Seit 1914 ist der sogenannte Raschig-Ring der Füllkörper in Trennkolonnen. In zahlreichen Modifikationen und Ausführungen kann man solche Füllkörper in Kolonnen einfüllen, um bei einem Austausch von Stoffkompenenten zwischen einer Gas- und einer Flüssigphase eine möglichst große Oberfläche bei möglichst kleinem Druckverlust der durchströmenenden Medien zu erreichen. Diese Füllkörper werden lose –unstrukturiert- in die üblicherweise Kreisrunden Kolonnen gekippt. Bei höheren Ansprüchen kann diese unstrukturierte Packung durch eine strukturierte Packung, welche auf die Abmessungen der Kolonne optimiert und dafür gefertigt ist, ersetzt werden. Diese sind jedoch teuer, schwer zu handhaben und auf die jeweiligen Abmessungen fixiert.
Die Lessmann GmbH als ein bekannter innovativer mittelständiger Fertigungsspezialist hat hierzu mit technischen Experten der Firma GEC Engineering and Consulting GmbH eine Lösung für solche Packungen entwickelt, die die Vorteile der unstrukturierten Packung mit denen der strukturierten Packung vereint, ohne jedoch die Nachteile (teuer, schwer handhabbar, unflexibel bei Abmessungen) der strukturierten Packung zu übernehmen.
Hinzu kommt, dass gerade unter dem aktuellen Aspekt der Reduzierung fossiler Brennstoffe alle namenhaften Betreiber und Errichter chemischer Anlagen versuchen, endotherme chemische Verfahren elektrisch statt fossil zu beheizen. Auch hierzu sind die neu entwickelten Packungen der Fa. Lessmann hervorragend in der Lage und bringen Wärme an die benötigte Stellen ohne nennenswerte Temperaturgradienten und mit maximaler Oberfläche zur effizienten Wärmeeinbringung.
Diese neuen Packungen erlauben daher bei einer Investition auf Höhe der unstrukturierten Packung, Betriebskosten auf Höhe der strukturierten Packung, und dies bei hoher Flexibilität und leichter Handhabbarkeit.
Zahlreichen Versuche bei der Fa. Lessmann und der TU Darmstadt konnten dies bestätigen und dokumentieren.
Neben Versuchen gemäß VDI-Richtlinie 2761 wurde dies an einer Amin-Wäsche zur Entfernung von CO2 getestet. Gerade eine effiziente Abscheidung von klimarelevanten Gasen um sogenannte „blaue“ Produkte zu erzeugen, sind der wirtschaftliche Schlüssel zur klimafreundlichen Umstellung von Produktionsprozessen in der Chemie-, Petrochemietechnik und der Energieerzeugung.
Chemieindustrie, Kraftwerksbetreiber und Raffineriebetriebe profitieren
Besonders relevant sind diese Forschungsergebnisse für die Chemieindustrie sowie Raffinerien. Durch die Umstellung auf die neuen Packungen werden die Prozesse effizienter und kostengünstiger.
Dem aktuellen Projektstand geht ein mehrjähriger Forschungszeitraum voraus. In zahlreichen Experimenten und Forschungsreihen arbeiteten die Lessmann GmbH, die GEC Engineering and Consulting GmbH sowie die TU Darmstadt auf das aktuelle Ergebnis hin. Das Projekt wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Förderprogramms „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand ZIM“ finanziell gefördert.
Die Forschung zur weiteren Optimierung dieser Packung dauert an. Stets aktuelle Informationen zum Stand des Projekts werden hier veröffentlicht.
Erteilte Gebrauchsmuster und Patente
Für dieses Projekt wurden bisher 12 Deutsche Bundesgebrauchsmuster durch das Deutsche Patent- und Markenamt erteilt und ein Patent auf Basis eines erteilten Gebrauchsmusters beantragt (Stand September 2025). Weiterführende Links Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand Bundeswirtschaftsministerium – Bedeutung der unterschiedlichen Farben im Energiesektor
___________________________________________________ Auszüge und weitere Informationen zur Forschungsreihe mit Teststand: Bestimmung der Flüssigkeitsverteilung
Zur Bestimmung der Flüssigkeitsverteilung in Kolonnen wurde ein eigener Teststand entwickelt und gebaut. Damit sichergestellt war, dass keine Beeinflussung durch den Flüssigkeitseintrag erfolgt, wurde der Teststand zuerst leer, d.h. ohne Füllkörper, getestet. Hierbei zeigte sich eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung. Dann wurden zuerst Pallringe eingefüllt und zeigten bei verschiedenen Fluidbelastungen die Ergebnisse gemäß der oberen Reihe.
Anschließend wurden verschiedene alternative Füllkörper der Fa. Lessmann getestet und zeigten die Ergebnisse gemäß der unteren Reihe. Je gleichmäßiger die Farbverteilung, desto gleichmäßiger die Flüssigkeitsverteilung. Die alternativen Füllkörper der Fa. Lessmann zeigen sich hier dem Stand der Technik deutlich überlegen, wobei dies bei deutlich geringerem Druckverlust, geringerem Materialeinsatz und leichterer Handhabung und vergleichbaren Kosten erreicht wird. Unterschied der Flüssigkeitsverteilung beim Einsatz von herkömmlichen Pallringen (obere Reihe) im Vergleich zu alternativen Füllkörpern von Lessmann (untere Reihe) Versuchsaufbau zur Messung der
Flüssigkeitsverteilung mit alternativen Füllkörpern von Lessmann Schematische Darstellung des Versuchsaufbaus zur Messung der Flüssigkeitsverteilung mit Füllkörpern von Lessmann
