Experimentell gestützte Basismodelle für industriegerechte numerische Reinigungssimulation 1 + 2
In der Lebensmittelindustrie steigt die Produktvielfalt. Immer häufiger werden kleine Chargen angefragt, die dann auf derselben Anlage nacheinander produziert werden müssen. Um dennoch stetig steigende Qualitätsansprüche zu erfüllen, gewinnt der Aspekt der Anlagenreinigung zunehmend an Gewicht. Eine experimentelle Optimierung des Reinigungsprozesses für jedes Produkt ist aus Effizienzgründen nicht möglich. Deshalb sind industrielle Reinigungssysteme oft überdimensioniert - es werden zu lange Reinigungszeiten oder zu viele Zusatzmittel verwendet, was sowohl die Produktivität der Anlage senkt, als auch den Wasserverbrauch und die Kosten für die Wasseraufbereitung in die Höhe treibt.
Ziel der Projektreihe ist es, vereinfachte numerische Modelle zu formulieren, mit deren Hilfe eine effiziente Vorhersage von Reinigungszeiten ermöglicht wird. Der Lösungsansatz besteht darin, Verschmutzungsarten hinsichtlich ihres Verhaltens bei der Reinigung zu charakterisieren. Für jede Art von Reinigungsmechanismus wurde eine Randbedingungsformulierung entwickelt, die mit der Strömungssimulation des Reinigungsfluides kombiniert werden kann. Die Güte und Effizienz der Reinigungssimulation unter Verwendung dieser Modelle wurden anhand von Reinigungsexperimenten erprobt.
Im Fokus des aktuellen Vorhabens steht die Erweiterung der Modellierung auf mögliche Wechsel im Reinigungsmechanismus aufgrund unterschiedlicher Einwirkdauer durch das Reinigungsfluid und lokal unterschiedliche Verschmutzung sowie die Simulation von Reinigungszyklen mit einer zeitlichen Abfolge unterschiedlicher Prozessbedingungen, z. B. Vorspülen, Reinigen, Nachspülen.
Schema eines entwickelten Reinigungsmodells für adhäsives Abtrennen. Findet Anwendung bei der Reinigungssimulation von getrocknetem Ketchup.
| Kooperation |
Professur für Verarbeitungsmaschinen/Verarbeitungstechnik, Institut für Naturstofftechnik, Technische Universität Dresden |
| Finanzierung | AiF (IGF-Vorhaben 17805 BR und 21334 BR) |
| Kontakt |
Die IGF-Vorhaben 17805 BR und 21334 BR der Forschungsvereinigung Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e.V. wurde 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. Für IVLV Mitglieder sind Projektberichte und Sitzungsunterlagen hier zugänglich.