Kern-Hülle-Partikel

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kern-Hülle-Partikel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Kem-Hülle-Partikel ist aus WO 2018/006959 A1 sowie aus DE 20 2018 005 341 U1 bekannt.

Eines der größten Umweltprobleme der heutigen Zeit stellt die Verschmutzung von Wasser und Luft mit Mikro- und Nanoplastik (also Kunststoffpartikeln mit typischen Größen im Mikrometer- oder Nanometerbereich) dar. Solche Kunststoffpartikel werden einerseits als Zusatzstoffe in der Kosmetikindustrie bewusst hergestellt und eingesetzt, zum Beispiel um die Materialeigenschaften von Cremen und Gelen wie Shampoos oder Peelings einzustellen. Ein wesentlich größerer Anteil der vorhandenen Mikro- und Nanoplastikpartikel entsteht aber unbeabsichtigt durch Abrieb bei der mechanischen Beanspruchung von Kunststoffteilen wie z.B. Autoreifen, oder durch Verwitterung und Zersetzung von Plastikabfall unter Wirkung von Umwelteinflüssen wie Wind, Sonne und Wasser.

Im Fokus der Aufmerksamkeit stehen hierbei derzeit Mikroplastikpartikel im Größenbereich von 1 bis 5000 pm (Mikrometer), zumal durch die Forschung in jüngerer Zeit zunehmend die Akkumulation solcher Plastikpartikel in biologischen Systemen beobachtet wurde. Noch gravierendere Auswirkungen auf biologische Systeme sind von Nanoplastikpartikeln, also Kunststoffpartikeln mit Größen unterhalb von 1 pm zu erwarten. Denn mit der geringeren Größe steigt die Wahrscheinlichkeit, dass solche Partikel in menschliches, tierisches oder pflanzliches Gewebe eindringen und hier Entzündungen oder Vergiftungen hervorrufen, stark an. In jüngerer Zeit wurde verschiedentlich der Einsatz von magnetischen Kern-Hülle- Nanopartikeln (oder Kern-Schale-Nanopartikeln, englisch: Magnetic Core Shell Nano Particles, kurz: MCSNP) zur Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser oder Ölen, von verschiedenartigen Verunreinigungen vorgeschlagen.

Solche MCSNP bestehen in der Regel aus einem Kem aus einem magnetischen (d.h. magnetisierten oder magnetisierbaren) Material sowie einer Hülle, die den Kern umschließt und aus einer Monolage von kettenförmigen, organischen Molekülen gebildet ist. Jedes Molekül der Hülle ist mit einer Ankergruppe mit der Oberfläche des Kerns verbunden und steht von dieser Oberfläche ab. An ihren zu den Ankergruppen entgegengesetzten Kettenenden tragen die Moleküle der Hülle eine Kopfgruppe, die zur Bindung der jeweils zu entfernenden Verunreinigung funktio- nalisiert ist.

In WO 2018/006958 A1 wird der Einsatz von MCSNP zur selektiven Entfernung von Schwermetall-Ionen und Kationen radioaktiver Isotope aus Wasser empfohlen. Die Hülle dieser MCSNP umfasst dabei Matrix-Moleküle, die eine hydrophile Matrix bilden, sowie eine Anzahl verschiedener funktionalisierter Moleküle, die derart in die Matrix integriert sind, dass die Hülle mit einer dreidimensionalen Käfigstruktur zur selektiven Bindung von metallischen Kationen ausgebildet ist.

In WO 2018/006959 A1 wird der Einsatz von MCSNP zur selektiven Bindung von Kohlenwasserstoffen, insbesondere Erdöl oder anderen fossilen Brennstoffen empfohlen. Die Hülle dieser MCSNP umfasst dabei Matrix-Moleküle, die eine hydrophobe Matrix zur Bindung der Kohlenwasserstoffe bilden. Die Hülle der in WO 2018/006959 A1 beschriebenen MCSNP enthält ferner eine Anzahl verschiedener funktionalisierter Moleküle.

In DE 20 2018 005 341 U1 wird der Einsatz von MCSNP unter anderem auch zur Entfernung von Mikro- und Nanoplastik diskutiert. Für diese Anwendung wird vorgeschlagen, zur Bildung der Hülle Moleküle mit CHs-Kopfgruppen heranzuziehen, die eine hydrophobe Oberfläche der Hülle ausbilden und mit den zu bindenden Plastikpartikeln über Van-der-Waals-Kräfte wechselwirken. Zur Bindung von Na- nopolyester wird alternativ vorgeschlagen, zur Bildung der Hülle Moleküle mit OH-, NH2-, COOH- oder SH-Kopfgruppen heranzuziehen, die mit den zu bindenden Partikeln über Van-der-Waals-Kräfte, Wasserstoffbrücken oder kovalente Verknüpfungen wechselwirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kem-Hülle-Partikel anzugeben, dass eine besonders effektive Bindung von Mikro- und Nanoplastikpartikeln in wässrigen Umgebung ermöglicht und das sich somit besonders effektiv zur Reinigung von mit Mikro- und Nanoplastik verunreinigtem Wasser einsetzen lässt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kern-Hülle-Partikel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Kem-Hülle-Partikel weist danach - grundsätzlich analog zu den aus WO 2018/006959 A1 und DE 20 2018 005 341 U1 bekannten MCSNP - einen Kem auf, der mindestens ein magnetisches, d.h. magnetisiertes oder magnetisierbares, Nanopartikel enthält. Das Kem-Hülle-Partikel weist weiterhin eine Hülle auf, die den Kem umschließt und die aus einer Monolage von (insbesondere kettenförmigen, organischen) Molekülen gebildet ist. Jedes Molekül der Hülle weist eine Ankergruppe, ein molekulares Rückgrat (engl.: molecular back bone) und eine Kopfgruppe auf. Die Moleküle der Hülle sind jeweils über die Ankergruppe mit einer Oberfläche des Kems verbunden (vorzugsweise über eine kovalente Bindung oder eine Salzbrücke), während die über das molekulare Rückgrat mit der Ankergruppe verbundene Kopfgruppe von der Oberfläche des Kems abgewandt ist.

