Innovative Flüssigkeitsanalyse aus Bremen

Bilge- und Lenzwasser in Schiffen wird außenbords abgelassen. Häufig ist dieses Wasser mit Öl durchsetzt und belastet dann die See. Ein optisches Analysegerät soll dies demnächst verhindern. In einem gemeinsamen Forschungsvorhaben des Institutes für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente (IALB) im Fachbereich Physik/Elektrotechnik der Universität Bremen und der GESTRA AG wird jetzt ein Gerät entwickelt, das verunreinigende Stoffe wie Öl in Flüssigkeiten erkennen soll. Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt mit dem Titel „triakOR“ – Bewertung von Trübung, Intensität, Absorption und Korrektur mittels optischer Messwerterfassung und Regelungstechnik – wird von der Bremer Innovations-Agentur (BIA) gefördert.

Für das neue optische Analysegerät wird die so genannte Rayleigh-Streuung ausgenutzt. Die Streuung des kurzwelligen Lichts nimmt zu, wenn mehr kleine Partikel auftreten. Erhöht sich die Anzahl der Partikel, die kleiner sind als die Lichtwellenlänge, verändern sich nach Rayleigh die Blau- und Rotanteile im Spektrum des Streulichtes. Bei dem Analysegerät wird ein breitbandiges Lichtsignal ausgesandt und das Streulicht spektral untersucht. Das Ergebnis lässt Rückschlüsse auf den Verschmutzungsgrad beispielsweise des Bilge- oder Lenzwassers zu. Im Vergleich zu heutzutage eingesetzten Diagnosesystemen lässt sich mit der angestrebten Spektralanalyse von mit Lichtstrahlen durchfluteten Flüssigkeiten nicht nur eine genauere Aussage über die Arten von Verschmutzung (Öle, Rostpartikel, Quarze etc.) herausfinden, sondern auch über Konzentration und Verteilung (Emulsionsgrad).

Von großen Interesse ist auch die Unterscheidung zwischen Schmutzpartikeln. Oftmals werden derzeit harmlose Anteile wie Quarzsand oder Rost nicht ausreichend sicher, sondern als Ölverschmutzung erkannt und ein Fehlalarm ausgelöst. Auch hier löst das neue Analysesystem das Problem. Es speichert nämlich die Absorptionswerte von zahlreichen Substanzen. Öl zeigt zum Beispiel typische Absorptionen für kurzwelliges (UV) Licht und kann damit sicher identifiziert werden. Intelligente Auswertealgorithmen des mobilen Analysesystems werten verschiedene Verschmutzungen hinsichtlich Stoffart, Intensität, Absorption und Trübung vor Ort aus – umweltgefährdende Substanzen können also von harmlosen zweifelsfrei unterscheiden werden.

Die bisher erzielten positiven Ergebnisse der Forschungsarbeiten berechtigen zu der Annahme, dass die praxistaugliche Umsetzung des Verfahrens erfolgreich sein wird. Ebenso wird der wirtschaftliche Erfolg positiv beurteilt, da verstärkt durch verschärfte gesetzliche Rahmenbedingungen für den Bau von Feinfilteranlagen zur Reinigung des außenbords abgeleiteten Bilgewassers (z. B. Resolutionen der International Maritime Organisation – IMO) Anwender und Überwachungsorganisationen Systeme mit hoher Messqualität in Schiffen fordern.

Weitere Informationen:

Universität Bremen
Fachbereich Physik/Elektrotechnik
Institut für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente (IALB)
Dr.-Ing. Holger Raffel
Tel. 0421 218 7030
Email: raffel@ialb.uni-bremen.de