Mit Unterstützung der Förderungsmaßnahme „IKT 2020 – KMU-innovativ: IKT – Software Engineering“

Das Vorhaben in einem Satz

Das Forschungsvorhaben SIMKOR beschäftigt sich mit der Optimierung des Ressourceneinsatzes bei der Entwicklung komplexer Spritzreinigungssysteme mittels softwaregestützter Prozess-Simulation zur Vorhersage der optimalen Reinigungswirkung.

Probleme traditioneller Reinigungssysteme

Nostalgiker schwören auch heute noch darauf, ihr Geschirr von Hand zu waschen. Dabei verbraucht ein Haushaltsspüler durchschnittlich 50 Prozent weniger Wasser und 28 Prozent weniger Energie, von der Zeitersparnis und dem besseren Reinigungsergebnis ganz abgesehen. Und sollte etwas nicht sauber geworden sein, wird eben kurz von Hand nachgespült.

Beides geht bei der professionellen Behälterreinigung im industriellen Umfeld z. B. für die Lebensmittel, Pharma-, Kosmetikindustrie natürlich nicht. Hier muss sich ein Produzent unter Einhaltung von Normen auf perfekte, automatisierte Reinigungsergebnisse bei jeder einzelnen von tausenden Reinigungen verlassen können. Genau das macht das Design industrieller Reinigungssysteme so anspruchsvoll, denn die Art, Positionierung und Anzahl der Reinigungsdüsen sowie der für die bestmögliche Reinigung ideale Spritzdruck unterscheiden sich von Anlage zu Anlage.

Bislang erfolgt die Konstruktion solcher Systeme mit CAD-Programmen allein auf Erfahrungsbasis. Ob es sich nun um die Außenreinigung z. B. in der Flaschenwaschstraße einer Brauerei oder um Innenreinigung z. B. großer Nahrungsmittelbehälter handelt, immer konfiguriert der Planer die Reinigungsdüsen in seinem Designprogramm auf Basis empirischer Werte neu. Die finale Düseneinstellung muss dann in langwierigen iterativen Praxistests am Prototypen oder beim Kunden erfolgen. Das ist ein aufwendiger Prozess, der enorme Ressourcen verschlingt: in erster Linie Wasser, aber auch Energie, Reinigungsmittel, Zeit und Arbeitskraft.

Lösung durch Forschung

Das BMBF-Projekt SIMKOR der ADVITEC Informatik GmbH, des Innovations- und Simulationsservice Festenberg und des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung Dresden (IVV) dient der Erforschung, Evaluierung und Realisierung einer softwaregestützten Simulation statischer und dynamischer Spritzreinigungssysteme im Industrieumfeld. Ziel ist die wirklichkeitsnahe Vorhersage der zu erwartenden Reinigungswirkung schon in der Konstruktionsphase, um Zahl und Umfang der bislang notwendigen Praxistests, den daraus resultierenden Anpassungsbedarf vor Inbetriebnahme der Anlage und in letzter Konsequenz den Ressourcenverbrauch von Wasser, Energie, Reinigungsmittel, Zeit und Personal zu minimieren.

Das Forschungsprojekt umfasst das eigentliche Softwaresystem (Rahmen, Benutzeroberfläche, Schnittstellen zu den CAD-Programmen usw.) sowie einen Simulationskern für die Virtualisierung des eigentlichen Reinigungsvorgangs, und zwar unter Berücksichtigung des direkten Strahlaufpralls, des abfließenden Fluids als Reinigungskomponente und des Sprühschattens. Die Ergebnisse des Modells lassen sich kontinuierlich mit realen Messwerten abgleichen, um den Virtualisierungsprozess und die berücksichtigten Parameter zu verfeinern.

Einsetzbarkeit und Marktrelevanz

Die Nachfrage nach einer diesbezüglichen Lösung ist laut aktuellen Interessentengesprächen enorm, was sich auch in vielfältigen Unterstützungs- und Begleitungsangeboten durch potenzielle Anwender schon in der Forschungsphase zeigt. Ihr breitflächiger industrieller Einsatz könnte allein der deutschen Lebensmittelindustrie geschätzte jährliche Einsparungen von 10 Millionen Kubikmeter Frisch- und Abwasser ermöglichen sowie kostenschonenderen Umgang mit Energie, Reinigungsmitteln, Personal und Zeit. Zudem ließe sich die permanente Überdimensionierung von Neuanlagen vermeiden, und auch das Optimierungspotenzial bestehender Reinigungssysteme könnte virtuell überprüft und mit geringem Investitionsrisiko ausgeschöpft werden. Das daraus resultierende Plus an Planungssicherheit, Kalkulationstransparenz und Wirtschaftlichkeit stellt einen signifikanten Wettbewerbsvorteil dar.

 

Ihr Nutzen auf einen Blick

  • Kosteneinsparung durch schnelleres, besseres und ressourcenschonendes Anlagendesign
  • Mehr Kalkulationstransparenz und Planungssicherheit bei der Anlagenkonstruktion und Inbetriebnahme
  • Frühestmögliches Erkennen und Berücksichtigen schwer zu reinigender Bereiche
  • Virtueller Variantenvergleich – schnell und kostengünstig das beste Reinigungssystem ermitteln
  • Belastbare Aussagen über das zu erwartende Reinigungsergebnis in Echtzeit
  • Umweltfreundlichkeit durch Reduktion von Reinigungszeit und -mitteln
  • Bidirektionale Kompatibilität mit CAD-Software
  • Einsatz als Demonstrator-Werkzeug für die Vertriebsunterstützung


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Rechtlicher Hinweis: Diese Website stellt ein Forschungsvorhaben und keine marktwirtschaftliches Entwicklungsverfahren vor. Die Bezeichnung „SIMKOR“ ist somit kein Produktname, sondern ein Akronym für das Vorhaben.

Gesellschaftlichen Herausforderungen mit wirtschaftlich tragfähigen Lösungen begegnen.