Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Leistungsf\u00e4higkeit des Feinfiltrationsverfahrens Mikro-\/Ultra-\/Nanofiltration h\u00e4ngt entscheidend von der Vorfiltration im Feinheitsbereich von 1 – 5 \u00b5 ab. Daneben ist auch f\u00fcr eine Reihe von Bearbeitungsprozessen wie Honen-\/Feinschleifen eine Filtration der K\u00fchlschmierstoffe in diesem Feinheitsbereich notwendig. Diese kann derzeit fast nur mit Einwegelementen oder Anschwemmfiltern unter Verwendung von Filterhilfsmitteln durchgef\u00fchrt werden. Neben aufwendigem Betrieb dieser Filter fallen dabei erhebliche Mengen an Sonderm\u00fcll an. Ziel des Vorhabens ist es deshalb, eine filterhilfsmittelfreie Vorfiltrationsstufe als Automatiksystem zu entwickeln.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAufbauend auf ein bereits vorhandenes Automatikfiltersystem und Anpassung dieses Systems an die speziellen verfahrenstechnischen Erfordernisse f\u00fcr die Poreneinlauffiltration soll ein entsprechendes Scale-up erfolgen.
\n1. Erarbeitung von Baugr\u00f6\u00dfen und Scale-up-Bedingungen zur Dimensionierung einer Automatik-Grobfilterstufe 1 – 5 \u00b5
\n– Sammeln der anwendungstechnischen Randbedingungen (Druckstufen, Schmutzbelastung, Durchsatzraten, Wartungszyklen, Versorgungsanschl\u00fcsse).
\n– Vorprojektierung verschiedener Filterkonzepte: Dead-End-Variante, Cross-Flow-Variante
\n– Konstruktion von Prototypen mit praxisgerechter Filterfl\u00e4che
\n– Bau eines Prototypen mit Scale-up-Faktor \u0098 10 gegen\u00fcber den Feldversuchen
\n2. Technikumsversuche:
\n– Erarbeitung der R\u00fccksp\u00fcl-\/Querstromparameter
\n– Ermittlung der Materialbest\u00e4ndigkeit
\n– Verbesserung der Elementtechnik
\n– Ermittlung von Filtrationsdaten: Filtratg\u00fcte, Filtratleistung
\n3. Feldversuche:
\n– Ermittlung praxisbezogener Filtrationsdaten
\n– Standzeiterfahrung
\n– Systemoptimierung
\n– Anwendungsgebiet: Hon\u00f6l-\/Schleif-\/Vor-\/Wasserfiltration<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im vorliegenden Projekt wurde das Filtrationsprinzip der Poreneinlauffiltration als Vorfiltrationsstufe und in Kombination mit Membrantrennverfahren untersucht. Auf der Basis von Labor- und Feldtests aus dem 1. Projektabschnitt wurde im 2. Abschnitt anhand von Str\u00f6mungssimulationen das R\u00fccksp\u00fclverhalten weitgehend optimiert.
\nNeben der konstruktiven Anpassung der Elementtechnik war auch die Frage der Materialabstufung f\u00fcr die Poreneinlauffiltration zu kl\u00e4ren. In Feldversuchen konnten die gewonnenen Erkenntnisse erfolgreich umgesetzt werden.
\nEs wurden umfangreiche Versuche zur Optimierung der Trennleistung und der R\u00fccksp\u00fclvorg\u00e4nge sowie zur Abstimmung der Vorfiltration mit der nachfolgenden Feinfiltration durchgef\u00fchrt. In ersten Versuchen wurde dieses Verfahren f\u00fcr die Behandlung von mit feinem Schleifabrieb beladenen fl\u00fcssigen Fraktionen mit Erfolg eingesetzt. Erste Applikationen waren die Behandlung von K\u00fchlschmieremulsion beim Aluminium- und Stahlgleitschleifen sowie die Behandlung von Hon\u00f6len bei der Behandlung von Aluminium und Stahl.
\nNeben der anlagentechnischen Weiterentwicklung des zweistufigen Membrantrennverfahrens f\u00fcr partikelbelastete Fl\u00fcssigkeiten sollen die Anwendungsm\u00f6glichkeiten des Verfahrens in vielen industriellen Praxisversuchen weiter demonstriert werden. Das Schwergewicht der zuk\u00fcnftigen Entwicklung wird sein, ein robustes und trennscharfes Filtrationsverfahren mit sehr hohen Aufkonzentrierungsgraden zu erreichen, das sich besonders f\u00fcr die Erzeugung kreislauff\u00e4higer Fl\u00fcssigkeiten in industriellen Prozessen eignet. Die Praxisergebnisse zeigten allerdings kein einheitliches Bild. Der Einfluss von Schmutzmengenbelastung und Druckabh\u00e4ngigkeit des Filtrationsprozesses waren in den verschiedenen Anwendungen sehr unterschiedlich, so dass zur Zeit noch keine generellen Aussagen zur \u00dcbertragung der Ergebnisse machbar sind.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
– Vortrag Praxisforum, Bad Nauheim: Pflegefiltration von Reinigungsfl\u00fcssigkeiten f\u00fcr konstante Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t und verl\u00e4ngerte Standzeit.
\n– Patent: DE 19526301<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Diverse Versuche in den unterschiedlichen Anwendungen zeigten, dass leider zur Zeit noch kein universell einsetzbares Vorfiltrationssystem existiert. In zwei von f\u00fcnf Anwendungen zur K\u00fchl\u00f6lfiltration in Bearbeitungsprozessen war die R\u00fccksp\u00fclung erfolglos. Grund daf\u00fcr ist die je nach Anwendungsfall unterschiedliche Schmutzbeladung und die vorhandenen Betriebsdr\u00fccke, die beide entscheidenden Einfluss auf den erfolgreichen Betrieb haben. Bei Neukonzeptionen von Filteranlagen kann hierauf wesentlich besser Einfluss genommen werden. Hier sind die Erfolgsaussichten deutlich h\u00f6her.
\nDurch die Optimierung der R\u00fccksp\u00fcltechnik hat sich das Anwendungsfenster dieser Vorabscheidestufe deutlich erh\u00f6ht. Die vorliegenden Untersuchungen haben gezeigt, dass es mittels Poreneinlauffiltration m\u00f6glich ist, in eine Reihe von Anwendungen eine filterhilfsmittelfreie Vorfiltration durchzuf\u00fchren. Damit ist ein entschiedener Schritt zur Schlie\u00dfung von Prozesskreisl\u00e4ufen mittels Membranverfahren gelungen. Einweg-Filterelemente werden vermieden. Ein offenes Problem ist die \u00dcbertragung der Filtrationsergebnisse aus einer Anwendung auf die N\u00e4chste. Hier lassen sich noch keine allgemeing\u00fcltigen Auslegungskriterien anwenden. Zur Zeit muss somit die Ermittlung optimaler Betriebsparameter noch im Praxistest vor Ort erfolgen. Zwar ist dies aufgrund des einfachen Prinzips der Poreneinlauffiltration machbar, kann aber mittelfristig keine Perspektive darstellen. Hier ist f\u00fcr die Fortf\u00fchrung der Arbeiten noch ein wichtiges Arbeitsfeld offen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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