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Trennung und Sedimentationsanalyse feinster Kunststoff- und Pigmentpartikel aus wässrigen Suspensionen mittels Zentrifugation.

Trennung und Sedimentationsanalyse feinster Kunststoff- und Pigmentpartikel aus wässrigen Suspensionen mittels Zentrifugation.
Forschungsthema:experimentell
Typ:Bachelor- / Masterarbeit
Datum:ab sofort oder nach Absprache
Betreuer:

M. Sc. Marvin Winkler

Die Wasserkontamination durch kleinste Plastikpartikel ist ein aktuelles Thema in der Umweltforschung. Durch den Zersetzungsprozess von Abfällen sowie durch Verwendung feinster Polymerpartikel in Endprodukten wie beispielsweise Kosmetika werden die Gewässer des Planeten zunehmend mit den feinkörnigen Stoffen belastet. Durch Aufnahme der Teilchen durch Fische und andere maritime Lebewesen gelangen diese über Gewebs- und Zelleinlagerungen in den Nahrungsmittelzyklus. Neben der Schädigung der Tierwelt und des Ökosystems sind also auch direkte, negative Folgen für den Menschen denkbar.

Eine effiziente und selektive Trennung einzelner Komponenten aus komplexen Mehrkomponentensystemen, beispielsweise zur Prävention oder Schadensminderung solcher Formen der Verschmutzung, stellt demzufolge einen wichtigen Forschungsbedarf dar. Die Grundoperation der Feststoffverfahrenstechnik, welche die Separation eines Partikelsystems anhand differenzierter Merkmale beschreibt ist die Fraktionierung. Mit dem Ziel einer kontinuierlichen, scharfen Trennung von Partikelsuspensionen mit Durchsätzen in technisch relevanten Mengen können schnelldrehende Röhrenzentrifugen verwendet werden, die über ein starkes Zentrifugalfeld große Kräfte auf feinste Partikel übertragen.

Letztlich entscheiden Sinkgeschwindigkeitsunterschiede der Mikro- und Nanopartikel darüber, welche Fraktion anteilig das Feingut und welche das Grobgut in einem Trennprozess darstellt. Die erreichbare Trennschärfe ist an Verteilungsfunktionen der Partikelgröße und –form, sowie an stofflichen Parameter wie Dichte und Oberflächenfunktionalisierung gekoppelt. Ziel der Arbeit ist es, grundlegende Sedimentationscharakteristika mehrerer Kunststoff- und Pigmentpartikelsysteme gezielt hinsichtlich solcher Einflussfaktoren zu untersuchen. Hierfür stehen mehrere Labor-Messverfahren zur Verfügung. In einem weiteren Schritt soll eine Trennung auf Prozessmaßstab in hochleistungsfähigen Röhrenzentrifugen untersucht werden und die Messdaten der Sedimentationsanalysen für die Beschreibung des Trennergebnisses herangezogen werden. Die Zusammensetzung des Überlaufs (Feinfraktion) nach der Trennung erfolgt sowohl gravimetrisch als auch optisch über die UV-VIS-Spektroskopie kleiner Probemengen.

Experimentelle Untersuchungen bilden den Schwerpunkt der Arbeit. Die Aufgabenstellung kann gerne individuellen Wünschen und Ideen angepasst werden. Falls du Interesse an dem Thema oder Fragen hast, komme gerne bei mir vorbei oder schreibe mir eine Mail.

                           

Kontakt:   M.Sc Marvin Winkler
                Tel.: +49 721 608-42408
                E-Mail: marvin.winkler2@kit.edu
                Geb. 30.70, Raum 009 (EG)