Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In den letzten Jahren wird vermehrt versucht, fl\u00fcssige L\u00f6semittel, insbesondere kohlenwasserstoffhaltige L\u00f6semittel, durch \u00fcberkritisches CO2 zu ersetzen. Vorteile sind hierbei besonders in der Regenerierbar-keit sowie in der physiologischen und \u00f6kologischen Unbedenklichkeit des CO2 als L\u00f6semittel zu sehen. Sollen bei solchen Prozessen nun Feststoffe zugegeben werden, so war dies bislang nur im Batchpro-zess m\u00f6glich, was sich in der Handhabung schwierig gestaltet. Ein signifikantes Beispiel ist das Einbringen von pulverf\u00f6rmigen Dispersionsfarbstoffen in den Hochdruckraum bei der F\u00e4rbung von Polyester mit \u00fcberkritischem CO2. Dabei ist eine genaue Farbstoffdosierung bisher nur unzureichend m\u00f6glich. Es sollte ein Feststoffeintragsystem f\u00fcr Hochdruckanlagen entwickelt werden, welches den kontinuierlichen Eintrag und damit eine genaue Dosierung von pulverf\u00f6rmigen Feststoffen in den Hochdruckraum erm\u00f6glicht.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZur Umsetzung des genannten Ziels musste ein hydraulisch betriebenes Vorschubsystem mit Aufnahmebohrungen f\u00fcr den Feststoff entworfen und gebaut werden. Dabei m\u00fcssen die Vorschubgeschwindig-keiten und der Inhalt der Hochdruckkammer so aufeinander abgestimmt sein, dass die Verweilzeiten des \u00fcberkritischen Mediums ausreichen, um eine L\u00f6sung des stellmittelhaltigen Farbstoffes bis zur S\u00e4ttigungsgrenze (bin\u00e4res Gleichgewicht) st\u00e4ndig zu gew\u00e4hrleisten. Die Art der Hochdruckabdichtung ist aus der Kolbenabdichtung von oszillierenden Hochdruckpumpen bekannt, muss f\u00fcr den speziellen Fall eines Feststoffeintrags allerdings angepasst werden.
\nDas Eintragsystem wurde in einer ersten Stufe im Laborma\u00dfstab gebaut, um es an einer vorhandenen Laboranlage (TUHH) zu erproben. Wesentliche Arbeitsschritte dabei waren:
\n–\tVerfahrenstechnische Auslegung (TUHH),
\n–\tKonstruktive Auslegung (Kempe),
\n–\tDichtungsauswahl (Test verschiedener Materialien in einer Hochdrucksichtzelle) und
\n–\tanschlie\u00dfende Funktionspr\u00fcfung der Laborapparatur durch Integration in die Laboranlage der TUHH.
\nParallel dazu wurden Grundlagenuntersuchungen zur Farbstoffaufl\u00f6sung durchgef\u00fchrt. Nach erfolgreicher Umsetzung der ersten Stufe folgte in einer zweiten Stufe der Bau des Eintragsystems in der Dimension der Pilot-F\u00e4rbeanlage der Fa. Amann. Die konstruktive Auslegung erfolgte durch Fa. Kempe. Die Funktionspr\u00fcfung durch Integration in die Pilot-F\u00e4rbeanlage unterst\u00fctze JVS Engineering.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Von der Firma Siegfried Kempe GmbH, Apparate- und Maschinenbau, Schwaigern, W\u00fcrttemberg wurde in Kooperation mit der TU Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Verfahrenstechnik II (Prof. R. Eggers) ein Feststoffeintragsystem f\u00fcr Hochdruckanlagen konstruiert und gefertigt, welches den kontinuierlichen Eintrag und damit eine genaue Dosierung von pulverf\u00f6rmigen Feststoffen in den Hochdruckraum erm\u00f6glicht. Dabei k\u00f6nnen Farbstoffe in Pulver- oder Partikelform in einem Beh\u00e4lter bei Umgebungsdruck vorgelegt werden. Von dort werden sie mit Hilfe von Transportbohrungen in einem verschiebbaren Kolben quasi-kontinuierlich in einen Hochdruckbeh\u00e4lter gef\u00f6rdert.
