Charakterisierung von lokalen Ölstrukturen auf abscheiderelevanten Fasern eines oleophoben Filtermediums

Gasgetragene, submikrone Öltröpfchen finden sich in vielen industriellen Anwendungen und müssen beispielsweise aus Gründen der Luftreinhaltung oder der Bauteillebensdauer reduziert werden. Häufig werden dabei Koaleszenzfilter aus Mikroglasfasern eingesetzt.

Um den Einfluss von bereits abgeschiedenen Ölstrukturen auf das Abscheideverhalten von Koaleszenzfiltern, sowie phänomenologische Vorgänge zu Beginn der Filtration mit Ölnebel untersuchen zu können, muss die Ölmorphologie auf abscheiderelevanten Filterfasern charakterisiert werden. Eine einfache lichtmikroskopische Analyse der ölbeladenen Filterproben ist nicht möglich (hohe Transmission von Öl und Glas, keine 3D Information der Probe). Mittels Mikro-Computertomografie (µ-CT) und korrespondierender Software konnten bereits erfolgreich Ölstrukturen (größere Öltropfen auf Fasern und Ölsegel zwischen benachbarten Fasern) auf eigens hergestellten oleophilen (benetzbaren) Filtermedien charakterisiert werden (siehe Abbildung).

In dieser Arbeit soll in einem ersten Schritt dünnes, hochporöses Filtermaterial aus Mikroglasfasern und geringen Anteilen an synthetischen Fasern am institutseigenen Blattbildner hergestellt werden. In einem nachgeschalteten Prozess sollen die Oberflächeneigenschaften des gelegten Filtermediums mit einem Oleophobiermittel modifiziert werden, sodass eine gleichbleibende, oleophobe (nicht-benetzbare) Oberfläche der Filterfasern erzielt wird. Anschließend sollen die oleophoben Filtermedien an einem Medienprüfstand am MVM unterschiedlich lange mit Ölnebel beladen werden. Diese Medien sollen in einem nächsten Schritt am µ-CT gescannt und mit Hilfe einer geeigneten rechenstarken Software (u.a. Deep Learning Tool) segmentiert werden. Zuletzt sollen die gewonnenen Erkenntnisse hinsichtlich der abgeschiedenen Ölmenge und den auftretenden Ölstrukturen evaluiert und mit Ergebnissen oleophiler Medien verglichen werden (es werden unterschiedliche Ölstrukturen erwartet).

Die Arbeitsschritte sind wie folgt unterteilt und können nach Absprache angepasst werden:

  • Einarbeitung in die Thematik
  • Erstellung eines Arbeitsplans
  •  Literaturrecherche
  • Filterherstellung am Blattbildner
  • Oleophobisierung der Filtermedien
  • Beladung der Filtermedien mit Ölnebel
  • Probenvorbereitung und Scan am µ-CT
  • Auswertung der µ-CT Scans mit moderner Software
  • Evaluierung der Ergebnisse und Einordnung in den Gesamtkontext
  • Präsentation der Ergebnisse in einem Abschlussvortrag

Was Du für diese Arbeit mitbringen solltest:

  • Interesse am Themengebiet und Spaß an experimenteller und theoretischer Arbeit
  • Hohes Maß an Selbstständigkeit
  • Zielorientiertes Arbeiten und Flexibilität
  • Kommunikationsfähigkeit

Wenn Du Interesse an der Arbeit (oder speziell einzelnen Arbeitspaketen) hast, würde ich mich über eine Kontaktaufnahme freuen. Gerne kann ich Dir in einem Gespräch mehr über das Thema erzählen. Bei einer Bachelorarbeit können gezielt auch nur einzelne Arbeitspakete bearbeitet werden.

Abbildung: A: Segmentierter µ-CT Scan eines für kurze Zeit mit Ölnebel beladenen, oleophilen Filtermediums. Mikroglasfasern sind in gelber, synthetische Fasern in grüner und Öl in brauner Farbe dargestellt. B: Zoom in A. Es sind Öltropfen und Ölsegel zwischen benachbarten Fasern gekennzeichnet.