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Infobox 4542

Weiterentwicklung der magnetic seeded filtration zur Abtrennung von feinen Polymerpartikeln aus verdünnten Suspensionen (Mikroplastik)

Weiterentwicklung der magnetic seeded filtration zur Abtrennung von feinen Polymerpartikeln aus verdünnten Suspensionen (Mikroplastik)
type:Bachelor- oder Masterarbeit
time:ab sofort
tutor:

M.Sc.Frank Rhein

Weiterentwicklung der magnetic seeded filtration zur Abtrennung von feinen Polymerpartikeln aus verdünnten Suspensionen (Mikroplastik)

Experimentelle Arbeit

Sogenannte Mikro- und Nanoplastiken sind ein aktuell heiß diskutiertes Thema. Diese zum Teil vom Menschen direkt (z.B. über Kosmetika) bzw. durch den Zerfall von größeren Kunststoffteilen erzeugten Partikel im Mikro- bzw. Nanometerbereich reichern sich nachweislich in der Umwelt an. Obwohl die Auswirkungen auf Lebewesen noch nicht völlig erforscht sind steht fest, dass diese das maritime Ökosystem negativ beeinträchtigen.

Um der Anreicherung von Mikroplastik entgegenzuwirken, müssen Verfahren zur effizienten Abtrennung dieser Partikel etabliert werden. Besonders im Partikelgrößenbereich 100 nm – 10 µm existieren wenig anwendbare Trennverfahren, da z.B. die Kuchenfiltration erst bei größeren Partikeln einsetzbar und Sedimentationsverfahren auf Grund der geringen Dichtedifferenz kaum effektiv und wirtschaftlich umsetzbar sind. Im Rahmen des übergeordneten Forschungsprojektes soll deshalb ein Verfahren entwickelt werden, das gezielt in diesem Partikelgrößenbereich ansetzt. Dazu sollen (vereinfacht formuliert) magnetische Partikel selektiv mit den zu trennenden nichtmagnetischen Partikeln agglomeriert und anschließend im Magnetfeld abgeschieden werden. Durch den Einsatz von Permanentmagneten wird das Verfahren auch bei großen Durchsatzmengen wirtschaftlich und kann somit für die Separation von Mikroplastik eingesetzt werden.

In bisherigen Arbeiten konnte gezeigt werden, dass es durchaus möglich ist hohe Trenngrade von bis zu 95% mit diesem Verfahren zu erzielen. Außerdem wurden bereits Parameterstudien durchgeführt, sodass der Einfluss diverser Parameter relativ gut verstanden ist. Ziel von weiteren Arbeiten soll es sein, das Verfahren vom Labor- auf den größeren Maßstab zu übertragen und vom Batch in den kontinuierlichen Betrieb überzugehen. Hierzu sind noch viele interessante Fragestellungen, wie z.B. der Wiederaufschluss der Agglomerate und die Rückgewinnung der magnetischen Partikel offen.

Die Art, der Umfang und der Inhalt der Arbeit können dabei auf deine Interessenschwerpunkte angepasst werden. Falls dir das Themenfeld insgesamt zusagt, würde ich mich freuen, wenn du bei mir vorbeischaust oder mir eine E-Mail schreibst, dann können wir am besten persönlich den aktuellen Stand und mögliche Aufgabenstellungen besprechen.

Kontakt        

M. Sc. Frank Rhein
Geb. 30.70 R 009
Tel.: 0721 – 608 42408
E-Mail: frank.rhein∂kit.edu

Für besonders Interessierte

F. Rhein, F. Scholl, H. Nirschl: Magnetic seeded filtration for the separation of fine polymer particles from dilute suspensions: Microplastics, Chemical Engineering Science
https://doi.org/10.1016/j.ces.2019.07.052