Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Gütesiegel für Membranen

30.10.2000

Akkreditierte Membrancharakterisierung:


In dieser Testzelle lässt sich die

Permselektivität von Elektrodialysemembranen mit

Potenzialdifferenzmessung bestimmen.


Mit standardisierten Prüfverfahren untersucht das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB Standzeit und Leistungsvermögen von Membranchargen und entlarvt Membranschäden.


Technische Membranen sind aus der Medizintechnik, z. B. als künstliche Niere, wie auch aus der industriellen Produktion vieler Lebensmittel und Getränke, z. B. zur Aufarbeitung von Bier, nicht mehr wegzudenken. Aber auch zum Recycling von Säuren oder Basen oder für die Reinigung von Abwasser werden sie immer häufiger eingesetzt. So vielfältig ihre möglichen Anwendungen sind, so breit ist das kommerzielle Angebot. Denn für jede Anwendung gibt es spezielle Membranen, die sich nicht nur durch ihre Trenneigenschaften sondern auch in der Trennleistung unterscheiden.

Umso wichtiger ist die umfassende Charakterisierung von Membranen vor ihrem industriellen Einsatz: Welche Partikelgrößen muss eine Ultrafiltrationsmembran zurückhalten können? Welche Ionenaustauschermembran kann die zu entfernenden Salze tatsächlich abtrennen? Diese Leistungsparameter müssen durch zerstörungsfreie Prüfverfahren quantifiziert und beurteilt werden. Die Membranhersteller selbst greifen hierzu auf unterschiedliche, meist auf ihre eigenen Bedürfnisse ausgerichtete Testsubstanzen zurück. Die Betriebsparameter bei der Prüfung sind oft nicht standardisiert. Ein Vergleich der Charakterisierungsergebnisse ist deshalb nur unzureichend möglich.


Am Fraunhofer IGB wurden daher spezielle Testanlagen und -verfahren für die standardisierte Prüfung von Ultrafiltrations- und Ionenaustauschermembranen entwickelt und durch die Deutsche Akkreditierungsstelle Chemie GmbH (DACH) nach DIN EN 45001 akkreditiert: Die Bestimmung der Trenngrenze von Ultrafiltrationsmembranen mittels Filtration und GPC-Analytik von Dextrangemischen und die Bestimmung der Permselektivität und des elektrischen Widerstandes von Ionenaustauschermembranen durch Potenzialdifferenzmessung. »Damit lassen sich Abweichungen verschiedener Membranchargen feststellen oder die Qualität gebrauchter im Vergleich zu neuen Membranen untersuchen, um so Aussagen zur Standzeit der Membran abzuleiten« erklärt Prüfleiterin Ursula Schließmann. Darüber hinaus eignen sich die Prüfverfahren, um Ursachen von Membranschädigungen zu ermitteln. Denn auch Membranen altern: Während ihrer technischen Nutzung können sie durch Risse und Materialveränderungen geschädigt werden oder durch Ablagerungen auf der Membran ihre Leistungsfähigkeit einbüßen.

Die Trenngrenze von Ultrafiltrationsmembranen wird bestimmt, indem mit einer für diesen Zweck konzipierten Anlage eine standardisierte Dextranlösung filtriert wird. Auch die Betriebsparameter wie Überströmgeschwindigkeit und Transmembrandruck sind standardisiert. Durch eine zielgerichtete Auswertung der analytischen Daten (Gelpermeationschromatographie) lässt sich die Trenngrenze in einer anschaulichen Graphik darstellen: Der Rückhalt der Dextrane wird als Funktion der Molmasse abgebildet, so dass die Trenngrenze der untersuchten Membran - üblicherweise für einen 95%igen Rückhalt der Partikel - direkt abgelesen werden kann.

Wichtige Leistungsparameter für Ionenaustauschermembranen, die z. B. bei der Elektrodialyse eingesetzt werden, sind Permselektivität und ohmscher Widerstand. Die Permselektivität einer Membran sollte - als Maß für den selektiven Ionentransport - möglichst hoch sein, der Membranwiderstand dagegen - im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit des Membranverfahrens - gering. Die Potenzialdifferenzmessung erlaubt, verschiedene Membranchargen im Hinblick auf ihre elektrochemischen Eigenschaften miteinander zu vergleichen, Membranschädigungen zu beurteilen und gebrauchte mit neuen Membranen zu vergleichen.

Als unabhängiges, akkreditiertes Institut bietet das Fraunhofer IGB Membranherstellern und Anwendern technischer Membranverfahren die Charakterisierung und Prüfung von Membranen an. Die umfassende Untersuchung einer Ionenaustauschermembran kostet etwa 450 DM. Für etwa 400 DM wird das Rückhaltevermögen einer Ultrafiltrationsmembran ermittelt. Bei Serienprüfungen können Staffelpreise vereinbart werden. »In jedem Fall liefern die eingesetzten Prüf-verfahren schnelle, standardisierte, damit reproduzierbare und zuverlässige Aussagen - ein Gütesiegel für jede Membran«, fasst Prüfleiterin Schließmann zusammen.


Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen-
und Bioverfahrenstechnik IGB
Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart
Fax +49(0)711/970-4200
Dipl.-Ing. Claudia Lacher
Telefon +49 (0) 7 11/9 70-40 18
E-Mail lac@igb.fhg.de
Dipl.-Ing. Ursula Schließmann,
Prüfleiterin Membrantechnik
Telefon +49 (0) 7 11/9 70-41 22
E-Mail us@igb.fhg.de

Weitere Informationen finden Sie im WWW:

www.igb.fhg.de/Presse/

Dr. Claudia Vorbeck | idw

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Mikroplastik in Meeren: Hochschule Niederrhein forscht an biologisch abbaubarer Sport-Kleidung
18.09.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Flexibler Leichtbau für individualisierte Produkte durch 3D-Druck und Faserverbundtechnologie
13.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

6. Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Zeichen von Smart Home

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften