Forschung Projektdatenbank Hygienegerechte Produktion Messmethoden und Modellierung Sprühreinigung

Messmethoden und Modellierung Sprühreinigung

Forschungstitel:
Entwicklung und Anwendung einer adaptiven 3D-Kameramesstechnik für die halbanalytische Modellierung von Sprühreinigungsprozessen

Arbeitsgruppe: Hygienegerechte Produktion

Forschungsstelle und wissenschaftliche Betreuung:

  • TU Dresden – Institut für Naturstofftechnik, Lisa Parschat
  • TU Dresden – Professur für Mess- und Sensorsystemtechnik, Dr. Lars Büttner

IGF-Vorhaben: 22492 BR
Finanzierung: BMWi
Laufzeit: 2022 – 2024

Die Reinigung von Maschinen und Anlagen mit fest installierten Cleaning-in-Place-(CIP)-Reinigungsgeräten ist in der lebensmittelverarbeitenden Industrie ein wichtiger Prozessschritt, der die Produktqualität und -haltbarkeit gewährleistet. Um den wachsenden ökonomischen und ökologischen Ansprüchen gerecht zu werden, ist eine hohe Prozesseffizienz erforderlich, die derzeit mangels Auslegungshilfen und fehlendem Prozesswissen nicht erreicht werden kann. Das Projekt soll dazu beitragen, Einsparpotenziale für wertvolle Ressourcen wie Wasser, Chemikalien und Energie besser nutzen zu können.

Das Ziel des Projektes ist die halbanalytische Modellierung des Sprühreinigungsprozesses unter Berücksichtigung des vorherrschenden Reinigungsmechanismus, indem spezifische, für die Sprühreinigung relevante Prozessgrößen identifiziert werden. Experimentelle Untersuchungen liefern dabei einen tieferen Einblick in die Interaktionsbereiche des Sprühreinigungsprozesses. Hierfür wird eine neuartige Kameramesstechnik mit adaptiver Optik entwickelt und eingesetzt, die den Abtrag und die Bewegung der dünnen Verschmutzungsschicht erstmals hochauflösend und dreidimensional erfasst. Zudem werden hochaufgelöste Daten über das Spray und die beim Tropfenaufprall auf der Oberfläche resultierende Filmströmung ermittelt. Auf dieser Grundlage kann wichtiges Prozesswissen über die physikalischen Zusammenhänge zwischen Spray, Filmströmung und Verschmutzungsabtrag gewonnen werden. Dies ermöglicht die Entwicklung halbanalytischer Prozessmodelle, mit denen eine Reinigungsvorhersage getroffen werden kann und die zur Prozessoptimierung genutzt werden können.

Die nach Projektende frei verfügbaren Prozessmodelle und Anwendungsempfehlungen erlauben es, Reinigungsvorgänge in der Praxis systemspezifisch unter möglichst geringem experimentellen und rechnerischen Aufwand auszulegen. Ein großer ökonomischer Nutzen entsteht insbesondere für KMU in der produzierenden Industrie sowie im Bereich der Entwicklungs- und Berechnungsdienstleistungen. KMU aus dem Bereich der Strömungsmesstechnik profitieren von neuen messtechnischen Ansätzen, mit denen bisher nur schwer zugängliche Schichten- und Filmströmungen hochauflösend vermessen werden können.


Aktuelle Termine dieser Arbeitsgruppe

30.11.2022
29.11.2022
29.11.2022
02. / 03.11.2022
31.08.2022
Hygienegerechte ProduktionChemSteam (pA) Webkonferenz