Patentes
Patentes
Montag • 11:30
29.3.2004
Mit Trockeneis gegen Schmutz
Von Susanne Nessler

Moderne Reinigungstechniken sind in der Industrie gefragt. Denn für komplexe Geräte oder große Flächen sind Lappen und Putzmittel ungeeignet. Rückstände sollen am besten gar nicht mehr auftauchen. Und so haben Forscher vom Fraunhofer Institut in Berlin über die beste Putzmethode nachgedacht. Das Verfahren ist bekannt, sie benutzen einen Hochdruckstrahl. Das Neue ist ihr Putzmittel - eiskalt und ein bisschen undurchsichtig, im ersten Moment zumindest:

Nebelschwaden ziehen über eine Wand aus Stahl. Lauter Lärm braust wie ein Sturm durch die Halle. Im Fraunhofer Institut für Produktionstechnik wird gerade sauber gemacht. Eine rot-schwarze Graffitischrift soll von der Wand. Mit Schallgeschwindigkeit wird dazu Trockeneis auf die Schrift geschossen. Nach kaum zwei Minuten haben sich die Buchstaben im Nebel aufgelöst. Der ist ebenfalls verschwunden und die Fläche ist wieder sauber.

Trockeneis hat bei Umgebungsbedingungen eine Temperatur von Minus 87,5 Grad Celsius, die Oberfläche die bestrahlt wird versprödet durch die lokale Ankühlung und die Verunreinigung löst sich schon von der Oberfläche ab.

Der Lack platzt einfach von der Oberfläche ab, sagt der Ingenieur Mark Krieg und löst sich in Luft auf. Der Grund: die vielen kleinen Trockeneiskörner ändern im Moment des Auftreffens ihren Zustand. Aus der festen Substanz Trockeneis wird innerhalb von Millisekunden plötzlich ein Gas. Denn jedes der kleinen kalten Trockeneiskörnchen dehnt sich um das 700fache aus und sprengt so die Farbe von der Wand.

Es heißt zwar Eis, ist aber kein Wassereis, sondern Trockeneis. Also sie werden auch kein Wasser sehen, wenn wir arbeiten, sondern es ist ein trockener Bearbeitungsprozess.

Trockeneis ist nichts anders Kohlendioxid - CO². Ein Bestandteil der Luft. Erwärmt es sich, wird es sofort zu Gas. Das sieht aus wie Nebel und wird deshalb gerne auf Theaterbühnen eingesetzt.
Am Institut bereiten die Mitarbeiter bereits die nächste Vorstellung vor, denn die Anlage wird zurzeit intensiv getestet.

Und zwar nimmt man einfach so ein Schaufel Trockeneis. - Eis wird geschaufelt, knirscht - je nachdem welche Fläche man reinigen will und welchen Vorschub man erreichen will kommt die in die Zufuhreinheit rein. So die sind drinne, dann können wir die Anlage einschalten. So jetzt Start.

Das Verfahren funktioniert gut, nur es ist noch zu laut. Der Geräuschpegelmesser zeigt die Lärmwerte eines Düsenflugzeugs. Schuld daran ist die Anfluggeschwindigkeit der Trockeneiskörner. Sie ist liegt knapp unter der Schallgeschwindigkeit und ist der Grund für den immensen Krach. Doch das hohe Tempo ist entscheidend für eine gute Reinigung. Fliegen die Trockeneisstückchen zu langsam, fallen sie auf den Boden und erzeugen einfach nur Nebelschwaden.

Und das ist zum Beispiel so ein Punkt, wo wir als Forschungsinstitut versuchen etwas daran zu ändern, es gibt auch Untersuchungen durch geeignete Düsenformen diesen Schall zu reduzieren, aber man wird ihn vermutlich nie ganz vermeiden können.

An einer leiseren Düse wird zurzeit gearbeitet. Sie soll, hoffen die Forscher, am Ende nicht nur eine erhebliche Lärmersparnis bringen, sondern auch ein eigenes Patent.
Bis das klappt, spüren die Ingenieure immer wieder neues Graffiti auf die Versuchswand, schaufeln Trockeneis und arbeiten am Computerprogramm, das den Strahl steuert. In Zukunft soll die neue Technologie aber nicht nur bunte Pinseleien von Wänden putzen, die bei irgendwelche Nacht und Nebelaktion entstanden sind. Das Trockeneis soll auf großen Produktionsanlagen vor allem schwierige Rückstände beseitigen. Bislang wird dafür Sand benutzt. Das funktioniert auch, hat aber einen entscheidend Nachteil sagt Mark Krieg.

Man muss sich das so vorstellen, ich reinige mit Sand. Habe danach eine große Menge Sand, wo eine kleine Menge Verunreinigung drin ist. Den muss ich entweder kostenintensiv trennen oder gemeinsam im schlimmsten Falle als Sondermüll entsorgen. Beim Trockeneisstrahlen ist das anders. Das Trockeneis wird gasförmig, kann als natürlicher Bestandteil in die Atmosphäre entlassen werden und muss somit nicht entsorgt werden. Mir bleibt nur die entfernte Verunreinigung und die ist volumenmäßig meist sehr klein.

Die Trockeneismethode ist somit nicht nur schneller, sondern auch umweltschonender. Bis sie großflächig zum Einsatz kommt, werden im Forschungsinstitut in Berlin allerdings noch einige laute Startversuche im Nebel stattfinden. Doch auch der stärkste Sturm ebbt irgendwann einmal ab.
-> Patentes
-> weitere Beiträge
->
-> Fraunhofer Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik