Elektropulse säubern Wasser und Lacke

  • 18. May 2017

Physikalisches Verfahren macht den Einsatz von Bioziden überflüssig.

Die meisten Lacke, sei es im Haushalt oder in der Industrie, nutzen heute Wasser als Grundlage und sind umwelt­freundlicher als solche mit Löse­mitteln. Wasser­basierte Lacke haben aber einen Nachteil: Mikro­organismen wie Bakterien können sich darin aus­breiten. Betroffen sind auch Lackier­anlagen in der Automobil­branche und anderen Industrie­zweigen. Indus­trielle Wässer und Lacke künftig mit Elektro­impulsen nachhaltig entkeimen zu können, ist Ziel des Verbund­projekts „Dekonta­mination von indus­triellen Wässern und Lacken“ (DiWaL), das Forscher des Karls­ruher Insti­tuts für Techno­logie KIT koor­dinieren. Das neue Verfahren entwickeln sie gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie.

Abb.: Lackierung im Tauchbad: Industrielle Wässer und Lacke lassen sich mit Elektroimpulsen entkeimen. (Bild: KIT / Eisenmann)

Abb.: Lackierung im Tauchbad: Industrielle Wässer und Lacke lassen sich mit Elektroimpulsen entkeimen. (Bild: KIT / Eisenmann)

Ob knallbunt oder klassisch in Silber­grau oder Schwarz: Bevor die ansprechende Decklack­schicht auf ein Auto kommt, wird die Karos­serie gereinigt, vorbe­handelt und erhält eine Schicht, die vor Korrosion schützt. Das geschieht in der Ober­flächen­vorbe­handlung und in der elektro­phoretischen Tauch­lackierung. Letzteres ist ein elektro­chemisches Verfahren, das über ein Gleich­spannungsfeld im Tauchbad einen gleich­mäßigen Lackfilm ermöglicht. „In den dabei verwen­deten Wässern und Lacken können sich jedoch Bakterien so vermehren, dass sie die Oberflächen­beschichtung beein­trächtigen. Um sie zu bekämpfen, werden bislang häufig Biozide eingesetzt. Mit der Elektro­impuls­technologie setzen wir nun auf ein Verfahren, das ohne chemische Zusätze arbeitet, damit Wasser­ressourcen schont und gleich­zeitig einen Beitrag zum Gewässer­schutz leistet“, sagt Wolfgang Frey vom IHM – Institut für Hoch­leistungs­impuls- und Mikro­wellentechno­logie des KIT.

Bei der Elektro­impuls­behandlung werden Mikro­organismen einem elek­trischen Feld ausgesetzt, dabei pola­risiert die Zell­membran. Es bilden sich elektrische Pole, und es öffnen sich wässrige Poren, die letzt­endlich zum Absterben der Mikro­organismen führen. Dieses Phänomen wird groß­technisch zur effek­tiven Gewinnung von Zell­inhalts­stoffen und zur Abtötung von Mikro­organismen genutzt. Da die Elektro­impulse rein physi­kalisch wirken, ist, anders als bei Bioziden, nicht zu erwarten, dass die Bakterien Resis­tenzen entwickeln. „Wir kontrol­lieren die mikro­biolo­gische Belastung und können so eine optimale Beschichtungs­qualität erreichen und gleich­zeitig Nachar­beiten vermeiden“, so Frey.

In der Automobil­herstellung ist die Lackierung der Bereich mit dem höchsten Wasser­verbrauch von bis zu 600 Liter pro Karosserie. Integriert wird die Elektro­impuls­technologie deshalb in ein neues, automa­tisiertes und ressourcen­effizientes Wasser­management- und Anlagen­konzept für Vorbe­handlung und Tauch­lackierung, das die Partner aus Forschung und Industrie ebenfalls im Rahmen des Projekts entwickeln. Dies soll es ermöglichen, Wasser in der Fabrik besser im Kreis­lauf zu führen und weniger Frisch­wasser zu verbrauchen. Im Mittel­punkt der anlagen­technischen Umsetzung stehen dabei die Aspekte Qualität, Kosten und Umwelt. Wesentlich dafür ist auch die Per­spektive der Anwender: DiWaL analysiert deshalb die Anfor­derungen der Nutzer ebenso wie mögliche Hemmnisse, die Ergebnisse fließen dann in Konzeption und tech­nische Ent­wicklung ein.

KIT / JOL

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  • 30. November 2017

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