Prozess Technologie

Die aktuellen Herausforderungen bei der nachhaltigen Nutzung nicht-konventioneller Ressourcen liegen in der Entwicklung innovativer Stoffumwandlungsprozesse. Der Fokus liegt insbesondere in der Wasserbehandlung und der Aufarbeitung biogener Rohstoffe, um neue Wertstoffe zu generieren.

Dabei werden die chemischen und physikalischen Zusammenhänge, wie sie beispielsweise bei den komplexen Gemischen biogener Reststoffe vorzufinden sind, untersucht, um damit wiederum verfahrenstechnische Einzelschritte für diese Stoffe modellieren und berechnen zu können. Die Zielsetzung liegt letztlich in der Konzipierung und Auslegung innovativer Prozesse und deren Optimierung für biogene Ressourcen und Reststoffe. Daraus leiten sich zukunftsweisende Technologien ab, deren Vorteile schon bald der Gesellschaft zugutekommen.

Kontakt
Marco Rupprich
FH-Prof. Mag. Marco Rupprich, Ph.D. Leiter Department & Studiengang +43 512 2070 - 3200

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Membrantechnik

Der Forschungsbereich der Membrantechnik befasst sich einerseits mit der Herstellung und Optimierung von Membranen und Membranwerkstoffen und andererseits mit der Verbesserung von Membranprozessen welche u.a. in der Wasser- und Gasaufbereitung Anwendung finden.

 

Advanced Oxidation Processes

Im Bereich der AOP liegt der Fokus bei der Anwendung von nicht-thermischem Plasma zur Wasserbehandlung, um dieses kostengünstig aufzuarbeiten sowie im Prozessdesign neuer nicht konventioneller AOP Verfahren, wie beispielsweise rezyklierbarer Fenton-Prozesse.

 

Wasser- und Abwasserbehandlung

Ein wesentliches Charakteristikum ist die Kombination von mehreren Verfahren (u.a. Membrantechnik und AOP) zur kostengünstigeren und effektiveren Aufreinigung von kommunalen und industriellen Abwässern. Ein erfolgversprechender Ansatz dieser Hybride ist es, die Vorzüge einer chemisch-oxidativen Wasseraufbereitung mittels Sauerstoffionen und -radikalen mit denen einer Membranfiltration zu kombinieren.

 

Downstream-Processing

Die Aufarbeitung von Fermentationsbrühen ist oft die größte Herausforderung bei der Reinigung bzw. Herstellung neuer Wirk- oder Wertstoffe. Der Schwerpunkt liegt auf der Aufarbeitung von Mikroalgen und von Reaktionsgemischen aus chemisch-physikalischen Umwandlungsprozessen, wie z.B. der Fraktionierung von Lignozellulose. Unterstützt wird dies durch gezielte chemische und thermodynamische Betrachtungen, die zu einer Optimierung dieser Prozesse führen.

 

Forschungsfelder jpeg

Forschungsfelder im Überblick

Optimierung des Energieeintrags zur Durchmischung von Faultürmen
Projektstatus:
Laufend

Projektstart:
April 2018

Projektmitarbeiter:
Dr. Michael Meister, MSc
ProjektleiterIn, seit Mai 2018


Projektinhalt:
Das Ziel des vorliegenden Forschungsprojekts ist es, den zur Durchmischung von Faultürmen benötigten Energieeintrag zu optimieren, damit der Vergärungsprozess ökonomisch attraktiv wird. Neben der Durchmischung durch Gaseinpressung sowie durch schnell rotierende Impeller, hat sich insbesondere die Verwendung langsam rotierender Rührwerke als energetisch effizient erwiesen. Für einen optimalen Betrieb müssen allerdings das Rührwerk sowie dessen Betriebsbedingungen mit der Faulturmgeometrie und den physikalischen Eigenschaften der darin enthaltenen wässrigen Masse abgestimmt werden. Da Rührwerke bis dato auf Erfahrungswerten basierend dimensioniert bzw. betrieben werden, kann von einem erheblichen Verbesserungspotential ausgegangen werden. Das Projekt "OPTFAUL" sieht die Durchführung eines Laborversuchs sowie numerische Strömungsberechnungen zur Optimierung des Energieeintrags der Faulturmdurchmischung vor. Der geplante Versuchsaufbau ermöglicht die Messung der Durchmischungsstärke sowie des Energiebedarfs für unterschiedliche Szenarien, um die Effizienz verschiedener Rührwerke zu vergleichen. Für die 2 geeignetsten wird eine detaillierte numerische Strömungsberechnung für einen realen Faulturm durchgeführt. Nach der energetischen Optimierung werden die Projektergebnisse mit Betriebsdaten von Kläranlagen im Raum Tirol verglichen, um das Verbesserungspotential sowie die dafür notwendigen Maßnahmen aufzuzeigen.

