PU – Schaum - Recycling: Machbarkeitsstudie zur Rückgewinnung von Polyolen aus einem komplexen Reaktionsgemisch

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@phdthesis{51bc0293c0ab43e3afc528ab1ca5e3f2,
title = "PU – Schaum - Recycling: Machbarkeitsstudie zur R{\"u}ckgewinnung von Polyolen aus einem komplexen Reaktionsgemisch",
abstract = "Der Abbau von PU-Weichsch{\"a}umen unter Verwendung selektiv spaltender Verbindungen, wie beispielsweise Enzyme, gilt als neuer Ansatz zur R{\"u}ckgewinnung von Rohstoffen m{\"o}glichst hoher Reinheit. In der vorliegenden Arbeit wird ein sinnvoller Weg zur Abtrennung der Wertstoffe, wie Polyole und Amine, aus einem durch enzymatischen Abbau hergestellten, w{\"a}ssrigen Fest-/Fl{\"u}ssiggemisch gesucht. Langfristiges Ziel des Projektes zum PU-Schaum-Recycling ist die R{\"u}ckf{\"u}hrung der abgetrennten Wertstoffe als Sekund{\"a}rrohstoffe ohne Qualit{\"a}tsminderung in den Produktionsprozess. Ziel dieser Arbeit war, im Rahmen einer Machbarkeitsstudie den Stand der Technik zur Auftrennung des vorliegenden Fest-/Fl{\"u}ssiggemischs aufzuzeigen und basierend darauf die in Frage kommenden Trennverfahren, insbesondere Membranverfahren und thermische Trennverfahren, hinsichtlich Effizienz und Aufwand zu evaluieren. Die am meisten Erfolg versprechende Methode, die Fl{\"u}ssig-Fl{\"u}ssig-Extraktion mit organischen L{\"o}sungsmitteln (Diethylether, Dichlormethan, Petrolether und n-Hexan), wurde in einer praktischen Versuchsreihe im Laborma{\ss}stab auf ihre industrielle Anwendbarkeit hin getestet. Dazu wurden sowohl Versuche in Mixer-Settler-Reaktoren, als auch in einstufigen Extraktionskolonnen durchgef{\"u}hrt und diverse Prozessparameter, wie L{\"o}sungsmittelmenge, Extraktionsdauer und pH-Wert variiert. Nach eingehender Evaluierung erwiesen sich insbesondere Diethylether sowie Dichlormethan als geeignete L{\"o}sungsmittel, mit diesen im Laborversuch signifikant hohe Ausbeuten an Polyol bereits bei nur einem Extraktionsschritt erzielt werden konnten. Die Analytik mittels GC-MS hat zus{\"a}tzlich gezeigt, dass sich beide L{\"o}sungsmittel –vor allem in Kombination mit saurem und basischem Aussch{\"u}tteln- durch hohe Selektivit{\"a}t auszeichnen. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wurden Vorschl{\"a}ge und Varianten f{\"u}r eine weitere Vorgehensweise erarbeitet und eine m{\"o}gliche gro{\ss}technische Umsetzung des Gesamtprozesses diskutiert.",
keywords = "PUR, PUR-foam, recycling, enzyme, enymatic degradation, extraction, reclamation, polyol, PU, PU-Schaum, Recycling, Enzym, enzymatischer Abbau, Extraktion, R{\"u}ckgewinnung, Polyol",
author = "Pia Gratzer",
note = "gesperrt bis 19-06-2018",
year = "2013",
language = "Deutsch",

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TY - THES

T1 - PU – Schaum - Recycling: Machbarkeitsstudie zur Rückgewinnung von Polyolen aus einem komplexen Reaktionsgemisch