Erfindungsgemäß umfasst die Hülle eine erste Gruppe von Molekülen, die jeweils mindestens eine unpolare Kopfgruppe aufweisen. Die Kopfgruppen dieser ersten Gruppe von Molekülen bilden eine lipophile Oberfläche der Hülle. Des Weiteren umfasst die Hülle eine zweite Gruppe von Molekülen, die positive elektrische Ladungen tragen. Jedes Molekül der zweiten Gruppe trägt dabei mindestens eine positive Ladung. Ein verstärkter Ladungseffekt wird optional dadurch erzielt, dass einige oder sogar alle Moleküle der zweiten Gruppe mehrere gleiche und/oder verschiedene positive Ladungsgruppen enthalten. Diese zweite Gruppe von Molekülen ist dabei derart ausgewählt, dass das Kem-Hülle-Partikel insgesamt eine posi- tive elektrische Oberflächenladung aufweist. Insgesamt sind die beiden Gruppen von Molekülen der Hülle derart ausgewählt, dass das Kem-Hülle-Partikel in wässriger Umgebung dispergierbar ist.

Die Zuordnung der Moleküle der Hülle zu der ersten bzw. zweiten Gruppe ist dabei rein funktional zu verstehen und wird ausschließlich durch die vorstehend beschriebenen Moleküleigenschaften (unpolare Kopfgruppen bzw. positive Ladungen) definiert. Die beiden Gruppen können dabei im Rahmen der Erfindung disjunkt sein (also keine Schnittmenge aufweisen) und somit jeweils aus vollständig verschiedenen Molekülen gebildet sein. Sie können alternativ aber auch überlappen oder sogar vollständig identisch sein und somit ganz oder teilweise aus denselben Molekülen gebildet sein. Ein bestimmtes Molekül der Hülle kann mit anderen Worten sowohl der ersten Gruppe als auch der zweiten Gruppe angehören, nämlich immer dann, wenn dieses Molekül sowohl eine unpolare Kopfgruppe und mindestens eine positive Ladung aufweist.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass herkömmliche MCSNP mit hydrophober Oberfläche, wie sie an sich aus WO 2018/006959 A1 und

DE 20 2018 005 341 U1 bekannt sind, zwar grundsätzlich neben flüssigen Kohlenwasserstoffen wie Erdöl auch Mikro- und Nanoplastikpartikel binden können, dass die herkömmlichen MCSNP für den letztgenannten Einsatzzweck aber vergleichsweise ineffektiv sind. Dies liegt vorrangig daran, dass die zu bindenden Mikro- und Nanoplastikpartikel vergleichsweise groß sind (insbesondere im Vergleich zu einzelnen Kohlenwasserstoffmolekülen einer Flüssigkeit, die mit den aus WO 2018/006959 A1 bekannten MCSNP gebunden werden sollen). Aufgrund ihrer Größe sind Mikro- und Nanoplastikpartikel vergleichsweise großen Kräften (Schwerkraft, Trägheit, Strömungsdruck, etc.) ausgesetzt, so dass die vergleichsweise schwachen Van-der-Wals-Kräfte, über die die Plastikpartikel mit der hydrophoben Oberfläche der MCSNP wechselwirken, nicht ausreichen, um die MCSNP zusammen mit den daran gebundenen Plastikpartikeln effektiv aus der wässrigen Umgebung zu entfernen. Ein weiteres Problem besteht erkanntermaßen darin, dass Mikro- und Nanoplastikpartikel in wässriger Umgebung in der Regel feinverteilt vorkommen und im Gegensatz zu flüssigen Kohlenwasserstoffen wie Erdöl keine separaten Phasen bilden. Die in WO 2018/006959 A1 und DE 20 2018 005 341 U1 bekannten MCSNP ist aber aufgrund ihrer hydrophoben Oberfläche ohne Zugabe von Tensiden nur schwer mit Wasser mischbar. Sie können daher in wässriger Umgebung nicht effektiv mit den zu entfernenden Mikro- und Nanoplastikpartikeln in Kontakt gebracht werden.

Zwar sind, z.B. aus WO 2018/006958 A1 , an sich auch MCSNP mit hydrophiler Oberfläche bekannt, die ohne Weiteres mit Wasser mischbar sind. Die Bindungsfähigkeit dieser MCSNP ist aber nicht selektiv für Mikro- und Nanoplastikpartikel. Solche MCSNP würden daher, wenn sie überhaupt Mikro- und Nanoplastikpartikel binden können, auch andere in der wässrigen Umgebung vorkommende Mikro- und Nanopartikel wie z.B. anorganische Sedimentpartikel oder biologische Schwebstoffe binden. Sie könnten daher ebenfalls nicht effektiv zur Entfernung von Mikro- und Nanoplastikpartikel eingesetzt werden.

Um dennoch eine effektive Entfernung von Mikro- und Nanoplastikpartikeln mit MCSNP zu ermöglichen, werden bei dem erfindungsgemäßen Kern-Hülle-Partikel gezielt gegensätzlich wirkende Strukturen in die Hülle eingebaut.

Durch die unpolaren Kopfgruppen der ersten Gruppe von Hüllen-Molekülen wird eine lipophile (und an sich hydrophobe) Oberfläche der Hülle geschaffen, die eine hinreichende Selektivität für Mikro- und Nanoplastikpartikel gewährleistet und eine Agglomeration von anderen in der wässrigen Umgebung vorkommenden Mikro- und Nanopartikeln (insbesondere anorganischen Sediment-Partikeln) hemmt.

Durch die positiven Ladungen der zweiten Gruppe von Hüllen-Molekülen wird einerseits sichergestellt, dass das Kem-Hülle-Partikel in der wässrigen Umgebung dispergierbar ist, und dass somit ein die Kern-Hülle-Partikel enthaltendes Bindemittel in Wasser lösbar ist. Dadurch dass mittels der positiven Ladungen ein positives Oberflächenpotential des Kem-Hülle-Partikels geschaffen wird, werden ande- rerseits Mikro- und Nanoplastikpartikel zusätzlich durch elektrische Anziehungskräfte (Coulomb-Wechselwirkung) gebunden. Die hierdurch erzielte Bindungsfähigkeit der Kern-Hülle-Partikel hat sich als hinreichend stark herausgestellt, um die Kern-Hülle-Partikel unter Wirkung von Magnetfeldern zusammen mit den anhaftenden Mikro- und Nanoplastikpartikeln zu größeren Agglomeraten zu binden und diese aus der wässrigen Phase zu entfernen.

Um die gegensätzlichen Eigenschaften des Kern-Hülle-Partikels, nämlich einerseits die lipophile Eigenschaft der Oberfläche der Hülle und andererseits die positive Oberflächenladung und damit die Dispergierbarkeit in Wasser, in besonders effektiver Weise zu gewährleisten, ohne dass sich diese gegensätzlichen Eigenschaften stören oder kompensieren, sind die positiven Ladung vorzugsweise nicht an der Oberfläche der Hülle angeordnet, sondern innerhalb der Hülle.

Um dies zu erreichen, umfasst die Hülle in einer ersten Ausgestaltungsvariante der Erfindung (erste) Moleküle, die sowohl eine unpolare Kopfgruppe aufweisen als auch (unterhalb der Kopfgruppe) positive elektrische Ladungen tragen. In dieser Ausführungsvariante der Erfindung sind somit die erste Gruppe und die zweite Gruppe der Hüllen-Moleküle ganz oder teilweise identisch.

In einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung umfasst die zweite Gruppe der Hüllen-Moleküle (zweite) Moleküle mit einer positiv geladenen Kopfgruppe, wobei diese zweiten Moleküle eine geringere Kettenlänge aufweisen als Moleküle der ersten Gruppe. Durch die geringere Kettenlänge der zweiten Moleküle wird wiederum sichergestellt, dass sich die positiven Ladungen im Inneren der Hülle (also unterhalb der lipophilen Oberfläche der Hülle) befinden.

Im Rahmen der Erfindung liegen ferner auch Mischformen der beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten der Erfindung. In solchen Mischformen umfasst die Hülle also sowohl die (ersten) Moleküle mit unpolarer Kopfgruppe und positiven elektrischen Ladungen unterhalb der Kopfgruppe als auch die vergleichsweise kurzkettigen (zweiten) Moleküle mit positiv geladener Kopfgruppe. Zur Realisierung der positiven Ladungen enthalten die Moleküle der zweiten Gruppe vorzugsweise Ammonium-Gruppen, Pyridinium-Gruppen und/oder Imida- zolium-Gruppen. Die unpolaren Kopfgruppen der ersten Gruppe von Hüllen-Mole- külen sind vorzugsweise durch Alkylketten und/oder Fluoralkylketten mit Kettenlängen größer oder gleich 2 (d.h. mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen in der Kette) gebildet.

In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung - insbesondere in bevorzugten Ausgestaltungen, in denen Kem aus Eisenoxid (FeOx), zum Beispiel Magnetit oder Maghämit, besteht - weist der Kern eine negative elektrische Oberflächenladung auf. In diesem Fall sind die Hüllen-Moleküle stets so ausgewählt, dass die negative Oberflächenladung durch die positiven elektrischen Ladungen der zweiten Gruppe von Hüllen-Molekülen überkompensiert wird. Die negative Oberflächenladung des Kerns wird mit anderen Worten durch die positiven Ladungen der Hülle umgepolt, so dass das Kem-Hülle-Partikel insgesamt eine positive elektrische Oberflächenladung aufweist.

In vorteilhafter Dimensionierung weist das Kem-Hülle-Partikel in wässriger Umgebung ein Zeta-Potential von mehr als 10 mV (Milli-Volt), vorzugsweise mehr als 20 mV, insbesondere mehr als 35 mV auf. Zusätzlich oder alternativ weist die Hülle eine (totale) Oberflächenenergie von weniger als 45 mN/m (Milli-Newton pro Meter), vorzugsweise weniger als 30 mN/m, insbesondere weniger als 25 mN/m, auf. Der polare Anteil der Oberflächenenergie der Hülle beträgt dabei insbesondere weniger als 50%, bevorzugt weniger als 40% und insbesondere weniger als 25% der totalen Oberflächenenergie.

Die Moleküle der Hülle bedecken die Oberfläche des Kems vorzugsweise mit einer Dichte vom 0,5 bis 7 Molekülen/nm ² (Quadrat-Nanometer)), vorzugsweise mit ungefähr 4 Molekülen/nm ² .

Der Kem weist in besonders geeigneten Ausführungen der Erfindung einen Durchmesser von 10 bis 70 nm (Nanometer), insbesondere ungefähr 30 nm, auf. Der durchschnittliche Durchmesser des Kem-Hülle-Partikels vergrößert sich durch die Hülle im Vergleich zum Kerndurchmesser vorzugsweise um 2 bis 10 nm, insbesondere um ungefähr 4 nm.

Der Kem kann im Rahmen der Erfindung - je nach dem Einsatzgebiet des Kern- Hülle-Partikels - paramagnetische, diamagnetische, ferromagnetische oder ferri- magnetische Eigenschaften aufweisen. Vorzugsweise ist er superparamagnetisch ausgebildet.

Die Hüllen-Moleküle sind vorzugsweise durch Phosphonsäurederivate gebildet. Die Ankergruppe der Hüllen-Moleküle ist also bevorzugt durch eine Phosphon- säure-Gruppe gebildet. Die Hüllen-Moleküle haben in dieser Ausführungsform insbesondere die verallgemeinerte chemische Struktur R-PO(OH)2, wobei OH auch durch OR’ mit R’=Me, Et substituiert sein kann. Die Abkürzungen „Me“ und „Et“ stehen hierbei für eine Methyl-Gruppe bzw. eine Ethyl-Gruppe. In der vorstehend genannten Summenformel bezeichnet „R“ das molekulare Rückgrat und die Kopfgruppe, allgemein also eine (insbesondere durch Alkylketten gebildete) molekulare Kettenstruktur, wobei die Kettenlänge dieser Struktur vorzugsweise zwischen 2 und 20 liegt. In dem molekularen Rückgrat zumindest eines Teils der Hüllen-Moleküle können im Rahmen der Erfindung ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch Heteroatome wie Sauerstoff oder Schwefel oder durch Phenylgruppen ersetzt sein. Das molekulare Rückgrat und die Kopfgruppe können weiterhin ganz oder teilweise fluoriert sein. Die Hüllen-Moleküle stehen insbesondere in einem durchschnittlichen Neigungswinkel von 90° zur Oberfläche des Kerns. Variationen in der durchschnittlichen Molekülneigung sind in Abhängigkeit der verwendeten Moleküle möglich und liegen bei bis zu 45°.

