Druckgetriebene Filtrationsprozesse, wie z.B. die Querstrommikrofiltration, sind in ihrer Leistungsfaehigkeit durch Effekte wie Fouling und Konzentrationspolarisation bzw. Deckschichtwachstum beschraenkt. Ziel der hier genannten Arbeit ist es, durch eine gezielte Induzierung von Stroemungsinstabilitaeten in Form von Sekundaerstroemungen das Deckschichtwachstum an der Membran zu limitieren, somit hoehere Filtratfluesse zu erzielen und den Filtrationsprozess insgesamt effizienter zu betreiben. Die Stroemungsinstabilitaeten werden durch die Stroemungsfuehrung in maeanderfoermig gekruemmten Kapillarmembranen aufgrund von Zentrifugalkraeften erzeugt. In Technikumsversuchen mit Latex- und Hefesuspensionen konnte nachgewiesen werden, dass sich der Filtratfluss durch den Einsatz von Dean Wirbeln gegenueber der Filtration mit geraden Kapillarmembranen um bis zu 140 Prozent steigern laesst, die Effizienz des Prozesses kann bei gleichem spezifischen Filtratfluss sogar um bis zu 400 Prozent hoeher sein. Neben den experimentellen Untersuchungen erfolgt eine intensive theoretische Betrachtung des Filtrationsprozesses. Mit Hilfe einer CFD-Software werden die hydrodynamischen Vorgaenge untersucht und in Hinblick auf den Deckschichtaufbau analysiert. Die Berechnung mehrphasiger Stroemungen und der Ablagerungsmechanismen von Partikeln soll in Zukunft durch die Simulation des dynamischen Deckschichtaufbaus in maeanderfoermig gekruemmten Kapillarmembranen erfolgen und zur Optimierung von Filtrationsmodulen hinsichtlich der Hydrodynamik herangezogen werden.
Die homogene Übergangsmetall-Katalyse hat durch ihre hohe Selektivität und Effizienz zunehmende Bedeutung für die Produktion von Bulk- und Feinchemikalien erreicht. Voraussetzung ist dabei das Recycling der wertvollen Edelmetall-Katalysatoren. Hierfür hat sich die Flüssig-flüssig-Zweiphasentechnik, bei der sich der Katalysator und das Produkt in getrennten flüssigen Phasen befinden, auch im industriellen Einsatz bewährt. Ihre Anwendung erfordert allerdings eine ausreichende Löslichkeit der Edukte in der den Katalysator enthaltenden Phase. Eine universellere Anwendbarkeit soll in diesem Forschungsprojekt erzielt werden durch Methoden, die die Reaktion zunächst in einer gemeinsamen Phase und dann durch Temperatur-Absenkung die Trennung von Produkt und Katalysator ermöglichen. Aus der Literatur ist die 'Thermoregulierte Phasentransferkatalyse' bekannt, bei der die starke Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit eines Katalysators mit speziellen Liganden genutzt wird. Durch eigene Vorarbeiten bestehen Erfahrungen mit Lösungsmittelsystemen, die sich durch Temperaturänderung in zwei Phasen trennen lassen. Ziel ist die Kombination dieser Methoden, um sowohl eine hohe Reaktivität als auch eine gute Abtrennung des Katalysators durch Optimierung der Liganden und des Lösungsmittelsystems zu erreichen. Als Reaktionen sind zunächst Hydroformylierungen, Oligomerisierungen, Hydrierungen und Hydrosilylierungen mit Petrochemikalien sowie mit Fettstoffen als Beispiele für nachwachsende Rohstoffe geplant.
Optimierung der geometrischen Oberflaechenstruktur von Filtermaterialien in Tiefenfiltern hinsichtlich der Abscheideleistung von Truebstoffen. Untersuchung der Beeinflussung von Haft- und Transportvorgaengen durch die Oberflaechenstruktur.
In vielen Betrieben der metallver- und -bearbeitenden Industrie fallen hochkonzentrierte Cu-haltige Abwaesser an, deren Behandlung/Entsorgung technisch aufwendig und teuer ist. Ziel des interdisziplinaer ausgerichteten Projektes ist die Optimierung eines kombinierten elektrochemischen und mikrobiologischen Verfahrens, bei dem mit Hilfe eines saeureresistenten Bakteriums elementares Kupfer aus dem Abwasser zurueckgewonnen wird. Nach Ergebnissen aus Vorversuchen werden die Anforderungen der Indirekteinleiter-VO dabei deutlich unterschritten. Das Verfahren soll auch auf andere Metalle wie Pb, Hg oder Ag uebertragen werden. Ein fuer den betrieblichen Einsatz optimiertes Verfahren, das zudem eine ressourcensparende Produktion gewaehrleistet, ist sowohl unter oekologischen als auch unter oekonomischen Aspekten fuer zahlreiche Betriebe in der Region interessant. Dazu gehoeren insbesondere Unternehmen der Automobil-, Elektronik-, Raumfahrt- und Flugzeugindustrie sowie Anbieter systemtechnischer Loesungen in der Abwasserreinigung. Im Rahmen eines Workshops zum Abschluss des Projektes werden die Arbeitsergebnisse der Industrie zugaenglich gemacht.
