A habok széttörése ultrahanggal

A technológiai élelmiszer- és italgyártásban, valamint finomkémiai termékek előállításában gyakran fordul elő nem kívánt habképződés. Ilyen folyamatok például az alkohol kivonása a kásából párlatgyártás során, a tejhőkezelés vagy biodízel gyártása. A hab olyan mértékben megváltoztathatja az eszközökben zajló folyamatokat, hogy azokat le kell kapcsolni. A nem kívánt habképződés magas nyomásveszteséget és csökkent üzemeltetési hatékonyságot okoz. Emellett a termékek szennyeződéséhez vezet – a szétválasztási hatékonyság csökken. Ennek a jelenségnek a pénzügyi következményei különösen kicsi és közepes vállalkozások számára jelentősek. Az üzemmérettől és ágazattól függően akár napi 100 000 eurós veszteség is várható.

Arról, hogyan lehet ezt a habképződést megakadályozni, egy multidiszciplináris kutatási csoport foglalkozik, melynek címe: „Fizikailag alapozott irányítás a termelő berendezések zavaró habjai felett: megelőzés, gátlás és megsemmisítés”. A Berlini Műszaki Egyetem (TU Berlin) részéről a Élelmiszer-biotechnológia és -folyamattechnológia tanszék Prof. Dr.-Ing. Cornelia Rauh, valamint a Műszaki Berendezések Dinamikája és Működtetése tanszék Prof. Dr.-Ing. Jens-Uwe Repke vesz részt, akinek az ötlete volt a projekt. A Szövetségi Gazdasági és Energiaügyi Minisztérium (BMWi) közel 2,8 millió euróval támogatja a projektet 2021-ig. Ennek keretében egymillió euró érkezik a Berlini Műszaki Egyetemhez.

A projekt célja olyan fizikailag alapozott intézkedések kidolgozása, amelyek a habképződés megelőzésére, gátlására és megsemmisítésére szolgálnak. A gátló intézkedések olyan lépések, amelyek a habképződést, ha nem lehet teljesen kiküszöbölni, legalább csökkentik. Ígéretes eszközként különösen ultrahang alkalmazható, amellyel a habbuborékokat serkentik és megsemmisítik. Emellett vizsgálják a habképződés konkrét helyét, valamint a hőmérséklet és anyag paramétereinek hatását a habképződésre. Továbbá a kutatók foglalkoznak azzal a kérdéssel, hogy a habképződés megjeleníthető-e és szimulálható-e a számítógépen, valamint hogy az eredményeket át lehet-e vinni nagyszabású technikai létesítményekre.

A folyamatipar számára kifejlesztett prognózeszköz segítene felmérni, hogy fennáll-e az esélye az nem kívánt hab kialakulásának az üzemekben. Szükség esetén javaslatokat lehetne tenni megfelelő ellenintézkedésekre. Így a jövőben nagymértékben elkerülhetővé válhat a kémiai habképző szerek alkalmazása, amelyek jelenleg a hab kialakulásának megakadályozására szolgálnak. Ezek azonban hátrányokkal is járnak. A habképző szerek vásárlási költségei mellett csökkenthetik az anyag szállítási hatékonyságát az üzemekben, és utána költségesen kell eltávolítani őket a termékből. Ez különösen fontos az élelmiszertechnológiában.

A projektben részt vesz a Berlini Műszaki Egyetem mellett az Erlangen-Nürnbergi Friedrich-Alexander Egyetem (FAU) (a kutatási csoport koordinációja), a Braunschweigi Technológiai Egyetem és a Hohenheimi Egyetem. Emellett több mint 40 cég támogatja, amelyek a kémia-, ital- és élelmiszeriparban tevékenykednek, valamint a mérés- és szabályozástechnika képviselői.

További információkat szívesen adnak:

Prof. Dr.-Ing. Cornelia Rauh
TU Berlin
Élelmiszer-biotechnológia és -folyamattechnológia
Telefon: 030/314-71250
E-mail: cornelia.rauh@tu-berlin.de

Prof. Dr.-Ing. Jens-Uwe Repke
TU Berlin
Műszaki berendezések dinamikája és működtetése
Telefon: 030/314-23893
E-mail: j.repke@tu-berlin.de