maandag 18 december 2017

How it started underground

Efforts are being made to advance Chemelot and Brightlands in the Netherlands in terms of innovation and competitiveness. This requires transitions in doing and thinking. Transitions are connected with the history of the area where Chemelot and Brightlands are located. We are going back in time.


Maurits State Mine, 1967
DSM, www.deMijnen.nl

The early history of the region between the Dutch villages Geleen, Urmond, Stein, Elsloo, and Beek goes back to well before the start of our era. When the ground was being prepared for the construction of the ARLANXEO office at the Brightlands Chemelot Campus in 2012, remains of buildings were unearthed, probably a farm yard, that dated from the Iron Age (800-50 BC). Big pits around the buildings could also be dated back to the Iron Age, based on the pottery shards found in them.
Until the twentiest century this remained a rural area.

By the end of the nineteenth century, a few German and Belgian companies had started coal mining in South Limburgç in the very south of the Netherlands. Geologically, the Belgian Campine, South Limburg and large swaths of the German state North Rhine-Westphalia form a single coal-rich area. Recognizing the strategic importance of coal, the Dutch government founded De Staatsmijnen (The State Mines, later DSM) in 1902. DSM opened three coal mines in the Eastern Mining District, before turning its eyes to the Western Mining District, more in particular to Geleen.

A fourth state mine
The Geleen municipal council was not amused and sent the Dutch government a letter to object to mining operations within this calm, conservative and agricultural community.
From the letter sent by the Geleen municipal council, dated 14 March 1908:

But let us have a look at the drawbacks Geleen would suffer from the mines. We will not even mention the moral drawbacks, and of the material drawbacks we will mention only one: Where will the farmers find workmen to work their land? How much will they have to pay them? No, we hold Geleen, with its healthy, virtuous and prosperous population too dear to let its people be reduced to mine slaves.

In neighboring Sittard, meanwhile, hopes grew that this ‘prize’ was theirs for the taking. The die was cast by Royal Decree of March 12, 1915: the fourth state mine was to be located in Lutterade, west of  Geleen, which offered the best possibilities to work the so-called Maas fields. A year later, this mine was officially named Staatsmijn Maurits (Maurits State Mine). The work initially focused on digging two shafts giving access to the black gold.
January 1, 1926 marked the official start of the exploitation.

Underground shot Maurits State Mine 1960
DSM, www.deMijnen.nl

The main building
In 1922, the first stone was laid for the main building of the Maurits State Mine in Geleen. From the opening in 1924 to the closing of the mine on 1 September 1967, this building served as the ‘nerve center’, not only housing the managing director, head engineer, supervisors, and offices, but also comprising the gigantic bath building (now demolished).
The main building was designed by the Amsterdam architect Leliman. He was a representative of the Amsterdam School, which reacted against the Neo-Gothicism and Neo-Renaissance of around the turn of the century. With Berlage as leading exponent, the designs produced by this school became more rationalistic, with fair-faced brickwork. Above the massive wooden front door the name ‘Staatsmijn Maurits’ was shown in brickwork in the same style, with above it four façade embellishments representing the ‘Mine God’, made in 1923 by the Amsterdam ceramist Willem Coenraad Brouwer.
After 1937, the building was gradually expanded, for instance with a new Wage Hall.

New Wage Hall Maurits State Mine, 1952
DSM, www.deMijnen.nl

In the Wage Hall the miners literally received their wages on Saturdays. Brass fencing was placed before the supervisor offices, and moving along the fence, the ‘undergrounders’ came in to collect their pay packets. Against the walls of the hall you can still see the wooden benches on which the miners waited till their number was called.
In the early sixties, the (old) Wage Hall was embellished with glass art by Eugene Quanjel. Entitled ‘Carboon’, it represents the formation of the coal layers. Use was made of a special technique, developed by DSM, to glue the colored parts in between two glass plates.

J. Kleynen, underground employee, next to a clothing hook in
the bath room of the Maurits State Mine, 1948
DSM, www.deMijnen.nl

Behind the Wage Hall there was in a huge changing room surrounded by baths for employees at all levels. The original design was big enough for some 4000 employees (they worked in three shifts, six days a week). Everyone had their own clothing hook, which was lifted with a chain and secured with a safety lock, so that the clothes were literally high and dry.

