Simulation und Modellierung des Druckverlustes industrieller Polymerschmelzefilter in Abhängigkeit verschiedener Prozessbedingungen sowie deren Verschmutzung

Im Bereich der Kunststoffverarbeitung stellt die Extrusion heute eines der wichtigsten Verarbeitungsverfahren dar. Die Qualität von Extrusionsprodukten ist direkt abhängig von der Schmelzequalität im Verarbeitungsprozess. Nicht nur bei der Verarbeitung von Recyclingmaterial, sondern auch bei der Verarbeitung von Neuware kann es beispielsweise durch Lagerung, Handling oder Verarbeitung zu einer Verunreinigung des Materials kommen. Infolge immer höher werdender Qualitätsanforderungen an Extrusionsprodukte, ist die Filtration von Kunststoffschmelzen daher heute weit verbreitet. Die Auslegung von Filtersystemen für die Extrusion erfolgt heute weitgehend auf Basis langjähriger Erfahrungswerte. Berechnungen des Druckverlustes erfolgen dabei häufig auf Grundlage allgemeiner Berechnungen poröser Medien. In dieser Arbeit werden umfangreiche Untersuchungen im Bereich der Kunststoffschmelzefiltration vorgestellt, welche die Erfahrungswerte der industriellen Praxis wissenschaftlich aufarbeiten sollen. Dazu wird die Verschmutzung von Filtermedien unter Laborbedingungen untersucht und die Einflussgrößen auf den Verschmutzungsprozess analysiert. Weiterhin wird der Druckverlust, welcher durch das Einbringen eines Filtermediums in den Prozess hervorgerufen wird, simulativ untersucht und im Anschluss experimentell validiert. Ziel ist es, den Auslegungsprozess für Polymerschmelzefiltersysteme zu vereinfachen und neue Informationen über das Prozessverhalten solcher Filtersysteme zu gewinnen.