Die Anforderungen an beschichtetes Flachglas steigen kontinuierlich. Anwendungen reichen von energieeffizienten Fassaden über komplexe Isolierglaslösungen bis hin zu designorientierten Lösungen im Innenbereich. Neben hohen Qualitätsstandards rücken wirtschaftliche und ressourcenschonende Produktionsprozesse zunehmend in den Fokus.
Zentrale Schlüsseltechnologie sind Magnetron-Beschichtungsanlagen (Coaterlines), in denen funktionale Metall- und Metalloxidschichten aufgebracht werden. Die Prozessfenster sind eng: Bereits minimale Abweichungen einzelner Parameter können sich direkt auf die Beschichtungsqualität auswirken. Ein wichtiger, oft unterschätzter Einflussfaktor ist die Qualität des Prozesswassers im vorgelagerten Glaswaschprozess.
Die Qualität der Beschichtung hängt maßgeblich von stabilen Prozessbedingungen ab. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Glasreinigung vor der Beschichtung: Nur vollständig saubere Oberflächen ermöglichen eine standardisierte Schichtabscheidung. Bereits geringe Verunreinigungen oder Schwankungen in der Wasserqualität können die Haftung und optischen Eigenschaften der Beschichtung beeinträchtigen. Wasser ist damit ein entscheidender Prozessparameter.
„Nur mit einer konstant hohen Wasserqualität lassen sich gleichmäßige Beschichtungen wirtschaftlich realisieren“, so Guido Sistermann, Head of Engineering, SGGD.
Das Zusammenspiel von Wasseraufbereitung und Waschtechnik ist entscheidend. Während die Wasseraufbereitung Qualitätsparameter wie Leitfähigkeit, Partikelfreiheit und organische Belastung definiert und stabil hält, sorgt die Waschtechnik für deren prozesssichere Umsetzung an der Bauteiloberfläche. Dabei wirken mechanische, chemische und hydraulische Effekte zusammen und müssen exakt aufeinander abgestimmt sein. Nur wenn beide Komponenten als integriertes Gesamtsystem betrachtet und betrieben werden, lassen sich reproduzierbare Ergebnisse, geringe Ausschussquoten und langfristig stabile Beschichtungsprozesse gewährleisten.
Die bestehende Wasseraufbereitungsanlage am Standort Köln-Porz war über viele Jahre im Einsatz und wurde kontinuierlich durch EnviroFalk weiterentwickelt. Mit steigenden Anforderungen wuchs der Bedarf nach mehr Transparenz und einer gezielten Steuerbarkeit der Prozesse. Ziel war eine Lösung im Sinne von Industrie 4.0, mit durchgängiger Prozess- und Datentransparenz sowie der Möglichkeit, alle Anlagenstufen in Echtzeit zu überwachen und gezielt zu steuern.
Gemeinsam mit EnviroFalk wurde eine Reinwasser-Kreislaufanlage entwickelt, die genau auf diese Anforderungen ausgerichtet ist.
„Heute sehen wir auf einen Blick, was in der Wasseraufbereitungsanlage passiert. Das gibt uns die Transparenz, unsere Prozesse gezielt zu steuern und weiterzuentwickeln“, sagt Marius Bongartz, Prozesstechnik, SGGD.
Mehrstufige Wasseraufbereitung im geschlossenen Kreislauf
Die Reinwasseraufbereitung erfolgt über ein mehrstufiges Verfahren innerhalb eines geschlossenen Kreislaufsystems. Im ersten Schritt wird das Brunnenwasser einer Filtration unterzogen, um partikuläre Verunreinigungen zu entfernen.
Die Enthärtung reduziert anschließend Härtebildner und schützt nachfolgende Anlagenkomponenten, während die Umkehrosmose (RO) die zentrale Entsalzung übernimmt. In der anschließenden Elektrodeionisation (EDI) wird eine Feinentsalzung erreicht, die zu sehr niedrigen Leitfähigkeiten führt. Eine nachgeschaltete Speicherung in Schrägtanks mit UV-Desinfektion sichert die mikrobiologische Stabilität des Reinwassers.
Das so erzeugte Reinwasser wird der Waschmaschine zugeführt und gewährleistet dort die gründliche Entfernung von Verunreinigungen auf den Glasoberflächen – die Voraussetzung für eine gleichmäßige und qualitativ hochwertige Beschichtung. Die Wasserqualität hat in diesem Prozessschritt unmittelbaren Einfluss auf Produktqualität und Ausschussrate.
Ein zentrales Merkmal des Anlagenkonzepts ist die konsequente Kreislaufführung des Prozesswassers. Anfallendes Waschwasser wird nicht verworfen, sondern mehrstufig wiederaufbereitet und in den Prozess zurückgeführt. Zunächst entfernt eine Ultrafiltration Partikel, Kolloide und mikrobiologische Bestandteile. Anschließend sorgt eine zweistufige Umkehrosmose für die Reduktion gelöster Inhaltsstoffe. Das vorbehandelte Wasser durchläuft danach erneut die zentralen Stufen der Wasseraufbereitungsanlage und wird dem Waschprozess wieder zugeführt.
So entsteht ein geschlossenes, transparent steuerbares System, das den Übergang von einem linearen Verbrauchssystem zu einer ressourceneffizienten Kreislaufführung ermöglicht. Neben der Prozesssicherheit trägt das Konzept damit wesentlich zur Reduktion von Frischwasserbedarf und Abwassermengen bei.
Transparenz bis auf Sensorebene
Ein besonderer Fokus liegt auf der Mess-, Steuer- und Regeltechnik mit IO-Link-Technologie. Diese ermöglicht eine durchgängige Kommunikation bis auf die Sensorebene und stellt erweiterte Diagnose- und Prozessdaten in Echtzeit bereit. Über ein zentrales Dashboard sind alle relevanten Prozessdaten in Echtzeit verfügbar, Abweichungen lassen sich frühzeitig erkennen und gezielt korrigieren.
David Hannappel, Anwendungsberater, EnviroFalk: „Wir erreichen Leitfähigkeiten nahe dem technisch Machbaren und stellen konstant hohe Wasserqualitäten für den 24/7-Betrieb bereit.“
Stabile Prozesse, mehr Effizienz
Die Kombination aus Kreislaufführung, präziser Regeltechnik und kontinuierlicher Überwachung ermöglicht eine stabile Wasserqualität im laufenden Betrieb. Wasserverbräuche sinken, Prozessabweichungen werden reduziert und der Anlagenbetrieb lässt sich gezielt optimieren.
Herausfordernd war auch die Umsetzung unter laufenden Produktionsbedingungen: Montage und Inbetriebnahme mussten in einem eng gesteckten Zeitfenster erfolgen. Durch die enge Zusammenarbeit der Projektteams von EnviroFalk und Saint-Gobain Glass Deutschland wurden alle Schnittstellen frühzeitig definiert und präzise koordiniert – die Grundlage für einen reibungslosen Ablauf und die erfolgreiche Inbetriebnahme der Reinwasser-Kreislaufanlage.
Das Beispiel, wie Reinwasser-Kreislaufsysteme dazu beitragen, Ressourcen zu schonen und stabile Prozessbedingungen sicherzustellen. Die Beschichtungsqualität beginnt somit bereits bei der Wasseraufbereitung.