Lamp room at the Maurits State Mine, 1938
DSM, www.deMijnen.nl

Before going to the change room, the miners collected their identity badges. After changing, they reported to the lamp room where they were given the lamps needed for their underground work. The miners then formed a column on the footbridge to the shaft, with the shifts that had to go deepest heading the column. In the heyday of mining, in the early fifties, some 5700 employees worked underground and 3400 above it. The Maurits was Europe’s most modern, safe and efficient mine.

End of mining
In 1957, the mine achieved a record coal production, but the glory days of the Dutch State Mines were soon to end. With the introduction of natural oil and gas, there was no longer much need for Economic Affairs Joop den Uyl came to Heerlen to deliver the news in the local theatre. On 17 July 1967, the last coal was mined from the Maurits.

Water tower of Maurits State Mines, 1955
Monument  Municipality of Sittard-Geleen

Mining past
The Maurits Wage Hall is one of the few buildings reminding us of the mining past at Chemelot, or even in the whole of South Limburg. Part of the building, more specifically the front façade and the benches in the (old) Wage Hall, is a national monument.

At or near Chemelot there are also five municipal monuments: the construction workshop, the water tower, the mining monument, the Barbara monument and the mosaic monument. The construction workshop behind the Wage Hall dates from the earliest mining period. Special features are the original steel structure, consisting of riveted and screwed parts, and the original window frames and windows in the facades. The special, 30 m high water tower, also behind the Wage Hall, was built a little later, based on a design by Dinger. The mining monument in the nearby Mauritspark residential area, made by Eugene Quanjel in 1937, represents ‘Agriculture’ and ‘Mining industry’. The Barbara monument in the public garden opposite the Wage Hall entrance, made in 1951 by Wim van Hoorn, was commissioned by the Maurits State Mine personnel. Saint Barbara was seen as the patron saint of the miners (and other dangerous occupations).

Mosaic monument Harry Schoonbroodt, 1953
www.koelpiet.nl

The mosaic monument at the crossing between Mijnweg and Tunnelstraat, made by Harry Schoonbroodt, was erected in 1953 as a jubilee gift of the Geleen citizenry to the State Mines. The text on the monument translates as: “The farmer no longer ploughs his furrows, for the waving grain had to yield. May God continue to give us pleasure in our work and may he grant a future to the young.

“...and may he grant a future to the young.”
But not as a miner, for that option definitively disappeared in 1967. It would have to be as a process operator or one of the many other professions created around the (former) Maurits State Mine.
In fact, these professions were created since the foundation of the mine, because with the mining industry the chemistry started…

Visit www.demijnen.nl to check out the pictures from the mining era.
This is a repost of my (Dutch) June 5, 2017 post.
Read my May 20, 2013 blog post about the reason why of my English reposts.

maandag 11 december 2017

Hoe DSM zich tot chemiebedrijf ontwikkelde

In de jaren 1950 en 60 investeerde DSM zwaar in onderzoek om te kunnen concurreren met bedrijven als DuPont, BASF en ICI. Dit onderzoek en daaruit resulterende industriële productie vonden plaats op het huidige Chemelot.


Ureumfabriek Stikstofbindingsbedrijf, 1962
DSM, www.deMijnen.nl

Ureum
Ureum wordt gemaakt van kooldioxide en ammoniak. Het is een meststof, die ook kan dienen als grondstof voor kunststoffen en harsen. BASF startte in 1922 de eerste ureumfabriek. DSM startte pas in 1952 met de ureumproductie, waarvoor een nieuw proces werd ontwikkeld. DSM ontwikkelde zich daarmee tot technologisch leider op het gebied van ureum. De technologie werd via DSM’s kennisdochter Stamicarbon wereldwijd gelicenceerd (in 2009 werd Stamicarbon verkocht aan Maire Tecnimont).

Caprolactamfabriek

Caprolactam
Ook richtte DSM zich op caprolactam, een grondstof voor polyamide (PA), dat kon worden toegepast in synthetische vezels. In 1938 was DuPont begonnen met de productie van een polyamide onder de merknaam Nylon, die inmiddels tot soortnaam is verworden. IG Farben volgde korte tijd later.
DSM baseerde caprolactam op het Duitse proces. De kennis daarover kwam na de Tweede Wereldoorlog voor DSM beschikbaar via de IG Farben-patenten in het kader van herstelbetalingen. Het proces begon met fenol, dat vrijkwam uit cokesovengas.

