Bei der Gestaltung von Stahlwerkstoffen und Stahlerzeugnissen sind ökologische Auswirkungen über die Herstellung hinaus auch hinsichtlich ihrer Nutzung und ihrer Wiederverwertung zu berücksichtigen. Anforderungen ergeben sich aus rechtlichen und politischen Zwängen. Konkretisiert sind sie von der Automobilindustrie hinsichtlich des Recyclings und Leichtbaus. Ökobilanzen für Stahlerzeugnisse zeigten für Automobilprodukte bei der Werkstoffherstellung ein geringes und bei der Nutzung ein hohes Verbesserungspotential. Eine grundlegende Änderung der Praxis des Stahlrecyclings ist nicht erforderlich, die Zunahme an mikrolegierten Werkstoffen erfordert aber eine verbesserte Lenkung der Schrottströme. Maßnahmen zur Reduzierung der Masse von Stahlerzeugnissen für den Automobilbau sind nur sinnvoll in Verbindung mit gleichzeitigen Anpassungen der Antriebstechnik. Eine Verbesserung der Marktposition und Abgrenzung von Wettbewerbswerkstoffen kann erreicht, wenn diese Anstrengungen im Dialog mit der Automobilindustrie erfolgen.

Die vorliegende Ausgabe beschäftigt sich mit dem Thema vergleichende Untersuchungen zur Wasseraufbereitung mit getauchten Membranen. Es werden drei Verfahren zur Aufbereitung von Oberflächenwasser zu Trinkwasser unter technischen, ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten verglichen. Das Verfahren der Ultrafiltration mit getauchten Membranen wurde dazu für drei Monate in einem kleintechnischen Pilotversuch an der Aare, Schweiz, getestet und hinsichtlich der Filtrationsleistung unter Variation typischer technischer Parameter bewertet. Für das konventionelle Verfahren mit Mehrschichtfiltration und die Ultrafiltration mit Rohrmodulen wurden die Ergebnisse vorangegangener Untersuchungen ausgewertet. Die anschließende Planung der Großanlagen bildet die Grundlage für den Vergleich. Keines der betrachteten Verfahren kann sowohl im technischen, ökonomischen als auch ökologischen Vergleich eindeutig seine Vorteilhaftigkeit herausstellen. Während die Ultrafiltration mit getauchten Membranen technisch die besten Noten erhält, ist die Wirtschaftlichkeit des konventionellen Verfahrens mit Mehrschichtfiltration mit dem höchsten Kapitalwert am günstigsten bewertet. Im Ergebnis der ökologischen Betrachtung wird das Verfahren der Ultrafiltration mit getauchten Membranen als umweltfreundlichste Variante identifiziert.

Die vorliegende Ausgabe beschäftigt sich mit dem Thema der ökologischen und ökonomischen Bewertung von OP-Textilien. Die in dieser Ausgabe veröffentlichten Ergebnisse beruhen auf Seminararbeiten, die im Rahmen der Wissenschaftliche Begleitung eines Praxisprojekts an unserer Professur in Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Carl Gustav Carus an der Technischen Universität Dresden erbracht wurden. Sie haben somit Fallstudiencharakter und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Repräsentativität, sondern geben in ihrem Umfang einen hervorragenden Einblick in das Betätigungsfeld der Betriebswirtschaftslehre im allgemeinen und der Betrieblichen Umweltökonomie im speziellen. Die in dieser Ausgabe dargestellten Ergebnisse stellen somit keinen Schlusspunkt für die Forschung dar, sondern bilden den Ausgangspunkt für weiterführende wissenschaftliche Untersuchungen.

