Die Extrusion stellt eines der wichtigsten Verfahren zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen und Elastomeren dar. Im Fokus der Entwicklungen stehen die Durchsatzsteigerung von Hochleistungsmaschinen und gleichzeitig die Realisierbarkeit von breiten Einsatzspektren in Bezug auf Materialien und Betriebspunkte. Aufgrund von politischen Rahmenbedingen, die ambitionierte Klima- und Effizienzziele vorgeben sowie den energiewirtschaftlichen Entwicklungen, die zu stetig steigenden Energiekosten führen, nimmt die Bedeutung der Berücksichtigung einer Steigerung der Energieeffizienz in den Entwicklungen innerhalb der kunststoffverarbeitenden Industrie stetig zu. Bereits in der Vergangenheit wurden weitgehende Fortschritte im Bereich der Optimierung von Anlagenkomponenten erzielt. Neben den Entwicklungen im Bereich der Extruderbauformen, hat sich besonders der Einsatz von energieeffizienter Antriebstechnik positiv auf die Prozesseffizienz ausgewirkt, da der Großteil der eingebrachten Energie durch die Dissipation von Antriebsenergie zugeführt wird. Die Optimierungspotentiale in diesem Bereich sind jedoch limitiert und wurden bereits weitgehend ausgeschöpft. Aus diesem Grund ergeben sich besonders im Bereich der Nutzung von im Prozess anfallender Abwärme Ansatzpunkte, um die Energieeffizienz weiter zu erhöhen. Entlang des Extrusionsprozesses treten unterschiedliche Wärmeströme auf, die bisher nur unzureichend genutzt werden. Im Bereich der Produktkühlung, in dem die größten Wärmeströme abgeführt werden, existieren bereits Ansätze, die abgeführte Wärme beispielsweise für die Granulatvorwärmung oder betriebsinterne Wärmesenken zu nutzen. Eine anderweitige Nutzung wird jedoch erschwert, weil die Wärmeströme in diesem Bereich auf vergleichsweise geringem Temperaturniveau vorliegen. Da besonders bei hohen Anlagendurchsätzen auch im heißen Teil des Extrusionsprozesses signifikante Abwärmeströme auftreten, die bisher in der Regel ungenutzt an die Umgebung abgeführt werden, ist eine Betrachtung der möglichen Nutzungspotentiale dieser Wärmeströme zielführend. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein auf den in der Praxis eingesetzten Lösungen im Bereich der Zylindertemperierung basierendes Temperiersystem entwickelt, das eine erweiterte Prozessanalyse im Betrieb sowie die Evaluation einer prozessinternen Nutzung von anfallender überschüssiger Prozesswärme ermöglicht. Zu diesem Zweck wurde ein entsprechendes Extrusionssystem, basierend auf einem flüssigtemperierten Einschneckenextruder ausgelegt und im Labormaßstab aufgebaut. Der mit einer Barriereschnecke betriebene Nutbuchsenextruder verfügt über einen modifizierten Zylinder, der mit integrierten Temperierkanälen ausgestattet ist. Diese Kanäle sind in Form von vier identischen Temperierzonen entlang des Plastifizierzylinders eingebracht und ermöglichen eine von herkömmlichen Heiz-/ Kühlkombinationen abweichende Temperierung mittels Wärmeträgeröl. Das zugehörige Temperiersystem stellt vier separate Temperierkreisläufe zur Verfügung, die für die einzelnen Zylinderzonen eine voneinander unabhängige Definition von Vorlauftemperaturen ermöglichen. Durch die vorhandene Messtechnik lassen sich die im Bereich der Temperierkanäle ausgetauschten Wärmeströme für alle Zonen erfassen. Die Bündelung von Abwärme in einem Medium auf hohem Temperaturniveau erlaubt eine Übertragung und Nutzung der aufgenommenen Energie. Da für die Beheizung und die Kühlung des Prozesses das gleiche Medium zum Einsatz kommt, wird eine Wärmerückgewinnung innerhalb des Prozesses grundsätzlich vereinfacht. Die Umsetzung der prozessinternen Übertragung von Wärme zwischen einzelnen Zylinderzonen wird durch die Entwicklung eines entsprechenden ventilgesteuerten Aufbaus zur Wärmeübertragung ermöglicht. Jeweils zwei Zonen lassen sich hiermit über einen Wärmeübertrager thermisch koppeln und mit Hilfe eines Stellventils gezielt entsprechend der vorliegenden Temperaturniveaus Wärme zwischen den Zonen übertragen. Die mit dem Laborsystem durchgeführten Versuche sowie die anhand der vorliegenden Komponenten durchgeführten numerischen Strömungssimulationen geben einen Einblick in die sich einstellenden thermischen Austauschprozesse zwischen Zylinder und Prozess und erlauben Rückschlüsse auf die Einflüsse der Temperaturführung. In Abhängigkeit von zu definierenden Randbedingungen, wie zum Beispiel einer maximalen Schmelzetemperatur, lassen sich Anpassungen der Temperaturführung vornehmen, die zu einer Vermeidung unnötiger Kühl- und Heizvorgänge beitragen. Die Bestimmung der in den Temperierkanälen der einzelnen Zylinderzonen übertragenen Wärmeströme erlaubt, unter Berücksichtigung der vorliegenden Temperaturniveaus, außerdem eine Bewertung der potentiellen Nutzbarkeit von anfallenden Abwärmeströmen. Die Möglichkeit einer direkten Wärmerückgewinnung im Bereich des Plastifizierzylinders kann mit den im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Versuche nur bedingt bestätigt werden. Die auftretenden Wärmeströme werden durch die Prozessparameter sowie die verarbeiteten Materialien signifikant beeinflusst. Es treten zwar entsprechende Wärmeströme auf, aufgrund der vorliegenden Temperaturniveaus ist eine Übertragung innerhalb des betrachteten Prozesses jedoch nur in geringem Maße möglich. Der Ansatz der direkten Wärmerückgewinnung lässt sich allerdings auf beliebige Anlagen übertragen, sodass eine Anwendung auf anderen Einschneckenmaschinen, im Bereich von Compoundierprozessen auf Doppelschneckenextrudern oder zur Verknüpfung mehrerer Anlagen möglich ist. Bei der Betrachtung einer Produktionsumgebung, in der mehrere Prozesse parallel ablaufen und verschiedene Materialen bei unterschiedlichen Prozessbedingungen verarbeitet werden, ergibt sich daher nichtsdestotrotz das Potential einer integrierten Temperierung verschiedener Extrusionslinien. Durch den Einsatz zentraler Heiz- und Kühlkreisläufe sowie einer individuell definierbaren Kopplung geeigneter Wärmequellen und -senken untereinander lässt sich der Gesamtenergieeintrag in ein solches System reduzieren. Die Verwendung globaler Kreisläufe erleichtert außerdem die weitere Nutzung von Abwärme, die nicht innerhalb der Anlagen verwertet werden kann. Denkbar ist hier beispielsweise die Nutzung zur Warmwasserversorgung innerhalb des Betriebes. Bei einer unvermeidbaren zusätzlichen Rückkühlung kann hier aufgrund von hohen verfügbaren Temperaurniveaus außerdem auf Freikühler zurückgegriffen werden, die eine energie- und kostensparende Abführung von Wärme ohne die unerwünschte Aufheizung der Produktionsumgebung ermöglichen.