Das Projekt "Teilvorhaben 5: Gewinnung von Farbstoffen durch waessrige Extraktion -" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umweltforschung Schlieben durchgeführt. Gegenstand des Verbundvorhabens waren veredelungstechnologische und umweltrelevante Untersuchungen zur Applikation von Farbstoffkonzentraten aus den einheimischen Färberpflanzen Färberwau, Kanadische Goldrute, Färberkamille, Krapp und Färberknöterich auf Cellulosefasern (Baumwolle, Leinen, Viskosefasern) und Proteinfasern (Wolle). Aus den verschiedenen Pflanzenteilen sollten Farbstoffextrakte gewonnen und mit Hilfe von Membrantrennverfahren und enzymatischen Prozessen gereinigt werden. Auf den Einsatz toxischer Substanzen, wie Chromverbindungen, sollte dabei weitestgehend verzichtet werden. Mit den gewonnenen Extrakten sollten Färbeversuche durchgeführt werden. Dabei sollten die Gebrauchseigenschaften (z.B. Naßechtheit und Lichtbeständigkeit), die Umweltverträglichkeit (Humantoxizität, Prozeßwasserbelastung) und die wesentlichen Verfahrensparameter (Reproduzierbarkeit, Lagerungsstabilität etc.) analysiert und bewertet werden. Die Ergebnisse der Extraktherstellung und Färbung im Labormaßstab sollten mit Hilfe der einschlägigen DIN-Normen ausgewertet und allen interessierten Textilunternehmen zur Verfügung gestellt werden. Aufgabe dieses Teilprojektes war die Untersuchung der wäßrigen Extraktion von Färberpflanzen und die Stabilisierung der Extrakte als wasserlösliches Pulver. Dabei sollte auch die Verwendbarkeit der erheblichen Mengen von Pflanzenresten und die Behandlung von Prozeßabwässern untersucht werden. Aufgaben der anderen Partner waren die Produktion und Bereitstellung von pflanzlichem Ausgangsmaterial, die Untersuchung anderer Extraktionsmethoden, die Entwicklung von Technologien zur Protein- und Cellulosefaserfärbung sowie die industrielle Erprobung und Optimierung der Verfahren.Nachdem sich die Versuche anfänglich auf die gelbfärbenden Arten, Reseda, Goldrute und Färberhundskamille konzentrierten, wurden ab 1999 Untersuchungen zur Extraktion von Krapp mit dem klassischen Lösungsmittel Wasser durchgeführt. Insbesondere wurden Versuche zur Optimierung der Extraktionsparameter (Temperatur, pH-Wert, Zeit, Zerkleinerungsgrad des Pflanzenmaterials, Vorextraktion zur Abfilterung der unerwünschten Stoffe u.s.w.) durchgeführt. Besonders die Vorextraktion bei Raumtemperatur ergab deutliche Verbesserungen der Färbungen mit Reseda, da durch dieses Verfahren erhebliche Mengen an unerwünschten Begleitstoffen ausgeschaltet werden konnten. Versuche zur Überführung der Laborergebnisse in den Technikumsmaßstab wurden in Kooperation mit der Fachhochschule Wildau durchgeführt. Dabei wurden in mehrstufigen Verfahren sehr gute Ausbeuten erzielt. Die Konservierung der Extrakte mittels Sprühtrocknung erwies sich als relativ unproblematisch. Bei der Lagerung ist jedoch das hygroskopische Verhalten der Farbpulver zu beachten. Eine Aufbewahrung in sorgfältig verschlossenen Gefäßen ist unerlässlich. Als problematisch erwies sich, dass Analysewerte (z.B. Farbstoffgehalt im Extrakt) häufig nicht mit den Färbeergebnissen korrelierten.
Das Projekt "Energieeffiziente Sprühtrocknung von Dispersionen am Beispiel der Herstellung von Emulsions-PVC (ESTEP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VESTOLIT GmbH durchgeführt. Ziel dieses Projektes ist die Erforschung der Umstellung eines Zerstäubungsverfahrens auf eine neue energieeffizientere Technologie am Beispiel der Herstellung von hochwertigen PVC-Spezialprodukten. Da das Zerstäubungsverfahren einen wesentlichen Einfluss auf den Trocknungsverlauf und die Produkteigenschaften hat, müssen diese Wechselwirkungen in einer Prozessentwicklung analysiert und berücksichtigt werden. Durch begleitende numerische Strömungssimulationen (CFD) auf Basis empirischer Modelle soll eine Methodik erforscht werden, die eine Korrelation von Produkteigenschaften mit Verfahrensparametern liefern soll. Umbau des Versuchstrockners und Einbau eines energieeffizienteren Fliehkraftzerstäubers, um verschiedene Zerstäubungstechnologien in der Technikumsanlage screenen zu können. Erstellung eines Modells für den Sprühtrockner auf Basis der Messung von verschiedenen experimentellen Daten, um den zeitlichen Verlauf der Temperatur und der Restfeuchte des Pulvers (Trocknungshistorie) abzubilden. CFD-Simulation des Sprühtrocknungsprozesses auf Basis des entwickelten Modells und des Rechenverfahrens. Korrelation der Pulvereigenschaften mit der Trocknungshistorie auf Basis der CFD-Simulationen des Sprühtrocknungsprozesses. Systematische Anpassungen der Verfahrensauslegung, der Trocknungsparameter und/oder Ausgangsprodukte auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse aus Simulation und Experiment. Bewertung der Produktqualitäten durch anwendungstechnische Untersuchungen beim Kunden.