De caprolactamfabriek werd 65 jaar geleden, in 1952, opgestart. Bij de productie kwam een grote hoeveelheid ammoniumsulfaat vrij. Door de ontwikkeling van het HPO-proces (hydroxylamine phosfaat oxime) kon die hoeveelheid drastisch worden gereduceerd. Het onderzoek was al in 1965 begonnen, maar het duurde tot 1977 voordat DSM de HPO-fabriek kon opstarten. Die tijd was nodig om problemen op te lossen met het chemisch proces, katalysatoren, reactoren en de opschaling.
De afzet van caprolactam verliep vrijwel geheel via het Nederlandse bedrijf AKU (Algemene Kunstzijde Unie), een voorloper van het huidige AkzoNobel.

Polyetheenfabriek

Polyetheen
Polyetheen (PE) werd in 1933 door Reginald Gibson van ICI ontdekt, waarbij etheen onder zeer hoge druk werd gepolymeriseerd. In 1953 ontdekte Karl Ziegler van het Max Planck Institut für Kohlenforschung een tweede polyetheen-proces, waarbij etheen met behulp van een katalysator bij atmosferische druk polymeriseerde. Het ICI-proces leverde LDPE (‘low-density’ polyetheen oftwel hogedruk-PE), het Ziegler-proces leverde HDPE (‘high-density’ polyetheen, oftewel lagedruk-PE).
In 1957 besloot DSM om beide processen te ontwikkelen, aangezien het bedrijf over etheen uit cokesovengas kon beschikken.
De eerste LDPE-fabriek werd in 1959 opgestart op basis van technologie, die van ICI en Spencer Chemical Company werd gekocht. Door de vele toepassingen van plastic werd de algemene levensstandaard aanzienlijk verbeterd.

De hoeveelheid etheen uit cokesovengas was op enig moment onvoldoende en in 1961 werd een naftakraker in gebruik genomen – een mijlpaal, want voor het eerst gebruikte DSM geen grondstof op basis van steenkool.
In 1962 werd ook de HDPE-fabriek opgestart, grotendeels gebaseerd op nieuwe DSM-technologie, die voortborduurde op het Ziegler-proces.

Rubberfabriek

Synthetisch rubber
Giulio Natta van de Milan Polytechnic had ontdekt dat ‘Ziegler-achtige’ katalysatoren konden worden gebruikt om polypropeen (PP) en synthetische rubbers te maken. DSM beschikte over propeen uit cokesovengas of uit de naftakraker, maar had moeite om een productieproces voor polypropeen te ontwikkelen dat geen inbreuk maakte op Natta’s patenten. DSM begon dan ook pas in 1977 met de productie van polypropeen.
Synthetisch rubber is een copolymeer van verschillende monomeren. Op basis van de HDPE-kennis ontwikkelde DSM de synthetische rubber EPDM, die was opgebouwd uit etheen, propeen en dicyclopentadieen (DCPD). Voor het laatstgenoemde monomeer (DCPD) verwierf DSM een licentie van het Britse bedrijf Dunlop. In 1967 – 50 jaar geleden – werd de EPDM-fabriek opgestart en DSM ontwikkelde zich tot wereldleider. Het product met merknaam Keltan kent vele toepassingen in de bouw en de automobielindustrie.
Ziegler en Natta ontvingen in 1963 samen de Nobelprijs voor de Scheikunde.

Melamine

Melamine
Polyetheen, polypropeen en synthetisch rubber zijn zgn. thermoplasten: kunststoffen die bij hoge temperatuur zacht worden. Een ander type kunststoffen betreft thermoharders, die bij hoge temperatuur hard blijven. In de jaren 1920 produceerde Bakelite de kunsthars bakeliet uit fenol en formaldehyde, een thermoharder. In 1936 begon het Zwitserse bedrijf CIBA met de productie van de kunsthars melamine, dat vervolgens ook door American Cyanamid werd gemaakt. Melamine werd onder meer toegepast voor laminaat op tafels en toonbanken.
DSM ontwikkelde zelf een melamine-proces op basis van het productieproces van American Cyanamid, waarbij ureum als grondstof werd gebruikt. In 1967 werd de melaminefabriek opgestart, een van de eerste in de wereld waarbij melamine op industriële schaal uit ureum werd geproduceerd.

