Vortragsreihe "FEI-Highlights 2022": Web-Vortrag von Christian Kürzl am 17. Mai 2022

Im Mai haben wir unsere Vortragsreihe "FEI-Highlights 2022" mit einem weitere Highlight-Projekt der FEI-Gemeinschaftsforschung fortgesetzt:

Web-Vortrag am 17. Mai 2022
Doktorand an der TUM: Christian Kürzl
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Mit IGF ressourceneffizient filtrieren und reinigen: Einsatz pulsierender und alternierender Strömung am Beispiel der Magermilch-Mikrofiltration (AiF 57 EWN)



Christian Kürzl
Technische Universität München
TUM School of Life Sciences
Lehrstuhl für Lebensmittel- und Bio-Prozesstechnik

Vorerst können wir keine Dokumentation des Vortrags zur Verfügung stellen. Bei weitergehenden Fragen an Christian Kürzl können Sie sich per Mail (christian.kuerzl@tum.de) oder telefonisch unter +49 8161 71-3481 direkt an ihn wenden.

Zum Hintergrund
Bei der Verarbeitung von Milchprodukten setzen sich proteinhaltige Ablagerungen schnell an Membranen fest und reduzieren so erheblich die Filtrationsleistung. Dieses Phänomen der Deckschichtbildung wird in der Lebensmittelindustrie auch als Fouling bezeichnet. Die dadurch häufig notwendigen und aufwändigen Reinigungsvorgänge unter hohem Einsatz von Chemikalien sind zeit- und energieintensiv.

Üblicherweise wird die Cleaning-in-Place (CIP)-Reinigung von Membranen, ebenso wie das Filtrieren selbst, im Crossflow-Modus durchgeführt. Um beim Filtrieren das Fouling zu verringern und damit den gesamten Prozess effizienter zu machen, wurde bereits in dem vorangegangenen IGF-Projekt AiF 31 EWN eine Filtrationsanlage konzipiert, die in der Lage ist, eine Suspension nicht nur – wie üblich – kontinuierlich entlang einer Membran zu pumpen, sondern die Strömung variieren kann: durch Pulsation sowie durch eine alternierende Strömung mit Strömungsumkehr. Es wurde untersucht, ob durch pulsierende sowie durch alternierende Querströmung der zu filtrierenden Suspension die Deckschichtbildung vermindert werden kann und wie hoch die Effekte der verschiedenen Strömungsmodi sind. Dabei konnten positive Effekte auf die Filtrationsleistung beobachtet werden.

Im Rahmen des kurz vor dem erfolgreichen Abschluss stehenden Vorhabens AiF 57 EWN wurden die alternativen Strömungsformen auf ihr Potential zur Verbesserung der Reinigungseffizienz im Anschluss an die Magermilch-Mikrofiltration hin untersucht; ebenfalls konnten diverse weitere Einflussfaktoren identifiziert werden. Zusätzlich wurde eine Möglichkeit zur Umsetzung pulsierender Strömung in Industriemodulen entwickelt und die Ergebnisse auf diese übertragen.

Ziel des Vorhabens ist es, die unterschiedlichen, in der Membrantrenntechnik neuen Strömungskonzepte zur Erhöhung der Reinigungseffizienz scale-up-fähig zu entwickeln und zu bewerten und damit den Bedarf an Ressourcen wie Zeit, Energie und Chemikalien während der Reinigung zu reduzieren.

Von diesen neuen Ansätzen in der Crossflow-Filtration und -Reinigung profitieren Membranhersteller und Firmen des Anlagenbaus sowie darüber hinaus alle Unternehmen aus der Lebensmittel- und der Pharmaindustrie, die dieses Membrantrennverfahren einsetzen, durch eine höhere Wertschöpfung. Da insbesondere auch die Einsparung von Energie im Fokus steht, kann damit auch ein nennenswerter Beitrag zur Energiewende geleistet werden.

Die Essenz der Ergebnisse aus dem kurz vor dem Abschluss stehenden Vorhaben sowie den weiteren Forschungsbedarf hat Christian Kürzl, der derzeit bei Prof. Dr. Ulrich Kulozik promoviert, im Rahmen seines Vortrags vorgestellt.

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