Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung und Anwendung einer adaptiven 3D-Kameramesstechnik für die halb-analytische Modellierung von Sprühreinigungsprozessen

Die Reinigung von Maschinen und Anlagen 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, so dass Einsparungspotenziale für wertvolle Ressourcen ungenutzt bleiben. Das Ziel dieses Vorhabens 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. Dazu wird eine neuartige, dreidimensionale Kameramesstechnik mit adaptiver Optik entwickelt und eingesetzt, die die Bewegung und den Abtrag der dünnen Verschmutzungsschicht erstmals hochauflösend erfasst, wodurch wertvolles Prozesswissen über physikalische Zusammenhänge gewonnen werden kann. Auf dieser Basis lassen sich halbanalytische Prozessmodelle entwickeln, mit denen eine Reinigungsvorhersage möglich ist und die zur Prozessoptimierung genutzt werden können, so dass die Voraussetzung für eine Parametrierung der Prozessmodelle zur industriellen Anwendung geschaffen wird. Die nach Projektende frei verfügbaren Prozessmodelle und Anwendungsempfehlungen erlauben es, Reinigungsvorgänge in der Praxis systemspezifisch unter 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.