SimConDrill

Kooperation mit Fraunhofer-Institut ILT u.a.

SimConDrill

In Deutschland entsteht jedes Jahr eine Menge von circa 330.000 Tonnen Mikroplastik, die in den Umweltkreislauf gelangen. Laut Umweltbundesamt landen weltweit bis zu 30 Millionen Tonnen pro Jahr ultrafeines Plastik im Abwasser und werden von dort über Flüsse in die Ozeane gespült. Diese Kleinstteilchen wieder aus dem Wasser zu bekommen stellt Abwasserbetriebe vor große Herausforderungen – die Klass-Filter GmbH hat sich mit einer Forschungsgruppe aus fünf Partner zusammengeschlossen und dem Mikroplastik den Kampf angesagt. Die Idee: Ein Filter, der mit lasergebohrten Löchern bis zu 10 Mikrometer kleine Partikel effizient auch bei großen Wassermengen herausfiltert.

Projektinhalt

Ausgangspunkt der Forschungsarbeit ist unser patentierte Klass Zyklonfilter. Der Filter basiert auf dem Prinzip der Fliehkraft. Das Filterelement ist ein feststehendes Filterrohr, in das die verschmutzte Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit tangential einströmt. Schwere Feststoffteile werden durch die Fliehkraft in der rotierenden Flüssigkeitssäule abgeschieden. Lediglich die leichten Feststoffe setzen sich auf dem Filterrohr ab. Ein um das Filterelement rotierender hydrodynamischer Abstreifer reinigt durch Sogwirkung das Filterrohr kontinuierlich ab. Es sorgt damit für ständig optimale Filterleistung und hält zudem die Zirkulation der Flüssigkeit aufrecht. Diese Technik wird bereits seit 20 Jahren erfolgreich in der Wirtschaft eingesetzt.

Das Forschungsprojekt zielt nun darauf ab, den Filter mit einer speziellen Metallfolien auszustatten, die mit einer innovativen Lasertechnik extrem klein und präzise gebohrt werden kann. Die Anforderungen an die Bohrungen sind hoch: Bei Porendurchmessern unter einem hundertstel Millimeter soll der Durchsatz des Filters den großen Wassermengen im Klärwerk gerecht werden und robust funktionieren. Dies wird über eine möglichst hohe Porosität erreicht, das heißt, ein möglichst großer Teil der Filterfläche soll von Bohrlöchern eingenommen werden.

Im Fraunhofer ILT in Aachen arbeiten Wissenschaftler schon seit einigen Jahren in verschiedenen Arbeitsgruppen an der Technologie für das effiziente Bohren. Dafür wurde eine eigene Simulationssoftware entwickelt, die mit der Software der OptiY GmbH verknüpft wird. Damit lassen sich die Prozessparameter realitätsnah am Computer erproben, bevor das erste Loch gebohrt wird. Der damit entwickelte Bohrprozess wird dann auf die Laseranlage der LaserJob GmbH übertragen, die bereits langjähriger Produktionspartner der Klass-Filter GmbH sind. Spezialisten für Qualitätssicherung wollen von Anfang an den Bohrprozess genau überwachen. Das dafür vorgesehene Messsystem wird in Zusammenarbeit mit der LUNOVU GmbH entwickelt.

Verwendete Produkte

Modifikation

Metallfolie mit Porendurchmessern unter einem hundertstel Millimeter