Hygiene Report 1/2024
HYGIENE Report ist das Forum für Qualitätssicherung in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie. In Zusammenarbeit mit hochkarätigen Autoren aus Wissenschaft und Wirtschaft berichtet das Periodikum anwenderorientiert und praxisnah zu allen relevanten Aspekten rund um das Thema Qualitätssicherung. Themen sind beispielsweise Hygiene Management, Messtechnik, Berufskleidung, Reinigung, HACCP, Personalhygiene und mikrobiologische Nachweise mit all ihren rechtlichen und gesetzlichen Problemen.
HYGIENE Report ist das Forum für Qualitätssicherung in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie. In Zusammenarbeit mit hochkarätigen Autoren aus Wissenschaft und Wirtschaft berichtet das Periodikum anwenderorientiert und praxisnah zu allen relevanten Aspekten rund um das Thema Qualitätssicherung. Themen sind beispielsweise Hygiene Management, Messtechnik, Berufskleidung, Reinigung, HACCP, Personalhygiene und mikrobiologische Nachweise mit all ihren rechtlichen und gesetzlichen Problemen.
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
wissenschaft<br />
1·24<br />
Tobias Hanisch; Vincent Eisenrauch; Sebastian Stelzer<br />
Lösungen zur Qualifizierung des metallischen<br />
3D-Drucks für hygienekritische Anwendungen<br />
Fraunhofer IVV und Fraunhofer IWU forschen an neuen Oberflächen mit besserer Reinigbarkeit<br />
Die Vorteile additiver Fertigungsverfahren von Metallen auch für den hygienekritischen Einsatz in der Lebensmittel- und<br />
Pharmaindustrie nutzbar zu machen, war das Ziel des Forschungsprojekts „HygAM“ des Fraunhofer-Institutes für Verfahrenstechnik<br />
und Verpackung IVV (Dresden) und des Fraunhofer-Institutes für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU<br />
(Dresden). Die gemeinsame Forschung erzielte große Fortschritte, sodass für gerade Rohrleitungen bereits vergleichbare<br />
Reinigungsergebnisse wie bei konventionell gefertigten Bauteilen erzielt werden konnten. Im Folgeprojekt wollen die Partner<br />
den nächsten Schritt hin zu konkurrenzfähigen 3D-gedruckten Bauteilen für hygienekritische Anwendungen gehen.<br />
Hürden der additiven<br />
Fertigung in hygienekritischen<br />
Branchen<br />
Das 3D-Druckverfahren Laser<br />
Powder Bed Fusion (LBPF)<br />
ermöglicht die individuelle Fertigung<br />
von Edelstahlkomponenten<br />
mit komplexen Geometrien,<br />
die konventionell gar nicht oder<br />
nur mit erheblichem Aufwand<br />
herstellbar wären. Damit eröffnen<br />
sich neue Einsatzmöglichkeiten<br />
auch in der Lebensmittel-<br />
oder Pharmaindustrie. Die<br />
fertigungsbedingte Rauheit der<br />
Bauteiloberflächen stellt jedoch<br />
bisher eine Herausforderung für<br />
den Einsatz in solchen hygienekritischen<br />
Einsatzbereichen dar.<br />
Es gibt zwei mögliche Strategien,<br />
um die negativen Auswirkungen<br />
der unzureichenden<br />
Oberflächengüte auf die Reinigbarkeit<br />
auszugleichen. Die erste<br />
besteht darin, die Rauheit mit<br />
geeigneten Nachbearbeitungsmethoden<br />
für interne Kanäle zu<br />
verringern. Die zweite Strategie<br />
umfasst die Veränderung der<br />
Makrostruktur der Oberfläche,<br />
um die konvektiven Transportprozesse<br />
der Reinigung in<br />
Oberflächennähe zu verbessern.<br />
Beide Strategien wurden durch<br />
Abb. 1: Mikrobielle Restverschmutzung nach den Reinigungsversuchen für verschiedene<br />
Maßnahmen zur Verbesserung 3D-gedruckter Edelstahlbauteile mittels LPBF. Zum Vergleich ein<br />
konventionell gefertigtes Referenzbauteil.<br />
Grafik: © Fraunhofer IVV<br />
das Forschungsteam im Projekt<br />
„HygAM“ der industriellen<br />
Gemeinschaftsforschung<br />
(IGF 20790 BR) verfolgt.<br />
Fortschritte auf dem Weg<br />
zum hygienegerechten,<br />
additiv gefertigten Bauteil<br />
Die Forschenden des Fraunhofer<br />
IVV erarbeiteten mithilfe<br />
von Reinigungssimulationen<br />
neuartige, makrostrukturierte<br />
Oberflächen für Innenoberflächen<br />
von Rohrleitungen. Für<br />
diesen Lösungsansatz haben<br />
sie sich vom Prinzip der Dellen<br />
des Golfballs inspirieren lassen:<br />
Durch die gezielte Generierung<br />
von Wirbeln in der Strömung<br />
können Stofftransportvorgänge<br />
verstärkt werden, um eine Verbesserung<br />
der Reinigbarkeit zu<br />
erreichen. Mit einer eigens entwickelten<br />
Simulationsmethodik<br />
wurden sieben Makrostrukturen<br />
hinsichtlich ihres Einflusses auf<br />
die Reinig barkeit analysiert.<br />
Die vielversprechendsten – die<br />
scharfkantige, kugelförmige<br />
Vertiefung und<br />
die tropfenförmige<br />
Wölbung –<br />
wurden simulationsbasiert<br />
optimiert, was<br />
zu erheblichen<br />
Verbesserungen<br />
der Reinigbarkeit<br />
führte.<br />
Am Fraunhofer<br />
IWU arbeitete<br />
das Forschungsteam<br />
an neuartigen<br />
Ansätzen<br />
für grundlegende<br />
Druckstrategien<br />
und an innovativen<br />
Nachbearbeitungsmöglichkeiten<br />
für innenliegende<br />
Oberflächen. Dabei wurden<br />
Nachbearbeitungsverfahren wie<br />
Strömungsschleifen, Hirtisieren<br />
und Elektropolieren zur Verbesserung<br />
der Oberflächenqualität<br />
eingehend untersucht. Die<br />
Er gebnisse flossen in konkrete<br />
Handlungs- und Konstruktionsempfehlungen<br />
für einen<br />
effizienten Metall-3D-Druck<br />
in hygienekritischen Einsatzbereichen<br />
ein. Obwohl das<br />
Strömungsschleifen die geringsten<br />
Rauheitswerte erzielte,<br />
20 www.hygiene-report-magazin.de
Change language