Met caprolactam, polyetheen, rubber en melamine had DSM zich getransformeerd van kunstmestfabrikant naar chemieconcern. De rode lijn daarbij was diversificatie op basis van bestaande grondstoffen, zoals cokesovengas en ammoniak, en de inzet van kennis die tevoren was opgedaan met andere activiteiten, zoals mijnbouw en kunstmestproductie.
Overigens bleef DSM nog lang afhankelijk van steenkool, want de omschakeling naar aardgas en olie bleek lastig te zijn. In de jaren zestig werd het cokesovengas als grondstof voor ammoniak vervangen door aardgas, dat in het Groningse Slochteren rijkelijk voorhanden bleek na de vondst, op 22 juli 1959, in het bietenveld van boer Boon.

Lysine
Niet alle ontwikkelingen waren zo succesvol. Zo richtte DSM zich in 1957 op de ontwikkeling van lysine, een aminozuur dat mens en dier vrijwel alleen uit dierlijke bronnen kan opnemen. Lysine werd onder meer getest op proefdieren die nabij het Centraal Laboratorium werden gehouden.
In 1968 werd de lysinefabriek opgestart, maar toen was al duidelijk dat dit product eenvoudiger door middel van biotechnologie geproduceerd kon worden. Daarom werd de fabriek al na zes maanden stilgelegd. Toch was lysine een blessing in disguise, aangezien dit de basis schiep voor verdere diversificatie van DSM in de fijnchemie.

Inmiddels zijn alle hierboven genoemde activiteiten door DSM van de hand gedaan. Zo zijn de caprolactam- en de ammoniumsulfaatfabrieken nu van Fibrant, dat zich positioneert met de slogan “Pure Chemistry Since 1952”. De naftakrakers en de polyetheen- en polypropeenfabrieken op Chemelot zijn van het Saoedische bedrijf SABIC, een van de grootste chemische bedrijven in de wereld. De rubberfabriek is van ARLANXEO, sinds 2016 een joint venture LANXESS en Saudi Aramco. En de ureum- en melaminefabrieken zijn, evenals de ammoniak- en kunstmestfabrieken, van OCI Nitrogen.

Lees ook “Hoe het onder de grond begon”, “De ontdekking van de Mijngod”, “De eerste transitie: van steenkool naar chemie” en “Toen het donkerder werd dan in een mijnschacht”. Ook “En toen was daar de volgende Nederlandse winnaar!” is in dit verband interessant.

maandag 4 december 2017

Op de fiets naar de toekomst

Sportieve fietsers hebben vaak grote belangstelling voor alle denkbare technische en esthetische aspecten van hun rijwiel. De expositie “Fiets-Bike-Fahrrad, design on two wheels” van Cube design museum in Kerkrade was (onder anderen) voor hen de moeite van het bezoeken waard, want daar was de fiets in vele gedaanten te bewonderen.



De fiets neemt in de hedendaagse mobiliteit een belangrijke plaats in, zeker in Nederland. En wie eens goed toekijkt wat er allemaal over het fietspad voorbijrijdt of wie eens goed rondkijkt bij een rijwielhandelaar staat versteld van de variëteit aan fietsen.
Maar omdat het nogal gênant is om fietsers staande te houden om hun fiets eens goed te bekijken en omdat voor je het weet een verkoper over je schouder staat mee te gluren, bracht ik een bezoek aan de fietsexpositie in het Cube design museum.

Cube design museum
Cube laat zien welke impact design, oftewel het ontwerp van alledaagse voorwerpen, heeft op het dagelijks leven. Voor dit museum is geen enkel voorwerp vanzelfsprekend, want het moet eerst – linksom of rechtsom – worden ontworpen. Zo was er tegelijkertijd met de fietsexpositie “Everything you always wanted to know about Toilets”, een expositie met ontwerpen van toiletten in al hun verscheidenheid, met exemplaren van over de hele wereld, ook uit regio’s waar sanitaire voorzieningen rudimentair zijn.
En wat geldt voor alledaagse voorwerpen als het toilet, geldt dus ook voor de fiets: die moeten ontwerpen worden. Om dit te illustreren toon ik de acht modellen die op mij de meeste indruk maakten.

Minimal Bike
Bram Moens, 2016

De Minimal Bike bestaat uit een frame van koolstofvezel en een stuur uit één stuk met volledig geïntegreerde remgrepen en vorkconfiguratie. De kabels zijn in het frame weggewerkt, terwijl de schroeven in het frame zijn verzonken. Hij weegt slechts 6,7 kilo en is daarom bijzonder geschikt voor stadsgebruik. Het verstelbare zadel zorgt ervoor dat mensen van verschillende lengte er comfortabel op kunnen fietsen.
Bram Moens won met deze fiets de Fiets Innovatie Award 2017. Daarnaast is hij de ontwerper van een wielset met slechts twee spaken, vanuit de gedachte: hoe minder spaken, hoe meer snelheid.

Double Pylon
Dr. Alex Moulton, 2015

De Moulton-fiets was bij de lancering in 1962 onmiddellijk een succes. Het was de eerste fiets met zowel volledige voor- als achtervering, hogedrukbanden en een uniek frame. De frameconstructie is afgeleid van de ruimtevaart en het toegepaste roestvrij staal wordt ook gebruikt in de vliegtuigindustrie. Dit model maakt gebruik van het gepatenteerde Flexitor-voorveringssysteem en de Hydrolastic-achtervering om een soepele rijervaring te hebben.

ECCE OPUS Wood
Pierre Lallemand, 2016

De houten Opus Wood wordt geheel met de hand vervaardigd en onderscheidt zich door de afwezigheid van een zadelbuis, en een frame uit één blok dat het achterwiel omhult. Dit model is gemaakt van dennen, esdoorn en kersen – vooral esdoorn wordt ook in de botenbouw gebruikt.

The Urushi Project
Herman van Hulsteijn, 2014

De Urushi is een synthese tussen Westerse tweewielercultuur en de Aziatische traditie van hoogwaardig vakmanschap. Dit model is met de hand gebouwd van roestvrij staal en valt op door de lijn van het frame, die de schuine buis in een golvende curve omtovert. Om de exclusiviteit te verhogen is gebruik gemaakt van de Japanse Urushi-lakwerktechniek om de buis af te werken.

BIOLOVE
Ross Lovegrove, 1997/1999

De BIOLOVE wordt geproduceerd door het Deense bedrijf Biomega. Het frame is gemaakt van een carboncomposiet om een stijve en duurzame carrosserie uit één stuk te creëren. Het elliptische gat verlaagt het gewicht van de fiets, waarvan het stuur en de pedalen inklapbaar zijn, wat het mogelijk maakt de fiets aan de muur op te hangen.

HMK 561-motorfiets
Ralf Kittmann, 2007/2008

De HMK 561 is een uiterst lichte elektrische fiets met een carbon frame uit één stuk en een nieuw aandrijfconcept. Het speciale frame werd ontwikkeld voor vlechtmachines in samenwerking met het Duitse Institut für Flugzugbau (IFB). In plaats van kabels wordt voor het doorgeven van de stroom gebruik gemaakt van elektrische geleidbaarheid van koolstofvezels. Op die manier worden zowel de verlichting als de vier motoren tussen de dubbele velgen aan de voor- en achterkant van de fiets van stroom voorzien. De accu wordt opgeladen wanneer er geremd wordt of heuvelaf wordt gefietst.

Bamboo Bicycle
Ross Lovegrove, 1997/2001

Evenals de BIOLOVE wordt de Bamboo Bicycle geproduceerd door Biomega uit Kopenhagen. Voor deze fiets, een briljante mix van traditie en innovatie, zijn diverse materialen gebruikt, waaronder staal, aluminium, polymeren en bamboe. Dit werd gedaan om de grenzen van buisvormige constructiesystemen te laten zien en het gebruik van duurzame organische materialen te onderzoeken. De Bamboo Bicycle is voorzien van een gepatenteerd inklapbaar stuur, zodat de fiets aan de muur kan worden opgehangen.

De expositie “Fiets-Bike-Fahrrad, design on two wheels” was van 1 juli tot 3 december 2017 te zien in Cube design museum te Kerkrade. Deze expositie werd ontworpen door de culturele organisatie IMF Foundation (www.imffoundation.it) en Design museum Gent (www.designmuseumgent.be).
Ga naar www.cubedesignmuseum.nl voor volgende exposities in Cube design museum; de expositie “Everything you always wanted to know about Toilets” is nog tot 14 februari 2018 te bezoeken.