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LoCoTroP: Low-cost Trockenbeschichtung von Batterieelektroden für energieeffiziente und umweltgerechte Produktionsprozesse, LoCoTroP: Low-cost Trockenbeschichtung von Batterieelektroden für energieeffiziente und umweltgerechte Produktionsprozesse

Einsatz der oversprayarmen Niederdruck (HVLP) - und elektrostatikunterstuetzten Druckluft-Spritzlackiertechnik - Beispielhafte Untersuchungen bei der Fahrzeug-Reparaturlackierung

Untersuchung der elektrisch induzierten Agglomeration fester Partikeln im submikronen Bereich

Gegenstand des Vorhabens ist die Untersuchung der Agglomeration feinster Partikeln in periodisch alternierenden elektrischen Wechselfeldern. Bei der elektrisch induzierten Agglomeration werden die Partikeln zunaechst aufgeladen und dann einem elektrischen Wechselfeld ausgesetzt. Unter der Wirkung dieses Feldes erfolgt in Abhaengigkeit der elektrischen Partikelbeweglichkeit eine Schwingungserregung. Dadurch erhoeht sich die Kollisionswahrscheinlichkeit der Partikeln. Die systematische Variation der verschiedenen Betriebsparameter soll die detaillierte Analyse der unterschiedlichen Einflussgroessen gewaehrleisten. Daneben wird auch der Einfluss unterschiedlicher Ladungsverfahren untersucht. Bei der mathematischen Modellierung ist die Erweiterung bekannter Koagulationsmodelle auf den vorliegenden Fall mit dem Ziel einer moeglichst exakten Beschreibung der Agglomerationskinetik beabsichtigt. Dabei werden die Erkenntnisse aus den experimentellen Untersuchungen beruecksichtigt.

Anwendung von elektrostatischen und magnetischen Separationsmethoden bei der Aufbereitung kompliziert zusammengesetzter Kalirohsalze

Die magnetische und die elektrostatische Separation gehören zu den sog. Trockenen Aufbereitungsverfahren. Diese Verfahren bieten gegenüber den 'klassischen' Verfahren, deren Anwendung in der flüssigen Phase erfolgt (Trennen durch Lösen und Kristallisieren bzw. durch Flotieren), unübersehbare Vorteile: - geringer Energieverbrauch, da die Trocknung des Produktes entfällt - niedrige Korrosionsrate, geringer lnstandhaltungsaufwand - geringer Personalaufwand - Vereinfachung der Technologie. Es ist offensichtlich, dass diese Vorteile einhergehen mit Kostenreduktion und Entlastung der Umwelt. Dadurch können folgende für den Umweltschutz relevante Effekte erreicht werden: - die drastische Verringerung bzw. Vermeidung von Laugenabstoß in die Vorfluter - die Verringerung der C02-Emissionen durch Energieeinsparung und Schonung der Rohstoffressourcen. Zwei Technikumsversuchsstände - einen für Magnettrennung und einen zweiten für elektrostatische Trennung - wurden aufgebaut; der Versuchsstand für die magnetische Separation wurde 2008 in Betrieb genommen, die Anlage für die elektrostatische Separation (ESTA) ging 2009 in Betrieb. Der Aufbau der ESTA erfolgte in der Technikumshalle, teilweise unter Nutzung vorhandener Ausrüstung und Versorgungseinrichtungen. Dieser Versuchsstand wurde 2010 erweitert um eine Wirbelschichtanlage zur Konditionierung des Probematerials vor der eigentlichen elektrostatischen Separation. Die Magnetseparation wurde sowohl für Steinsalz zur Herstellung von Streusalz als auch zur Tonabtrennung bei Kalirohsalzen untersucht, um die nachfolgenden Flotationsstufen mit einem reduzierten Tonanteil effektiver zu machen bzw. eine separate Ton-/Anhydritflotation zu ersetzen. Sowohl für die Steinsalzaufbereitung als auch für die Kalisalzverarbeitung wurden Beispiele aufgezeigt, wie mit Hilfe der Magnetseparation ein Process Design gestaltet werden kann. Versuche zur Tonabtrennung mittels Magnetseparation bei einem polymineralischen Kalirohsalz, das einen wesentlich höheren Anteil an Tonmineralen und Anhydrit enthält, führten zu dem Ergebnis, dass der Aufwand für dieses Kalirohsalz immens hoch ist und keine marktüblichen Produkte liefert. Ein Patent mit dem Titel 'Verfahren zur Verarbeitung tonhaltiger polymineralischer Kalirohsalze' unter Einbeziehung der Magnetseparation wurde am 13.10.2007 angemeldet. Die elektrostatische Separation wurde für ein künstliches NaCl-KCI-Gemisch und verschiedene Kalirohsalze (einfachere und kompliziertere Zusammensetzung) in zwei Korngrößenfraktionen durchgeführt. Verschiedene Konditionierungsmittel wurden getestet und bewertet. Aufgrund der vielen Einflussgrößen auf die elektrostatische Separation (stoffliche und apparatetechnische Einflüsse sowie Umgebungsbedingungen) konnten nicht alle notwendigen Versuche und Tests durchgeführt werden, so dass eine Weiterführung der Untersuchungen bei K-UTEC erfolgt. Usw.

