Thermische Trennverfahren

Die effiziente Energienutzung ist in Zeiten des Klimawandels und knapper werdender fossiler Energieträger eine der großen Herausforderungen der heutigen Zeit. Eine der zentralen Aufgabenstellungen ist die Steigerung der Energieeffizienz durch die Anwendung und Kombination energiesparender oder prozessintensivierender Technologien. Für verfahrenstechnische Prozesse bieten sich für einen effizienten Energieeintrag Technologien wie die Trocknung mit überhitztem Dampf besonders an.

Neben der Prozessintensivierung und der energieeffizienten Auslegung industrieller Prozesse, sind die effiziente Anwendung regenerativer Energien und die Möglichkeiten zur Energiespeicherung elementare Bestandteile einer nachhaltigen Energienutzung. Bei vielen Industrieprozessen fallen große Mengen Abwärme an – die Nutzung dieser Abwärme stellt ein großes Einspar- und Optimierungspotenzial dar. Wichtige Handlungsgebiete sind hierbei die Entwicklung, Realisierung und Optimierung innovativer Konzepte für thermische Stoffaufbereitungsverfahren. Sorptive Wärmespeicherung, solare Meerwasserentsalzung, die Aufkonzentrierung von Industrieabwässern, sorptive Wassergewinnung aus Luftfeuchte sind Beispiele für Anwendungen, die von uns bearbeitet werden.

Für die Forschung, Entwicklung und Prozessapplikation im Auftrag industrieller Kunden stehen stationäre und mobile Labor- und Technikumsanlagen zur Verfügung, sowie eine umfangreiche Ausstattung zur analytischen Bewertung und leistungsfähige Software-Tools zur Simulation und Bau von Prototypen.

Forschungsthemen

 

Thermische Wasseraufbereitung

Unser mehrstufiges Vakuum-Verdampfungsverfahren ermöglicht durch den effizienten Einsatz von Wärme bei niedrigen Temperaturen Energie-Einsparungen bei der Aufbereitung industrieller Prozesswässer wie auch bei der Meerwasserentsalzung. Für die Bildung des Vakuums werden keine Vakuum- oder Strahlpumpen benötigt.

 

Trocknung mit überhitztem Dampf

Überhitzter Dampf zur Trocknung bietet hervorragende Möglichkeiten den Trocknungsprozess hinsichtlich Trockenzeit und Energieverbrauch wesentlich effizienter zu gestalten. Neben der gezielten Erfassung der aus dem Produkt ausgetragenen Feuchte als Dampf oder Kondensat ermöglicht das Verfahren die Rückgewinnung volatiler Bestandteile.

 

Torrefizierung lignocellulosehaltiger Reststoffe

Für die verbesserte energetische und stoffliche Nutzung lignocellulosehaltiger Biomasse haben wir die Torrefizierung bis zum Pilotmaßstab erfolgreich demonstriert. Die torrefizierte Biomasse ist wasserabweisend und kann als offenes Schüttgut transportiert werden. Aus den flüchtigen Substanzen lassen sich Chemikalien als Ausgangsmaterial für viele andere Industrieprodukte gewinnen.

 

Sorptive Entfeuchtung

Die sorptive Entfeuchtung besteht aus zwei Teilschritten: zuerst wird die Feuchte aus der Luft an einer hoch konzentrierten Salzlösung absorbiert; anschließend wird die verdünnte Salzlösung destilliert und das von der Salzlösung getrennte Wasser kondensiert. Die sorptive Entfeuchtung findet beispielsweise Anwendung in der Trinkwassergewinnung aus Luftfeuchtigkeit.

Wärme- und Sorptionssysteme

Leistungsangebot

  • Markt- und Technologieanalysen
  • Machbarkeitsstudien und Voruntersuchungen im Labor- und Technikumsmaßstab
  • Prozessentwicklung durch ein interdisziplinäres Team aus den Bereichen Verfahrenstechnik, Maschinenbau, Chemie, Mikrobiologie und Elektrotechnik
  • Optimierung und Anpassung von thermischen und sorptiven Verfahren zur Effizienzsteigerung
  • Kundenspezifische Entwicklungen im Bereich thermische Stoffaufbereitung, Ab- und Adsorption
  • Spezifizierung der Anlagentechnik inklusive der Automatisierung bis hin zum industriellen Prototypen
  • Umfangreiche Labor- und Technikumsausstattung als Schlüsselkomponenten zu einer erfolgreichen Projektdurchführung

