Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

SFB 540 auf der vitaminschonenden Welle

27.06.2007
Wer bei Wellen nur an Nordseebrandung oder Surferlebnisse denkt, liegt falsch. Auch bei der Produktion von Fruchtsäften, Milch oder Hustensaft spielen Oberflächenwellen eine wichtige Rolle. Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs (SFB) 540 arbeiten Verfahrenstechniker, Physiker, Chemiker, Mathematiker und Maschinenbauer aus zwölf Instituten unter anderem an einem optimierten Produktionsablauf für Orangensaft oder Milch.

Im Mittelpunkt des wissenschaftlichen Interesses steht dabei das so genannte "Rieselfilm-Verfahren". Hierbei fließt die zu verarbeitende Flüssigkeit senkrecht über eine erhitzte Fläche. Durch die Wärmezufuhr werden in der Milch Keime abgetötet. Bei Orangensaft beispielsweise verdampft das Wasser, es entsteht Fruchtsaft-Konzentrat.

Das Rieselfilm-Verfahren ist jedoch nur ein Forschungsbaustein innerhalb des komplexen SFB-Themenspektrums. Aufgabe des interdisziplinären SFB-Teams ist es, für verschiedenste Produktionsabläufe genaue Modelle zu erstellen und diese zu analysieren. "Mit den gewonnenen grundlagenorientierten Erkenntnissen können Produktionsschritte nachvollzogen werden. Außerdem untersuchen unsere Mitarbeiter den Einfluss von Betriebsbedingungen - beim Rieselfilm-Verfahren etwa die Wärmezufuhr - um dann Ideen für optimierte Herstellungsverfahren zu entwickeln", erklärt der Sprecher des Sonderforschungsbereichs, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Marquardt vom Lehrstuhl für Prozesstechnik.

Auch beim Rieselfilm-Verfahren brachte die fachübergreifende Kooperation den Durchbruch. Mathematiker entwickelten ein dreidimensionales Modell der Filmströmung, die Prozesstechniker analysierten neue Verfahrensmethoden. "Charakteristisch für das Rieselfilm-Verfahren ist, dass sich während des Falls entlang der erhitzten Fläche kleine Wellen und darunter Rückstromwirbel bilden", berichtet Dipl.-Ing. Georg Dietze vom Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung. Interessant daran: Durch die Rückstromwirbel erhitzt sich die Flüssigkeit schneller, da die Milch beziehungsweise der Orangensaft intensiver vermischt wird. Zwar ist dieses Wellenphänomen bereits seit längerem Forschungsthema. Im Rahmen des SFBs "Modellgestützte experimentelle Analyse kinetischer Phänomene in mehrphasigen Reaktionssystemen" konnten die physikalischen Entstehungsmechanismen nun erstmals erklärt werden. "Dieses Verständnis ermöglicht die gezielte Optimierung von Milch- oder Orangensaft-Produktionsabläufen durch Aufprägung wohl definierter Strömungsbedingungen", berichtet Dietze. "Dadurch entsteht eine kontrollierte Wellenbewegung, die verschiedene Vorteile bringt: Zum einen kann die Wandtemperatur reduziert werden, so dass der Herstellungsprozess vitaminschonender abläuft. Zum anderen können kleinere und damit platzsparendere Apparaturen verwendet werden."

Der wissenschaftliche Mitarbeiter forscht gemeinsam mit seinem Kollegen Dipl.-Ing. Viacheslav Lel und Dipl.-Ing. André Schagen schwerpunktmäßig an den "Wellenphänomenen im Rieselfilm". "Am Institut für Verfahrenstechnik", erzählt Schagen, "wird der Einfluss der Wellenphänomene auf chemische Reaktionen im Rieselfilm untersucht". Ein anderes Wellenphänomen, welches die Wissenschaftler beobachten, so Lel, ist die Entstehung von Längsstrukturen mit sehr dünner Filmdicke zwischen zwei Oberflächenwellen. An diesen dünnen Stellen "reißt" der Flüssigkeitsfilm ab und "trockene Flecken" entstehen. In diesen Bereichen steigt die Temperatur innerhalb kürzester Zeit auffällig an, so dass es zu Produkt- beziehungsweise Anlagenschäden kommen kann.

Ilse Trautwein

Weitere Informationen zum SFB 540 bei:

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Marquardt
Lehrstuhl für Prozesstechnik
Tel: 0241/80-96712
E-Mail: secretary@ipt.rwth-aachen.de

Thomas von Salzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.rwth-aachen.de

Weitere Berichte zu: Milch Rieselfilm-Verfahren Welle Wellenphänom

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Granulare Materie blitzschnell im Bild
21.09.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Sprühtrocknung: Wirkstoffe passgenau verkapseln
01.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Hochvolt-Lösungen für die nächste Fahrzeuggeneration!

25.09.2017 | Seminare Workshops

Seminar zum 3D-Drucken am Direct Manufacturing Center am

25.09.2017 | Seminare Workshops