Beschichtungsmethode zur Nachbehandlung von Hohlfasermembrane
Projektstatus:
Abgeschlossen

Projektstart:
April 2015

Projektmitarbeiter:
Dipl.-Ing. (FH) Marc Koch
ProjektleiterIn, von April 2015 bis Juni 2016


Dr. Martin Spruck, MSc
ProjektmitarbeiterIn, von April 2015 bis Juni 2016


Roman Leithner, BSc BSc MSc
ProjektmitarbeiterIn, von April 2015 bis Juni 2016


Projektinhalt:
In dem vorliegenden Projekt sollen MF/UF Hohlfasermembrane auf Polymerbasis durch einen zusätzlichen nachgeschaltenen Prozessschritt in Richtung Nanofiltrationsmembran weiterentwickelt werden. Nanofiltration zeichnet sich durch das Abtrennen von Substanzen wie beispielsweise Schwermetallionen oder Pestizide aus. Dadurch soll das bestehende Produktportfolio erweitert werden. Im Zuge von geplanten Versuchsreihen sollen kritische Herstellungsparameter für den Beschichtungsprozess wie beispielsweise die Chemikalienkonzentrationen oder Verweilzeit untersuchen und optimale Prozessbedingungen identifizieren.

Multi-Channel-Kapillarmembrane
Projektstatus:
Abgeschlossen

Projektstart:
Oktober 2010

Projektmitarbeiter:
Dr. Martin Spruck, MSc
ProjektmitarbeiterIn, von November 2010 bis September 2012


Dipl.-Ing. (FH) Thomas Hermann Obholzer
ProjektmitarbeiterIn, von Oktober 2010 bis September 2012


FH-Prof. Mag. Marco Rupprich, Ph.D.
ProjektleiterIn, von Oktober 2010 bis September 2012


Projektinhalt:
Planung und Fertigung eines Herstellungs- und Testsystems für Multi-Channel-Kapillarmembrane für die verbesserte Produkttrennung bei gleichzeitiger Kostenreduktion


Finanzierung:
Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft
Öffentlicher Sektor Inland

C-MEM Oberflächen und Material Optimierung
Projektstatus:
Laufend

Projektstart:
Januar 2016

Projektmitarbeiter:
Roman Leithner, BSc BSc MSc
ProjektmitarbeiterIn, seit Januar 2016


FH-Prof. Mag. Marco Rupprich, Ph.D.
ProjektleiterIn, von Januar 2016 bis Dezember 2017


Veronika Huber, MSc
ProjektmitarbeiterIn, seit Januar 2016


Dipl.-Ing. (FH) Marc Koch
Assistenz der Projektleitung, von Januar 2016 bis Dezember 2017


