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 Materialwissenschaft der Universität Jena erhält neues Spezial-Mikroskop
18.07.2019 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Vielfältig und preiswert: Alternative Pulver für die additive Fertigung von Stählen entwickelt
11.07.2019 | Fraunhofer IFAM Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Nanopartikel mit neuartigen elektronischen Eigenschaften

Forscher der FAU haben Konzept zur Steuerung von Nanopartikeln entwickelt

Die optischen und elektronischen Eigenschaften von Aluminiumoxid-Nanopartikeln, die eigentlich elektronisch inert und optisch inaktiv sind, können gesteuert...

Im Focus: First-ever visualizations of electrical gating effects on electronic structure

Scientists have visualised the electronic structure in a microelectronic device for the first time, opening up opportunities for finely-tuned high performance electronic devices.

Physicists from the University of Warwick and the University of Washington have developed a technique to measure the energy and momentum of electrons in...

Im Focus: Neues Verfahren für den Kampf gegen Viren

Forschende der Fraunhofer-Gesellschaft in Sulzbach und Regensburg arbeiten im Projekt ViroSens gemeinsam mit Industriepartnern an einem neuartigen Analyseverfahren, um die Wirksamkeitsprüfung von Impfstoffen effizienter und kostengünstiger zu machen. Die Methode kombiniert elektrochemische Sensorik und Biotechnologie und ermöglicht erstmals eine komplett automatisierte Analyse des Infektionszustands von Testzellen.

Die Meisten sehen Impfungen als einen Segen der modernen Medizin, da sie vor gefährlichen Viruserkrankungen schützen. Doch bevor es ein Impfstoff in die...

Im Focus: Großes Potenzial: Aktoren und Sensoren mit 3D-Druck in komplexe Bauteile integrieren

Der additiven Fertigung wird eine große Zukunft vorhergesagt. So lassen sich mit Hilfe des 3D-Drucks beispielsweise die Anzahl der Komponenten komplexer, individualisierter Baugruppen stark reduzieren und viele Funktionen direkt in ein Bauteil integrieren. Das vereinfacht den Herstellungsprozess und verringert den notwendigen Bauraum. Um diese Vorteile auch für mechatronische Systeme zu nutzen, forschen Wissenschaftler im Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in mehreren Projekten an der additiven Fertigung von integrierten Aktoren und Sensoren. Diese können in Leichtbaustrukturen störende oder schädigende Vibrationen mindern sowie Strukturen überwachen.

Aufgrund der Ergebnisse ihrer Forschungsprojekte sehen die Wissenschaftler des Fraunhofer LBF großes Potenzial für die additive Fertigung mechatronischer...

Im Focus: Megakaryozyten als „Türsteher“ und Regulatoren der Zellmigration im Knochenmark

In einer neuen Studie zeigen Wissenschaftler der Universität Würzburg und des Universitätsklinikums Würzburg, dass Megakaryozyten als eine Art „Türsteher“ auftreten und so die Eigenschaften von Knochenmarksnischen und die Dynamik der Zellmigration verändern. Die Studie wurde im Juli im Journal „Haematologica“ veröffentlicht.

Die Hämatopoese ist der Prozess der Bildung von Blutzellen, der überwiegend im Knochenmark auftritt. Das Knochenmark produziert alle Arten von Blutkörperchen:...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Testzone für die KI-gestützte Produktion

18.07.2019 | Veranstaltungen

„World Brain Day“ zum Thema Migräne: individualisierte Therapie statt Schmerzmittelübergebrauch

18.07.2019 | Veranstaltungen

Kosmos-Konferenz: Navigating the Sustainability Transformation in the 21st Century

17.07.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Testzone für die KI-gestützte Produktion

18.07.2019 | Veranstaltungsnachrichten

„World Brain Day“ zum Thema Migräne: individualisierte Therapie statt Schmerzmittelübergebrauch

18.07.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Automatische Qualitätsprüfung für die Additive Fertigung

18.07.2019 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics