Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bisher ist die Filtrations- und Energieeffizienz beim Betrieb von Feinstaubfiltern im Wesentlichen be-schr\u00e4nkt durch den erh\u00f6hten Druckabfall, unter anderem verursacht durch funktionelle Ausr\u00fcstungen. Auf Basis einer polymeren Bindermatrix sollen Ausr\u00fcstungen durch Einbettung von hydrophobierenden, oleophobierenden und Elektret- Wirkstoffen sowie deren Kombinationen zu h\u00f6chst effektiven Filteraus-r\u00fcstungen weiterentwickelt werden. Vorversuche zeigen, dass sich durch solche Ausr\u00fcstungen erhebliche Filtereffizienzsteigerungen realisieren lassen, ohne den Druckabfall beim Betrieb der Filter wesentlich zu erh\u00f6hen. Das kann zu relevanten Energieeinsparungen beim Filterbetrieb f\u00fchren<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZur Entwicklung der oben genannten Filterausr\u00fcstungen erfolgte eine Evaluierung geeigneter Filtersub-strate (Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern) und geeigneter Rohstoffe zur Funktionalisierung. So-wohl die Funktionalit\u00e4t der Ausr\u00fcstung als auch die Wechselwirkungen zwischen Ausr\u00fcstung und Sub-strat wurden getestet (Effektscreening), wodurch R\u00fcckschl\u00fcsse auf eine optimale Ausr\u00fcstungs-Substrat-Kombination m\u00f6glich wurden. In einem weiteren Schritt wurden Ausr\u00fcstungen gezielt so modifiziert, dass sie, aufgebracht auf m\u00f6glichst vielen verschiedenen Substraten, optimale Wirkung zeigten. Im Anschluss wurde, in Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern, die Filtereffizienz im Labor evaluiert. Die Filter \/Ausr\u00fcstungskombinationen, die dabei die besten Ergebnisse zeigten, wurden dann in einem Praxisver-such getestet.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In Zusammenarbeit mit der Filzfabrik Fulda GmbH & Co. KG (Kooperationspartner) erfolgte eine Recher-che \u00fcber m\u00f6gliche Filtersubstrate bez\u00fcglich ihrer Materialzusammensetzung und Strukturbeschaffenheit. Hierbei konnte ermittelt werden, welche Filtersubstratmaterialien (Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit und Porosi-t\u00e4t) theoretisch f\u00fcr das Vorhaben geeignet sind. Hinsichtlich der Rohstoffe f\u00fcr die funktionellen Ausr\u00fcs-tungen ergab eine intensive Recherche, dass als funktionelle Bestandteile dielektrische oder magneti-sche (in Einzelf\u00e4llen auch nicht magnetische) Partikel in Kombination mit einer hydrophoben Bindermatrix grunds\u00e4tzlich in Frage kommen.<\/p>\n
Die Kombination dieser Partikel und einer ausgew\u00e4hlten Bindermatrix erwies sich auf volumin\u00f6sen Poly-estersubstraten sowie PE-Vliesen hinsichtlich der Ladungserzeugung und Stabilit\u00e4t als besonders geeig-net. Bez\u00fcglich der Ladungspermanenz wurden deutlich bessere Ergebnisse erreicht, wenn Partikel nicht allein sondern in Kombination mit einer hydrophoben Bindermatrix als Ausr\u00fcstung verwendet wurden.<\/p>\n
Basisformulierungen mit dielektrischen und (nicht)magnetischen Partikeln in Kombination mit einer Poly-merbindermatrix wurden als Filterausr\u00fcstungen bei der Filzfabrik Fulda auf verschiedenen Substraten auf ihre Wirksamkeit (Staubabscheidung) hin getestet. Dabei erwiesen sich vor allem die Filterausr\u00fcstungen mit SiO2- und Eisenoxid-basierten Partikeln (permaStatic) in Kombination mit hydrophoben Fluorpoly-merbindermatrices (permaSeal) als geeignet, womit sich die Ergebnisse aus dem vorangegangenen Ef-fektscreening best\u00e4tigten. Auf einigen Substraten konnten auch ohne den Einsatz von dielektrischen und (nicht)magnetischen Partikeln mit einer speziellen neuen hydrophoben Bindermatrix (permaSeal) gute Ergebnisse erzielt werden.<\/p>\n
Ebenfalls in Kooperation mit der Filzfabrik Fulda GmbH & Co. KG wurde die Filtereffizienz mehrerer Sub-strat\/Ausr\u00fcstungskombinationen gepr\u00fcft und bewertet. Gepr\u00fcft wurden u. a. die Staubabscheidung, die Luftdurchl\u00e4ssigkeit und das Ladungsverhalten.<\/p>\n
Die Kombinationen, die in diesen Labortests die besten Ergebnisse hinsichtlich Staubabscheidung und Luftdurchl\u00e4ssigkeit erzielten, wurden dann im Rahmen eines Praxisversuchs in einem Tunnelfiltersystem eingebaut und auf Ihre Wirksamkeit hin untersucht.
