Forschungsvorhaben 2015
Entwicklung eines automatisierten Ultrafiltrations-prüfstands zur Abtrennung kolloidaler Verunreinigungen
< 20 nm aus flüssigen Medien
Institut: Institute of Particle Technology (LFG), Lehrstuhl für Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnike
Ziel des Projekts ist es, Messdaten zur Diffusionsabscheidung kleinster Partikel < 20 nm in Filtern zu generieren, mit deren Hilfe der bisher noch unbekannte Abscheidemechanismus für solche Teilchen aus der Flüssigphase aufgeklärt werden kann. Damit würde künftig ein wissensbasiertes Design von Filtermembranen zur Filtration von Nanopartikeln ermöglicht.
Feinste Partikel < 20 nm und biologische Makromoleküle wie Proteine wurden als wesentliche Ursache für die Ansatzbildung bei Mikro- und Ultrafiltrationsmembranen z.B. für Trinkwasser oder für Prozesswasser in der Halbleiterindustrie identifiziert. Für experimentelle Untersuchungen fehlen allerdings bislang sowohl partikuläre Standards mit definierter Dispersität als auch einheitliche Filtrationsprozeduren.
Hierzu soll ein standardisierter, kontinuierlich arbeitender Ultrafiltrationsprüfstand aufgebaut werden, in dem zeitaufgelöste Messungen der Effizienz von Ultrafiltern auch für minimale Partikelkonzentrationen (< 1010 Teilchen pro Filtrationslauf) durchgeführt werden können. Als partikulärer Standard sollen Halbleiter-Nanopartikel (Quantum Dots) zum Einsatz kommen. Aus den Messungen soll der Einfluss von Ionenstärke, Membranstruktur, Partikelgröße und Oberflächeneigenschaften auf die Diffusionsabscheidung der Nanopartikel in der Filtrationsmembran herausgearbeitet werden.
Biofilm-Entfernung mittels akustischer Oberflächenwellen
Institut: Hochschule Coburg, Institut für Sensor- und Aktortechnik
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer neuartigen Reinigungsmethode, die mittels akustischer Oberflächenwellen die Entfernung von Biofilmen z.B. im Innern von Rohrleitungen ermöglicht.
Ein bereits für das Elektropolieren entwickeltes Verfahren, bei dem piezoelektrische Wandler auf der Polieranode eines Elektropoliersystems angebracht sind, mit denen zur Erhöhung des Stofftransports im Elektrolyten durch akustische Oberflächenwellen auf der Anodenoberfläche Wirbelströme in einer viskosen Grenzschicht erzeugt werden,
soll auf den Reinigungsprozess zum Entfernen von Biofilmen übertragen werden.
Zunächst soll dabei auf die zu reinigende Oberfläche eine viskose Reinigungspaste und Wasser aufgebracht werden. Im weiteren Verlauf des Projekts soll das Verfahren so weiterentwickelt werden, dass die Reinigung einer nur mit Reinigungspaste überzogenen Oberfläche mit Oberflächenwellen möglich wird. Da auf zusätzliche mechanische Krafteinwirkung, wie z.B. durch Bürsten oder Kratzen verzichtet wird, stellt das Verfahren eine sehr schonende Reinigungsmethode dar.