Größen, deren Werte mit Zusätzen wie „ungefähr“, „etwa“, etc. unscharf angegeben sind, können insbesondere um ±10%, vorzugsweise ±5%, von dem jeweils angegebenen Wert abweichen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 im Querschnitt ein grob schematisch dargestelltes Kern-Hülle-Parti- kel mit einem Kern aus einem superparamagnetischen Nanopartikel und einer Hülle aus kettenförmigen Hüllen-Molekülen,

Fig. 2 in einem grob schematischen Querschnitt einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform des Kem-Hülle-Partikels gemäß Fig. 1 , wobei eine erste Gruppe der Hüllen-Moleküle jeweils eine unpolare Kopfgruppe tragen und eine zweite Gruppe von Hüllen-Molekülen jeweils mindestens eine elektrisch positiv geladene Kopfgruppe tragen, und wobei die Moleküle der zweiten Gruppe eine geringere Kettenlänge aufweisen als die Moleküle der ersten Gruppe,

Fig. 3 fünf Strukturformeln von Hüllen-Molekülen, die alternativ oder in Kombination zur Bildung der Hülle des Kern-Hülle-Partikels gemäß Fig. 2 einsetzbar sind, nämlich in Fig. 3(a) bis Fig. 3(d) vier Phospon- säurederivate mit jeweils eine positiv geladenen Kopfgruppe, die alternativ oder in Kombination als Moleküle der zweiten Gruppe einsetzbar sind sowie in Fig. 3(e) ein Phosphonsäurederivat mit einer unpolaren Kopfgruppe, das als Molekül der ersten Gruppe einsetzbar ist,

Fig. 4 in Darstellung gemäß Fig. 2 einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform des Kern-Hülle-Partikels gemäß Fig. 1 , wobei hier alle Hüllen-Moleküle jeweils eine unpolare Kopfgruppe tragen, und wobei eine Untergruppe dieser Hüllen-Moleküle unterhalb der Kopfgruppe mindestens eine positive Ladung tragen,

Fig. 5 drei Strukturformeln von Hüllen-Molekülen in Form von Phosponsäu- rederivaten mit einer unpolaren Kopfgruppe und mindestens einer positiven Ladung, die alternativ oder in Kombination zur Bildung der Hülle des Kern-Hülle-Partikels gemäß Fig. 4 einsetzbar sind, und Fig. 6 in schematischer Darstellung eine Reinigungsvorrichtung zur Entfernung von Mikro- und Nanoplastikpartikeln aus Wasser unter Verwendung der Kern-Hülle-Partikel, und

Fig. 7 in schematischer Darstellung die Bindung von Mikro- und Nanoplastikpartikeln mittels der Kern-Hülle-Partikel.

Einander entsprechende Teile, Größen und Strukturen sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ein (Kern-Hülle-)Partikel 2 (wie zuvor auch als „MCSNP“ bezeichnet) in einem grob schematischen Querschnitt. Das Kem-Hülle-Partikel 2 umfasst einen Kern 4 sowie eine den Kem 4 umschließende Hülle 6. Der Kem 4 ist durch ein superparamagnetisches Nanopartikel aus Magnetit (FesCU) gebildet. Alternativ kann der Kem 4 auch aus einem anderen superparamagnetischem Material bestehen. Geeignete magnetische Nanopartikel werden beispielsweise von GetNanoMateri- als (St-Cannat, Frankreich; www.getnanomaterials.com) oder Comar Chemicals (Südafrika, www.comarchemicals.com) hergestellt und vertrieben. Der Kem 4 hat beispielsweise einen Durchmesser von 30 nm.

Die Hülle 6 ist durch eine selbstorganisierende Monolage (Self-Assembled Monolayer, kurz SAM) aus kettenförmigen organischen (Hüllen-)Molekülen 8 gebildet, die jeweils von einer Oberfläche 10 des Kems 4 abstehen. Der durchschnittliche Durchmesser des Kem-Hülle-Partikels 2 vergrößert sich im Vergleich zum Kerndurchmesser um ungefähr 4 nm, so dass das Kem-Hülle-Partikel 2 insgesamt einen Durchmesser von ungefähr 34 nm aufweist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, umfassen die Hüllen-Moleküle 8 allgemein jeweils eine Ankergruppe 12, ein molekulares Rückgrat 14 und mindestens eine Kopfgruppe 16. Mit der Ankergruppe 12 ist jedes der Hüllen-Moleküle 8 mit der Oberfläche 10 des Kems 4 verbunden. Die Kopfgruppe 16 ist dagegen von der Oberfläche 10 des Kems 4 abgewandt. Die Kopfgruppen 16 der Hüllen-Moleküle 8 oder - wenn die Hülle 6 unterschiedliche lange Hüllen-Moleküle 8 enthält - zumindest die Kopfgruppen 16 der längeren Hüllen-Moleküle 8 bilden dabei eine Oberfläche 18 der Hülle 6 (und somit des gesamten Kern-Hülle-Partikels 2). Das molekulare Rückgrat 14 verbindet die Ankergruppe 12 eines jeden Kem-Hülle-Partikels 2 mit der jeweils zugehörigen Kopfgruppe 16.

Die Hüllen-Moleküle 8 sind durch Phosphonsäurederivate gebildet. Sie umfassen somit als Ankergruppe 12 jeweils eine Phosphonsäure-Gruppe mit der allgemeinen chemischen Summenformel -PO(OH)2, die über eine kovalente Bindung an der Oberfläche 10 des Kems 4 gebunden ist. Das molekulare Rückgrat 14 eines jeden Hüllen-Moleküls 8 ist im Wesentlichen durch eine Alkan-Kette gebildet.