Dr. Martin Spruck, MSc
ProjektmitarbeiterIn, seit Januar 2016


Projektinhalt:
Die von SFC Umwelttechnik produzierten C-MEM Membranfasern werden für die Trink- und Abwas-serreinigung eingesetzt. Aufgrund der komplexen Produktion dieser Membranen können diese derzeit nur im eingegrenzten Bereich der Ultrafiltration (0,1 - 0,01 µm) und nur mit einem speziellen HDPE erzeugt werden, welches (i) eine beschränkte Haltbarkeit bzw. Beständigkeit in der Anwendung auf-weist, (ii) auf dem europäischen Markt nicht verfügbar und dadurch mit Lieferengpässen und hohen Transportkosten verbunden ist und (iii) teilweise hohe Ausschussraten verursacht und auch keine Adaptierung der bestehenden Membranfaser zulässt. Die Hauptziele dieses Projektes sind daher (i) ein lokal erhältliches HDPE mit Hilfe der Projektpartner nach unseren Anforderungen zu modifizieren, (ii) eine wenige Nanometer dicke ionenselektive Beschichtung für den Filtrationsbereich (0,01 - 0,001µm) zu entwickeln und abschließend (iii) auch die Produktionsanlagen auf dieses neue Material und Beschichtungstechnologie zu adaptieren bzw. umzurüsten. Dadurch soll die Produktion der Fasern hinsichtlich Ausschuss und Qualität optimiert, der Anwendungsbereich stark erweitert und insgesamt auch der C-MEM Prozess verbessert wird. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist zusätzlich der Know-How Vorsprung, der dadurch zur Konkurrenz aufgebaut wird, weil dieses neu entwickelte Material und die neuen Produktionsprozesse der Membran nicht frei verfügbar sein werden.

Kultivierung von Algen mit LED Beleuchtung
Projektstatus:
Abgeschlossen

Projektstart:
November 2014

Projektmitarbeiter:
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Hupfauf
ProjektleiterIn, von November 2014 bis September 2015


Sebastian Perkams, BSc MSc
ProjektleiterIn, von November 2014 bis September 2015


Mag. Alexander Dumfort
ProjektmitarbeiterIn, von November 2014 bis September 2015


Projektinhalt:
Im Rahmen des Algenkultivierungsprogramms wird ein Konzept zur Reinigung kommunaler Abwässer mit Hilfe von Algen entwickelt. Während die Zusammensetzung des Abwassers als Nährmedium vorgegeben ist und CO2-im Überschuss zugeführt werden kann, ist die Belichtung, also das gezielte Beleuchten der Algenlösung, ein essenzieller und kontrollierbarer Prozessparameter. Dadurch werden eine Optimierung des Algenwachstums und eine effektive Reinigung der Abwässer ermöglicht. Ziel ist es, eine dem Tageslicht nachempfundene Belichtungslösung zu finden. Der Bereich Umwelt- und Verfahrenstechnik des MCI testet möglichst einfach, robuste und kostengünstige Beleuchtungskonzepte, die für Anwendungen in Kläranlagen geeignet wären. Dabei kommen verschiedene analytische Methoden (Trockenmasse-, Phosphat-, Stickstoffbestimmung, CSB, TOC) zum Einsatz.

Herstellung von Composite Mehrkanal-Kapillarmembrane für die Nanofiltration
Projektstatus:
Abgeschlossen

Projektstart:
Februar 2014

Projektmitarbeiter:
Iris Eichner, BSc
Wissenschaftliche Hilfskraft, von Mai 2014 bis Juli 2014


Dr. Martin Spruck, MSc
ProjektleiterIn, von Februar 2014 bis Dezember 2015


Projektinhalt:
Die Membrantechnik hat sich als Trennverfahren im Bereich der Wasseraufbereitung etabliert. Das Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung neuartiger Nanofiltrations-Membrane auf der Basis von Mehrkanal-Kapillarsystemen. Diese spezielle Bauform bietet Vorteile wie beispielsweise eine hohe Packungsdichte und verringerte Verblockungsgefahr. Die Einsatzgebiete solcher Membrane liegen in der Pharma-, Getränke- und Textilindustrie sowie in der Abwasserbehandlung.

PHARMAQUA
Projektstatus:
Laufend

Projektstart:
Dezember 2016

Projektmitarbeiter:
Dipl.-Ing. (FH) Marc Koch
Assistenz der Projektleitung, seit Dezember 2016


FH-Prof. Mag. Marco Rupprich, Ph.D.
ProjektleiterIn, seit Dezember 2016


Dr. Martin Spruck, MSc
ProjektmitarbeiterIn, seit Dezember 2016


Jan Back, BSc MSc
ProjektmitarbeiterIn, seit Dezember 2016


Projektinhalt:
Ziel des gegenständlichen Projekts ist die Entwicklung eines Labormusters, bei dem durch die Kombination der Vorteile einer Hohlfasermembran ("Size-Exclusion") mit den adsorptiven Eigenschaften von Zeolithen bzw. Aktivkohle ein innovativer Weg zur Entfernung von organischen Spurenstoffen getestet werden soll, die auf die selektive Abtrennung von anthropogenen Spurenstoffe sowie auf einen möglichst einfachen und kostengünstigen Einsatz abgestimmt ist.