Die vorliegende Ausgabe beschäftigt sich mit der Entwicklung eines integrierten Managementsystems bei einem mittelständischen Unternehmen der Entsorgungswirtschaft (UEW). Aufgrund des hohen wissenschaftlichen Anspruches wurde die Integration von Qualitäts- (QMS) und Umweltmanagementsystem (UMS) als Hauptziel definiert. Dabei sollten Grundlagen und Integrationsansätze erarbeitet werden. Die Erstellung eines Integrierten Managementhandbuches (IMH) auf Basis der ISO 9001:2000 war dabei besonders wichtig. Weiterhin wurde seitens des UEW der Wunsch eingebracht, später eine gekürzte Version als Imagebroschüre zu veröffentlichen. Dies machte ein Integriertes Managementhandbuch mit verschiedenen Ebenen nötig. In der obersten Ebene sollten die wichtigsten, veröffenlichtbaren Informationen dargestellt werden. Über umfangreiche Vernetzungen sollten dann in der elektronischen Version an den Arbeitsplätzen die weitergehenden Arbeits- und Verfahrensanweisungen eingebunden werden. Eine weitere Anforderung des UEW war, das Qualitäts- und Umweltziele - als wichtige Bestandteile von QMS und UMS - objektiv messbar oder vergleichbar sein sollen. Um dies zu erreichen, wurde in Abstimmung mit UEW die Erstellung eines spezifischen Qualitäts- und Umweltkennzahlensystems in die Entwicklung des Integrierten Managementsystems eingebunden. Ein Teil des Leistungsspektrums des UEW ist die Herstellung von Ersatzbrennstoffen (EBS). Daher sollte im Rahmen des Projektes, speziell im Kennzahlensystem, auch die EBS-Herstellung genauer untersucht werden. Kern dieser Untersuchung sollte eine energetische Ökobilanzierung für das Produkt EBS durchgeführt werden. Damit sollte die Umweltverträglichkeit dieses komplizierten Produktes geprüft werden, um damit auch den ökologischen Aspekt stärker im Absatz betonen zu können. Gleichzeitig stellt die Umweltverträglichkeitsprüfung der EBS-Herstellung ein Musterbeispiel für die Analyse eines Geschäftszweiges im Rahmen des ständigen Verbesserungsprozesses des Integrierten Managementsystems dar.

Bei der Gestaltung von Stahlwerkstoffen und Stahlerzeugnissen sind ökologische Auswirkungen über die Herstellung hinaus auch hinsichtlich ihrer Nutzung und ihrer Wiederverwertung zu berücksichtigen. Anforderungen ergeben sich aus rechtlichen und politischen Zwängen. Konkretisiert sind sie von der Automobilindustrie hinsichtlich des Recyclings und Leichtbaus. Ökobilanzen für Stahlerzeugnisse zeigten für Automobilprodukte bei der Werkstoffherstellung ein geringes und bei der Nutzung ein hohes Verbesserungspotential. Eine grundlegende Änderung der Praxis des Stahlrecyclings ist nicht erforderlich, die Zunahme an mikrolegierten Werkstoffen erfordert aber eine verbesserte Lenkung der Schrottströme. Maßnahmen zur Reduzierung der Masse von Stahlerzeugnissen für den Automobilbau sind nur sinnvoll in Verbindung mit gleichzeitigen Anpassungen der Antriebstechnik. Eine Verbesserung der Marktposition und Abgrenzung von Wettbewerbswerkstoffen kann erreicht, wenn diese Anstrengungen im Dialog mit der Automobilindustrie erfolgen.

Die vorliegende Ausgabe beschäftigt sich mit der Entwicklung eines integrierten Managementsystems bei einem mittelständischen Unternehmen der Entsorgungswirtschaft (UEW). Aufgrund des hohen wissenschaftlichen Anspruches wurde die Integration von Qualitäts- (QMS) und Umweltmanagementsystem (UMS) als Hauptziel definiert. Dabei sollten Grundlagen und Integrationsansätze erarbeitet werden. Die Erstellung eines Integrierten Managementhandbuches (IMH) auf Basis der ISO 9001:2000 war dabei besonders wichtig. Weiterhin wurde seitens des UEW der Wunsch eingebracht, später eine gekürzte Version als Imagebroschüre zu veröffentlichen. Dies machte ein Integriertes Managementhandbuch mit verschiedenen Ebenen nötig. In der obersten Ebene sollten die wichtigsten, veröffenlichtbaren Informationen dargestellt werden. Über umfangreiche Vernetzungen sollten dann in der elektronischen Version an den Arbeitsplätzen die weitergehenden Arbeits- und Verfahrensanweisungen eingebunden werden. Eine weitere Anforderung des UEW war, das Qualitäts- und Umweltziele - als wichtige Bestandteile von QMS und UMS - objektiv messbar oder vergleichbar sein sollen. Um dies zu erreichen, wurde in Abstimmung mit UEW die Erstellung eines spezifischen Qualitäts- und Umweltkennzahlensystems in die Entwicklung des Integrierten Managementsystems eingebunden. Ein Teil des Leistungsspektrums des UEW ist die Herstellung von Ersatzbrennstoffen (EBS). Daher sollte im Rahmen des Projektes, speziell im Kennzahlensystem, auch die EBS-Herstellung genauer untersucht werden. Kern dieser Untersuchung sollte eine energetische Ökobilanzierung für das Produkt EBS durchgeführt werden. Damit sollte die Umweltverträglichkeit dieses komplizierten Produktes geprüft werden, um damit auch den ökologischen Aspekt stärker im Absatz betonen zu können. Gleichzeitig stellt die Umweltverträglichkeitsprüfung der EBS-Herstellung ein Musterbeispiel für die Analyse eines Geschäftszweiges im Rahmen des ständigen Verbesserungsprozesses des Integrierten Managementsystems dar.