In dem Beispiel gemäß Fig. 2 sind die Hüllen-Moleküle 8 in zwei - hinsichtlich ihrer Struktur und Wirkung - verschiedenartige Gruppen 20 bzw. 22 gegliedert. Die Hüllen-Moleküle 8 einer ersten Gruppe 20 enthalten jeweils mindestens eine unpolare Kopfgruppe 16, die im Folgenden auch als Kopfgruppe 16a bezeichnet ist und die insbesondere durch eine Ethyl-Gruppe oder durch einen längeren Alkan- Rest gebildet ist. Im Beispiel gemäß Fig. 2 werden das molekulare Rückgrat 14 und die Kopfgruppe 16a der Hüllen-Moleküle 8 der ersten Gruppe 20 durch eine einzige Alkan-Kette gebildet. In diesem Fall gehen das molekulare Rückgrat 14 und die Kopfgruppe 16a somit übergangslos ineinander über.

Die Hüllen-Moleküle 8 einer zweiten Gruppe 22 enthalten jeweils mindestens eine Kopfgruppe 16, die mindestens eine positive elektrische Ladung 24 trägt. Die positiv geladenen Kopfgruppen 16 (nachfolgend auch als Kopfgruppen 16b bezeichnet) sind beispielsweise durch Ammonium-Gruppen, durch Pyridinium-Gruppen und/oder - wie in Fig. 2 dargestellt - durch Imidazolium-Gruppen gebildet.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, haben die Hüllen-Moleküle 8 der zweiten Gruppe 22 eine geringere Kettenlänge und longitudinale Ausdehnung als die Hüllen-Moleküle 8 der ersten Gruppe 20. Somit wird die Oberfläche 18 der Hülle 6 durch die unpolaren Kopfgruppen 16a der ersten Gruppe 20 von Hüllen-Molekülen 8 gebildet, wodurch die Oberfläche 18 eine niedrige Oberflächenenergie, und mithin eine lipo- phile Wirkung erhält. Die positiv geladenen Kopfgruppen 16b der zweiten Gruppe 22 von Hüllen-Molekülen 8 ist dagegen (unterhalb der Oberfläche 18) im Inneren der Hülle 6 aufgenommen. Die positiv geladenen Kopfgruppen 16b überkompensieren dabei eine negative elektrische Oberflächenladung des Kems 4 und bewirken somit eine insgesamt positive Oberflächenladung des Kem-Hülle-Partikels 2. Diese positive Oberflächenladung ermöglicht eine Dispergierbarkeit der Kem- Hülle-Partikels 2 in wässriger Umgebung, ohne die lipophile Eigenschaft der Oberfläche 18 zu zerstören.

Durch Variation der jeweiligen Dichte der Hüllen-Moleküle 8 der ersten Gruppe 20 und der Hüllen-Moleküle 8 der zweiten Gruppe 22 auf der Oberfläche 10 des Kems 4, durch Variation der Kettenlängen der Hüllen-Moleküle 8 der ersten Gruppe 20 und der Hüllen-Moleküle 8 der zweiten Gruppe 22 sowie durch Auswahl der Kopfgruppen 16a und 16b (und somit insbesondere durch Variation der positiven Ladungen pro Hüllen-Molekül 8 der zweiten Gruppe 22) können die positive elektrische Oberflächenladung und die Oberflächenenergie der Oberfläche 18 eingestellt werden.

Beispielsweise weist das Kem-Hülle-Partikel 2 in wässriger Umgebung ein Zeta- Potential von 20 mV und eine (totale) Oberflächenenergie von weniger als 30 mN/m mit einem polaren Anteil von 25 % auf.

In den Fig. 3(a) bis Fig. 3(d) sind beispielhaft vier verschiedene Moleküle dargestellt, die in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung alternativ oder in beliebiger Kombination als Hüllen-Moleküle 8 der zweiten Gruppe 22 verwendet werden. Im Einzelnen dargestellt sind in

- Fig. 3(a): 1 -Methyl-3-(( ) _n -Phosphonsäure)-lmidazoliumbromid, wobei ( ) _n für verschiedene Alkan-Kettenlängen des molekularen Rückgrats steht, z.B. 1-Methyl-3-(Dodecylphosphonsäure)-lmidazoliumbromid (Cas N ° [2230266-36-9]; MW: 411 ,32), 1 -Methyl-3-(Hexylphosphonsäure)-lmidazoli- umbromid (Cas N ° [1852452-65-3]; MW: 327,16), 1 -Methyl-3-(Propylphos- phonsäure)-lmidazoliumbromid (Cas N ° [1373155-57-7]; MW: 285,08) oder 1-Methyl-3-(Butylphosphonsäure)-lmidazoliumbromid (MW: 299,1 ) , - Fig. 3(b): (( )n-Phosphonsäure)-Pyridinbromid, wobei ( ) _n wiederum für verschiedene Alkan-Kettenlängen des molekularen Rückgrats steht, z.B. (12-Dodecylphosphonsäure)-Pyridinbromid (Ref : SIK7712-10; MW: 408,12),

- Fig. 3(c): (1 ,3-Diaminopropan-N,N,N,N',N'-Pentamethyl-N'-( ) _n -Phosphon- säure)-Dichlorid, wobei ( ) _n wiederum für verschiedene Alkan-Kettenlängen des molekularen Rückgrats steht, z.B. (1 ,3-Diaminopropan-N,N,N,N',N'- Pentamethyl-N'-Dodecylphosphonsäure)-Dichlorid (Ref : SIK7728-10; MW: 465,48), und

- Fig. 3(d): (1 -Methyl-4,4'-Bipyridin-1 , 1 '-Diium -1 '-( ) _n -Phosphonsäure)-Dich- lorid, wobei ( ) _n wiederum für verschiedene Alkan-Kettenlängen des molekularen Rückgrats steht, z.B. (1 -Methyl-4,4'-Bipyridin-1 , 1 '-Diium-1 '- Dodecylphosphonsäure)-Dichlorid (Ref : SIK7733-10; MW: 491 ,43).

