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Dienstag, 14 September 2021 11:00

Ultraschall verhindert Biofilme und Ablagerungen

von Redaktion
Geschätzte Lesezeit: 3 - 6 Minuten
System an einem Plattenwärmetauscher   System an einem Plattenwärmetauscher

Ablagerungen und Biokorrosion wirken sich negativ auf die Laufzeit und den Lebenszyklus von Maschinen aus und prägen damit stark die Gestaltung und Planung von Prozessen.

Geklebte Schallgeber  Geklebte Schallgeber Intelligent Deposit Protection heißt die Technologie, mit deren Hilfe die Bildung von organischen und anorganischen Ablagerungen auf allen flüssigkeitsführenden Oberflächen vermieden werden kann. Hierbei werden Schallgeber von außen auf die Apparatur, welche geschützt werden soll, geklebt. In der Regel wird ein sorgfältig ausgewählter 2 Komponenten-Epoxidharzkleber verwendet. Für Hochtemperaturanwendungen stehen spezielle, den besonderen Anforderungen entsprechende Hochtemperatur-Schallgeber und Kleber zur Verfügung. Die Ultraschallwellen durchdringen die Oberfläche und breiten sich in dem geführten Medium aus. Sie verhindern die Anhaftung von anorganischen und organischen Ablagerungen, unter anderem wird hierdurch auch Biofilm verhindert, was dazu führt, das Biokorrosion deutlich reduziert oder gar komplett verhindert wird. Einer der Grundfaktoren der Technologie ist die nicht gravitative Ultraschallerzeugung, dies führt zu der Möglichkeit der dauerhaften und präventiven Einsetzbarkeit. Dadurch wird lediglich eine Wirkung auf die Ablagerungen erzielt und die beschallte Apparatur selbst geschützt. Die Technologie ist wartungsfrei.

Bewährt in der Schifffahrt, optimiert für die Industrie

Zuerst wurde die innovative Ultraschalltechnologie im Bereich der industriellen Schifffahrt eingesetzt. Nachdem sich das System dort erfolgreich behaupten konnte, kam es eher zufällig zu einer industriellen Nutzung. Zu Probezwecken wurde das Verfahren an einem Plattenwärmetauscher und einem Kühlturm installiert. Die Resultate überzeugten und seit ca. 3 Jahren kommt das System in ver- schiedenen Branchen der Industrie zum Einsatz.

„Gerade zum Anfang mussten wir viel Überzeugungsarbeit leisten, um einen Fuß in die Tür zu bekommen“, gibt Jan Kelling, Co-Founder und Leiter Vertrieb zu. „Wir pflegen einen sehr engen Kontakt zu unseren Kunden, um mögliche Probleme schnellstmöglich zu lösen und einen reibungslosen Einsatz und ein bestmögliches Ergebnis garantieren zu können. Durch den direkten Austausch mit den Kunden können wir Optimierungen sowie Verbesserungen ableiten und bekommen sogar neue Anwendungsgebiete vorgeschlagen, welche wir noch nicht auf dem Zettel hatten“, freut sich der Mitgründer.

Ultraschall 2.0 trifft auf Industrie 4.0

SchallgeberSchallgeberIntelligent Deposit Protection ist das neu entwickelte und speziell auf die Anforderungen der Industrie optimierte Verfahren. Die bisher genutzte Technologie DBP® wurde installiert und hat dann ihr Frequenzband abgespielt, nachträgliche Anpassungen waren nicht möglich. Auch die Auswertung von Parametern beziehungsweise die Durchführung einer Fehleranalyse waren nur in einem begrenzten Rahmen durchführbar. Die Ausbreitung der Ultraschallwellen hängt unter anderem von der Dichte des Mediums ab, den Umgebungstemperaturen, der Schichtdicke des übertragenden Materials sowie dem Feststoffgehalt im Medium selbst. Letztendlich spielt auch die eigene Frequenz der zu behandelnden Anwendung eine bedeutende Rolle. Daraus ergibt sich für verschiedene Flüssigkeiten, Emulsionen und Produkte eine sehr differenzierte Leistungsanforderung. Die nun weiterentwickelte Technologie IDP misst autonom die genannten Variablen und ermittelt hieraus die erforderlichen Frequenzen und Leistungen. Weiterhin erkennt sie Abweichungen dieser ermittelten Werte und führt eigenständig und dauerhaft erforderliche Anpassungen durch, damit immer die optimale Kombination aus Leistung und Frequenz anliegt. Zusätzlich wurde die Leistung des IDP im Vergleich zum Vorgänger um das 3,5-Fache erhöht und Leistungsdauervariablen integriert. Dadurch wird ein noch breiteres Leistungsspektrum ermöglicht. Durch den neu integrierten USB-Anschluss lassen sich zukünftige System- und Software-Updates einfach per Plug & Play aufspielen. Damit lässt sich das System mit bereits geplanten Inhalten erweitern und bietet gleichzeitig die Chance, spezielle angepasste Frequenzbänder oder Ähnliches für die Bedürfnisse der Kunden zu erstellen und nachträglich zu ergänzen. Zusätzlich lassen sich externe Geräte anschließen. Auch das Problem der eingeschränkten Fehleranalyse und Ergebnisauswertung wurde angegangen und überarbeitet. Jetzt können fast alle Daten von der Steuerbox bis hin zum einzelnen Schallgeber ausgelesen und analysiert werden. Dazu zählen unter anderem die Laufzeiten, Leistungsanalysen und auch Fehlermeldungen einzelner Komponenten. Das Ziel der Anpassungen ist es, dass der Kunde sich zu jeder Zeit auf das System verlassen kann. Durch die erweiterte Fehleranalyse der geschaffenen Schnittstelle, das artifizielle Handeln des Systems sowie die Möglichkeit, Updates aufzuspielen, sind die Grundlagen für die Industrie 4.0 gesichert. IDP unterstützt den Kunden dabei, einen optimierten, ressourcenschonenden und umweltfreundlichen Prozesskreislauf sicherzustellen, gleichzeitig erhöht IDP die Produktions- und Betriebssicherheit der Anlagen sowie die zu erwartende Lebensdauer.

Anwendungsgebiete

KühlturmKühlturmFür eine Anwendung wird neben einer metallischen und flüssigkeitsführenden Oberfläche eine dauerhafte Stromversorgung benötigt. Um auch Kunststoffleitungen wirksam mit IDP beschallen zu können, bestehen spezielle Installationsmöglichkeiten. Generell wird zwischen prozessbezogenen Anwendungen wie z. B. Plattenwärmetauschern, Rohrleitungen, branchenspezifischen Anwendungen (Kühlemulsionskühlern, Pasteuren, Flaschenwasch- maschinen, Leimverteilern, Milcherhitzern), Tanks und den Anwendungen zur Kühlung wie Kühltürmen, Nassabscheidern, Verdunstungskühlanlagen und Plattenwärmetauschern unterschieden. Praxiserfahrungen zeigen, dass durch den Einsatz der Ultraschall Technologie die Zugabe von Bioziden bei Verdunstungskühlanlagen, Kühltürmen sowie Nassabscheidern auf ein Minimum reduziert werden kann und die entsprechenden Anlagen trotzdem sicher innerhalb der Grenzwerte gemäß Bundesimmissionsschutzverordnung (42. BImSchV) betrieben werden können. Dadurch wird ein wichtiger Beitrag zur Sicherstellung der Produktionssicherheit geleistet. In den Bereichen der Plattenwärmetauscher und Pasteure können Wartungs- und Reinigungsarbeiten in längeren Intervallen erfolgen, da erhebliche Standzeitverlängerungen ermöglicht werden. Durch das Herantragen von Problemstellungen durch Kunden konnte das Unternehmen frühere Kundenwünsche wie den Einsatz an Pasteuren und Flaschenwaschmaschinen zu heutigen Standardanwendungen weiterentwickeln und die gewonnenen Erkenntnisse in anderen Branchen mit einbinden. Ein gutes Beispiel ist die Anwendung in einem Stahlwerk in Mitteleuropa, wo die Technologie eingesetzt wird, um neben Biofilm auch den Bewuchs durch die in Europa eingeschleppte Zebramuschel in Teilen des Kühlsystems zu verhindern. Fouling hat eine zunehmend wirtschaftliche Bedeutung für Unternehmen verschiedenster Branchen. So verringert Biokorrosion nicht nur die Lebenszyklen von flüssigkeitsführenden Systemen und Anlagen und macht einen prämaturen Austausch von Tanks, Leitungen und Kühlern erforderlich. Gleichzeitig steigen auch die Betriebskosten durch die notwendigen Instandhaltungswartungen. Ein zusätzlicher, oft unterschätzter Kostentreiber ist die Abnahme der Effizienz/Minderleistung (Wärmeübergangskoeffizienten) der einzelnen Komponenten, durch die der Gesamtenergiebedarf der industriellen Anlage erhöht wird. Ein nicht zu vernachlässigender Faktor ist der notwendige Einsatz von Bioziden, welcher sich in den ökologischen Kosten widerspiegelt.

Das Thema Biofouling, Ablagerungen und Biokorrosion nimmt immer mehr an Bedeutung zu. Dies ist nicht nur allein den ökologischen Aspekten geschuldet, sondern beruht viel mehr auf einer immer detaillierten Betrachtung einzelner Prozesse, Zusammenhänge und daraus resultierender Ergebnisse. Kleine Dinge können Großes bewirken, auch im positiven Sinne. Im letzten Jahr wurde das Unternehmen für diese Technologie mit dem Deutschen Innovationspreis ausgezeichnet.

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