessen Basis die ökonomische Konkurrenzfähigkeit in der Entwicklung befindlicher Verfahren ermittelt werden kann. Das Modell ist fur Anwendungen im industriellen Maßstab
geeignet.
In der Vergangenheit ist der Materialfluss meist mit der Produktion gewachsen. Mit steigender Produkt-Individualität erhöht sich die Anzahl der zu fertigenden Varianten in der Produktion und somit die Komplexität der Materialflüsse. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Möglichkeiten und Methoden zur Aufnahme und Optimierung von Materialflüssen im Zusammenhang mit hoher Variantenvielfalt untersucht.
Der Sondermaschinenbau ist durch eine hohe Variantenvielfalt und komplexe Materialflüsse charakterisiert (Reinhart, Bredow & Pohl, 2009, S. 131). Die vorliegende Publikation stellt die im Zuge eines Praxisprojekts angewendeten Vorgehensweisen zur Materialflussoptimierung im Sondermaschinenbau vor. Dabei werden Erfahrungswerte und Hindernisse herausgearbeitet.
It has not yet been possible to achieve the desired aim of decoupling economic growth from global material demand. Small and medium sized enterprises (SMEs) represent the backbone of most industrialized economies. Although material efficiency is of vital importance for many SMEs, few of them actually treat it as their top priority. There is a cornucopia of tools and methods available which can be used for material efficiency purposes. These, however, have gained little ground in the SME-field. This work deals with the enabling factors for material efficiency improvements in manufacturing SMEs and projections towards aspects of supply chain and circular economy. A multi-disciplinary decoupling approach for manufacturing SMEs and an implementation roadmap for further practical development are proposed. The approach combines appropriate complexity of technology and socio-economic considerations. It enables a connection of existing methods and the implementation of established information technologies.