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Mit Kugeln optimal messen

Bioverfahrenstechnik

Bioreaktoren sind die Kochtöpfe der Biochemiker und Biotechnologen, in denen Arzneiwirkstoffe, Enzyme oder Fadenwürmer zur biologischen Schädlingsbekämpfung hergestellt werden. Man nehme eine Nährlösung, gegebenenfalls Wärme, Sauerstoff, Säure oder Lauge zur Regulierung des pH-Wertes und es entsteht das gewünschte Produkt. Je optimaler die Bedingungen, desto grösser der Ertrag. Fraunhofer Forscher haben jetzt Messsonden in Kugelform entwickelt, mit denen sich der Herstellungsprozess besser überwachen und effizienter gestalten lässt.

Die richtige Temperatur entscheidet darüber, wie gut sich Mikroorganismen oder Zellen in einem Bioreaktor kultivieren lassen. Obwohl sich die Wärme im Reaktor unterschiedlich verteilt, ist die Temperatur bisher nur punktuell mit Stabsonden messbar, die durch vordefinierte Löcher gesteckt werden. «Mit unseren mobilen, etwa erbsengrossen Sensorkugeln können wir die Temperatur an vielen Orten gleichzeitig erfassen. Dadurch ist es möglich, die Wärmezufuhr exakt so zu regulieren, dass sie für den Herstellungsprozess optimal ist», sagt Tobias Lüke, der die neuen Sens-o-Spheres-Messkugeln am Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS in Kooperation mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Dresden und Projektpartnern aus der Industrie entwickelt hat. «Bei einem Liter sind die Temperaturunterschiede innerhalb eines Reaktors noch nicht so gross. Bei mehreren tausend Litern wächst der Fehler jedoch erheblich. Mit unserer präzisen Messtechnik gibt es weniger Probleme beim Upscaling der Volumina, also der Umstellung von kleinen Test-Reaktoren im Labor auf grosse in der Produktionshalle.»

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Mit Holzpellets sicher versorgt

Umweltfreundliche Prozess-Wärme

Die Meier Oberflächen AG benötigt für ihre Prozesse Wärme ohne jeden Unterbruch. Energie 360° produziert sie klimafreundlich mit Holzpellets.

Wenn Gegenstände aus Holz oder Metall wie Fensterläden und Gitterroste altern, werden sie ein Fall für 
die Meier Oberflächen AG. Das Unternehmen aus Rafz entfärbt sie, sodass sie sich mit einem neuen Lack wieder verschönern lassen und sich ein Kreislauf schliesst. Früher waren für diesen Prozess umweltschädliche Substanzen erforderlich. Die Meier Oberflächen AG hingegen arbeitet mit biologisch abbaubaren Mitteln, die allerdings eine hohe Temperatur der Reinigungsbäder von bis zu 85 °C erfordern – und somit ununterbrochen viel Wärme. Als der bisherige Ölkessel sein Lebensende erreichte, prüfte das Unternehmen verschiedene umweltschonende Alternativen zum Heizöl. Holz erwies sich als gute Wahl, weil seine Heiztemperatur ideal zu den Prozessen der Meier Oberflächen AG passt. Holzschnitzel schieden jedoch wegen ihres grossen Volumens als Energieträger aus. Folglich entschied sich das Unternehmen für eine Holzpellet-Heizung. Im Gegensatz zum Heizöl entfällt damit die CO2-Abgabe. Zudem schwanken die Energiekosten viel weniger. 
Eine wichtige Anforderung der Meier Oberflächen AG war die hohe Versorgungssicherheit. Denn ein Ausfall der Heizung würde einen Produktionsstopp von rund zwei Tagen bedeuten, bis bei den Reinigungsbädern wieder eine konstante Temperatur erreicht ist. Mit Energie 360° wählte die Meier Oberflächen AG bewusst einen erfahrenen Partner, der über viel Erfahrung im Betrieb von komplexen Wärmeanlagen verfügt.


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Mikroverunreinigungen verursachen ökologischen Stress

Über das gereinigte Abwasser gelangen Mikroverunreinigungen aus den Kläranlagen in Bäche und Flüsse. Sie scheinen nicht nur einzelne Arten zu beeinträchtigen, sondern die Funktion der Wasserökosysteme, etwa den Laubabbau, zu verändern. Das zeigt ein Forschungsprojekt, das die Eawag im Rahmen des Ausbaus ausgewählter Schweizer ARA zur Reduktion der Belastung lanciert hat. Die technische Aufrüstung der ersten Kläranlagen zeigt bereits Wirkung.

