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14.10.2014

Zwei neue Projekte zur Erforschung der Filtration kleinster Partikel gestartet


Filigrane Filtertechnik reinigt nicht nur die Luft und schützt uns vor Umwelteinflüssen wie Feinstaub, sie schafft auch vielfältige Betätigungsfelder für kleine und mittelgroße Unternehmen. Um die Qualität von Filtermaterialien zu kontrollieren und sie in Zukunft noch effizienter zu konstruieren, sind standardisierte und dabei praxisnahe Prüfmethoden unerlässlich. Mit gleich zwei neuen Projekten in der angewandten Forschung führt CENIDE-Mitglied Prof. Dr.-Ing. Frank Schmidt deshalb die Arbeiten im Bereich der Partikelfiltration fort.

Gemeinsam mit Dr.-Ing. Stefan Haep vom Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V. (IUTA) untersucht er die "Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Abscheidung luftgetragener nanoskaliger Partikel" und "Die Effizienz von Luftfiltern bei hohen relativen Feuchten und bei Beaufschlagung mit Wassertröpfchen" (Hauptanwendungsbereich Gasturbinen)". Beteiligt ist auch ein starkes Industriekonsortium.

Im ersten Projekt nehmen die Ingenieure gezielt die Abscheideleistung von Filtern unter die Lupe. Anhand dieser ist ablesbar, wie wirksam ein Filter Partikel über einer bestimmten Mindestgröße zurückhalten kann. Dabei kommen Filter unterschiedlicher Qualität und Bauart sowie unterschiedliche Teststäube im Größenbereich von 5 nm bis 200 nm (Nanometer) zum Einsatz. Gleichzeitig stellen die Forscher die Transportvorgänge mithilfe von Computersimulationen modellhaft dar. Das hilft, die ablaufenden Prozesse besser zu verstehen und so die Luftfilter zu optimieren.

Ziel des zweiten Projekts ist es, eine Prüfmethode zu entwickeln, die die Leistungsparameter von Gasturbinenfiltern praxisnah beschreibt. Bislang gibt es für diese speziellen Filter keine einheitliche Prüfvorschrift. Die Studienergebnisse fließen also unmittelbar in die Fortschreibung der bestehenden Richtlinien ein. Insbesondere den Einfluss von Feuchtigkeit auf zuvor abgelagerte Salzpartikel wollen die Forscher erstmals genauer beschreiben. Dazu werden im Prüfkanal Wassertröpfchen und unterschiedliche relative Luftfeuchtigkeiten auf die Oberfläche aufgebracht und erforscht, wie diese wechselnden Umweltbedingungen die Filtration beeinträchtigen. Auch der Verschleiß der Materialien bringt den Experten neue Erkenntnisse: Filter, die am Ende ihrer üblichen Lebensdauer stehen, werden aus aktiven Betriebsanlagen ausgebaut und detailliert untersucht. So lässt sich überprüfen, inwieweit sich die Ergebnisse der neuen Prüfmethoden tatsächlich in die Praxis übertragen lassen.

Das Interesse der Industrie zeigt sich an der großen Anzahl der beteiligten Unternehmen. Im projektbegleitenden Ausschuss engagieren sich neben Filterherstellern auch Anwender sowie Messgerätehersteller aus ganz Deutschland. Sie erhoffen sich von den Prüfmethoden eine detaillierte Schwachstellenanalyse der Filter schon vor dem Praxiseinsatz. Im Hinblick auf internationale Normierungsbestrebungen können sich beteiligte Medien- und Filterhersteller einen Wissensvorsprung und damit einen Wettbewerbsvorteil verschaffen.

Beide Forschungsvorhaben werden über den Projektträger AiF (Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit insgesamt ca. 1 Mio. Euro gefördert. Die Ergebnisse sollen zeitnah auf projektbegleitenden Sitzungen sowie auf Tagungen und Kongressen präsentiert und in Fachzeitschriften veröffentlicht werden.

Quelle: CENIDE - Center for Nanointegration Duisburg-Essen




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