Flüssigkeitsstrahlbewegung

Der Gesetzgeber fordert Maschinenhersteller und Anlagenbetreiber in der IVU-Richtlinie zur Vermeidung und Verminderung der Umweltbelastung durch Einsatz der besten verfügbaren Technik auf. Um den Spagat zwischen der Sicherheit für den Verbraucher und der ökologischer Verantwortung gerecht zu werden, ist eine kontinuierliche Optimierung der Reinigungsprozesse notwendig.

Im Fokus des Forschungsprojektes steht die Behälterreinigung in der Lebensmittelindustrie mittels Zielstrahlreiniger. Die Reinigungswirkung erfolgt dabei hauptsächlich durch die mechanische Kraftwirkung des Flüssigkeitsstrahls auf die Verschmutzungsschicht.

Das funktionsbedingte Strahlmuster (Abb.1) ist druck- und volumenstromabhängig und prinzipiell unabhängig von der Bauform und dem Hersteller des Zielstrahlreinigers. Der bewegte Flüssigkeitsstrahl reinigt dabei einen Bereich um den Strahlaufprallpunkt (Abb. 2) der sich in der Verschmutzung als gereinigte Spur darstellt. Das Netz aus gereinigten Spuren wird mit jeder Umdrehung des Zielstrahlreinigers dichter, bis die gesamte Innenfläche gereinigt ist. Die Spurbreite ist abhängig von dem Strahldurchmesser, dem Strahldruck, der Rotationsgeschwindigkeit der Düsen, der Beschaffenheit der Oberfläche sowie von der Verschmutzung selbst.

Durch Reduzierung der Spurüberlappung auf ein Minimum, bei gleichzeitig zuverlässiger Reinigung kann die Gesamtlänge der Strahlbahn reduziert und somit die Effizienz von Behälterreinigungen mit Zielstrahlreinigern gesteigert werden.

Bei der Untersuchung anhand einer Lebensmittverschmutzung auf ebener Testgeometrie werden folgende Ergebnisse in Aussicht gestellt:

• Quantitative Analyse des herkömmlichen netzförmigen Spurmusters
• Identifikation des idealen Abstandes zwischen benachbarten Flüssigkeitsstrahlbahnen zur Vermeidung unnötiger Überlappungen gereinigter Spuren, bei gleichzeitiger Ausnutzung der vollen Spurbreite
• Einfluss der Vorschwächung quellbarer Verschmutzungsschichten auf die Breite der gereinigten Spuren

Nach der erfolgreichen Projektbearbeitung steht ein methodischer Ansatz zur Verfügung mit dem die Flüssigkeitsstrahlbewegung von Zielstrahlreinigern untersucht und hinsichtlich ihrer Reinigungswirkung verglichen werden kann.

Diese Methode kann bei Herstellern von Reinigungskomponenten zu einer zügigen Optimierung bestehender Produkte beitragen, indem prozessgerechte Reinigungsparameter ermittelt werden. Dem Endanwender werden mit dem optimierten Reinigungssystemen Möglichkeiten gegeben, die Sicherheit für den Verbraucher zu gewährleisten und gleichzeitig