Inline-Verschmutzungssensor für geschlossene Systeme

FORSCHUNGSPROJEKT

CoControl-QCM

Herausforderung

  • Unzugänglichkeit geschlosserner Systeme, wie Rohrleitungen
  • keine direkte Messmöglichkeit des Verschmutzungszustandes während der Fouling- und Reinigungsprozesse
  • steigende Anforderungen an Hygiene und Prozesssicherheit

Forschungsergebnis

  • Entwicklung einer Sensorlösung zur Detektion viskoser Verschmutzungen in Rohrleitungessystemen
  • Entwicklung eines Algorithmus zur automatisierten Bewertung des Reinigungserfolges

Nutzen

  • direkte Messmethode mit hoher Messgenauigkeit
  • kostengünstige Inline-Lösung
  • bedarfsgerechte Reinigung mit anforderungsgerechten Reinigungszeiten
Abbildung des Inline-Verschmutzungssensors für geschlossene Systeme
© Fraunhofer IVV
Sensorprinzip - co-control qcm
Logo Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft

Unmittelbares Zustandsmonitoring im System

 

Aufgrund ihrer Unzugänglichkeit werden geschlossene Produktionslinien in hygienekritischen Bereichen wie der Lebensmittel-, Kosmetik- oder Pharmaindustrie noch immer durch überdimensionierte, am Worst-Case ausgelegte Cleaning-in-Place (CIP)-Verfahren gereinigt. Um Unternehmen bei der Wende hin zu bedarfsgerechten, ressourcenschonenden Reinigungsprozessen zu unterstützen, wurde im Verbundprojekt »SensoRein« eine Sensorlösung zur Detektion viskoser Verschmutzungen in geschlossenen Systemen entwickelt.

Damit ist es erstmalig möglich, den Verschmutzungszustand während der Fouling- und Reinigungsprozesse direkt und ohne Alternativoperationen zu messen und daraus verlässliche Rückschlüsse auf den tatsächlichen Reinigungsbedarf und Reinigungserfolg zu ziehen.

 

Schwingquarz-Technologie für die Inline-Reinigungsüberwachung

 

Der quarzbasierte Dickenscherschwinger CoControl-QCM nutzt den umgekehrten piezoelektrischen Effekt. Dabei bezieht er die Informationen zur Schmutzschicht auf der Oberfläche aus den spezifischen Änderungen der Charakteristik seines Schwingverhaltens. Mithilfe eines speziellen Auswertungsalgorithmus kann anhand dieser Änderungen der Eigenfrequenz das Erreichen des Reinigungsziels signalisiert werden.

 

Bedarfsgerechte Prozessführung und Reinigungszeiten

 

Da der Sensor vergleichbare Eigenschaften wie die zu reinigenden Oberflächen in den Rohrleitungen besitzt, ermöglicht eine intelligente Positionierung der Sensoren in den zu reinigenden Rohrleitungen eine bedarfsgerechte Prozessführung mit stets anforderungsgerechtem Ressourceneinsatz und Reinigungszeiten. Die kostengünstige Sensorlösung lässt sich aufwandsarm in bestehende Systeme nachrüsten.

 

Projektinformationen CoControl-QCM

 

Kooperationspartner:

Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V. (VDMA), Institut für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik der TU Braunschweig, Fraunhofer IPM, Fraunhofer IST und das Fraunhofer IFAM
Projektträger/Zuwendungsgeber:   Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages