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

Abstract

Im Bereich der kuchenbildenden Fest-Flüssig-Trennung wird seit langem die Realisierung einer gasdurchsatzlosen Kuchenfiltration erforscht, da eine Kuchenfiltration ohne Gasdurchsatz bei der Entfeuchtung zu erheblichen Energieeinsparungen führen würde und ebenso zur Reduzierung der mechanisch erreichbaren Restfeuchte in Filterkuchen beitragen könnte. Im Rahmen dieses Projekts wurden daher umfangreiche experimentelle Untersuchungen durchgeführt, welche insbesondere von KMU nicht zu leisten sind, um die Tauglichkeit von Membran-Gewebe-Kompositen für diesen Einsatzzweck zu zeigen. Es wurden insgesamt drei unterschiedliche Fügeverfahren zur Verbindung der Membran auf dem Gewebe untersucht: Die flächige Verschweißung, die punktuelle Verschweißung und die punktuelle Klebung. Hierbei hat sich gezeigt, dass eine Verschweißung der beiden Materialien miteinander höhere Verbindungsfestigkeiten zwischen Membran und Gewebe zur Folge hatte, als dies bei einer Verklebung der Fall war. Jedoch liegt die Herausforderung bei der Verschweißung nach wie vor in der gasdichten Fügung. Durch das Aufschmelzen der Membran wird diese beschädigt, sodass durch offene Stellen erneut Gas durch das Komposit-Material hindurchtreten kann. Daher wird mit Abschluss des Projekts eine Herstellung der Membran-Gewebe-Komposite mittels Punktverklebung favorisiert. Dieses Herstellungsverfahren wird bereits großindustriell von KMU eingesetzt, weshalb ein Übergang zu größeren Maßstäben unproblematisch erscheint und für KMU am einfachsten umzusetzen ist. Anhand von diversen Filtrationsversuchen und μCT-Aufnahmen wurde innerhalb des Projekts die Eignung eines solchen geklebten Membran-Gewebe-Komposits nachgewiesen. Es konnte genauer gezeigt werden, dass der Filtermittelwiderstand nicht signifikant erhöht wird, solange die Klebepunkte auf denen nach obenstehenden Gewebefasern platziert werden. Die Forschungsergebnisse des Projekts sind in zwei Publikationen bereits veröffentlicht worden und stehen somit KMU zur Verfügung, um Ihre eigenen Produkte weiterzuentwickeln und konkurrenzfähig bleiben zu können.