Met ultrasoon de schuim kapot slaan

Bij de technische productie van voedingsmiddelen en dranken, evenals van fijnchemicals, komt het vaak voor dat er ongewenst schuim ontstaat. Typische voorbeelden van dergelijke processen zijn de alcoholproductie uit de maïsbrij bij de likeurproductie, het pasteuriseren van melk of de productie van biodiesel. Schuim kan de processen die in de apparatuur plaatsvinden zo sterk beïnvloeden dat de apparatuur moet worden uitgeschakeld. De ongewenste schuimbilding veroorzaakt hoge drukverliezen en een verminderde doorstroming van de installatie. Daarnaast leidt dit tot verontreiniging van de producten – de efficiëntie van de scheiding van stoffen daalt. De financiële gevolgen van dit fenomeen zijn vooral groot voor kleine en middelgrote ondernemingen. Afhankelijk van de grootte van de installatie en de branche kunnen verliezen tot wel 100.000 euro per dag worden verwacht.

Hoe deze schuimbilding kan worden voorkomen, wordt onderzocht door een multidisciplinair onderzoekscluster „Physisch gebaseerd beheer van storende schuimen in productie-installaties: Preventie, remming en vernietiging”. Aan de TU Berlin zijn het vakgebied voedingsmiddelentechnologie en -proceskunde van Prof. Dr.-Ing. Cornelia Rauh en het vakgebied Dynamiek & Bedrijf van technische installaties van Prof. Dr.-Ing. Jens-Uwe Repke betrokken, wiens idee de basis vormde voor het project. Het Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) subsidieert het project tot 2021 met bijna 2,8 miljoen euro. Hiervan gaat één miljoen euro naar de TU Berlin.

Het doel van het project is het ontwikkelen van fysisch gebaseerde maatregelen die kunnen worden ingezet voor de preventie, remming en vernietiging van schuimen. Onder remmende maatregelen verstaan we maatregelen die de schuimbilding, indien deze niet volledig kan worden voorkomen, in ieder geval verminderen. Ultrasound wordt hierbij als veelbelovend instrument ingezet, waarmee de schuimbellen worden aangezet en vernietigd. Daarnaast wordt de exacte locatie van de schuimbilding onderzocht, evenals de afhankelijkheid van parameters zoals temperatuur en materiaal. Verder onderzoeken de wetenschappers of de schuimbilding in echte installaties in de computer kan worden weergegeven en gesimuleerd, en of de resultaten op een grootschalige technische schaal kunnen worden overgedragen.

Het ontwikkelen van een prognose-instrument voor de procesindustrie moet helpen inschatten of de kans bestaat dat ongewenst schuim in de productie-installatie ontstaat. Indien nodig worden passende tegenmaatregelen voorgesteld. Op deze manier kan in de toekomst grotendeels worden afgezien van het gebruik van chemische ontmousingsmiddelen. Deze worden momenteel gebruikt om het schuim dat ontstaat te onderdrukken. Ze hebben echter ook nadelen. Naast de kosten voor de aanschaf van de ontmousingsmiddelen kunnen deze ook het stoftransport in installaties verminderen. Bovendien moeten ze na gebruik kostbaar uit het product worden verwijderd. Dit is vooral belangrijk in de voedingsmiddelenindustrie.

Naast de TU Berlin zijn bij het project betrokken de FAU Erlangen-Nürnberg (coördinatie van het onderzoekscluster), de TU Braunschweig en de Universiteit Hohenheim. Daarnaast wordt het project begeleid door meer dan 40 bedrijven uit de chemie-, dranken- en voedingsmiddelenindustrie, evenals door vertegenwoordigers van meet- en regeltechniek.

Voor meer informatie kunt u contact opnemen met:

Prof. Dr.-Ing. Cornelia Rauh
TU Berlin
Vakgebied voedingsmiddelentechnologie en -proceskunde
Tel.: 030/314-71250
E-mail: cornelia.rauh@tu-berlin.de

Prof. Dr.-Ing. Jens-Uwe Repke
TU Berlin
Vakgebied: Dynamiek & Bedrijf van technische installaties
Tel.: 030/314-23893
E-mail: j.repke@tu-berlin.de