Das Hüllen-Molekül 8 aus Fig. 3(a) trägt hierbei eine positiv geladene Kopfgruppe 16b in Form einer Imidazolium-Gruppe. Bei den Hüllen-Molekülen 8 aus Fig. 3(b) und Fig. 3(d) sind die positiv geladenen Kopfgruppen 16b jeweils durch eine Pyri- dinium-Gruppe bzw. zwei Pyridinium-Gruppen gebildet. Das Hüllen-Molekül 8 aus Fig. 3(c) hat eine positiv geladene Kopfgruppe 16b in Form einer Ammonium- Gruppe (-NR ₃ ⁺ ). Eine weitere Ammonium-Gruppe (-NR2 ⁺ -) und damit eine weitere positive Ladung 24 sind hier in dem molekularen Rückgrat 14 angeordnet.

In Fig. 3(e) ist beispielhaft ein Molekül dargestellt, das im Beispiel gemäß Fig. 2 für die Hüllen-Moleküle 8 der ersten Gruppe 20 verwendet wird, nämlich n-( ) _n -Phos- phonsäure, wobei ( ) _n wiederum für verschiedene Alkan-Kettenlängen des molekularen Rückgrats steht, z.B. n-Oktadecylphosphonsäure (Cas N ° [4724-47-4]; MW: 334,48) oder n-Dodecylphosphonsäure (Cas N ° [5137-70-2]; MW: 250,32) .

In weiteren (nicht explizit dargestellten Ausführungsbeispielen werden anstelle des in Fig. 3(e) dargestellten Moleküls fluorierte Phosphonsäure-Derivate eingesetzt, z.B. - 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-Tridecafluoroktylphosphonsäure (Ref : SIK7112- 10; Cas N ° [252237-40-4]; MW: 428,08),

- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-Heptadecafluordecylphos phonsäure (Ref.: SIK7114-10; Cas N ° [80220-63-9]; MW: 528,1 ),

- 12,12,13,13,14,14,15,15,15,15-Nonafluorpentadecylphosphonsä ure (Ref : SIK7120-10; CAS Nr. [627909-21 -1 ]; MW: 454,31 ),

- 12,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17-Tridecafluorseptade- cylphosphonsäure (Ref : SIK7121 -10; Cas N ° [1980085-69-5]; MW:

554.33),

- 2, 12, 13, 13, 14, 14, 15,15, 16, 16, 17, 17, 18, 18, 19, 19, 19-Heptadecafluor- nonadecylphosphonsäure (Ref : SIK7122-10; Cas N ° [625095-76-3]; MW:

654.34),

- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11 ,11 ,12, 12, 12-Henico- safluordodecylphosphonsäure (Ref : SIK7130-10; Cas N ° [252237-39-1 ]; MW: 628,12), und

- 12,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17,18,18,18-Pentadecafluoro ctade- cylphosphonsäure (Ref : SIK7134-10; Cas N ° [1258004-90-8]; MW:

604.34).

Die Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform des Kem-Hülle-Partikels 2, das hinsichtlich seines prinzipiellen Aufbaus der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des Kem-Hülle-Partikels 2 entspricht. Abweichend hiervon weisen bei dem Beispiel gemäß Fig. 4 aber alle Hüllen-Moleküle 8 eine unpolare Kopfgruppe 16a auf. Somit gehören alle Hüllen-Moleküle 8 der vorstehend beschriebenen ersten Gruppe 20 an, die der Oberfläche 18 der Hülle 6 aufgrund der unpolaren Kopfgruppen 16a eine lipophile Wirkung verleihen.

Im Beispiel gemäß Fig. 4 enthält eine Untergruppe der Hüllen-Moleküle 8 unterhalb der oder jeder Kopfgruppe 16a und/oder innerhalb des molekularen Rückgrats 14 mindestens eine positive elektrische Ladung 24. Diese Hüllen-Moleküle 8 gehören somit auch der vorstehend beschriebenen zweiten Gruppe 22 an, die aufgrund der positiven Ladungen 22 die insgesamt positive Oberflächenladung des Kern-Hülle-Partikels 2 und somit die Dispergierbarkeit des Kem-Hülle-Partikels 2 in wässriger Umgebung bewirken.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, weist die Hülle 6 optional zusätzlich zu den Hüllen-Mo- lekülen 8 der zweiten Gruppe 22 auch weitere Hüllen-Moleküle 8 ohne positive Ladungen 24 auf. Diese weiteren Hüllen-Moleküle 8 weisen vorzugsweise eine ähnliche oder größere Kettenlänge und longitudinale Ausdehnung auf wie die Hüllen- Molekülen 8 der zweiten Gruppe 22.

In einem weiteren (nicht explizit dargestellten) Ausführungsbeispiel enthält die Hülle 6 nur Hüllen-Moleküle 8 mit unpolaren Kopfgruppen 16a und mindestens einer positiven Ladung unterhalb der Kopfgruppe 16a. Die erste Gruppe 20 von Hül- len-Molekülen 8 ist in diesem Fall identisch mit der zweiten Gruppe 22.

Durch Variation der jeweiligen Dichte der Hüllen-Moleküle 8 der zweiten Gruppe 20 und gegebenenfalls der Hüllen-Moleküle 8 ohne positive Ladungen 24, durch Variation der Kettenlängen des molekularen Rückgrats 14 und der Kopfgruppe 16a der Hüllen-Moleküle 8 der zweiten Gruppe 22 sowie durch Variation der positiven Ladungen pro Hüllen-Molekül 8 der zweiten Gruppe 22 können die positive elektrische Oberflächenladung und die Oberflächenenergie der Oberfläche 18 der Hülle 6 eingestellt werden.

Beispielsweise weist das Kem-Hülle-Partikel 2 gemäß Fig. 4 in wässriger Umgebung ein Zeta-Potential von 25 mV und eine (totale) Oberflächenenergie von weniger als 23 mN/m mit einem polaren Anteil von 12 % auf.

