Reinigungstechnologien
Die Reinigung von Maschinen und Anlagen der lebensmittelverarbeitenden Industrie ist ein entscheidender Prozessschritt zur Aufrechterhaltung der Produktqualität. Parallel steigen die Anforderungen an den Umweltschutz und an die Effizienzerhöhung, wodurch sich eine Diskrepanz zwischen Sicherheit für den Verbraucher und minimalem Ressourceneinsatz ergibt. Somit kommt der Optimierung von Reinigungsvorgängen eine hohe Bedeutung zu. Neben der lebensmitteltechnischen Fokussierung verstehen wir uns als branchenübergreifender Kompetenzträger für automatisierte, industrielle Reinigungsaufgaben.
In enger Zusammenarbeit mit den Mitarbeitern des Fraunhofer IVV Dresden sind wir auf nationaler als auch auf internationaler Ebene bestens vernetzt. Dies sichert Ihnen als Industriepartner einerseits den interdisziplinären Zugang zu internationaler Forschung als auch vielfältige Möglichkeiten auf dem Gebiet der Forschungsförderung.
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Die Arbeitsgruppe widmet sich unter anderem der Methodenentwicklung zur Untersuchung des Reinigungsverlaufs und der Prozesseinflüsse bei offenen und geschlossenen Reinigungsvorgängen unter Verwendung neuartiger Strömungsregime. Dies beinhaltet Lösungen für folgende Teilschritte/ Vorgänge:
- Auswahl und Entwicklung von Modellverschmutzungen,
- reinigungsrelevante Charakterisierung von Verschmutzungen,
- definiertes Auftragen der Verschmutzungen auf komplexe Oberflächen,
- Charakterisierung von Flüssigkeitsstrahlen und -filmen,
- quantifiziertes Monitoring des Reinigungsverlaufs,
- Bewertung der Reinigungseffizienz,
- automatisierte Datenauswertung und Ergebnisinterpretation sowie
- Reinigungssimulation zur Erhöhung des Prozessverständnisses und zur zielgerechten Optimierung.
Weiterhin dienen die Versuchsstände zur Beurteilung der reinigungsgerechten Gestaltung von Bauteilen und produktberührenden Oberflächen.
Wir leisten einen Beitrag zur Entwicklung innovativer Produkte und geben Entwicklungsimpulse für Komponentenhersteller. Ferner optimieren wir die Reinigbarkeit Ihrer Maschinen und Anlagen, sowie erforschen die ressourcenschonende Produktion in verarbeitenden Betrieben.
Der Spritzreinigungsversuchsstand ermöglicht die Nachstellung von automatisierten Reinigungsprozessen bis zu einem Volumenstrom von 10 l/min, einem Druck von 8 bar und einer Medientemperatur von 60 °C. Über eine Monitoringeinheit kann der Reinigungsfortschritt an Testbauteilen im cm-Maßstab dokumentiert und damit die Wirkung von Einflussfaktoren analysiert werden. In diesem Versuchsstand kann sowohl eine intermittierende als auch kontinuierliche Reinigung mit Düsen unterschiedlicher Bauart untersucht werden.
Zur Nachstellung industrieller Cleaning in Place (CIP) Prozesse steht der Modulare Rohreinigungsversuchsstand zur Verfügung. Über Standardanschlüsse DN50 kann die Reinigung von Bauteilen und Baugruppen mit Volumenströmen bis 5,5 m³/h untersucht werden.
Der Fallfilmversuchsstand ermöglicht die Untersuchung von Reinigungsvorgängen mittels gravitationsgetriebenen Flüssigkeitsfilms. Zusätzlich sind mit dem Versuchsstand Untersuchungen von Benetzungszuständen und die Bestimmung von Strömungsparametern (z.B. Filmdicke) möglich. Es können kontinuierliche und diskontinuierliche Strömungen untersucht werden.
Der Spülversuchsstand bietet die Möglichkeit den Spülprozess hochviskoser Verarbeitungsgüter (Lebensmittel, Kosmetika) in geschlossenen Leitungssystemen zu untersuchen. Mithilfe der integrierten Messtechnik und der entwickelten Messmethodik ist es möglich, die industrielle Spülreinigung zu verbessern und den notwendigen Verbrauch zu verringern. Der modulare Aufbau ermöglich außerdem die Untersuchung von unterschiedlichen Anlagenkomponenten.