Sei es in Medikamenten, Kosmetika, Reinigungsmitteln oder Industriechemikalien – in unzähligen Produkten kommen hierzulande täglich über 30’000 chemische Wirkstoffe zum Einsatz. Viele gelangen via Kläranlagen in die Gewässer und können die Lebewesen und das Trinkwasser beeinträchtigen. Um solche Mikroverunreinigungen aus dem Abwasser zu entfernen, rüstet die Schweiz in den kommenden Jahren gezielt rund hundert Kläranlagen mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe aus.
Forschende der Eawag und des Oekotoxzentrums Eawag-EPFL begleiten den Ausbau wissenschaftlich. «Wir haben die einmalige Gelegenheit, quasi in Echtzeit zu erforschen, wie sich die Reduktion der Mikroverunreinigungen auf die aquatischen Ökosysteme auswirkt», erklärt Projektleiter Christian Stamm. In einer ersten Phase haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun den chemischen und biologischen Ist-Zustand vor der Aufrüstung der Kläranlagen erfasst. «Wir wollten zudem herausfinden, wie sich die Mikroverunreinigungen aus gereinigtem Abwasser auf die Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften und die Funktion von Flussökosystemen auswirkt», erklärt Stamm. «Hier bestehen noch erhebliche Wissenslücken.»

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METTLER TOLEDO bringt ein intelligentes tragbares pH-Messgerät heraus

Ausgelegt für den Betrieb in der Produktion, im Labor oder im Freien bietet das tragbare pH-Messgerät Pro2Go™ schnelle Messungen bei einhändiger Bedienung und mit einer besonders langen Lebensdauer. Um die Funktionszuverlässigkeit zu verbessern, informiert das Gerät den Nutzer ausserdem darüber, wann eine Kalibrierung oder ein Austausch des angeschlossenen Sensors erforderlich sind.

METTLER TOLEDO Prozessanalytik kündigt die Markteinführung seines tragbaren pH-Messgeräts Pro2Go an.
Tragbare pH-Messgeräte sind eine hervorragende Alternative zu Messungen im Labor und dann, wenn ein Inline-Sensor nicht erforderlich ist.
Der Pro2Go von METTLER TOLEDO verbindet ein ergonomisches Design mit innovativen Messfunktionen in einem leichten Instrument. Das robuste, wasserfeste Messgerät ist sowohl mit analogen als auch mit digitalen pH-/Redox-Sensoren, die über die Intelligent Sensor Management (ISM™)-Technologie von METTLER TOLEDO verfügen, kompatibel. Zu den ISM-Funktionalitäten zählt unter anderem die Plug and Measure-Technologie für ein fehlerfreies Setup. Die vorausschauende Sensordiagnostik gibt ausserdem an, wenn der angeschlossene Sensor kalibriert oder ausgetaucht werden muss.

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Maximale Produkt- und Arbeitssicherheit

bigHead-Befestiger sichern die Wartungsluke von Offshore-Windenergieanlagen und erlauben Ein-Mann-Servicebetrieb

Bei vielen neuen Offshore-Windenergieanlagen bestehen die Wartungsluken aus Verbundwerkstoffen, die mit Befestigern von bigHead gesichert werden. Bislang kamen hier Stahlkonstruktionen mit traditionellen Halteschrauben zur Verwendung. Daraus ergab sich der Nachteil, dass zum Öffnen und Schliessen der Luke stets zwei Personen erforderlich waren – eine von innen und eine von aussen. Dies war nicht nur mit einem höheren Sicherheitsrisiko verbunden, sondern auch mit entsprechenden Mehrkosten. Die neue Lösung kann hingegen von einem einzigen Servicetechniker bedient werden – und das risikolos sowie einfacher aus dem inneren Wartungsraum. Ermöglicht wird dies durch bigHead-Befestiger aus rostfreiem, salzwasserbeständigem 316-er Edelstahl, die auf der Aussenhaut der Gondel angebracht sind und deren Gewinde nach innen ragt. Zum Schutz vor Blitzschlag sind sie mit einer farblich abgestimmten Schutzschicht versehen.
Die Lösung wurde gemeinsam mit dem Gondellieferant und bigHead erarbeitet. Dem Serieneinsatz ging eine intensive Testphase mit mehreren Modellen voraus. Bis zur finalen Version wurden diese unter den auf Offshore-Windkraftanlagen herrschenden extremen Einsatzbedingungen getestet und immer weiter verbessert. Die aktuelle Variante bewährt sich bereits seit drei Jahren erfolgreich im Einsatz. Produziert werden die speziell für die Offshore-Windenergieanlagen bestimmten bigHead-Befestiger in Verwood (Grossbritannien). Jede Charge wird stichprobenartig getestet und sämtliche Prüfergebnisse werden gemäss dem vom Hersteller angewandten Qualitätsmanagementsystem nach Norm ISO9001:2008 für eine lückenlose Rückverfolgbarkeit dokumentiert.

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