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Entwicklung von Filtermedien aus Membran-Gewebe-Kompositen für kontinuierlich betriebene Filteranlagen zur gasdurchsatzlosen Kuchenfiltration

IGF-Nr. 21685 N

Forschungsstelle 1: Technische Universität Kaiserslautern
Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik
Gottlieb-Daimler-Straße
67663 Kaiserslautern 
Projektleiter 1: Prof. Dr.-Ing. Sergiy Antonyuk
Laufzeit: 01.08.2021 - 31.07.2023

Seit mehr als 30 Jahren werden in der Literatur die Vorteile einer gasdurchsatzlosen Kuchenfiltration aufgeführt, mit der wesentliche energetisch-wirtschaftliche und technische Schwächen der Kuchenfiltration beseitigt werden könnten (Effizienz der Filterkuchenentfeuchtung, Energiebedarf der Pumpen, Schrumpfrissbildung, Abluftreinigung). Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von neuen Filtermedien auf Basis von Membran-Gewebe-Kompositen zur Realisierung einer gasdurchsatzlosen Kuchenfiltration für großtechnische Anwendungen. Der Lösungsansatz zum Erreichen des Projektziels besteht in der Entwicklung einer beanspruchungsstarken Verbindung eines thermoplastischen Filtergewebes mit einer thermoplastischen Mikrofiltrationsmembran durch ein stoffschlüssiges, thermisches Fügeverfahren (Lamination durch Schweißen). Dabei verbinden sich Membran und Gewebe an ihren Oberflächen durch eine Druckeinwirkung bei Temperaturen zwischen Glasübergangs- und Schmelztemperatur. Großtechnisch kann der Fügeprozess in einem Laminierkalander ausgeführt werden. Es wird eine Sandwich-Bauweise des Membran-Gewebe-Komposits bevorzugt, bei dem sich die Membran zwischen zwei Filtergeweben befindet. Durch einen asymmetrischen Aufbau des Membran-Gewebe-Komposits kann das kuchenseitige Filtergewebe separat vom filtratseitigen Filtergewebe an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Die hohe Festigkeit der Verbindung zwischen Membran und Filtergewebe wird durch eine systematische Untersuchung der Prozessbedingungen beim Laminieren und der Gewebe-Membran-Gewebe-Kombinationen im Labormaßstab erreicht. Die daraus erhaltenen optimierten Prozessbedingungen werden auf eine Kalanderanlage im Technikumsmaßstab übertragen und ein Demonstrator des neuen Filtermediums erzeugt, dessen Filtrationseigenschaften und Prozesstauglichkeit in praxisrelevanten Bedingungen untersucht wird. Das Forschungsvorhaben hat ein hohes Innovationspotenzial für KMU von Filterherstellern und Filteranwendern.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 21685 N der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.