In Fig. 5 (a) bis (c) sind beispielhaft drei verschiedene Moleküle dargestellt, die in verschiedenen Varianten des Kem-Hülle-Partikels 2 gemäß Fig. 4 alternativ oder in beliebiger Kombination als Hüllen-Moleküle 8 der zweiten Gruppe 22 verwendet werden. Im Einzelnen dargestellt sind in

Fig. 5(a): (( ) _n -Phosphonsäure)-N,N-Dimethyl-N-( )m-Ammonium-Bromid, wobei ( ) _n und ( ) _m für verschiedene Alkan-Kettenlängen des molekularen Rückgrats bzw. der unpolaren Kopfgruppe stehen, z.B. (12-Dodecylphos- phonsäure)-N,N-Dimethyl-N-Octadecylammonium-Bromid (Ref: SIK7716- 10; MW: 626,79), (3-Propylphosphonsäure)-N,N-Dimethyl-N-Octadecylam- monium-Bromid (Ref: SIK7716-11 ; MW: 500,54), (6-Hexylphosphonsäure)- N,N-Dimethyl-N-Tetradecylammonium-Bromid (Ref: SIK7716-12; MW: 486,52), (3-Propylphosphonsäure)-N,N-Dimethyl-N-Tetradecylammonium- Bromid (Ref: SIK7716-13; MW: 444,43) oder (12-Dodecylphosphonsäure)- N,N-Dimethyl-N-Dodecylammonium-Bromid (Ref: SIK7716-14; MW: 542,62) ,

- Fig. 5(b): (12-Dodecylphosphonsäure)-Triethylammonium Bromid (Ref : SIK7709-10; MW: 430,41 ) und

- Fig. 5(c): Mono(1 -Decyl-1 '-(12-Phosphonododecyl)-[4,4'-Bipyridin]-1 , 1 Diium) Dichlorid.

Zusätzlich oder alternativ zu dem in Fig. 5(b) dargestellten Molekül kann auch 12- Dodecylphosphonsäure)-Tripropylammonium-Iodid (Ref : SIK7724-10; MW: 519,24) eingesetzt werden.

Die in den Fig. 3 und 5 gezeigten und vorstehend beschriebenen Moleküle werden beispielsweise von Sikemia (Montpellier, Frankreich; www.sikemia.com) vertrieben.

Das Hüllen-Molekül aus Fig. 5(b) trägt hierbei drei kurzkettige unpolare Kopfgruppen 16a in Form von Ethyl-Gruppen, die an ein positiv geladenes Ende des molekularen Rückgrats 14 angrenzen. Das positiv geladene Ende des molekularen Rückgrats 14 ist hier durch eine Ammonium-Gruppe (-NRs ⁺ ) gebildet. Bei den Hül- len-Molekülen 8 aus Fig. 5(a) und Fig. 5(c) ist die unpolare Kopfgruppe 16a dagegen jeweils durch eine längerkettige Alkankette gebildet. Die positiven Ladungen 24 sind hier im Fall des Hüllen-Moleküls 8 gemäß Fig. 5(a) wiederum durch eine Ammonium-Gruppe (-NRs ⁺ ) sowie im Fall des Hüllen-Moleküls 8 gemäß Fig. 5(c) durch zwei Pyridinium-Gruppen am Ende des jeweiligen molekularen Rückgrats 14 gebildet. Die Herstellung des Kern-Hülle-Partikels 2 (Funktionalisierung), das heißt die Aufbringung der Hüllen-Moleküle 8 auf dem Kern 4, erfolgt beispielsweise durch einen nass-chemischen Prozess oder durch einen Gasphasen-Prozess.

Bei der nass-chemischen Herstellung werden die den Kem 4 bildenden magnetischen Partikel und die Hüllen-Moleküle 8 in Lösungsmittel gegeben und gemischt. Die Funktionalisierung erfolgt in der Mischung spontan und selbstterminiert. Optional erfolgt eine Ultraschall-Behandlung der Mischung zur besseren Verteilung und Verstärkung der Funktionalisierung. Anschließend werden die Partikel mittels Magnetfeldern und/oder Zentrifugation aus dem Lösungsmittel separiert und mehrfach in Lösungsmitteln gewaschen. Zum Abschluss werden die Partikel entweder wieder vom Lösungsmittel separiert und als Pulver gelagert oder als Dispersion in Lösungsmittel aufbewahrt. Das grundlegende Herstellungsprinzip ist in L. Portilla, M. Halik, „Smoothly Tunable Surface of Aluminium Oxide Core-Shell Nanoparticles By a Mixed-Ligand Approach“, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 8, 5977- 5982 (DOI: 10.1021 Zam501155e) beschrieben.

Bei Herstellung im Gasphasen-Prozess werden die den Kem 4 bildenden magnetischen Partikel und die Hüllen-Moleküle 8 in Lösungsmittel dispergiert bzw. gelöst. Die Partikeldispersion und die Moleküllösung werden separat, aber parallel in einen heißen Gasstrom gespritzt. Dadurch verdampfen die Lösungsmittel; die Stoffe liegen gemischt in der Gasphase vor und treten dort in Kontakt. In der Gasphase erfolgt die kovalente Oberflächenabscheidung der Hüllen-Moleküle 8 spontan und selbstterminiert. Die solchermaßen funktionalisierten Kem-Hülle-Partikel 2 werden mit dem Gasstrom in eine Abscheidevorrichtung transportiert. In dieser werden die Kem-Hülle-Partikel 2 mittels Magnetfeldern und/oder durch Filtern aus dem Gasstrom separiert.

In Fig. 6 ist grob schematisch eine Reinigungsvorrichtung 30 dargestellt, mit der ein Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung von (Mikro- oder Nano-)Plastikparti- keln 32 aus Wasser 34 durchgeführt wird. Die Reinigungsvorrichtung 30 umfasst ein rohrförmiges Reinigungsaggregat 36. An einer Einlassseite 38 dieses Reinigungsaggregats 36 wird das mit den Mikro- oder Nanoplastikpartikeln 32 verunrei- nigte Wasser 34 eingeleitet. Die Mikro- oder Nanoplastikpartikel 32 sind in der schematischen Fig. 6 im Vergleich zu den Dimensionen des Reinigungsaggregats 36 stark vergrößert dargestellt. Bei dem verunreinigten Wasser 34 handelt es sich beispielsweise um Abwasser aus einer Kläranlage. Alternativ kann das verunreinigte Wasser 34 auch der Umwelt entnommen sein, insbesondere aus dem Untergrund oder aus Flüssen, Seen oder dem Meer, beispielsweise um die Umweltbelastung mit Mikro- oder Nanoplastik zu verringern oder um dieses Wasser 34 für eine Nutzung aufzubereiten.