Inno-Watt: Entwicklung einer Prüfmethode für das elektronische Langzeitverhalten von starren Fußbodenelementen wie Fertigparkett und Laminat

Energieeinsparung und Reduzierung der Trocknerlänge bei Konvektionstrocknern durch Einsatz von Elektrostatik in Textilbetrieben

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die Trocknungsvorgänge in Lufttrocknern werden bei schnelllaufenden Warenbahnen durch eine laminare Strömungs-Grenzschicht limitiert. Daraus resultieren eine geringe Energieausbeute und große Trocknerlängen. Neue Entwicklungen mit elektrostatischen Elektroden bieten hier ein enormes Verbesserungspotenzial. In der Anwendung für Druckmaschinen bei Papier konnte eine Reduzierung des Energieverbrauchs um bis zu 70 Prozent bei einer Reduzierung der Trocknerlänge um 50 Prozent erreicht werden. Ziel des Projektes war es, diese Technologie für die Textilindustrie zu untersuchen und bei Erfolg weiterzuentwickeln, anzupassen und damit nutzbar zu machen. Dabei wurden insbesondere die Trocknungsprozesse beim Schlichten und Beschichten analysiert. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: In einem kompetenten Konsortium aus Gerätebauer, Maschinenbauer, Textilhersteller und anwendungsorientierter Forschung wurden anhand von Technikumsanlagen die Auswirkungen von elektrostatischen Elektroden in Infrarottrocknern, Konvektionstrocknern und Kontakttrocknern hinsichtlich der Trocknerleistung untersucht. Dabei wurden die Maschineneinstellungen und -anordnungen sowie die Materialien systematisch verändert. Der Effekt im Trockner wurde hinsichtlich der Strömungsverhältnisse über Nebel und hinsichtlich der Trocknungsleistung mit Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren sichtbar gemacht. In Praxistests wurden die Ergebnisse aus den Technikumsversuchen überprüft. Fazit: Die im Antrag dargestellten positiven Wirkung der Elektrostatik auf die Trocknung im Bereich des Bedruckens von Papier oder Folien konnten im Bereich Beschichten von Textilien und Schlichten von Garnen nicht erzielt werden. Die beiden Prozesse unterscheiden sich hinsichtlich Warengeschwindigkeit, abzuführende Feuchte als auch Feuchteverteilung im Substrat sehr stark. Entsprechende Versuchsaufbauten und Analysen an verschiedenen Trocknungsanlagen im Technikumsmaßstab und auf Industrieanlagen zeigten die Möglichkeiten und Grenzen der Technologie mit Elektrostatik klar auf. Aus den Erkenntnissen des Projektes ergaben sich neue Ansätze sowie technische Anwendungen zu Prozessverbesserungen in Trocknungsanlagen.

Verminderung radiogener Schadstoffe in Atemluft

Radon-Folgeprodukte gelten als lungenschaedigend. Ihre Entfernung bzw. Abreicherung aus der Atemluft gelingt auf elektrostatischem Wege, wenn sie aerosolgebunden sind.

Weiterentwicklung der Spritzlackierverfahren mit Elektrostatik-Unterstuetzung fuer Holz und Holzwerkstoffe

Ziel war die Weiterentwicklung elektrostatischer Lackiertechnologien und deren breitere Anwendung in der Holz- und Moebelindustrie, um Kosten zu reduzieren. Fuer die elektrostatische Applikation soll der Holzfeuchtegehalt 10 bis 12 Prozent betragen und im Spritzraum ca. 60 plus minus 5 Prozent relative Luftfeuchtigkeit sowie ca. 20 bis 25 Grad C eingehalten werden. Wasserbeizen, insbesondere mit dunklem Farbton, verbessern die elektrische Leitfaehigkeit. Eine Wechselspannungskorona unterstuetzt in kritischen Faellen die Ladungsabfuhr und erhoeht damit den Auftragswirkungsgrad. Bei der Druckluftzerstaeubung kann durch Einsatz der Elektrostatik eine Oversprayreduzierung von 30 - 40 Prozent erzielt werden, bei HVLP- und Airlesspistolen ist die elektrische Feldwirkung geringer.

Elektrostatische Aufladung der Spritzfluessigkeit im chemischen Pflanzenschutz zur Verbesserung der Anlagerung und Verringerung der Drift

In dem Forschungsvorhaben werden die Moeglichkeiten untersucht, die Applikationstechnik in Flaechenkulturen, insbesondere im Getreidebau, durch elektrostatische Aufladung der Fluessigkeits-Wirkstoffteilchen zu verbessern. Dabei soll eine groessere Wirkstoffmenge an die unterschiedlichen Zielflaechen umgreifend (auch an Blattunterseiten) angelagert, eine fuer die biologische Wirkung optimale Belagsstruktur erreicht und insbesondere die Drift herabgesetzt werden. Es wird angestrebt, dass vor allem herkoemmliche Pflanzenschutzmaschinen, einschliesslich hand- und rueckentragbarer Geraete, mit geringem konstruktiven und finanziellen Aufwand fuer die elektrostatische Aufladung der Spritzfluessigkeit umgeruestet werden koennen. Zielsetzung: Senkung der Fluessigkeitsaufwand- und Wirkstoffmenge, Verminderung der Umweltbelastung, Verbesserung der biologischen Wirkung, Senkung der Verfahrenskosten.

Untersuchungen zur elektrostatischen Beschichtung von Holz und Holzwerkstoffen mit Pulverlacken

Ziel ist die Einfuehrung der in der Metallbeschichtung bewaehrten emissionsfreien und abfallarmen Pulverlackierung in der Holzindustrie. Die elektrostatische Applikation erfordert einen spezifischen Oberflaechenwiderstand kleiner 10(xp=10) Ohm. In der Kombination mit dem Thermoreibglaetten und einer neuartigen Vorerwaermung im hochfrequenten elektromagnetischen Feld wurde eine Technologie zur Einschichtpulverlackierung von profilierten MDF-Teilen gefunden. Die Pruefergebnisse zu den moebelspezifischen Gebrauchseigenschaften pulverbeschichteter Holzwerkstoffe ermoeglichen die Abgrenzung potentieller Anwendungsgebiete und nennen Entwicklungsforderungen an die Pulverlackhersteller.

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