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 Neues energieeffizientes Verfahren zur Herstellung von Kohlenstofffasern
13.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

nachricht Dresdner Forscher drucken die Welt von Morgen
08.02.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen