3D-BioFilter – Entwicklung innovativer Filtermedien

Auf der Basis von bionischen Grundprinzipien arbeiten die Forscher in diesem Projekte an der Entwicklung von innovativen, hocheffizienten Filtermedien, die Flüssigpartikel aus einem gasförmigen Medium abscheiden können. Die Filter sollen vor allem bei industriellen Fertigungsprozessen Anwendung finden, bei denen durch Verdampfung und anschließender Kondensation Aerosole entstehen.

In vielen industriellen Fertigungsprozessen müssen Flüssigpartikel aus einem gasförmigen Medium abgeschieden werden. Bei extremen Umgebungsbedingungen, wie etwa hohe Umfangsgeschwindigkeiten und Temperaturen von mehreren 100°C, bilden sich nanogroße submikrone Aerosole, die sich negativ auf die menschliche Gesundheit auswirken können. Diese Aerosole werden oft unmittelbar an der Maschine abgesaugt um die Gesundheit der Arbeiter zu schützen. Wird diese ölnebelhaltige Abluft jedoch nach außen geleitet, kollidiert dies mit dem Emissionsschutz. Bislang existieren in diesem Zusammenhang keine geeigneten Mechanismen zur Abscheidung der Flüssigpartikel, die die gewünschten Wirkungsgrade erfüllen.
Das Ziel des Projekts war es auf der Grundlage bionischer Grundprinzipien, wie Koaleszenz und Selbstreinigung, Filtermedien zu entwickeln, die diese Anforderungen erfüllen. Es sollten innovative Ölnebel-Koaleszenz-Abscheider für submikrone Aerosole entworfen werden, die einen Synergieeffekt zwischen Filtermaterialien, Oberflächenstrukturierung und Filterarchitektur ermöglichen.
Aufgrund von Verzögerungen war es im Projektzeitraum zunächst nicht möglich einen Ölnebelabscheider zu entwickeln und diesen in der industriellen Langzeittestung zu untersuchen. Jedoch stellen die erfolgten Untersuchungen einen wesentlichen Beitrag zur bionischen Grundlagenforschung für die Filtertechnik dar und ergaben neue Erkenntnisse im Zusammenspiel von Oberfläche, Aerosolfang und Tropfenverhalten. Daraus konnte ein theoretisches Modell entwickelt werden, welches das Haft- und Abtropfverhalten von Tropfen an faserförmigen Strukturen beschreibt. Die Forschungsergebnisse sollen zeitnah in der Entwicklung des Ölnebelabscheiders münden.

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