Über 40 % niedrigere Prozesskosten dank moderner Crossflow-Filtration
Success Story: Wie das Traditionsunternehmen SCHAEFER KALK aus Diez in Rheinland-Pfalz mithilfe von dynamischen Crossflow-Filtern von BOKELA die Prozesskosten um 42 % senkte und dabei zusätzlich dauerhaft die Umwelt schont. Mit einer Amortisierung nach nur knapp drei Jahren dient das Projekt auch als Blaupause für andere Industrien.
Das seit 1860 bestehende, derzeit in 5. Generation geführte Familienunternehmen SCHAEFER KALK ist mit weltweit etwa 700 Angestellten ein Hersteller und Lieferant für hochwertige gebrannte und ungebrannte Kalkprodukte sowie gefällte Calciumcarbonate (PCC). Aus einem der reinsten Kalksteinvorkommen in Europa produziert das Unternehmen Kalk in höchsten Qualitäten, erfüllt unterschiedlichste Kundenspezifikationen und bietet Lösungen für individuelle Ansprüche. SCHAEFER KALK hat sich zu einem Spezialisten für PCC-Produkte entwickelt und unterstützt durch sein eigenes Labor Kunden weltweit bei der Weiterentwicklung ihrer Produkte oder der Entwicklung von Produktinnovationen.
Für die Papierindustrie produziert SCHAEFER KALK unter anderem feinkörniges Calciumcarbonat, das nach der Herstellung als Suspension mit 18 Gew.-% in die Weiterverarbeitung beziehungsweise den Transport geht. Für die tägliche Produktionsmenge eines Papierwerkes in China waren hierfür bislang 7 LKW-Fuhren pro Tag notwendig. Die sich daraus ergebenden Aufgabenstellungen waren daher die Reduzierung der Transportmengen durch Erhöhung der Endkonzentration, die Verbesserung der Produkteigenschaften für die Weiterverarbeitung sowie ein möglichst partikelfreies Filtrat.
Mit BOKELA fand man einen Partner, der die Anforderungen an die Filtration genau verstand und eine individuell passende Lösung anbieten konnte. Das auf Fest-Flüssig-Trennungsaufgaben spezialisierte Unternehmen aus Karlsruhe liefert verschiedenste Filtrationslösungen für Chemie-, Pharma- und Mining-Prozesse auf der ganzen Welt – im Fall von SCHAEFER KALK den dynamischen Crossflow-Filter BoCross Dynamic, ein Membranfilter zur schnellen und produktschonenden Aufkonzentration von mikrofeinen bis nanoskaligen Suspensionen.
Durch den Einsatz dieses vorgeschalteten Querstrom-Filters konnte der Wasseranteil der transportierten Menge fast halbiert werden, wodurch für die Fracht mit nun 30 Gew.-% nur noch rund 4 LKW täglich im Einsatz sind. Grundsätzlich wäre sogar eine noch höhere Konzentration möglich, was jedoch durch die zunehmende Zähflüssigkeit den Verladeprozess negativ beeinträchtigen würde.
Pro Jahr werden nun statt wie bislang 60 000 m³ nur noch 33 000 m³ transportiert, was zu einer direkten Kostenreduzierung führte. Zusätzlich können durch den reduzierten Dieselbedarf (abzüglich des Stromverbrauchs für die Aufkonzentrierung) fast 100 t CO2/a eingespart werden. Nicht zu verachtender Nebeneffekt ist zudem die Rückgewinnung von circa 27 000 m³ klarem Filtrat pro Jahr, das direkt wieder in den Prozess zurückgeführt werden kann.
In der Endabrechnung wurden alle Energie-, Wartungs- und Kapitalkosten für den zusätzlichen Filtrationsschritt den Einsparungen für den Transport gegenübergestellt, wodurch sich eine Amortisationszeit von lediglich 2,9 Jahren ergab.
Herstellung und Verwendung von PCC
Präzipitiertes Calciumcarbonat, kurz PCC, ist überall dort im Einsatz, wo hohe chemische Reinheit, perfekte Weißpigmentierung, hohe Opazität, bestmögliche Feinteiligkeit, enge Korngrößenverteilung oder exakt definierte Kristallstrukturen die Voraussetzung für ein einwandfreies Ergebnis sind.
Um PCC herzustellen, wird Kohlendioxid-Gas in Kalkmilch eingeleitet. Dabei entsteht eine wässrige Suspension, die je nach gewünschtem Endprodukt gefiltert, getrocknet und gemahlen wird. Abhängig von der Art des Fällbehälters und der Prozessdurchführung entwickeln sich unterschiedliche Kristallstrukturen, Partikelformen und -größen. Diese kleinsten Veränderungen machen eine nahezu unüberschaubare Produktpalette möglich.
PCC unterscheidet sich in seinen Eigenschaften vom natürlich vorkommenden Calciumcarbonat. Es findet als Füllstoff in Tabletten, als Calciumanteil in Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln, als Hilfsstoff in der Papier- und Kunststoffherstellung oder als Weißpigment-Extender in Dispersionsfarben Anwendung.
Funktionsweise BoCross Filter
Die dynamische Crossflow Filtration mit dem BoCross Dynamic Filter ist ein Verfahren zur Mikro- und Ultrafiltration mikrofeiner bis nanoskaliger Suspensionen. Das dynamische Scherspaltprinzip sorgt für nahezu ideale physikalische Bedingungen für den Trennprozess. Unter Einwirkung der Scherkräfte bleibt das Konzentrat selbst bei hoher Eindickung noch fließfähig. Deshalb können hochviskose und auch hochkonzentrierte Suspensionen noch verarbeitet werden. Gegenüber der konventionellen Crossflow-Filtration werden mit dem BoCross Dynamic Filter mehrfach höhere Konzentrationen erreicht.
BOKELA auf der FILTECH 2026
BOKELA stellt seine Filtrationslösungen auf der FILTECH – der größten und bedeutsamsten Messe rund um die Filtration – vom 30. Juni bis 2. Juli 2026 in Halle 8 auf Stand A45 in Köln vor. Persönliches Frei-Ticket erhältlich bei sales@bokela.com.