\nIn Zusammenarbeit mit der Filzfabrik Fulda GmbH & Co. KG (Kooperationspartner) erfolgte eine Recher-che \u00fcber m\u00f6gliche Filtersubstrate bez\u00fcglich ihrer Materialzusammensetzung und Strukturbeschaffenheit. Hierbei konnte ermittelt werden, welche Filtersubstratmaterialien (Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit und Porosi-t\u00e4t) theoretisch f\u00fcr das Vorhaben geeignet sind. Hinsichtlich der Rohstoffe f\u00fcr die funktionellen Ausr\u00fcs-tungen ergab eine intensive Recherche, dass als funktionelle Bestandteile dielektrische oder magneti-sche (in Einzelf\u00e4llen auch nicht magnetische) Partikel in Kombination mit einer hydrophoben Bindermatrix grunds\u00e4tzlich in Frage kommen.<\/p>\n
Die Kombination dieser Partikel und einer ausgew\u00e4hlten Bindermatrix erwies sich auf volumin\u00f6sen Poly-estersubstraten sowie PE-Vliesen hinsichtlich der Ladungserzeugung und Stabilit\u00e4t als besonders geeig-net. Bez\u00fcglich der Ladungspermanenz wurden deutlich bessere Ergebnisse erreicht, wenn Partikel nicht allein sondern in Kombination mit einer hydrophoben Bindermatrix als Ausr\u00fcstung verwendet wurden.<\/p>\n
Basisformulierungen mit dielektrischen und (nicht)magnetischen Partikeln in Kombination mit einer Poly-merbindermatrix wurden als Filterausr\u00fcstungen bei der Filzfabrik Fulda auf verschiedenen Substraten auf ihre Wirksamkeit (Staubabscheidung) hin getestet. Dabei erwiesen sich vor allem die Filterausr\u00fcstungen mit SiO2- und Eisenoxid-basierten Partikeln (permaStatic) in Kombination mit hydrophoben Fluorpoly-merbindermatrices (permaSeal) als geeignet, womit sich die Ergebnisse aus dem vorangegangenen Ef-fektscreening best\u00e4tigten. Auf einigen Substraten konnten auch ohne den Einsatz von dielektrischen und (nicht)magnetischen Partikeln mit einer speziellen neuen hydrophoben Bindermatrix (permaSeal) gute Ergebnisse erzielt werden.<\/p>\n
Ebenfalls in Kooperation mit der Filzfabrik Fulda GmbH & Co. KG wurde die Filtereffizienz mehrerer Sub-strat\/Ausr\u00fcstungskombinationen gepr\u00fcft und bewertet. Gepr\u00fcft wurden u. a. die Staubabscheidung, die Luftdurchl\u00e4ssigkeit und das Ladungsverhalten.<\/p>\n
Die Kombinationen, die in diesen Labortests die besten Ergebnisse hinsichtlich Staubabscheidung und Luftdurchl\u00e4ssigkeit erzielten, wurden dann im Rahmen eines Praxisversuchs in einem Tunnelfiltersystem eingebaut und auf Ihre Wirksamkeit hin untersucht.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse dieses Projektes werden durch Presse, Fachartikel, Messen und weitere Verkaufsf\u00f6r-derma\u00dfnahmen \u00f6ffentlich gemacht. Eine Vorstellung bei der Woche der Umwelt der DBU am Sitz des Bundespr\u00e4sidenten in Berlin erfolgte bereits im Juni 2012. Zielbranchen sind z. B. Filter- und Vliesherstel-ler.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die ausger\u00fcsteten Filtersubstrate zeigten in Laborversuchen eine deutlich h\u00f6here Staubabscheideleis-tung im Vergleich zu den entsprechenden unbehandelten Substraten. Der Druckabfall erh\u00f6hte sich durch die Ausr\u00fcstung kaum, wodurch von einer h\u00f6heren Filterleistung bei gleichbleibender Luftdurchl\u00e4ssigkeit gesprochen werden kann. Somit k\u00f6nnten solche Filtermedien einen erheblichen Beitrag zum energieeffi-zienteren Betrieb von Feinstaubfiltersystemen leisten. Eine abschlie\u00dfende Bewertung der Ergebnisse konnte auf Basis des einfachen Praxistests noch nicht erfolgen. Hierzu sind weitere standardisierte und ausf\u00fchrlichere Tests erforderlich.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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