Fluidschwingungen

Forschungstitel:
Verhalten freier Oberflächen von bewegten fließfähigen Füllgütern in Verpackungsmaschinen

Arbeitsgruppe: Abfüll- und Verpackungsprozesse

IVLV Projektteamsprecher: Hr. W. Weber, Benhil Gasti
Auftragnehmer: Fraunhofer AVV, Dresden
Wissenschaftliche Projektbetreuung: Hr. T. Junge/Prof. Dr. H. Goldhahn

IGF-Vorhaben: 12338
Finanzierung: BMWi
Laufzeit: 1999 – 2001

Das Projekt betrifft das Verpacken von Flüssigkeiten (u. a. Getränke, Molkereierzeugnisse) und Schüttgütern (u. a. Kaffee, Mehl) auf Verpackungsmaschinen diskontinuierlicher Arbeitsweise. Nach dem Befüllen des Packmittels (Becher, Beutel, Flasche) treten durch den getakteten Transport Verwerfungen der Füllgutoberfläche oder Fluidschwingungen auf. Dies steht einer Taktzahlerhöhung entgegen, da kein Füllgut über den Packmittelrand übertreten darf. Durch eine gezielte Anpassung des Bewegungsverlaufes der Transporteinrichtung an die jeweilige Behälter-Füllgut-Kombination lässt sich die Maximalausbringung in nicht unerheblichem Maße steigern. Bisherige Arbeiten, die sich auf niedrigviskose Flüssigkeiten konzentrierten, zeigten den enormen Einfluss des Beschleunigungsverlaufes auf die erreichbare Maximalausbringung.

Arbeitsmittel zur Ermittlung verbesserter Transportbewegungen bilden aufeinander abgestimmte numerische Berechnungen mit CFD-Programmen (computing fluid dynamic) und Optimieralgorithmen auf Basis schwingungsdynamischer Ersatzsysteme. Die Umsetzung der gewonnenen Erkenntnisse erfolgt an einem Antriebsversuchsstand, der eine freie Bewegungs-definition ermöglicht. Durch eine mitfahrende Hochgeschwindigkeitskamera erfolgt die Aufzeichnung der Füllgutschwingung.

Die Arbeiten zielen darauf ab, die bisher an der Forschungseinrichtung gewonnenen Erkenntnisse auf alle betreffenden Füllgüter und Maschinentypen zu erweitern sowie Arbeitsmittel zu erstellen, die es den Firmen des projektbegleitenden Ausschusses mit geringem Aufwand gestatten, eine entsprechende Optimierungen für ihre eigenen Abfüllmaschinen durchzuführen. Die bisherigen abgeschlossenen Projektabschnitte widmeten sich der Charakterisierung des Verarbeitungsvorgangs und der Erstellung eines die Fluidschwingungen abbildenden Berechnungsprogramms. Bis zum Ende des Projektes werden folgende laufende Arbeiten abgeschlossen:

  • Methodik zur Bewegungsoptimierung mit fließfähigen Gütern gefüllter Behälter
  • Aussagen zum Einfluss wesentlicher Parameter auf das Schwingungsverhalten
  • Richtlinien zur Auslegung der maschinentechnischen Konfiguration

Projektberichte

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.

Aktuelle Termine zu diesem Projekt

16.11.2021
Abfüll- und VerpackungsprozesseSeal Strength Simulation (pA) Webkonferenz
10.11.2021
Abfüll- und VerpackungsprozesseAdaptiver Ultraschallsiegelprozess Webkonferenz