Ziel der Versuche ist es, die Abhaengigkeiten des Lueckenstromes bzw. des Formfaktors auf den filterabscheidegrad zur Optimierung der Steuerelektronik zu bestimmen. Hierzu wird bei Variation der eingesetzten elektronischen Drosseln und des Stromphasenanschnittes die Abscheideleistung bestimmt. Im Rahmen dieser Versuche wird auch der Einfluss der Filterkapazitaet untersucht, um die Uebertragbarkeit der Versuchsergebnisse auf groessere Betriebsfilter zu pruefen. Zudem sind Versuche zur Ermittlung der Haftursachen des Staubes an den Niederschlagsplatten und zur Optimierung der Abreinigungseinrichtungen vorgesehen.
Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von neuartigen und kostengünstigen Abscheidesystemen auf Basis modelltheoretischer Überlegungen, strömungsmechanischer Simulationsmethoden und experimenteller Untersuchungen. Die Abscheidesysteme sollen sowohl in Stationärmotoren als auch im Nutzfahrzeug- und PKW-Bereich zum Einsatz kommen und unter den vorliegenden Randbedingungen die hohen Anforderungen an die Abscheideeffizienz auch im Feinsttropfenbereich bei massengemitteltem Tropfendurchmesser d50,3 kleiner 0,7 Mikrometer realisieren. Im Rahmen des Projekts werden zwei unterschiedliche Hochleistungs-Ölnebelabscheider (Scheibenzentrifuge und Nassabscheider) entwickelt und hinsichtlich ihrer Funktionsfähigkeit optimiert und validiert. Hierzu werden grundlegende theoretische Untersuchungen der Abscheidemechanismen durchgeführt, die durch ausführliche Computersimulationen (CFD) sowie detaillierte experimentelle Parameterstudien gestützt werden. Es werden Demonstratoren gefertigt und diese abschließend unter realen Bedingungen auf Motorprüfständen untersucht.
Untersuchungen des TÜV haben gezeigt, dass es nach einem langen Einsatz der Kraftstoffdampfrückhaltesysteme mit Biokraftstoffen vermehrt zu Ausfällen kommen kann. Durch eine Kombination der Techniken zur Bestimmung von Durchbruchskurven und der Raman-Spektroskopie soll das Adsorptionsverhalten der KDRS über viele Zyklen messtechnisch begleitet werden. Die experimentellen Untersuchungen werden im Rahmen einer Modellierung, die auf dem bereits vorliegenden Adsorptionsreaktormodell (UMSICHT) beruht, begleitet. Die ausführliche Vorhabenbeschreibung ist dem Antrag beigelegt. Das Adsorptionsverhalten verschiedener Aktivkohleproben, d.h. neu hergestellter bzw. einer definierten Anzahl von definierten Be- und Entladezyklen (4.000 und 40.000 gefahrenen Kilometern entsprechend) unterzogenen, wird experimentell erfasst. Folgender experimenteller Ablauf ist geplant: Charakterisierung der Aktivkohleproben in Voruntersuchungen. Mit einem Pentan/Ethanol-Gemisch wird dann ein Adsorber, der mit einer Aktivkohleprobe befüllt wurde, bis zum Durchbruch beladen. Zur Desorption wird der Adsorber mit Laborluft gespült bis 300 ausgetauschte Bettvolumina erreicht sind. Die Zusammensetzung der Gasphase wird während Ad- und Desorption mit einem, im Rahmen des Projektes aufzubauenden Raman-Detektor bestimmt. Nach jeweils 50 Zyklen (Ad- und Desorption= 1 Zyklus) wird die Arbeitskapazität der Aktivkohle bestimmt. Dies erfolgt gemäß einer Methode, die analog zur ASTM-Norm D 5228-92 entwickelt wurde. Die erhaltenen experimentellen Daten werden u.a. zur Weiterentwicklung eines mathematischen Berechnungswerkzeugs im Bereich der Kraftstoffdampfrückhaltesysteme im PKW verwendet. Die Weiterentwicklung des Modells stellt die Grundlage für verbesserte Designmöglichkeiten für KDRS dar.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 187 |
| Land | 16 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 95 |
| Zivilgesellschaft | 28 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 187 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 187 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 182 |
| Englisch | 10 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 5 |
| Keine | 150 |
| Webseite | 35 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 152 |
| Lebewesen und Lebensräume | 155 |
| Luft | 157 |
| Mensch und Umwelt | 185 |
| Wasser | 159 |
| Weitere | 187 |