AU - Gratzer, Pia

N1 - gesperrt bis 19-06-2018

PY - 2013

Y1 - 2013

N2 - Der Abbau von PU-Weichschäumen unter Verwendung selektiv spaltender Verbindungen, wie beispielsweise Enzyme, gilt als neuer Ansatz zur Rückgewinnung von Rohstoffen möglichst hoher Reinheit. In der vorliegenden Arbeit wird ein sinnvoller Weg zur Abtrennung der Wertstoffe, wie Polyole und Amine, aus einem durch enzymatischen Abbau hergestellten, wässrigen Fest-/Flüssiggemisch gesucht. Langfristiges Ziel des Projektes zum PU-Schaum-Recycling ist die Rückführung der abgetrennten Wertstoffe als Sekundärrohstoffe ohne Qualitätsminderung in den Produktionsprozess. Ziel dieser Arbeit war, im Rahmen einer Machbarkeitsstudie den Stand der Technik zur Auftrennung des vorliegenden Fest-/Flüssiggemischs aufzuzeigen und basierend darauf die in Frage kommenden Trennverfahren, insbesondere Membranverfahren und thermische Trennverfahren, hinsichtlich Effizienz und Aufwand zu evaluieren. Die am meisten Erfolg versprechende Methode, die Flüssig-Flüssig-Extraktion mit organischen Lösungsmitteln (Diethylether, Dichlormethan, Petrolether und n-Hexan), wurde in einer praktischen Versuchsreihe im Labormaßstab auf ihre industrielle Anwendbarkeit hin getestet. Dazu wurden sowohl Versuche in Mixer-Settler-Reaktoren, als auch in einstufigen Extraktionskolonnen durchgeführt und diverse Prozessparameter, wie Lösungsmittelmenge, Extraktionsdauer und pH-Wert variiert. Nach eingehender Evaluierung erwiesen sich insbesondere Diethylether sowie Dichlormethan als geeignete Lösungsmittel, mit diesen im Laborversuch signifikant hohe Ausbeuten an Polyol bereits bei nur einem Extraktionsschritt erzielt werden konnten. Die Analytik mittels GC-MS hat zusätzlich gezeigt, dass sich beide Lösungsmittel –vor allem in Kombination mit saurem und basischem Ausschütteln- durch hohe Selektivität auszeichnen. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wurden Vorschläge und Varianten für eine weitere Vorgehensweise erarbeitet und eine mögliche großtechnische Umsetzung des Gesamtprozesses diskutiert.

AB - Der Abbau von PU-Weichschäumen unter Verwendung selektiv spaltender Verbindungen, wie beispielsweise Enzyme, gilt als neuer Ansatz zur Rückgewinnung von Rohstoffen möglichst hoher Reinheit. In der vorliegenden Arbeit wird ein sinnvoller Weg zur Abtrennung der Wertstoffe, wie Polyole und Amine, aus einem durch enzymatischen Abbau hergestellten, wässrigen Fest-/Flüssiggemisch gesucht. Langfristiges Ziel des Projektes zum PU-Schaum-Recycling ist die Rückführung der abgetrennten Wertstoffe als Sekundärrohstoffe ohne Qualitätsminderung in den Produktionsprozess. Ziel dieser Arbeit war, im Rahmen einer Machbarkeitsstudie den Stand der Technik zur Auftrennung des vorliegenden Fest-/Flüssiggemischs aufzuzeigen und basierend darauf die in Frage kommenden Trennverfahren, insbesondere Membranverfahren und thermische Trennverfahren, hinsichtlich Effizienz und Aufwand zu evaluieren. Die am meisten Erfolg versprechende Methode, die Flüssig-Flüssig-Extraktion mit organischen Lösungsmitteln (Diethylether, Dichlormethan, Petrolether und n-Hexan), wurde in einer praktischen Versuchsreihe im Labormaßstab auf ihre industrielle Anwendbarkeit hin getestet. Dazu wurden sowohl Versuche in Mixer-Settler-Reaktoren, als auch in einstufigen Extraktionskolonnen durchgeführt und diverse Prozessparameter, wie Lösungsmittelmenge, Extraktionsdauer und pH-Wert variiert. Nach eingehender Evaluierung erwiesen sich insbesondere Diethylether sowie Dichlormethan als geeignete Lösungsmittel, mit diesen im Laborversuch signifikant hohe Ausbeuten an Polyol bereits bei nur einem Extraktionsschritt erzielt werden konnten. Die Analytik mittels GC-MS hat zusätzlich gezeigt, dass sich beide Lösungsmittel –vor allem in Kombination mit saurem und basischem Ausschütteln- durch hohe Selektivität auszeichnen. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wurden Vorschläge und Varianten für eine weitere Vorgehensweise erarbeitet und eine mögliche großtechnische Umsetzung des Gesamtprozesses diskutiert.

KW - PUR

KW - PUR-foam

KW - recycling

KW - enzyme

KW - enymatic degradation

KW - extraction

KW - reclamation

KW - polyol

KW - PU

KW - PU-Schaum

KW - Recycling

KW - Enzym

KW - enzymatischer Abbau

KW - Extraktion

KW - Rückgewinnung

KW - Polyol

M3 - Masterarbeit

ER -