ModMem - Herstellung und Charakterisierung einer neuartigen Ionischen Flüssigkeits-Membran zur Biogasreinigung
Projektstatus:
Laufend

Projektstart:
Februar 2017

Projektmitarbeiter:
Dipl.-Ing. (FH) Marc Koch
ProjektleiterIn, von Februar 2017 bis Dezember 2017


Projektinhalt:
Der innovative Ansatz und Ziel für das gegenständliche Forschungsprojekt ist die Herstellung, Charakterisierung und Optimierung neuartiger funktionalisierter Membranen mit ionischen Flüssigkeiten. Für die Membranherstellung soll das Phaseninversionsverfahren nach Loeb und Sourirajan verwendet, modifiziert und weiterentwickelt werden. Dabei liegt das Hauptaugenmerk in der Entwicklung von Gaspermeationsmembrane für die Biogasreinigung.

KLA:R-Klärschlamm und Abwasser: Ressourcen nutzen
Projektstatus:
Abgeschlossen

Projektstart:
Mai 2015

Projektmitarbeiter:
FH-Prof. Mag. Marco Rupprich, Ph.D.
ProjektleiterIn, von Mai 2015 bis Oktober 2016


Mag. Alexander Dumfort
ProjektmitarbeiterIn, von Mai 2015 bis Oktober 2016


Projektinhalt:
Mit dem Projekt KLA:R des Vereins klasse!forschung werden komplexe Zusammenhänge in der Abwasserreinigung gemeinsam mit ExpertInnen aus Wissenschaft und Wirtschaft so aufbereitet, dass diese für Kinder und Jugendliche von 8-18 Jahren der Region Innsbruck west bis Telfs faszinierend vermittelt werden können. Schulische und außerschulische Aktivitäten mit besonderem Augenmerk auf junge Mädchen und SchülerInnen mit Migrationshintergrund sollen Begeisterung für moderne Technologien und Anwendungen der Abwasserreinigung, unter Einbeziehung des unternehmerischen Kontexts, fördern und Bewusstsein für den schonenden Umgang mit unseren Ressourcen schaffen.


Qualifizierungsnetz Materialwissenschaften
Projektstatus:
Laufend

Projektstart:
April 2014

Projektmitarbeiter:
Mag. Jelena Drinic
Assistenz der Projektleitung, von April 2014 bis September 2016


FH-Prof. DI Dr.-Ing. Michael Kraxner
ProjektmitarbeiterIn, von April 2014 bis September 2016


Sabine Watzdorf, MSc
Assistenz der Projektleitung, von April 2014 bis September 2016


Mag. Alexander Dumfort
ProjektmitarbeiterIn, von April 2014 bis September 2016


FH-Prof. Dr. Werner Stadlmayr
ProjektmitarbeiterIn, von April 2014 bis September 2016


FH-Prof. Mag. Marco Rupprich, Ph.D.
ProjektleiterIn, von April 2014 bis September 2016


Projektinhalt:
Das gegenständliche Projekt beantragt die Förderung des Aufbaus eines Tiroler Qualifizierungsnetzes, das die Erhöhung der Fachkompetenz der Mitarbeiter in Forschung, technologischer Entwicklung und Innovation (FTEI) der teilnehmenden Unternehmen in den Technologiefeldern Material- und Nanowissenschaften zum Ziel hat. Qualifizierungsmaßnahmen sind die Vermittlung von Know-How durch praktische Übungen und Vorlesungen an den teilnehmenden Hochschulen zu den Grundlagen, Methoden, aktuellen Entwicklungen und zukünftigen Anwendungsfeldern. Die Inhalte der Fortbildungsmaßnahmen richten sich nach dem Qualifizierungsbedarf der Unternehmen, insbesondere werden firmenrelevante Fragestellungen in einem eigenen Modul bearbeitet. Über die Förderperiode hinaus bildet sich ein Netzwerk an Ansprechpartnern und potentiellen Kooperationspartnern mit einem umfangreichen Einblick in die Kompetenzen und Infrastruktur der teilnehmenden Hochschulen und Partnerunternehmen. Die Hochschulen können zukünftig noch besser ihre Lehr- und Forschungsinhalte nach dem Bedarf der Unternehmen gestalten und entsprechende Kooperationen eingehen. Das Projekt wird durch im Rahmen des Programms "Forschungskompetenzen für die Wirtschaft" der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) gefördert.


