Institut für Energietechnik (IET)
HSR

Effiziente Luftdüsen in der Textilproduktion

Immer mehr synthetische Fasern
Man ist sich einig: Für die Energiewende müssen beide Aspekte in Angriff genommen werden, die Umrüstung auf erneuerbare Energien, wie auch die Senkung des Energieverbrauchs bzw. Steigerung der Effizienz in vielen Bereichen. Vielfach kann bei Letzterem mit weniger Aufwand mehr erreicht werden. Eines von vielen Beispielen dazu ist die Herstellung unserer Kleidung. Während der Herstellung von Textilien aus natürlichen Fasern durch die begrenzten natürlichen Vorkommen von pflanzlichen Fasern und Tierhaaren Grenzen gesetzt sind, wächst die weltweite Produktion von synthetischen Fasern rasant. Mitverantwortlich dafür ist auch, dass der Tragekomfort und die Funktionalität synthetischer Fasern den Eigenschaften natürlicher Fasern immer näher kommen oder diese sogar übertreffen. Weltweit werden heute 90 Millionen Tonnen Fasern pro Jahr produziert, wovon 68 Millionen Tonnen, also rund 75%, auf Kunstfasern wie Polyester und Polyamid entfallen. Die Produktion der Kunstfasern erfordert einen sehr hohen Energieaufwand und findet meist in Ländern wie China, Indien oder Bangladesch statt, wo ein grosser Teil der Energie aus fossilen Quellen stammt.

Abbildung 1: Luftblastexturierdüse der Firma Heberlein AG (Bild: Heberlein)

Energieintensive Veredelung
Ein wichtiger und energiefressender Prozessschritt in der Kunstgarnherstellung ist die Veredelung mittels Luftdüsen. In diesem Prozessschritt wird das Endlosgarn durch die Düsen gezogen und die zunächst komplett glatten Filamente mittels Luftstrom verwirbelt und verdreht. Dadurch bekommt das Garn seine je nach Verwendungszweck charakteristische Texturierung. Die Firma Heberlein AG in Wattwil besitzt zum heutigen Zeitpunkt einen Marktanteil von 50% im Bereich dieser Luftdüsen und ist somit Marktführer. Tragen Sie ein Sportbekleidungsstück aus synthetischen Fasern, ist die Wahrscheinlichkeit gross, dass das Garn eine der Heberlein-Düsen durchlaufen hat. Allein für die Bereitstellung der Druckluft dieser Düsen wird weltweit eine Leistung von 1.5 Gigawatt benötigt, welche in den produzierenden Ländern meist in Form von fossilen Brennstoffen bereitgestellt wird. Jegliche Effizienzsteigerung der Veredelungsdüsen bedeutet somit eine grosse Einsparung an Energie und Rohstoffen.

Abbildung 2: Strömungssimulation HSR (Bild: HSR)

Effizienzsteigerung durch Innovationsprojekt
Im Rahmen eines Innosuisse-Projektes zwischen Heberlein und der HSR wird an der nächsten Generation von Lufttexturier- sowie Luftverwirbelungsdüsen gearbeitet. Erste Ergebnisse aus dem Labor bestätigen, was am Computer vorhergesagt wurde: der Luftverbrauch wird bei gleichbleibender Texturierleistung der Düsen um 25% reduziert, gemessen am Energieverbrauch eine Einsparung von 375 Megawatt. Für die Welt bedeutet dies 3.3 Millionen Tonnen weniger CO jedes Jahr, für die Firma Heberlein AG einen weiteren Schritt zur Sicherung ihrer Position als Marktführer.

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