Die vorliegende Ausgabe beschäftigt sich mit dem Thema vergleichende Untersuchungen zur Wasseraufbereitung mit getauchten Membranen. Es werden drei Verfahren zur Aufbereitung von Oberflächenwasser zu Trinkwasser unter technischen, ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten verglichen. Das Verfahren der Ultrafiltration mit getauchten Membranen wurde dazu für drei Monate in einem kleintechnischen Pilotversuch an der Aare, Schweiz, getestet und hinsichtlich der Filtrationsleistung unter Variation typischer technischer Parameter bewertet. Für das konventionelle Verfahren mit Mehrschichtfiltration und die Ultrafiltration mit Rohrmodulen wurden die Ergebnisse vorangegangener Untersuchungen ausgewertet. Die anschließende Planung der Großanlagen bildet die Grundlage für den Vergleich. Keines der betrachteten Verfahren kann sowohl im technischen, ökonomischen als auch ökologischen Vergleich eindeutig seine Vorteilhaftigkeit herausstellen. Während die Ultrafiltration mit getauchten Membranen technisch die besten Noten erhält, ist die Wirtschaftlichkeit des konventionellen Verfahrens mit Mehrschichtfiltration mit dem höchsten Kapitalwert am günstigsten bewertet. Im Ergebnis der ökologischen Betrachtung wird das Verfahren der Ultrafiltration mit getauchten Membranen als umweltfreundlichste Variante identifiziert.