\nIn der 1. Phase (Laborma\u00dfstab) des Projektes wurde f\u00fcr die Abdichtung des Kolbens, der horizontal durch den Hochdruckbeh\u00e4lter (vertikaler Zylinder) bewegt wird, ein Dichtungssystem entwickelt. Dieses muss einerseits einen Gasverlust von innen (max. 300 bar) verhindern und andererseits eine Beweglichkeit des Kolbens ohne zu gro\u00dfen Reibungswiderstand gew\u00e4hrleisten. Zudem wurden in dieser Phase der Feststofftransport in einem kleineren Ma\u00dfstab getestet und Grundlagen zur Farbstoffl\u00f6slichkeit erarbeitet.
\nIn der 2. Phase des Projekts (Pilotma\u00dfstab) wurde das Feststoffeintragssystem in einem realen Prozess an einer Hochdruckversuchsanlage getestet. Hierbei wurden die Ergebnisse aus der Laborphase in der Praxis verifiziert und ein scale up der Technik in den technischen Ma\u00dfstab durchgef\u00fchrt. Insbesondere der Verschlei\u00df des Dichtungssystems und der reibungslose Transport der Feststoffe wurden hierbei im Langzeitbetrieb getestet. Hierbei konnte gezeigt werden, dass das entwickelte Dichtungssystem sowohl g\u00fcnstige Dichteigenschaften als auch eine hohe Standfestigkeit (lange Betriebszeiten) besitzt. Weitere Anwendungen sollen 2004 im Zuge der Fortsetzung der Kooperation zwischen der Siegfried Kempe GmbH, der TU Hamburg-Harburg (Herr Prof. Eggers) und der JVS Engineering (Herr Dr.-Ing. von Schnitzler) getestet werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Ausstellung auf der ACHEMA 2003, Frankfurt;Vortrag im Rahmen der 23. Osnabr\u00fccker Umweltgespr\u00e4che Prozessnahe Ma\u00dfnahmen zum integrierten Umweltschutz in der Textilveredlung, am 05.02.2004, Zentrum f\u00fcr Umweltkommunikation, Osnabr\u00fcck;
\nPosterpr\u00e4sentation im Rahmen des XX. Meeting on Supercritical Fluids, Juni 2004, Triest, Italien.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Ziel des Entwicklungsprojektes wurde erreicht: Es wurde ein Feststoffeintragsystem entwickelt und gebaut, welches einen quasi-kontinuierlichen Eintrag von pulverf\u00f6rmigen Feststoffen in einen Hochdruckbeh\u00e4lter erm\u00f6glicht. Die beiden Hauptschwierigkeiten, die Entwicklung eines Dichtungssystems, welches dauerhaft den hohen Belastungen standh\u00e4lt, und die Be- und Entladung der Transportbohrun-gen konnten gel\u00f6st werden. Dadurch steht jetzt eine Technik zur Verf\u00fcgung, die z. B. f\u00fcr die F\u00e4rbung von Textilien mit \u00fcberkritischem CO2 eine deutlich bessere Farbstoffausnutzung erm\u00f6glicht und gleichzeitig die Prozesszeiten verk\u00fcrzt. Zwei Faktoren, die eine vielversprechende und \u00f6kologisch g\u00fcnstige Technik auch \u00f6konomisch positiv beeinflussen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens In den letzten Jahren wird vermehrt versucht, fl\u00fcssige L\u00f6semittel, insbesondere kohlenwasserstoffhaltige L\u00f6semittel, durch \u00fcberkritisches CO2 zu ersetzen. Vorteile sind hierbei besonders in der Regenerierbar-keit sowie in der physiologischen und \u00f6kologischen Unbedenklichkeit des CO2 als L\u00f6semittel zu sehen. Sollen bei solchen Prozessen nun Feststoffe zugegeben werden, so war dies bislang nur […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[56,47,52,53],"class_list":["post-22230","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-baden-wuerttemberg","tag-klimaschutz","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"15611\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-15611.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"80.147,05","dbu_projektdatenbank_firma":"Siegfried Kempe GmbHApparate- und Maschinenbau","dbu_projektdatenbank_strasse":"Steinh\u00e4ldenstr. 5 - 9","dbu_projektdatenbank_plz_str":"74193","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Schwaigern","dbu_projektdatenbank_p_von":"2001-01-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2003-12-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"2 Jahre und 12 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"07138\/9881-12","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Baden-W\u00fcrttemberg","dbu_projektdatenbank_foerderber":"69","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/22230","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/22230\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":35233,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/22230\/revisions\/35233"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=22230"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=22230"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=22230"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}