SmartDry – Qualitätssicherung der Trocknung von Lebensmitteln mit überhitztem Dampf durch Fuzzy-Regelung

Die Trocknung von Lebensmitteln oder Futtermitteln mit überhitztem Wasserdampf bei Atmosphärendruck ermöglicht im Vergleich zu herkömmlichen Trocknungstechnologien signifikante Energieeinsparungen. Für die Weiterentwicklung der Technologie zur Marktreife wird im Projekt »SmartDry« ein Messsystem zur Erfassung des aktuellen Produktzustandes und eine darauf aufbauende Steuerung entwickelt. Hierdurch wird auch bei schwankenden Stoffeigenschaften des Trockengutes ein homogener Trocknungsprozess und damit eine gleichbleibende Produktqualität gewährleistet.

© Fraunhofer IGB
Konstruktiv optimierter Labortrockner im Technikum des IGB.

Trocknung mit überhitztem Wasserdampf bei Atmosphärendruck

Die Trocknung von Lebensmitteln oder Futtermitteln mit überhitztem Wasserdampf bei Atmosphärendruck, die am IGB in Kooperation mit der Firma Heckmann in Form verschiedener Pilotanlagen etabliert wurde, ermöglicht im Vergleich zu herkömmlichen Trocknungstechnologien (etwa mit Heißluft) signifikante Energieeinsparungen von bis zu 50 Prozent und bis zu 80 Prozent kürzere Trocknungszeiten.

Messsystem erfasst Produktzustand für automatische Steuerung des Trocknungsprozesses

Für die Weiterentwicklung der Technologie zur Marktreife wird im Projekt »SmartDry« ein Messsystem zur Erfassung des aktuellen Produktzustandes und eine darauf aufbauende Steuerung entwickelt. Hierdurch wird auch bei schwankenden Stoffeigenschaften (z. B. Feuchtegehalt oder Struktur) des Trockengutes automatisch ein homogener Trocknungsprozess und somit eine gleichbleibende Produktqualität gewährleistet. Damit einher geht die konstruktive Optimierung und Demonstration des Trockners anhand verschiedener Produktgruppen (Apfelringe, Pilze).

Optimierung der Energieeffizienz

Ein zweiter Aspekt ist die Optimierung der Energieeffizienz, die im Wesentlichen durch die Kondensation des überschüssigen Wasserdampfes und die Abgrenzung der Wasserdampfatmosphäre gegen die Luftatmosphäre bestimmt wird. Die kontinuierliche Detektion und die Fuzzy-Steuerung der sich bildenden Phasengrenzschicht zwischen überhitztem Wasserdampf und Umgebungsluft ist auch notwendig, um die Kondensation energieoptimiert führen und bei Störungen oder Fehlabläufen gezielt eingreifen zu können. Neben der Energierückgewinnung spielt zudem die Rückgewinnung volatiler werthaltiger Bestandteile bei der Kondensation eine bedeutende Rolle.

Projektinformationen

Projekttitel

SmartDry – Qualitätssicherung und Energieeffizienzsteigerung der Trocknung von Lebensmitteln mit überhitztem Dampf durch Fuzzy-Regelung

 

Projektlaufzeit

Oktober 2016 – September 2019

 

Projektpartner

  • Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, Stuttgart (Koordinator)
  • Technische Universität München, Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie, Freising
  • Heckmann Maschinenbau und Verfahrenstechnik GmbH, Dörverden-Hülsen
  • Interessensgemeinschaft Bio-zertifiziertes Streuobst Lallinger Winkel GbR, Lalling

Förderung

Wir danken dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) für die Förderung des Projekts »SmartDry«, Förderkennzeichen 03ET1450A.

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.