Reinigungssimulation zur virtuellen Auslegung von Spritzreinigungssystemen

FORSCHUNGSPROJEKT

Forschungsprojekt HSV

Hocheffiziente Simulation des Verschmutzungsabtrags mit Spritzreinigungssystemen zur Reduzierung des Reinigungsmitteleinsatzes

Herausforderung

  • keine Möglichkeit einer effizienten und kostengünstigen Vorhersage der Filmausbreitung und des Reinigungsverlaufs für industrielle Verschmutzungen in komplexen Anlagen
  • keine Übertragbarkeit bisheriger Reinigungsmodelle auf andere Anlagen oder Verschmutzungen
  • hoher Aufwand für experimentelle Charakterisierung von unbekannten Verschmutzungen

Forschungsergebnis

  • Entwicklung einer angepassten Versuchsmethodik für neue Verschmutzungen bei der Nutzung in ADVISIM3D
  • Entwicklung eines effizienten Simulationsmodells zur Berechnung der Filmströmung auf bewegten Bauteilen
  • verschmutzungsspezifische Vermessung der Korrelation der Reinigungswirkung zur Beanspruchung durch die Strömung

Nutzen

  • frühzeitige, simulationsgestützte Validierung der reinigungsgerechten Gestaltung von Maschinen und Anlagen
  • verschmutzungsspezifische, schnelle und kostengünstige Optimierung von industriellen Reinigungsprozessen unter Berücksichtigung bewegter Bauteile
  • Reduktion von Kosten und Entwicklungsrisiken
  • Senkung des Wasser-, Energie- und Reinigungsmittelverbrauchs im späteren Prozess

 

Die Zukunft der Reinigungstechnologie

Mitarbeiter visualisiert Reinigungsprozesse mittels Simulationssoftware
Simulationssoftware zur Vorhersage der Reinigungswirkung

Simulationsgestützte Validierung und Prozessoptimierung

 

In der Konsumgüterindustrie ist die Reinigung von Maschinen und Anlagen entscheidend für Qualitätssicherung und Verbraucherschutz. Automatisierte Spritzreinigungssysteme sind effektiv, aber häufig überdimensioniert, was zu einem enormen Verbrauch von Wasser, Energie und chemikalienbelasteten Abwässern führt.

Durch Prozessoptimierung können bis zu 50 % der Zeit und Kosten bei der Reinigung eingespart werden. Die Simulation von Reinigungsvorgängen ist eine vielversprechende Methode, um Prozessparameter kostengünstig zu optimieren und die Umweltbilanz zu verbessern. Allerdings gibt es derzeit keine industrietaugliche simulative Vorhersage der Reinigungswirkung von Spritzreinigungssystemen für konkrete industrielle Verschmutzungen.

 

Simulationssoftware zur Vorhersage der Reinigungswirkung in realer Prozesszeit   

 

Ziel des Verbundprojekts ist es, eine realistische Vorhersage der Reinigungswirkung von Spritzreinigungssystemen für große Anlagen mit bewegten Einbauten zu ermöglichen, um ressourcen- und umweltschonende industrielle Reinigungssysteme zu fördern. Die Entwicklung hocheffizienter Modelle für die Spritzreinigung und den ablaufenden Flüssigkeitsfilm sowie deren Integration in die Simulationssoftware ADVISIM3D sollen die Vorhersage der Reinigungswirkung in etwa realer Prozesszeit ermöglichen. Durch experimentelle Reinigungstests werden die Modelle kalibriert und hinsichtlich ihrer Eignung für den industriellen Einsatz charakterisiert. Das Fraunhofer IVV entwickelt dafür Messverfahren, die schnell und einfach durchführbar sind, um zukünftig auch neue Verschmutzungen mit geringem Aufwand berücksichtigen zu können.

 

Effizienz, Nachhaltigkeit und Kostenvorteile

 

Die hocheffiziente Simulation des Verschmutzungsabtrags mit Spritzreinigungssystemen ist ein zukunftsweisender Ansatz für die Reinigungsindustrie. Industrieanlagenhersteller können damit kosteneffiziente, reinigungsgerechte Anlagen mithilfe simulationsgestützter Validierung gestalten. Reinigungsmittelhersteller entwickeln maßgeschneiderte Lösungen, während Betriebe ihre Reinigungsprozesse optimieren und Kosten senken. Die Verwendung der Software spart Zeit bei der Auslegung, minimiert negative Umweltauswirkungen der Reinigung und reduziert Entwicklungsrisiken und -kosten durch präzise Vorhersagen. Unsere Innovation ermöglicht die Zukunft der Reinigungstechnologie.

 

 

Projektinformationen HSV

 

 

Projektlaufzeit: 07/2023 bis 12/2025
Förderung: Sächsische Aufbaubank - Förderbank (SAB)
Projektpartner: ADVITEC Informatik GmbH

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