Die Waschkabine ermöglicht Spritzreinigungstests an komplexen Bauteilen mit den maximalen Abmaßen von 1 m x 1 m x 1,5 m (Breite x Höhe x Länge), bei regelbarem Volumenstrom bis 16 m³/h oder Betriebsüberdruck bis 4 bar. Zusätzlich ist ein Klöpperboden mit industrienahen Einbauten für Tests von Behälterreinigern vorhanden.
- Sprühkammer mit Roboter
- 10 m³ Versuchstank
- Hochdruckpumpe
- Schaumapplikator
- Messgeräte zur Sprüh- und Strahlcharakterisierung
- Equipment zum Verschmutzungsauftrag und -charakterisierung
Eine Übersicht zu weiteren Forschungsprojekte finden Sie hier.
Publikationen
2022
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CFD-Based Three-Dimensional Modeling of an Adhesively Detaching Soil Layer in a Channel Flow With Sudden Expansion , 2022, Proceedings of the International Conference on Fouling & Cleaning in Food Processing 2022Publikation: Beitrag in Buch/Konferenzbericht/Sammelband/Gutachten > Beitrag in Konferenzband
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Effect of Physicochemical Properties of Native Starches on Cleaning in Falling Film and Plane Channel Flow Experiments , 2022, in: Heat transfer engineering. 43, 15-16, S. 1416-1425, 10 S.Elektronische (Volltext-)VersionPublikation: Beitrag in Fachzeitschrift > Forschungsartikel
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Identification of cleaning mechanism by using machine learning methods , 2022, Machine Leaning and Artificial Intelligence in CFD and Structural Analysis Conference ProceedingsPublikation: Beitrag in Buch/Konferenzbericht/Sammelband/Gutachten > Beitrag in Konferenzband
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Identifikation von Reinigungsmechanismen mit Hilfe von Methoden des maschinellen Lernens , 2022, NAFEMS Magazin. Band 63. S. 54-66Publikation: Beitrag in Buch/Konferenzbericht/Sammelband/Gutachten > Beitrag in Konferenzband
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Influence of the Rheological Properties and Pull-off Forces of Native and Modified Starches on Cleaning in Plane Channel Flow , 2022, 10 S.Elektronische (Volltext-)VersionPublikation: Buch/Gutachten/Sammelbände > Konferenz-/Tagungsband
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On the Concept of Computational Fluid Dynamics-Based Prediction of Cleaning for Film-Like Soils , 2022, in: Heat Transfer Engineering. 43, 15-16, S. 1406-1415, 10 S.Elektronische (Volltext-)VersionPublikation: Beitrag in Fachzeitschrift > Forschungsartikel
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Schmutz im Fokus: Analyse reinigungsrelevanter Schmutzeigenschaften zur bedarfsgerechten Anpassung von Reinigungsprozessen , 2022, in: Food-Lab : food analytics, legislation, QM in processing. 2022, 4, S. 27-31Elektronische (Volltext-)VersionPublikation: Beitrag in Fachzeitschrift > Forschungsartikel
2021
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Modeling and CFD-simulation of cleaning process for adhesively detaching film-like soils with respect to industrial application , Sept. 2021, in: Food and Bioproducts Processing. 129, S. 157-167, 11 S.Elektronische (Volltext-)VersionPublikation: Beitrag in Fachzeitschrift > Forschungsartikel
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Development of a quartz crystal sensor system to monitor local soil removal during cleaning in closed food processing lines , Mai 2021, in: Food and Bioproducts Processing. 127, S. 282-287, 6 S.Elektronische (Volltext-)VersionPublikation: Beitrag in Fachzeitschrift > Übersichtsartikel (Review)
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Whey protein gel - mechanical cleaning capability through modelling and experimental testing including compression and wire cutting investigation , März 2021, in: Journal of Food Engineering. 292, 292, S. 110324, 110324Elektronische (Volltext-)VersionPublikation: Beitrag in Fachzeitschrift > Forschungsartikel