PRODUKTE

PeroxEvaporator (Prototyp)

Verdampfungssystem für ein Wasserstoffperoxid-Luft-Gemisch

 

 

Für Sterilisations- und Raumdekontaminationsprozesse in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie wird vornehmlich Wasserstoffperoxid eingesetzt, das wegen seiner stark oxidativen Wirkung und der Bildung von Radikalen eine sehr hohe Abtötungsrate für das ganze Spektrum an Mikroorganismen aufweist.

 

Dazu wird eine wässrige Lösung mit Wasserstoffperoxid verwendet, die einem sterilen Trägerluftstrom als feinzerstäubte Mikrotropfen zugeführt wird. Das resultierende Aerosol wird in einen auf > 200°C beheizten Verdampfer eingeleitet, dort in die Gasphase überführt und an den Wirkort gebracht.

 

Da Wasserstoffperoxid dazu neigt, insbesondere in hochkonzentrierten Lösungen unter Licht- und Wärmeeinwirkung bei Kontakt mit Metalloberflächen in Wasser und Sauerstoff zu zerfallen, besteht die Herausforderung eine nahezu gleichbleibende Konzentration des Gemischs bis zum Eintreffen am Wirkort aufrechtzuerhalten.

 

Um den katalytischen Zerfall einzudämmen, werden handelsüblichen Wasserstoffperoxid-Lösungen Stabilisatoren zugesetzt, welche zu starken Verunreinigungen der bisher eingesetzten Verdampfer führen. Dies macht zeit- und kostenaufwändige Wartungs- und Reinigungsprozesse erforderlich.

 

Weiterhin erfordert der Prozess eine gleichbleibende Dampfqualität ohne Tröpfchen- oder Kondensatbildung, da anderenfalls das zu behandelnde Produkt unzulässig mit Wasserstoffperoxid kontaminiert werden kann.

Diese Herausforderungen haben uns zu der Entwicklung unseres neuartigen Verdampfungssystems PeroxEvaporator inspiriert.

 

 

 

Gestaltung und Funktion des PeroxEvaporators

 

Mithilfe unserer Multiphysikalischen Simulationen ist aus einem iterativen Entwicklungsprozess die heutige Gestaltung des Verdampfers hervorgegangen.

 

Er besteht aus einem Innenteil mit einem Strömungskanal und einem zylindrischen Außenmantel. Beide Bauteile bilden im heißen Betriebszustand einen abgedichteten Pressverband, während sie sich im erkalteten Zustand leicht zu Reinigungszwecken trennen lassen.

 

Am oberen Ende tritt das Aerosol ein und wird in den Strömungskanal eingeleitet. Die Kanalgestaltung ermöglicht eine Verdampfung über einen langen Kanalabschnitt. Das Aerosol kann so langsam erwärmt werden, was eine geringere Ablagerung von Stabilisatoren an den Kanaloberflächen zur Folge hat.

 

Eine auf- und absteigende Kanalführung führt zu einer guten Durchmischung des Aerosols und verhindert Tröpfchenbildung.

Die konstruktive Gestaltung der Austrittseite entlässt den H2O2-haltigen Dampf in einem Wirbelstrom, wodurch eine gute Verteilung und Durchmischung sowie optimale Strömungsverhältnisse des Mediums erreicht werden.

 

Eine insgesamt kleine Bauform des Verdampfers ermöglicht eine Erzeugung des H2O2-Dampfs nahe am Wirkort und weist gleichzeitig eine hohe Energieeffizienz auf.

 

Das Bauprinzip ermöglicht eine Skalierung des Systems, wodurch Leistungsvarianten für nahezu alle Aufgaben abgeleitet werden können.

 

 

Vorteile im Überblick

  • Vermeidung eines ungleichmäßigen Phasenwechsels (Flashverdampfung)
  • gezielter Wärmeeintrag mit hoher Energieeffizienz
  • Vermeidung von spontanem Zerfall von Wasserstoffperoxid
  • Vermeidung von starken Ablagerungen von Stabilisatoren
  • lange Wartungs- und Reinigungszyklen
  • keine Medientrennung des H2O2/Luft-Gemischs
  • keine Kondensat- bzw. Tropfenbildung
  • schnelles, dynamisches Ansprechverhalten
  • geringe Baugröße
  • skalierbarer Bauform

 

 

Der PeroxEvaporator ist unter der Veröffentlichungsnummer DE 10 2017 215 200 patentiert.

 

 

 

 

 

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