Forschung Projektdatenbank Hygienegerechte Produktion Diskontinuierliche Reinigung 2

Diskontinuierliche Reinigung 2

Forschungstitel:
Diskontinuierliche Reinigung von nicht-immergierten Systemen in der lebensmittelverarbeitenden Industrie II

Arbeitsgruppe: Hygienegerechte Produktion

Forschungsstelle und wissenschaftliche Betreuung:

  • TU Dresden, Institut für Verarbeitungsmaschinen und Mobile Arbeitsmaschinen, Enrico Fuchs
  • TU Darmstadt, Institut für Technische Thermodynamik, Jörn Wassenberg

IGF-Vorhaben: 18747 BG
Finanzierung: BMWi
Laufzeit: 2015 – 2018

Im Vorläuferprojekt Diskontinuierliche Reinigung (483 ZBG) konnte das hohe Potenzial von diskontinuierlichen – insbesondere von intermittierenden – Strömungen zur Erhöhung der Reinigungseffizienz im Labormaßstab für quellbare Modellverschmutzungen nachgewiesen werden. Ferner konnte gezeigt werden, dass die Oberflächenwelligkeit von an der Wand herabfließenden Fallfilmen erhöht wird, wodurch sich auch der theoretische Wärmetransport erhöht. Messungen zum tatsächlichen Wärmetransport bestätigen diese theoretischen Betrachtungen. Die Ergebnisse unterstützen somit die Annahme eines direkten Zusammenhangs zwischen Wärme- und Stofftransport in der Reinigung von nicht-immergierten Systemen.

Im Nachfolgeprojekt Diskontinuierliche Reinigung 2 (18747 BG) werden der im Vorgängerprojekt als optimal nachgewiesene intermittierende Pulsationsbetrieb (Puls-Pause-Betrieb) und die optimalen Pulsationsparameter auf industriell relevante Anwendungen übertragen. Hierzu zählen die Dimensionsvergrößerung (siehe Abbildung 1) und die Einbeziehung von bewegten Düsen als häufigsten Einsatzfall von Vollstrahlen. Wissenschaftlicher Kern des Nachfolgeprojektes ist die Untersuchung diskontinuierlicher Vollstrahlen hinsichtlich der wirkenden Kräfte beim Strahlaufprall durch orts- und zeitaufgelöste Strahldruckmessung (vgl. Abbildung 2), die Erforschung der Reichweite der Pulsation sowie die Reinigungs- und Benetzungsabstände. Letztere bedingen einen teilweise ausgeprägten Strahlzerfall, weshalb auch dessen Auswirkungen auf die Reinigung berücksichtigt werden. Vergleichend werden alle Untersuchungen mit kontinuierlichen Vollstrahlen durchgeführt. Außerdem wird wie im Vorgängerprojekt der Zusammenhang zwischen Reinigungswirkung und Wärmeübertragung, mit dem Ziel eine eindeutige Korrelation herzustellen, untersucht. Dadurch könnten zukünftig aufwendige Verschmutzungsversuche vermieden werden und eine In-Prozess-Kontrolle über die Messung von Temperaturen ermöglicht werden.

Hauptziel ist es, die Anwendung von intermittierenden Strömungen im Industriemaßstab zu prüfen und voraussichtliche Effizienzsteigerungsmerkmale darzulegen. Zudem werden Auswahl- und Auslegungshilfen erarbeitet. Hierzu zählen:

  • Vorabbestimmung des zu erwartenden Aufpralldruckes
  • Aussagen zur auftreffenden Strahlform
  • Auswahl von Reinigungssystemen anhand des Benetzungs- und Reinigungsabstandes
  • Bestimmung geeigneter Pulsationsparameter
  • Etablierung eines einfacheren Verfahrens zum Abschätzen des Reinigungsergebnisses anhand von Wärmeübertragungsprozessen

So erhalten kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) Werkzeuge zur zeiteffizienten Auslegung von Reinigungssystemen, was zur deutlichen Kostensenkung während des Konstruktionsprozesses führt. Die KMU bekommen ferner Entwicklungsimpulse zum Einsatz intermittierender Strömungen, was zur Erhöhung der Reinigungseffizienz durch geringere Reinigungszeit bzw. geringeren Reinigungsmittelverbrauch ihrer Reinigungsanlagen und somit zu neuen Verkaufsargumenten führt.

Projektberichte

Sitzungsunterlagen

Das hier vorgestellte IGF-Vorhaben der Forschungsvereinigung Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e.V. (IVLV e.V.) wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.