CIP Membranreinigung
Chemie, Wasser, Energie und Zeit
Bei der CIP-Reinigung (geschlossene Reinigung) werden die produktberührenden Oberflächen einer Anlage automatisch gereinigt. Spül-, Reinigungs- und Desinfektionslösungen werden durch die zu reinigenden Anlagenteile gefördert. Mit Hilfe von Sensoren und Steuerungen wird die Abfolge kontrolliert, die Reinigungsmittel, Wasser und der Reinigungserfolg werden bilanziert / ausgewiesen.
Gezielte Reinigung (CIP) und nachaltige Pflege von Membrananlagen.
Ein System aus Sensoren, Aktoren und Software erkennt Verschmutzungen und optimiert die Reinigungsphasen durch gezielte Zugabe von Additiven und Reinigungsmitteln. Die Sensoren und Aktoren lassen sich in alle Anlagen integrieren, unabhängig vom Modultyp.
Intelligent
Sensoren und Software analysieren die Art und das Ausmass der Verschmutzung und passen die Reinigungsstrategie automatisch an.
Sensoren und Software kontrollieren den Reinigungserfolg auf der Retentat- und Permeatseite.
Echtzeit
Sensoren und intelligente Algorithmen arbeiten zusammen, um die Reinigungsparameter unmittelbar an wechselnde Bedingungen anzupassen.
Die Software informiert über den Reinigungserfolg.
Vielseitig
Das System ist flexibel einsetzbar und geeignet für unterschiedlichste Reinigungsaufgaben und Umgebungen.
Präzise
Die gezielte Zugabe von Reinigungsadditiven steigert die Wirkung und reduziert gleichzeitig den Ressourcenverbrauch.
Spezifisch
Für unterschiedliche Verschmutzungsarten kommen jeweils angepasste Reinigungsadditive zum Einsatz.
Schonend
Durch adaptive Dosierung von Wasser und Reinigungsmitteln werden nur die tatsächlich nötigen Reinigungsmittel in der optimalen Konzentration, - Reihenfolge und Zeit verwendet.
Das System optimiert den Reinigungsmittelverbrauch, den Wasserverbrauch sowie die für die Reinigung notwendige Zeit.
Membranen verschmutzen
Membranen verschmutzen, indem sie filtrieren. Die Anhäufung zurückgehaltener Substanzen während der Filtration führt zu einer Verschlechterung der Leistung. Diese Veränderung wird als Verschmutzung oder Fouling bezeichnet.
Reinigungsanforderungen sind nicht statisch
Reinigungsanforderungen sind nicht statisch. Bei der Filtration von Lebensmitteln oder bei der Filtration von biologischen Stoffen, spielen analytisch schwer erfassbare Details eine grosse Rolle. Aus bestimmten Veränderungen, die während der Filtration auftreten, lassen sich wichtige Informationen herauslesen. Durch ein spezielles Monitoring während der Filtration kann eine jeweilige Reinigung entworfen worden, die den aktuellen Bedingungen gerecht wird.
Der Weg ist das Ziel
Die Art und Weise, wie eine Membran an Leistung verliert, bietet entscheidende Hinweise für die Anwendung einer wirklich guten Reinigung. Eine solche leitet sich nämlich nicht alleine aus dem Zustand der Verschmutzung nach Filtrationsende ab, sondern aus dem Prozess des Verschmutzens, also aus dem Geschehen das zur Verschmutzung führt. Der Rückgang der Leistung und die Veränderung der Rückhaltewirkung bei Membranprozessen sind direkte Folgen des Filtrationsprozesses. Diese Vorgänge zu verstehen ist die Voraussetzung dafür, sie entsprechend behandeln zu können.
CIP ist der Reset-Knopf der Verfahrenstechnik
So wie der "Reset-Knopf" beim Computer diesen komplett zurücksetzt, setzt die Reinigung (CIP) ein verfahrenstechnisches System wieder in den ursprünglichen Zustand.
Ablaufsteuerung
Die meisten in der Industrie eingesetzten Membrananlagen werden nach vorgefertigten Ablaufplänen gereinigt, die in der SPS-Software hinterlegt sind. Diese Vorgaben basieren auf vorab getroffenen Entscheidungen und beschränken sich auf einfache Steuerungsvorgänge, wie die Begrenzung des Spülwassers oder den pulsierenden Betrieb der Pumpen. Es fehlt jedoch ein Bezug zur tatsächlichen Filtration und den systemrelevanten Grössen.
Dynamische Regelung
"Bezug zur tatsächlichen Filtration" bedeutet, dass die Reinigungs- und Filtrationsparameter der Membrananlagen direkt auf die aktuellen Bedingungen und Anforderungen der Filtration abgestimmt sind. Das beinhaltet eine Anpassung an die realen Betriebsbedingungen und den Zustand des Filtersystems, wie zum Beispiel Verschmutzungsgrad.
Im Gegensatz zu starren Ablaufplänen, die immer gleich ablaufen, passt sich eine dynamische Regelung an die aktuellen Anforderungen der Reinigung und Filtration an.
Reinigungslösung wird filtriert
Die Membran bleibt auch während der Reinigung aktiv, das heisst, sie trennt das Reinigungsmittel genau so, wie sie zuvor das Produkt getrennt hat. Dadurch unterscheidet sich die Reinigungslösung auf der Produktseite von der filtrierten Reinigungslösung auf der Permeatseite. Bei Membrananlagen muss also unbedingt beachtet werden, dass die Retentat- und Permeatseite unterschiedlich verschmutzt sind. Daher müssen für eine optimierte Reingung immer beide Seiten der Membran (Produktseite und Permeatseite) berücksichtigt werden.
Technologien, gezielt genutzt
Um das Ziel zu erreichen, relevante Informationen aus dem Filtrationsprozess zu extrahieren, muss das Rad nicht neu erfunden werden. Mit Hilfe von Sensoren und einer separat zur SPS implementierten Software lassen sich spezifische Informationen zwischen Verfahrensablauf und Reinigung herauslesen und quantifizieren. Dieser innovative Ansatz zur Optimierung der Filtration und Reinigung basiert auf der Neu-Kombinierung von Bestehendem. Der Schlüssel zu den relevanten Informationen liegt im Code (Software).
Die adaptive additive Reinigungstechnologie nutzt aktuelle Entwicklungen aus dem industriellen Internet der Dinge (IIoT). Die damit erzielten Ergebnisse sind bemerkenswert und von grossem Wert für die Weiterentwicklung dieser angewandten Lösung. Das Schöne am Ingenieurberuf ist, dass man mit bereits existierenden Dingen etwas Neues erschaffen kann.