Dimensionslose Reinigungskenngrößen

Die Reinigung von geschlossenen Fluidsystemen erfolgt meist durch industrielle Kreislaufreinigungsprozesse (Cleaning in Place – CIP). Eine gezielte Optimierung von Reinigungsprozessen kann jedoch nur erfolgen, wenn die entscheidenden Reinigungsmechanismen und damit die zeitlimitierende Phase der Reinigung bekannt sind. Im Projekt soll ein grundlegendes Verständnis der durch die Verschmutzungscharakteristik hervorgerufenen Einflussfaktoren und Wirkzusammenhänge bei industriellen CIP-Prozessen erlangt werden. Dabei soll die im jeweiligen Anwendungsfall vorliegende Verschmutzung mittels Laboruntersuchungen charakterisiert werden. Der Vergleich zwischen unterschiedlichen Systemen und die Übertragbarkeit vom Labor auf den industriellen Anwendungsfalls sind anschließend durch die Beschreibung mittels dimensionsloser Kenngrößen möglich.

Dem Projektziel entsprechend können die nachfolgend genannten Ergebnisse in Aussicht gestellt werden:

• Charakterisierung von Verschmutzungen durch Laboruntersuchungen mittels dimensionslosen Kenngrößen.
• Rückschluss auf zeitlimitierenden Wirkmechanismus während der industrienahen Reinigung auf Basis dieser Kenngrößen.
• Optimierung von Reinigungsprozessen durch Anpassung der Betriebsgrößen auf Grundlage der im Labor bestimmten dimensionslosen Kenngrößen und den bekannten Wirkzusammenhängen bei der Reinigung.

Das in diesem Forschungsvorhaben entwickelte Konzept der dimensionslosen Kenngrößen stellt dem industriellen Anwender ein einfach anwendbares und allgemeingültiges Werkzeug zur Verfügung, mit dem ein limitierender Wirkmechanismus bei der Reinigung identifiziert wird. Hierfür ist ausschließlich eine Auswahl an gezielten Laborversuchen zur Charakterisierung einer konkreten Verschmutzung notwendig, die in diesem Projekt erarbeitet werden. Diese kostengünstige und einfach anwendbare Methode bietet vor allem KMU die Möglichkeit einen konkreten Reinigungsprozess gezielt, durch Anpassung der entsprechenden Betriebsgröße, zu optimieren. Darüber hinaus kann auf den Einsatz teurer Versuchsanlagen bzw. leistungsfähiger Großrechner zur Prozesssimulation verzichtet werden. Da die Forschungsergebnisse prinzipiell auch für ähnliche Bereiche angewandt werden können, erscheint die Ausstrahlung auf weitere Felder mit hygienisch hohen Anforderungen (Life Sciences, Pharma, Kosmetik) sehr wahrscheinlich. Die Projektergebnisse sind ein weiterer Schritt zu einer effizienteren ökologischen Produktion.