Infrastruktur und Geräteausstattung

  • Laboranlagen für die Charakterisierung und Untersuchung von Adsorbentien und Elektrolyten / Absorptionsmitteln
  • Umfangreiche Analysemethoden zur Wasseranalytik
  • Konstruktions- und Simulationssoftware: SolidWorks, CST Microwave Studio, COMSOL MultiPhysics®, Design-Expert Workstation
  • Laboraufbauten zur Untersuchung von thermischen Trennprozessen
  • Technikumsanlage zur Aufkonzentrierung von (Industrie-)Abwässern
  • Technikumsanlage für die Untersuchung von Feststoffwärmetauschern für Adsorbentien und zur Untersuchung von sorptiven Wärmespeicherprozessen
  • Messmethoden zur Wärmeleitfähigkeitsmessung von Schüttungen unter Vakuum
  • Analysemethoden bezüglich der Beschaffenheit von Adsorbentien (z. B. BET-Messung)

Infomaterialien

 

Broschüre »Trocknung mit überhitztem Wasserdampf – Wasserdampf bei Atmosphärendruck«

 

Produktblatt »Superheated Steam Drying and Torrefaction of Biomass Residues«

(Englisch)

 

Produktblatt »Wassergewinnung aus Luftfeuchtigkeit mit einem neuartigen Sorptionsverfahren«

Wissenschaftliche Publikationen

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2024 Energetic analysis and economic viability of active atmospheric water generation technologies
Potyka, Julius; Dalibard, Antoine; Tovar, Günter
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Superheated Steam Torrefaction of Biomass Residues with Valorisation of Platform Chemicals Part-2: Economic Assessment and Commercialisation Opportunities
Roy, Baharam; Kleine-Möllhoff, Peter; Dalibard, Antoine
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Superheated Steam Torrefaction of Biomass Residues with Valorisation of Platform Chemicals-Part 1: Ecological Assessment
Roy, Baharam; Kleine-Moellhoff, Peter; Dalibard, Antoine
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Characteristics of Hydrochar and Liquid Products Obtained by Hydrothermal Carbonization and Wet Torrefaction of Poultry Litter in Mixture with Wood Sawdust
Isemin, R.; Muratova, N.; Kuzmin, S.; Klimov, D.; Kokh-Tatarenko, V.; Mikhalev, A.; Milovanov, O.; Dalibard, A.; Ibitowa, O.A.; Nowotny, M.; Brulé, M.; Tabet, F.; Rogge, B.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 Einsatz von überhitztem Wasserdampf als Trocknungsmittel zur Optimierung der Energieeffizienz von Trocknungsprozessen
Scherer, Bruno; Dalibard, Antoine; Takacs, Ronny; Geier, Dominik; Becker, Thomas
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2012 Transfer of laboratory results on closed sorption thermo-chemical energy storage to a large-scale technical system
Lass-Seyoum, A.; Blicker, M.; Borozdenko, D.; Friedrich, T.; Langhof, Timo
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2011 Experimental characterization and technical evaluation on zeolites in different sized sorption thermal energy storage systems
Lass-Seyoum, Asnakech; Blicker, Mike; Borozdenko, Dimitry; Langhof, Timo; Friedrich, Thomas
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2010 Niederdruckverdampfung von Industrieabwässern
Linke, B.; Blicker, M.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2008 Verfahren und Vorrichtung zur Wassergewinnung aus feuchter Umgebungsluft
Egner, Siegfried; Karos, Alexander; Blicker, M.
Patent
Diese Liste ist ein Auszug aus der Publikationsplattform Fraunhofer-Publica

This list has been generated from the publication platform Fraunhofer-Publica

Sorptive Wärmespeicher

Projekte

HeatSaver – Thermochemisches Wärmespeichersystem

  • Das HeatSaver Projekt hat zum Ziel eine Wärmespeichertechnologie zu entwickeln, die auf einem Sorptionsprozess basiert und sich durch eine hohe Speicherdichte, flexible Arbeitstemperaturen und geringe Wärmeverluste auszeichnet.

HiPel – Metallummantelte Sorptionspellets für Wärmespeicher

  • Die Fraunhofer-Institute IGB, IKTS und IWU entwickeln im Rahmen eines von der Fraunhofer-Gesellschaft geförderten Projekts metallummantelte Pellets, die als Schüttung bei gleichbleibender Adsorptionskapazität eine deutlich gesteigerte Wärmeleitfähigkeit aufweisen und mechanisch stabil sind.

Solaris – Neuartiges und modulares Solar-Luftwärmepumpensystem

  • Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer neuartigen, effizienten und kostengünstigen kombinierten Solar-Luftwärmepumpe, die effizient und effektiv ganzjährig zur Beheizung europäischer Privathaushalte genutzt werden und hierbei zur CO2-Reduktion beitragen kann.

SolChemStore

  • Ziel des EU-Projektes ist die Entwicklung einer thermo-chemischen Wärmespeichertechnologie, die geeignet ist, Temperaturen von 100 – 200 °C zu speichern, um so die Energieeffizienz in Industrieprozessen, vor allem der Lebensmittelindustrie, zu steigern.