Für die Herstellung von Bindemittel- und Kunststofffreien Naturfaserformteilen stehen die Prozesse Faserguss und Pressspan zu Verfügung. Beide sind durch klare Nachteile geprägt. Außerdem besteht zur Herstellung von Naturfaserformteilen eine Entwicklungslücke. Ua. diese bedingt, dass Naturfaserformteile wenig angewendet werden. Das in dieser Arbeit entwickelte Verfahren der Vakuumpresstrocknung ermöglicht es auf eine neuartige Weise Naturfaserformteile herzustellen. Neben der Entwicklung selbst, werden Vergleiche zu herkömmlichen Herstellungsmethoden gezogen, die Prozessparameter untersucht, Trocknungsspezifiken diskutiert und ein Umweltwirkungsvergleich durchgeführt. Als Demonstrationsobjekt wird ein Freischwinger Panton Chair als Faservariante hergestellt.:Abkürzungsverzeichnis vii 1 Einleitung 1 1.1 Werkstoff des 19. Jahrhunderts 1 1.2 Motivation und Zielsetzung 3 1.3 Struktur der Arbeit 4 2 Stand der Technik 7 2.1 Nachhaltiges Wirtschaften und Werkstoffe 7 2.1.1 Ziele und Strategie der Bioökonomie 7 2.1.2 Vergleich der Naturfaserstoffe zu Kunststoffen 9 2.2 Materialien und Methoden zur Herstellung von Formteilen 13 2.2.1 Rohstoffe für Faserformteile 13 2.2.2 Urformender Fasergussprozess und dessen Trocknung 15 2.2.3 Presstrocknung sogenannter Pressspanerzeugnisse 19 2.2.4 Weiterentwicklung der Faserformverfahren 21 2.3 Trocknung relevanter Naturstoffe 24 2.3.1 Begriffe Feuchte, Wassergehalt und Trockengehalt 24 2.3.2 Trocknungsarten 24 2.3.3 Trocknung hygroskopischer kapillarporöser Stoffe 26 2.4 Zusammenfassung des Standes der Technik 29 3 Entwicklung der Vakuumpresstrocknung 31 3.1 Ideenentwicklung 31 3.1.1 Verfahrensanforderungen 31 3.1.2 Technischer Widerspruch 33 3.1.3 Lösungsprinzip Vakuum 35 3.2 Umsetzung der Vakuumpresstrocknung 37 3.2.1 Technische Veränderungen 37 3.2.2 Aufbau und technische Materialien 38 3.2.3 Ablauf der Vakuumpresstrocknung 40 4 Untersuchung der Vakuumpresstrocknung 43 4.1 Test der Funktion 43 4.1.1 Referenz Rapid-Köthen-Prozess 43 4.1.2 Materialien und Methoden des Funktionstests 43 4.1.3 Ergebnisse des Rapid-Köthen-Vergleiches 46 4.2 Priorisierung der Einflussgrößen 50 4.2.1 Einflussgrößen der Vakuumpresstrocknung 50 4.2.2 Material und Methode der Einflussgrößenuntersuchung 51 4.2.3 Ergebnisse der Priorisierung 53 4.3 Berechnung der Trocknungszeit 56 4.3.1 Material und Methode der Trocknungszeitberechnung 56 4.3.2 Versuchsdurchführung zur Bestimmung der Trocknungszeit 57 4.3.3 Ergebnisse der Trocknungszeitbestimmung 58 4.3.4 Beurteilung der Güte des Regressionsmodells 60 4.4 Charakteristik der Vakuumpresstrocknung 61 4.4.1 Grundprinzip der Reduzierung des Systemdruckes 61 4.4.2 Phasen der Vakuumpresstrocknung 62 4.4.3 Trocknungsgeschwindigkeit 66 4.4.4 Wärme- und Stofftransport der Vakuumpresstrocknung 69 4.5 Zusammenfassung der Verfahrensuntersuchungen 75 5 Materialspezifische Effekte bei der Vakuumpresstrocknung 77 5.1 Verwendete Fasermaterialien 77 5.2 Verarbeitungs- und Untersuchungsmethoden der Fasermaterialien 79 5.2.1 Untersuchung der chemischen Zusammensetzung 79 5.2.2 Morphologische Untersuchungen 80 5.2.3 Untersuchung der Entwässerungseigenschaften 80 5.2.4 Herstellung und Untersuchung von Blättern und -Platten 81 5.3 Ergebnisse der Fasermaterialvariation 84 5.3.1 Faser- und Faserstoffeigenschaften 84 5.3.2 Eigenschaften der Materialproben 89 5.3.3 Beeinflussung der Trocknung durch Materialart und -formation 96 5.4 Zusammenfassung der Fasermaterialvariation 102 6 Anwendung der Vakuumpresstrocknung 105 6.1 Auswahl des Objektes 105 6.2 Herstellung des Panton Chair als Demonstrator 105 6.3 Trocknungstemperatur in Theorie und Praxis 108 7 Ökonomische Einordnung der Vakuumpresstrocknung 111 7.1 Ziel und Durchführung der Untersuchung 111 7.2 Kostenvergleich 113 7.2.1 Vergleich zur Pressspan-Bandagentrocknung 113 7.2.2 Vergleich zu 3D Druck und Spritzguss 115 7.2.3 Maßnahmen der Kostensenkung 117 8 Umweltwirkung des Demonstrators 121 8.1 Ziel und Untersuchungsrahmen 121 8.1.1 Zielstellung 121 8.1.2 Untersuchungsrahmen 122 8.2 Sachbilanz und Wirkungsabschätzung 125 8.2.1 Verarbeitung Kunststoff 125 8.2.2 Recycling 127 8.3 Zusammenfassung der Umweltwirkung 132 9 Zusammenfassung 133 Literaturverzeichnis 137 Abbildungsverzeichnis 147 Tabellenverzeichnis 151 Anhang 155

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Die vorliegende Ausgabe beschäftigt sich mit dem Thema der ökologischen und ökonomischen Bewertung von OP-Textilien. Die in dieser Ausgabe veröffentlichten Ergebnisse beruhen auf Seminararbeiten, die im Rahmen der Wissenschaftliche Begleitung eines Praxisprojekts an unserer Professur in Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Carl Gustav Carus an der Technischen Universität Dresden erbracht wurden. Sie haben somit Fallstudiencharakter und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Repräsentativität, sondern geben in ihrem Umfang einen hervorragenden Einblick in das Betätigungsfeld der Betriebswirtschaftslehre im allgemeinen und der Betrieblichen Umweltökonomie im speziellen. Die in dieser Ausgabe dargestellten Ergebnisse stellen somit keinen Schlusspunkt für die Forschung dar, sondern bilden den Ausgangspunkt für weiterführende wissenschaftliche Untersuchungen.