(co)Operation SKD
Projektstatus:
Laufend

Projektstart:
September 2014

Projektmitarbeiter:
Bettina Rainer, BSc MSc
ProjektmitarbeiterIn, von November 2014 bis August 2018


Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Hupfauf
ProjektmitarbeiterIn, von September 2014 bis August 2018


Dr. Alexander Trockenbacher
ProjektleiterIn, von September 2014 bis August 2018


Heidrun Füssl-Le, BSc, MSc
ProjektmitarbeiterIn, von September 2014 bis August 2018


FH-Prof. Mag. Marco Rupprich, Ph.D.
ProjektmitarbeiterIn, von September 2014 bis August 2018


Sebastian Perkams, BSc MSc
ProjektmitarbeiterIn, von September 2014 bis November 2017


Dr. techn. Angela Hofmann
MCI interne ProjektleiterIn, von September 2014 bis September 2016


Dipl.-Ing. Michael G. Schnitzlein, PhD
ProjektmitarbeiterIn, von September 2014 bis August 2018


FH-Prof. Dr. Christoph Griesbeck
ProjektmitarbeiterIn, von September 2014 bis August 2018


Dr. Martin Spruck, MSc
ProjektmitarbeiterIn, von Februar 2016 bis August 2018


Peter Leitner, BSc MSc
ProjektmitarbeiterIn, von März 2016 bis August 2018


Projektinhalt:
Ziel des Projektes ist die Etablierung eines ökonomischen Gesamtprozesses zur Produktion von werthaltigen Produkten aus phototrophen Mikroorganismen (Algen, Mikroalgen) und die anschließende energetische Verwertung der Biomasse. Dafür werden bestehende F&E-Strukturen im Bereich der Studiengänge Biotechnologie und Umwelt-, Verfahrens- und Energietechnik (MCI) bzw. Bio-und Umwelt- Verfahrens- und Material und Kunststofftechnik (FH OÖ) aufgebaut, weiterentwickelt und verknüpft, sowie die analytische Expertise des Austrian Drug Screening Institutes (ADSI) in das Konsortium eingebracht werden. Die Entwicklung der einzelnen Prozessschritte und der Kompetenzaufbau für die Betrachtung des Gesamtprozesses stehen im Vordergrund, um für potentielle Firmenpartner aus den Bereichen der Pharma-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie zielgerichtete Dienstleistungen anbieten zu können.


  • M. Spruck, W. Stadlmayr, M. Koch, L. Mayr, S. Penner, M. Rupprich. Influence of the coagulation medium on the performance of poly(ether sulfone) flat-sheet membranes. J. Appl. Polym. Sci. 2015, 132, 41645.
  • M. Spruck, G. Hoefer, G. Fili, D. Gleinser, A. Ruech, M. Schmidt-Baldassari, M. Rupprich. Preparation and characterization of composite multichannel capillary membranes on the way to nanofiltration. Desalination 2013, 314, 28-33

  • M. Spruck, T. Apperl, T.H. Obholzer, M. Rupprich. Reduction of Membrane Fouling with Ionized Air. 1st International Conference on Desalination using Membrane Technology, 2013, Sitges, Spain
  • M. Spruck, M. Koch, M. Rupprich. Preparation conditions of multi-channel capillary membranes for nanofiltration. 2nd International Conference on Desalination using Membrane Technology, 2015, Singapore
  • M. Rupprich. Reduction of membrane fouling in submerged microfiltration membrane with ionized air. Separations Technology VIII: Sustainable Separations Technology for Energy and Environmental Challenges, 2010, Kona (HI), USA

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