Membranfiltration makromolekularer Substanzen: Messung und Modellierung auf der Mikro- und Makroskala

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Hermann Nirschl
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik ; Analytische Chemie ; Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445295981

Die Modellierung von örtlich und zeitlich aufgelösten MRI-Messdaten (MRI: „magnetic resonance imaging“) zur Strömung und zur Struktur während einer Membranfiltration eröffnet ein vertieftes Verständnis des Filtrationsprozesses makromolekularer Substanzen in Hohlfasermembranen. Integral vorgegebene Prozessparameter bestimmen den Filtrationsprozess auf der mikroskopischen Skala – neben variierenden, d.h. ortsabhängigen Parametern wie der mikroskopischen Beschaffenheit einer Membran und der zu filtrierenden Substanzen. Dieser Projektantrag fokussiert sich auf Fragen der Messtechnik und der Modellierung im Hinblick auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Ablagerungen, die Dispersionskoeffizienten, die Vermischung und Reversibilität in ihrer Bedeutung für den Filtrationsprozess.Mittels MRI werden Strukturbilder und Strömungsverhalten makromolekularer Lösungen während der Filtration in Hohlfasermembranen gemessen, so dass das Strömungsfeld mit den Ablagerungen und ggf. mit der ortsabhängigen Viskosität korreliert werden kann. Darüber hinaus werden auch Dispersionskoeffizienten ortsaufgelöst gemessen. Eine systematische in situ Erfassung dieser Größen zusammen mit den integral zu messenden Größen wie dem Permeatflux legt die Basis für die Weiterentwicklung von Filtrationsmodellen, so dass im letzten Abschnitt des Projekts makroskopische und mikroskopische Parameter in einem diese Längenskalen übergreifenden Filtrationsmodell zur Beschreibung des Filtrationsprozesses in Hohlfasermembranen kombiniert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Gisela Guthausen