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Reinigungsprozesse

Sensorbasierte Überwachung des Reinigungsbedarfs und -ergebnisses in der Lebensmittelproduktion

Die zuverlässige Anlagenreinigung ist eine Grundvoraussetzung für eine hygienisch sichere Lebensmittelproduktion. Abhilfe kann hier eine an den tatsächlichen Reinigungsbedarf und Reinigungsverlauf angepasste Reinigungsstrategie bieten.

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Reinigungsteil: Cleaning-in-Place-Anlage zum Einsatz in der Lebensmittelindustrie.
Reinigungsteil: Cleaning-in-Place-Anlage zum Einsatz in der Lebensmittelindustrie.
(Bild: Jürgen Löhrke GmbH)

Braunschweig – Die qualitätsgesicherte und effiziente Reinigung lebensmittelverarbeitender Anlagen stellt eine erhebliche Herausforderung für die Gestaltung und den Betrieb solcher Anlagen dar. Das Verbundprojekt Senso Rein, gefördert durch das Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) und koordiniert vom Institut für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik (ICTV) der TU Braunschweig, zielt darauf, die Grundlagen für eine sensorbasierte Überwachung des Reinigungsbedarfs und des Reinigungsergebnisses in geschlossenen Produktionsanlagen der Lebensmittelindustrie zu legen, um damit die Voraussetzung für eine am Reinigungsbedarf und Reinigungsverlauf orientierte Cleaning in Place (CIP)-Reinigung zu schaffen.

Die Anforderungen an die Anlagenreinigung steigen aufgrund der aktuellen Marktentwicklung, wie längeren Produktionszeiten, größerer Produktvielfalt und steigenden Anforderungen an die Haltbarkeit der Lebensmittel. Stand der Technik sind festgelegte Reinigungsprozeduren, die ein vorgegebenes Reinigungsprotokoll in einem festen Zeitraster abarbeiten. Zur Sicherstellung einer stets ausreichenden Reinigung enthalten diese Reinigungsprozeduren Sicherheitszuschläge, die sich im Vergleich zu einer an den Reinigungsverlauf angepassten Reinigung in einem erhöhten Bedarf an Reinigungsmedien, Wasser und Energie sowie verlängerten Reinigungszeiten niederschlagen. Dies reduziert die Verfügbarkeit der Anlagen, erhöht die Entsorgungskosten sowie den ökologischen Fußabdruck des Produktionsprozesses, ohne eine gesteigerte Produktsicherheit zu bieten.

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Diese basiert auf einer prozessintegrierten Verfolgung des Reinigungsfortschritts unter Einsatz modernster Sensortechnologien. Drei im Vorfeld als erfolgsversprechend identifizierte Sensortechnologien, Dickenscherschwinger, Fluoreszenzdetektion und spektroskopische Sensorik, werden anwendungsspezifisch weiterentwickelt. Die Anwendung erfordert eine Modifizierung der Sensoroberflächen durch spezielle Beschichtungen. Die Evaluierung der Sensoren erfolgt nach einheitlichen, in diesem Projekt zu entwickelnden Bewertungsgrundlagen an einer zentral an der TU Braunschweig bereit gestellten Technikumsanlage und in ausgewählten Versuchen in Pilot- oder Produktionsanlagen innerhalb des Industriekonsortiums. Die Technikumsanlage steht auch nach Projektende interessierten Partnern zur Bewertung von Reinigungssensoren und zur Auslegung von mit Sensoren automatisierten Reinigungssystemen zur Verfügung. Damit kann der Aufwand für Vorversuche, die mit der Einführung derartiger Systeme verbundenen sind, deutlich reduziert werden. Auch eine Abschätzung der erreichbaren Energie- und Ressourceneffizienz wird ermöglicht.

In dem Verbundprojekt sind verschiedene industrielle und akademische Partner beteiligt. Dies sind neben dem ICTV der TU Braunschweig die Fraunhofer Institute für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM), für Physikalische Messtechnik (IPM), für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) – Außenstelle für Verarbeitungsmaschinen und Verpackungstechnik Dresden, für Schicht- und Oberflächentechnik (IST) sowie ein Industriekonsortium unter Leitung des Fachverbands Nahrungsmittelmaschinen und Verpackungsmaschinen des Verbandes Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA). Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren und ein Projektvolumen von ca. 1,85 Million Euro.

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