Projekt

Die Carl Zeiss AG ist als international agierender Konzern im Bereich optische Systeme tätig. An den beiden baden-württembergischen Produktionsstandorten, Oberkochen und Aalen, wird ein breites Spektrum optischer Systeme, vom hochwertigen Brillenglas bis zu optischen Gesamtsystemen für die Halbleiterherstellung gefertigt.

Anhand hierzu ausgewählter Pilotprozesse sollten die Prozessabläufe erfasst, visualisiert und den jeweiligen Teilprozessen die Stoff- und Energieströme mit den verbundenen Kosten zugeordnet werden. Mittels einer Schwachstellenanalyse sollten Ansatzpunkte zur Optimierung der betrieblichen Umweltsituation und zur Effizienzsteigerung mit den entsprechenden Kosteneinsparungsmöglichkeiten aufgezeigt und bewertet werden.

Als exemplarische Produktionsprozesse wurden die drei folgenden Verfahren analysiert:

• Glasätzprozess
• Mehrstufiges Feinteile-Reinigungsverfahren
• Kühlschmierstoff-Kreisläufe bei der spanenden Brillenglasbearbeitung

Für die drei Pilotprozesse wurden Optimierungsvorschläge zur Verbesserung der betrieblichen Umweltsituation (Einsparung von Ressourcen, Reduzierung der Emissionen, Abfallreduzierung) ausgearbeitet und aufwands- sowie kostenmäßig bewertet. Dabei konnten Einsparungspotenziale von insgesamt über 30.000 EUR/a aufgezeigt werden. Angesichts der Bandbreite der bei Carl Zeiss eingesetzten Verfahrensvarianten lassen sich Vorgehensweise und Ergebnisse auf weitere Anwendungsbereiche übertragen.

Beispiel Glasätzprozess:
Zur Erzielung bestimmter Oberflächeneigenschaften bei optischen Gläsern werden im Carl Zeiss Konzern verschiedene Verfahren zur chemischen Oberflächenbehandlung eingesetzt. Im Werk Oberkochen wird hierfür eine Ätzanlage betrieben. Unter Verwendung von Säuregemischen wird die Glasoberfläche eingeebnet (Säurepolieren). Für diesen Säure-Ätzprozess wurde unter Einsatz der Stoffstrom-Software GaBi 4 ein vollständiges Stoffstrommodell mit den zugehörigen Nebenprozessen programmiert, mit dem Kennwerte spezifischer Hilfsstoffverbräuche berechnet und Stoffstromauswertungen durchgeführt wurden.

Folgende Optimierungsansätze wurden ausgearbeitet:

Einsparung von Spülwasser durch Kaskadenspültechnik:
Mit der Einführung einer Kaskadenspülung, die im Rahmen einer geplanten Modernisierung installiert werden könnte, ließen sich der Wasserverbrauch und parallel auch das Abwasseraufkommen erheblich reduzieren. Die Reduzierungspotenziale bezüglich des Verbrauchs an VE-Wasser und der damit verbundenen Verminderung der Abwassermenge sind von der gewählten Spülbadkombination abhängig.

Standzeitverlängerung Ätzbad:
Derzeit erfolgt der Badaustausch aufgrund von Erfahrungswerten. Mit der Messung qualitätsbestimmender Badparameter könnte die Badstandzeit durch Nachdosieren verbrauchter Wirkkomponenten verlängert und ein erforderlicher Badaustausch exakter bestimmt werden. Kostensenkende Effekte wären ein geringerer Ressourcenverbrauch und reduzierte Entsorgungsmengen an Altsäure.