Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Stoßwellen-basiertes Reinigungsverfahren für nassbelastete Barfußbereiche

Die tägliche Unterhaltsreinigung und Desinfektion nassbelasteter Barfußbereiche ist mit einem großen Aufwand verbunden und erfordert bis zu fünf Arbeitsgänge. Daraus resultieren ein hoher Zeit- und Personalbedarf bzw. eine geringe Flächenleistung.

Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Realisierung einer effizienten Unterhaltsreinigung nassbelasteter Barfußbereiche mit radialen Stoßwellen: Die Entfernung von Anschmutzungen durch radiale Stoßwellen und Wasser beruht dabei auf dem gezielten Eintrag mechanischer Energie in die Grenzflächen Wasser/Anschmutzung und Anschmutzung/Bodenbelag. Beim Auftreffen radialer Stoßwellen auf diese Grenzflächen kommt es aufgrund der Impedanzunterschiede zwischen Wasser und Anschmutzung bzw. Anschmutzung und Bodenbelag zur Umwandlung akustischer in mechanische Energie. Der Eintrag mechanischer Energie führt zu einer „Absprengung“ der Anschmutzung vom keramischen Bodenbelag.

Mit dem Stoßwellen-basierten Verfahren ist eine wesentlich höhere Flächenleistung im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren zu erzielen, da sich die Anzahl notwendiger Arbeitsgänge um bis zu drei Arbeitsgänge reduzieren lässt: Eine Benetzung mit Wasser vor Applikation des Reinigungsmittels (zum Schutz des Fugenmaterials) und eine Entfernung von Reinigungsmittelrückständen, die Anschmutzverhalten und Trittsicherheit beeinträchtigen können, sind nicht mehr notwendig, da keine Reinigungsmittel eingesetzt werden. Ferner kann die Applikation des Desinfektionsmittels direkt im Anschluss an die Schmutzentfernung im selben Arbeitsgang erfolgen.

Der potentielle Nutzerkreis ist sehr groß und das zu entwickelnde System über die gesamte Branche nutzbar. Unmittelbar haben Gebäudedienstleister durch ein kostengünstigeres Verfahren einen Vorteil, es ergeben sich aber auch neue Absatzmöglichkeiten für Stoßwellengeneratoren; mittelbar aber auch die Objektbetreiber, da die Kontaminationsgefahr des für Nutzer eingesetzten Wassers mit Tensiden und Desinfektionsmitteln verringert wird.

Selbst bei Bereichen mit nur geringem Wasservorkommen wird durch die fehlenden Arbeitsschritte das Risiko minimiert, dass Nutzer in Kontakt mit Reinigungsmittelrückständen kommen.

Aufgrund der hohen Flächenleistung des Stoßwellen-basierten Reinigungsverfahrens ergeben sich für die ca. 20.000 Reinigungsdienstleister (vorwiegend KMU) wirtschaftliche Vorteile von über 16 Mio. €/a, wenn das neue Verfahren nur zur täglichen Unterhaltsreinigung und Desinfektion von 2 Mio. m2 Bodenbelag in nassbelasteten Barfußbereichen eingesetzt wird (Gesamtfläche: ca. 20 Mio. m2).

Ergebniszusammenfassung:

Ein Stoßwellen-basiertes Reinigungsverfahren für nassbelastete Barfußbereiche wurde entwickelt. Dazu wurde ein Funktionsmuster eines neuartigen Reinigungsgerätes mit integrierten Stoßwellenapplikatoren erstellt, mit dem eine effiziente Unterhaltsreinigung und Desinfektion von Flächen wie Beckenumgängen in nassbelasteten Barfußbereichen mit verringerter Zahl an Arbeitsschritten ermöglicht wird.

Das entwickelte Funktionsmuster stellt eine Kombination aus Stoßwellenlaboranlage und Scheuersaugmaschine mit Walzenbürstenkopf dar. Mit diesem wurde mit zwei Applikatoren, die synchron auf einer Ellipsenbahn bewegt wurden, eine etwa 20 cm breite Bahn mit Stoßwellen und Walzenbürsten mit einer Flächenleistung von etwa 14,4 m2/h ohne Einsatz von Reinigungsmittel behandelt.

Die derzeit noch geringe Flächenleistung ist im geringen radialen Wirkungsbereich der eingesetzten, ursprünglich für medizinische Anwendungen entwickelten, Stoßwellenapplikatoren mit starker lateraler Druckabnahme und relativ geringer maximaler Stoßwellenfrequenz bei maximalem Arbeitsdruck begründet. Um diese negativen Effekte auszugleichen, wurden geeignete Optimierungsvorschläge erarbeitet.

Untersuchungen unter Praxisbedingungen erzielten, unabhängig vom behandelten Fliesentyp, mit dem entwickelten Funktionsmuster auch ohne Reinigungsmitteleinsatz eine deutlich höhere Schmutzentfernung als mit einer Scheuersaugmaschine mit Reinigungsmittel.

Durch Wegfall der beiden Arbeitsgänge „Vornässen“ und „vollständige Entfernung von Reinigungsmittelrückständen“ sowie der direkt nach der Reinigung möglichen Desinfektion (Wegfall der bisherigen separaten Desinfektionsmittelapplikation) ist eine im Vergleich zur klassischen Reinigung um 40 % höhere effektive Flächenleistung möglich.