Weiterhin werden dem Reinigungsaggregat 36 über einen MCSNP-Einlass 40 auch die vorstehend beschriebenen (und ebenfalls stark vergrößert dargestellten) Kern-Hülle-Partikel 2 zugeführt. Die Kem-Hülle-Partikel 2 werden dabei beispielsweise einem Vorratsbehälter 41 entnommen und dem Reinigungsaggregat 36 vorzugsweise in wässriger Lösung zugeführt. Alternativ können die Kern-Hülle-Parti- kel 2 auch mittels Druckluft in das Reinigungsaggregat 36 eingeblasen werden .

In dem Reinigungsaggregat 36 werden die Kern-Hülle-Partikel 2 an der Oberfläche der Plastikpartikeln 32 adsorbiert. Durch die lipophile Wirkung der Oberfläche 18 der Hülle 6 wird dabei erreicht, dass die Kem-Hülle-Partikel 2 selektiv an den Plastikpartikeln 32 anhaften, nicht aber an biologischen Schwebstoffen oder anorganischen Sedimentpartikeln. Der überwiegende Anteil der Adhäsionskraft, die die Kem-Hülle-Partikel 2 an die Oberfläche der Plastikpartikel 32 binden, wird dabei aber durch elektrische Wechselwirkung der in der Hülle 6 verborgenden positiven Ladungen 24 mit einer negativen Oberflächenladung der Plastikpartikel 32 erzielt. Die Kem-Hülle-Partikel 2 binden dabei in der Praxis auch an Harze und Lacke mit einem hohen Stickstoffanteil (z.B. Melaminlacke) und anderen Kunststoffmaterialien, die in neuem Zustand an sich ein positives Oberflächenpotential hätten, da auch solche Kunststoffpartikel erkanntermaßen bei längerer Lagerung in Wasser durch Oberflächenoxidation ein negatives Oberflächenpotential entwickeln.

Zur Entfernung der Plastikpartikeln 32 und der daran anhaftenden Kern-Hülle-Par- tikel 2 umfasst die Reinigungsvorrichtung 30 eine Entnahmeeinheit 42, mittels der in dem Reinigungsaggregat 36 - unter Verwendung mindestens eines Permanent oder Elektromagneten - ein Magnetfeld erzeugt wird. Durch dieses Magnetfeld werden die superparamagnetischen Kerne 4 der Kern-Hülle-Partikel 2 magnetisiert und ziehen sich somit magnetisch an. Die Plastikpartikel 32 mit den daran anhaftenden Kem-Hülle-Partikeln 2 werden - wie auch in Fig. 7 schematisch verdeutlicht ist - somit zu größeren Agglomeraten 44 verbunden. Diese Agglomerate 44 werden durch einen Filter und/oder einen Fördermechanismus der Entnahmeeinheit 42 aus dem Reinigungsaggregat 36, und damit aus dem Wasser 34, entfernt. Infolge der elektrischen Wechselwirkung der positiv geladenen Kern-Hülle- Partikel 2 mit den negativ geladenen Plastikpartikeln 32 wird dabei ein hinreichend starker Verbund der Agglomerate 44 erzielt, der es erlaubt, die Agglomerate 44 aus dem Wasser 34 zu entnehmen, ohne die Agglomerate 44 zu zerstören.

Das von den Plastikpartikeln 32 gereinigte Wasser 34 wird an einer Auslassseite 46 aus dem Reinigungsaggregat 36 ausgeleitet. Überschüssige Kern-Hülle-Parti- kel 2, die in dem gereinigten Wasser 34 verbleiben, sind unschädlich, da die Kem- Hülle-Partikel 2 für Mensch und Umwelt ungiftig sind.

Die Plastikpartikel 32 mit den daran anhaftenden Kem-Hülle-Partikeln 2 werden nach der Entfernung aus dem Wasser 34 einer Trenneinheit 48 zugeführt, die beispielsweise durch eine Zentrifuge gebildet ist. In der Trenneinheit 48 werden die Kem-Hülle-Partikel 2 von den Plastikpartikeln 32 getrennt. Die Plastikpartikel 32 werden anschließend entsorgt. Die von den Plastikpartikeln 32 getrennten Kem- Hülle-Partikel 2 werden dagegen zur Wiederverwendung in den Vorratsbehälter 41 zurückgeführt.

In alternativer Ausführung kann das vorstehend beschriebene Reinigungsverfahren auch diskontinuierlich betrieben werden. Dabei wird in einem (nicht explizit dargestellten) Behälter das mit den Plastikpartikeln 32 verunreinigte Wasser 34 mit den Kem-Hülle-Partikeln 2 vermischt, wobei die Kem-Hülle-Partikel 2 wiederum an der Oberfläche der Plastikpartikel 32 adsorbiert werden. Anschließend werden die Plastikpartikel 32 mit den daran anhaftenden Kem-Hülle-Partikeln 2 durch Anlegen eines Magnetfelds agglomeriert. Das Wasser 34 wird schließlich aus dem Behälter entleert. Vor oder während des Entleerens werden die Agglo- merate 44, zum Beispiel durch Filtern, aus dem Wasser 34 entfernt. Die Kern- Hülle-Partikel 2 werden daraufhin wiederum, zum Beispiel durch Zentrifugieren, von den Plastikpartikeln 32 getrennt und somit für eine erneute Verwendung wiedergewonnen.

Die Erfindung wird anhand der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele besonders deutlich, ist auf diese Beispiele aber keineswegs beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung aus den Ansprüchen und der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.

Bezugszeichenliste

2 (Kern-Hülle-)Partikel

4 Kern

6 Hülle

8 (Hüllen-)Moleküle

10 Oberfläche (des Kerns)

12 Ankergruppe

14 (molekulares) Rückgrat

16, 16a, 16b Kopfgruppe

18 Oberfläche (der Hülle)

20 (erste) Gruppe

22 (zweite) Gruppe)

24 (positive) Ladung

30 Reinigungsvorrichtung

32 (Mikro- oder Nano-)Plastikpartikel

34 Wasser

36 Reinigungsaggregat

38 Einlassseite

40 MCSNP-Einlass

41 Vorratsbehälter

42 Entnahmeeinheit

44 Agglomerat

46 Auslassseite

48 Trenneinheit