Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bei der Herstellung und Veredlung von Textilien fallen in gro\u00dfem Umfang Prozessabw\u00e4sser an, die bei der Abwasserreinigung Probleme bereiten k\u00f6nnen. In besonderem Ma\u00dfe gilt das f\u00fcr F\u00e4rbereiabw\u00e4sser, die vielfach einen hohen Gehalt an nicht fixierten Farbstoffen aufweisen. Die kontinuierliche \u00dcberwachung der Betriebskl\u00e4ranlagen sowie die Regelung und Steuerung der abwassertechnisch relevanten Textilveredlungsprozesse erfordern Me\u00dfsysteme, die einen schnellen und sicheren \u00dcberblick der jeweili-gen Verh\u00e4ltnisse erm\u00f6glichen.
\nVorhabensziel war die Weiterentwicklung und Modifizierung eines Durchsichtsfarbzahl-(DFZ-)Sensors zur Online-Steuerung von Veredlungsprozessen sowie zum Einsatz als \u00dcberwachungseinheit zur Kontrolle der Farbigkeit des Auslaufes der Textilbetriebskl\u00e4ranlagen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen des Vorhabens sollten folgende Arbeitsschritte untersucht werden:
\nPhase 1:
\nEntwicklung des DFZ-Sensors
\nModifizierung des Sensors f\u00fcr DFZ-Messung
\nPhase 2:
\nImplementierung in Maschinentechnologie und Steuerung, Praxisversuche
\nSoftwareentwicklung und Implementierung von Steuerungsalgorithmen
\n\u00dcberpr\u00fcfung des Sensors und der Software im Labor und Technikum
\nOptimierung und Praxisversuche
\nWirtschaftlichkeitsberechnung<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Der am ITCF entwickelte Tauchsensor, der bislang nur an einer Wellenl\u00e4nge misst, konnte so modifiziert werden, dass eine Absorptionsmessung an drei relevanten Wellenl\u00e4ngen (625 nm, 565 nm, 430 nm) m\u00f6glich wurde. Es konnte gezeigt werden, dass f\u00fcr alle Farbstoffe zwischen Farbstoffkonzentration und der mit dem DFZ-Sensor gemessenen Extinktionen an allen gemessenen Wellenl\u00e4ngen ein linearer Zusammenhang besteht. Mit Hilfe der Test-Software konnten durch Multikomponentenanalyse Farbstoffmischungen hinreichend genau hinsichtlich der zugrundeliegenden Reinfarbstoffe charakterisiert und diese quantitativ analysiert werden.
\nEs konnte aufgezeigt werden, dass die RGB-Sensorik zur Durchsichtsfarbzahl-Bestimmung funktioniert und auch f\u00fcr reelle F\u00e4rbe- und Sp\u00fclprozesse im Diskontinuebereich eingesetzt werden kann. Dies wurde mit erfolgreichen F\u00e4rbe- und Sp\u00fclversuchen im Technikum und in der Praxis belegt. Weiterhin wurde die Software in die Maschinensteuerung der Thies-F\u00e4rbemaschinen integriert. Es hat sich gezeigt, dass die Bestimmung der Einzelfarbstoffen in Farbstoffmischungen durch die Multikomponentenanalyse m\u00f6glich ist, sofern integrale RGB-Farbmatrixdaten verwendet werden und die Sensorik mit einem geeigneten Farbstoff kalibriert wird. Als brauchbare Sensorik f\u00fcr den Praxiseinsatz wurde ein Durchflusssensor mit einer Spaltbreite von ca. 1 mm erfolgreich erprobt.
\nDiese Sensorik wurde hinsichtlich ihrer Eigenschaften eingehend gepr\u00fcft und mit einem leistungsst\u00e4rkeren Sender mit verbessertem Signal\/Rauschverh\u00e4ltnis ausgestattet, der sowohl die Charakterisierung dunkler F\u00e4rbeflotten mit kleinem Messspalt als die Untersuchung von schwach gef\u00e4rbtem Abwasser bei gro\u00dfer Messspalt erm\u00f6glicht. Die Fa. Thies hat die Herstellung und Vermarktung eines geeigneten Farb-sensors \u00fcbernommen. Entsprechende Tests in Labor und Praxis verliefen erfolgreich.
\nDie entwickelte Sensorik eignet sich weiterhin zur Bestimmung von Abwasserkennzahlen (3cm Messspalt) und wurde bei der Steuerung und Regelung von Abwasserbehandlungsverfahren im Laborma\u00dfstab erfolgreich gepr\u00fcft. Die durchgef\u00fchrten Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen belegen, dass bei Verwendung der Sensorik einzelne Arbeitsschritte in der F\u00e4rberei erheblich verk\u00fcrzt werden k\u00f6nnen (>15-70%). Die berechneten Einsparungen gegen\u00fcber konventionellen nicht optimierten Verfahren liegen je F\u00e4rbemaschine bei ca. 50 EUR am Tag. Durch Optimierung ergeben sich je F\u00e4rbemaschine j\u00e4hrliche Einsparungen von mindestens 11.000 EUR.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Vortrag Dr. R. Schneider (ITCF) am 9.2.2007, VDTF-Regionalgruppe Bayern-Nord Fortbildungsseminar, FH Hof, Abteilung M\u00fcnchberg. \tPr\u00e4sentation des Sensors auf der ITMA 2007 in M\u00fcnchen geplant.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Der modifizierte ITCF-Sensor erm\u00f6glicht die Bestimmung von Einzelfarbstoffen in komplexen Farbstoffmischungen. Die Sensorik kann zur Prozesskontrolle von F\u00e4rbe- und Sp\u00fclprozessen sowie zur Regelung von Abwasserbehandlungsverfahren eingesetzt werden und eignet sich auch zur Bestimmung von Ab-wasserkennzahlen (DFZ-Werte).
\nDie Projektziele wurden erreicht.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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