Stofftransport bei der CIP-Reinigung von Lebensmittelablagerungen

Gottschalk, Nathalie

• Verlag: Cuvillier Verlag
• Jahr: 2022
• eBook-ISBN:
  9783736966598
• ISBN drucken:
  9783736976597
• Auflage: 1

Die Reinigung von Anlagen in der Lebensmittelindustrie wird meist durch ein Cleaning-in-Place realisiert. Dabei sind drei Stofftransportmechanismen relevant: die Diffusion des Reinigungsmittels in die Verschmutzung, das Ablösen der Verschmutzungspartikel und der Transport dieser in die Kernströmung. Im Rahmen dieser Arbeit wurden diese Stofftransportprozesse experimentell und theoretisch für partikulär abreinigende Modellverschmutzungen untersucht und es wird diskutiert, unter welchen Bedingungen welcher Transportprozess geschwindigkeitslimitierend für die gesamte Reinigung sein kann. Insbesondere wurde dabei der Frage nachgegangen, in welchem Umfang der Transport der Verschmutzungspartikel in Richtung Kernströmung eher diffusiv oder konvektiv erfolgt. Dazu wurde neben Reinigungsuntersuchungen mit online Partikelgrößenmessung auch die Diffusion von Verschmutzungspartikeln sowie des Reinigungsmittels in die Verschmutzungsschicht experimentell untersucht. Durch die Entwicklung eines Transportmodells aus dem Kräftegleichgewicht an einem Einzelpartikel in Wandnähe konnte gezeigt werden, dass Partikel der beiden verwendeten Modellsysteme Eigelb und Stärke meist konvektiv transportiert werden.

Inhaltsverzeichnis

• Vorwort
• Inhaltsverzeichnis
• Kurzfassung
• Abstract
• Symbol- und Abkürzungsverzeichnis
• 1 Einleitung
• 2 Stand des Wissens
• 2.1 Cleaning-in-Place
• 2.2 Strömende Fluide und Partikelbewegung
• 2.3 Diffusion
• 2.4 Partikelgrößenmessung mittels Laserbeugung
• 2.5 Modellverschmutzungen für Reinigungsuntersuchungen
• 3 Konzeptentwicklung
• 3.1 Wissenslücke
• 3.2 Modellvorstellung des Stofftransports bei der Abreinigung
• 3.3 Abgeleitete Untersuchungen
• 3.4 Wahl der Modellverschmutzungen
• 4 Experimentelle Untersuchungen
• 4.1 Reinigungsanlage
• 4.2 Modellverschmutzungen und Probenherstellung
• 4.3 Bestimmung der Partikeleigenschaften
• 4.4 Schichtdickenmessung mittels Fluid Dynamic Gauging
• 4.5 Bestimmung der Verschmutzungskonzentration im Reinigungsmittel
• 4.6 Messung der Partikeldiffusion
• 4.7 Statistische Versuchsauswertung und Modellbildung
• 5 Experimentelle Ergebnisse
• 5.1 Ausgangschichtdicke der Verschmutzungsschicht
• 5.2 Eigenschaften der Verschmutzungspartikel
• 5.3 Größe der abgetragenen Verschmutzungspartikel
• 5.4 Quellverhalten der Verschmutzungsschicht
• 5.5 Diffusionskoeffizienten der Verschmutzungspartikel
• 5.6 Kinetik der Reinigung
• 6 Simulation des Partikeltransportsdurch die viskose Unterschicht
• 6.1 Grundlagen zur Berechnung des Partikeltransports
• 6.2 Einflüsse auf den Partikeltransport bei der Reinigung
• 6.3 Diffusiver und konvektiver Partikeltransport
• 6.4 Partikeltransport bei der Reinigung von Eigelb
• 7 Übertragung auf die Reinigung vonStärke
• 7.1 Benötigte Reinigungszeit für die Stärkeverschmutzung
• 7.2 Partikelgröße der abgereinigten Stärkepartikel
• 7.3 Partikeltransport bei der Reinigung von Stärke
• 7.4 Vergleich der Reinigung von Stärke und Eigelb
• 8 Zusammenfassung und Ausblick
• Literaturverzeichnis
• Anhang
• Lebenslauf
• Veröffentlichungen