Bereich Industrielle Gemeinschaftsforschung

Projektliste mit Publikationen

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Entwicklung eines optimierten mikrofluidischen Messsystems für Stoffdaten zur Flüssig-flüssig-Extraktion

AiF-FV Nummer: 18803

Laufzeit:

01.10.2015 - 31.03.2018

Forschungsstellen:

Zusammenfassung:

Die Flüssig-flüssig-Extraktion erlaubt eine Stofftrennung bei niedrigen Temperaturen. Damit eignet die Extraktion sich besonders in der Analytik wie auch zur großtechnischen Aufreinigung von temperaturempfindlichen Stoffen. Die zur Prozessauslegung erforderlichen Stoffdaten fehlen jedoch meist, so dass viele Vorversuche im Technikum nötig sind. Bereits für die Standardtestsysteme der Extraktion fehlen Multikomponenten-Diffusionskoeffizienten. Die notwendigen Messungen sind heute aufwändig und langwierig. Zusätzlich steigt die erforderliche Anzahl der Versuche überproportional mit der Anzahl der Komponenten. Ein Ansatz zur Reduzierung des Messaufwands für Stoffdaten sind standardisierte mikrofluidische Messsysteme. In diesem Vorhaben werden daher Mikrosysteme mit der zugehörigen Sensor- und Konzentrationsmesstechnik entwickelt. Diese Mikrosysteme sind für in- und ex-situ Analytik geeignet. Die Entwicklung fokussiert zunächst auf einen Mikrokanal für Diffusionsmessungen. Die Auslegung erfolgt mittels modellgestützter optimaler Versuchsplanung. Bei der praxisorientierten Fertigung des Mikrokanals wird das innovative Ultraschallheißprägen eingesetzt, das eine flexible und kostengünstige Herstellung erlaubt. Für Stoffdatenmessungen stehen hierbei die Reproduzierbarkeit der Kanalgeometrie und die Oberflächengüte im Vordergrund, die mikro- und spektroskopisch evaluiert werden. Wegen der Temperaturabhängigkeit des Diffusionskoeffizienten wird eine Temperatursteuerung integriert. Die Güte wird durch in-situ Diffusionsmessungen und deren Vergleich mit Daten aus der Literatur bestimmt.Durch das Vorhaben soll ein wirtschaftliches Verfahren zur Stoffdatenmessung als Basis für die Auslegung von Extraktionsprozessen etabliert werden. Die Technik soll darüber hinaus auch in der Lebensmittelsicherheit und der Umweltdiagnostik als Analyseverfahren einsetzbar sein. Der Anwenderkreis sind in erster Linie KMU, wie Analyselabore, Messtechnikhersteller und deren Zulieferer.

Förderhinweis:

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.