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Fehler erschnüffeln mit Gas

Zusammen mit einer steirischen Firma entwickelte Joanneum Research ein neues Prüfverfahren für den Lebensmittelbereich.

Lebensmittel und Getränke sind heute industriell gefertigte Produkte, strenge Verfahren und Vorschriften sorgen dafür, dass beste Qualität gesichert ist.

Ein gutes Beispiel sind Flüssigkeiten. Milch muss etwa pasteurisiert werden, bei der Bierherstellung müssen bestimmte Temperaturverhältnisse eingehalten werden. Um die Flüssigkeiten auf die richtige Form zu bringen, werden so genannte Plattenwärmetauscher verwendet. Das sind Blöcke mit Hunderten Metallplatten, durch die die jeweilige Flüssigkeit strömt. Auf der anderen Seite der Platten befindet sich die Heiz- oder Kühlflüssigkeit. Es liegt auf der Hand, dass diese dünnen Platten (0,5 Millimeter) keinesfalls Lecks oder Risse aufweisen dürfen. Allerdings altert auch Metall, wenn es beansprucht wird', und Bakterien oder Mikroben könnten durch haarfeine Risse übertreten. Eine regelmäßige Prüfung ist daher notwendig und vorgeschrieben.
 
"Das Prüfverfahren ist sehr aufwendig, denn die Wärmetauscher müssen zerlegt werden. Die Platten werden mit UV-Farbe eingepinselt und dann muss man die Platten absuchen, ob es Lecks gibt. Da steht dann der ganze Herstellungsprozess ein bis zwei Tage", sagt Martin Tscherner, Projektleiter am Institut für Oberflächentechnologien und Photonik bei Joanneum Research.

Kleinste Risse
Zusammen mit der Grazer Firma Resom GmbH und mit Unterstützung des Forschungsfonds wurde nun ein neues, effizientes Prüfverfahren entwickelt. In den (unzerlegten) Wärmetauscher wird sozusagen auf der einen Seite ein sogenanntes "Formiergas" mit einem zehnprozentigen, ungefährlichen Wasserstoffanteil eingeleitet.
 
Wasserstoff diffundiert aber sehr leicht durch kleinste Risse. Man kann daher auf der anderen Seite des Wärmetauschers messen, ob Gas irgendwo durchdringt. "Allerdings hat Wasserstoff auch seine messtechnischen Tücken", spricht Tscherner die Hürden bei der Entwicklung des Prüfgerätes an. So waren aufwendige Simulationsrechnungen notwendig und ein ausgefeiltes Ventilsysteme musste entwickelt werden.
 
Das neu entwickelte Prüfgerät arbeitet automatisch mit Hilfe einer ausgeklügelten Software und geeigneter Sensoren. Erst dann, wenn der Verdacht entsteht, dass es ein Leck gibt, muss der Wärmetauscher tatsächlich zerlegt werden. "Derzeit gibt es einen Prototyp, aber es gibt bereits großes Interesse bei den Firmen", erzählt Tscherner.
 
Der nächste Schritt ist nun, auch die Prüfung der zerlegten Platten zu verbessern und zu beschleunigen. Dabei wird die eine Seite der Platte dem Formiergas ausgesetzt, auf der anderen Seite wird mit einer Sonde die Oberfläche abgetastet. Erschnüffelt der Sensor Wasserstoffgas, ist das Mikroleck gefunden.

Quelle: kleinezeitung.at (5.3.14)