Reinigung technischer Oberflächen

Ziel dieses Forschungsantrages ist die separate Untersuchung der fluiddynamischen Einflussgrößen Wandschubspannung und Reynolds-Zahl auf die Schmutzablösung von technischen Oberflächen und ihre dimensionslose Beschreibung. Zudem soll ein Simulationswerkzeug zur Vorhersage der Schmutzablösung in komplexeren Geometrien entwickelt werden.

Realisiert wird die separate Untersuchung der Reynolds-Zahl und Wandschubspannung durch die Konstruktion einer optischen Strömungsmesszelle, bei der das Seitenverhältnis variiert werden kann. Einfluss der jeweiligen Parameter auf die Reinigung wird so bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten bestimmt.

Das Forschungsvorhaben wird in vier Arbeitspakete unterteilt:

• Modifizierung und zusätzliche konstruktive Erweiterung der vorhandenen Versuchsanlage und Inbetriebnahme der neu konzipierten Strömungsmesszelle
• Reinigungsversuche mit Verschmutzungsmatrix, Kalibrierung der Fluoreszenzspektrometers und Adaption der Highspeed-Kamera
• Ermittlung der Haupteinflussgröße der Reinigung
• Entwicklung eines Werkzeugs zur numerischen Reinigungssimulation

Die Reinigung nimmt circa 25 % der gesamten Maschinenlaufzeit in Anspruch. Eine Verringerung der Reinigungszeit ermöglicht daher ein großes Kosteneinsparpotential. Von den Ergebnissen profitieren Apparate- und Anlagenbauer, die den verarbeitenden Betrieben eine verbesserte reinigungsgerechte Konstruktion und verkürzte Reinigungszeiten anbieten können. Der KMU Anteil in der Ernährungsbranche liegt bei 95%, mit einem Großteil an Betrieben mit hohem Reinigungsanspruch ausmachen. Deshalb nutzt eine Verbesserung der Reinigungseffizienz vor allem diesen Betrieben. Entstandene Schäden durch eine ungenügende oder falsch dimensionierte Reinigung führen zu Rückrufaktionen und einem erheblichen Imageverlust Dies kann besonders bei KMUs zu negativen wirtschaftlichen Konsequenzen führen.