UltraZell - Umweltfreundlich zur Buntwäsche

Bei der Abwasserreinigung und Trinkwasseraufbereitung, bei der Klärung von Fruchtsäften und der Herstellung von Molke: Überall spielt Ultrafiltration eine Rolle. Zwei Schülerinnen der HTL Dornbirn Larissa Kolb und Franziska Rümmele erprobten das Verfahren nun um Farbstoffe umweltschonend aus dem Wasser zu lösen.

Konkret beschäftigte sich das von Thomas Bechtold betreute Projektteam mit Reaktivfarbstoffen, die sich beim Färben von Zellulose bestens bewähren. Die Farbstoffe verbinden sich fest mit der Faser und ergeben dadurch nassechte Farben mit auffallender Brillanz. Wolle und Polyamid lassen sich ebenfalls mit Reaktivfarbstoffen in tiefen Nuancen färben. Der Nachteil: Mit umweltfreundlichen Mitteln sind sie kaum aus dem Wasser zu lösen. Bis im Schuljahr 2010/11 zwei Vorarlbergerinnen das Experiment mit Ultrafiltration starteten, einem Verfahren aus dem Bereich der Membrantechnik. Damit lassen sich makromolekulare Stoffe und kleine Partikel aus einem Medium herauslösen. Als Kooperationspartner stellte die Benninger AG Uzwil dafür eine Ultrafiltrationsanlage zur Verfügung.

Da Reaktivfarbstoffe im Wasser hohe Löslichkeit aufweisen, erfordert die Entfernung der Farbstoffe engporige und teure Membranen. Die Frage, die die jungen Wissenschaftlerinnen beschäftigte, betraf die Wirtschaftlichkeit. Lässt sich das Verfahren der Ultrafiltration mit kostengünstigeren Membranen durchführen?

Fragen über Fragen, doch schließlich kam den beiden die zündende Idee: Sie wollten ein Verfahren entwickeln, das den löslichen Farbstoff an ein unlösliches System bindet. Als unlösliches System verwendeten die Schülerinnen einen schnell nachwachsenden und gut wiederverwertbaren Rohstoff, nämlich positiv geladenen Zellstoff.

Aufwändige chemische Experimente, wie der Reagenzglasversuch mit kationisiertem Zellstoff, erforderten viel Einsatz und Disziplin. Erst ließ der Erfolg auf sich warten, am Ende gelang den jungen Forscherinnen dennoch der ultimative Beweis: Kationisierter Zellstoff, besonders „Rewin OS“, bindet den Reaktivfarbstoff im farbigen Waschwasser.

Nach Optimierung der Technik ist das nachhaltig wirksame Verfahren der Ultrafiltration mit kostengünstigen Membranen und zugleich umweltschonend möglich.