Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
Industrielle Reinigung
Ihr Kompetenzträger im Bereich der hygienegerechten Produktion, Reinigung und Sterilisation
Die industrielle Reinigung sieht sich heute mehr denn je mit einem steigenden Anspruch an Effizienz und Präzision konfrontiert. Angesichts wachsender Qualitätsanforderungen und gleichzeitigem Kostendruck bieten wir Ihnen innovative Reinigungstechnologien und -verfahren, die herstellerunabhängig und unter Berücksichtigung technischer sowie wirtschaftlicher Kriterien sorgfältig ausgewählt werden. Unser Ziel ist es, Ihnen die Reinigung nicht nur zu erleichtern, sondern diese auch zu einem integralen Bestandteil Ihrer Prozesseffizienz und -sicherheit zu machen.
Aufgrund des zunehmenden Fachkräftemangels werden adaptive Systeme und autonome Roboter dazu beitragen, mit wenig Personal sichere Reinigungsprozesse durchzuführen. Wir finden für Ihre Unternehmensgröße gemeinsam die passende Lösung. Unsere spezialisierte Sensorik erkennt Verschmutzungen in Echtzeit und ermöglicht eine bedarfsgerechte Prozessführung.
Wir optimieren mittels Simulationen Ihre Reinigungsprozesse vorab, ohne dass aufwendig im Produktionsumfeld getestet werden muss. Assistenzsysteme unterstützen später das Verständnis des Personals bei der Durchführung. Dabei schulen wir Ihr Personal direkt im Prozess und nutzen maschinelles Lernen, um Störungen nachhaltig zu beheben bzw. komplett zu vermeiden.
Unsere Lösungen werden individuell und schrittweise dokumentiert an Ihre Anforderungen angepasst, um die Sicherheit und Effizienz zu maximieren. Unsere Reinigbarkeitstests und individuellen Hygienic Design Lösungen leisten einen entscheidenden Beitrag zur Einhaltung der Hygienestandards, wobei wir stets nach den neuesten EHEDG- und GFSI-Richtlinien arbeiten.
Darüber hinaus tragen wir mit mikrobiologischen Validierungen zur Effektivität Ihrer Desinfektions- und Sterilisationsverfahren bei und sichern so die Qualität und Sicherheit entlang Ihrer Wertschöpfungskette. Mit intelligenten Tankreinigungslösungen, die sich an Prozessbedingungen automatisch anpassen, vermeiden wir Überdimensionierung und steigern die Prozesseffizienz.
Neben der Reinigung im Produktionsumfeld sind wir der ausgewiesene Kompetenzträger im Bereich der Bauteilreinigung. Diese betrachten wir nicht nur als Reinigungsprozess, sondern einen wertschöpfenden Schritt, für den wir ganzheitliche Lösungen zur Auslegung, Überwachung und Digitalisierung entwickeln.
Mit unseren Ansätzen sichern Sie sich optimale Reinigungsprozesse in höchster Qualität, Effizienz und Nachhaltigkeit!
Nehmen Sie an unseren Veranstaltungen teil!
Auf Messen und in regelmäßigen Veranstaltungen präsentieren wir Trends und neueste Technologien für den Einsatz in der Produktion.
Innovative Reinigungsprozesse für industrielle Anwendungen
Sie möchten Reinigungsprozesse automatisieren und die neuesten, effizientesten Systeme einsetzen?
Profitieren Sie von unserer herstellerübergreifenden, langjährigen Expertise zu sowohl den geläufigen als auch innovativsten Reinigungs-, Sensor- und Automatisierungstechnologien. Wir versetzen Sie in die Lage, Ihre Reinigungsprozesse reproduzierbar sicher und gleichzeitig mit einer Effizienz nahe am Optimum zu führen.
Unsere Reinigungssysteme werden kontinuierlich weiterentwickelt, um auch zukünftig schwierigste Anforderungen zu erfüllen. Mit der Verbindung aus digitalen Reinigungszwillingen und Inline-Verschmutzungssensorik können jetzt schon Mensch und Maschine mit den zur sicheren Prozessführung erforderlichen Daten in nie dagewesenem Umfang unterstützen und werden von uns weiter erforscht.
Gemeinsam entwickeln wir mit Ihnen maßgeschneiderte Automatisierungslösungen!
Adaptive Reinigungssysteme und Robotik
Möchten Sie sich von Ihrem am Worst-Case-Szenario ausgerichteten und somit überdimensionierten Reinigungsprozess verabschieden? Sie möchten weniger Ressourcen verschwenden und Reinigungszeit reduzieren?
Mit unseren Arbeiten zu adaptiven Reinigungssystemen unterstützen wir den Paradigmenwechsel von erfahrungsbasierter zu modellbasierter Auslegung, Parametrierung und Regelung!
Mittels Multisensorik setzen wir Systeme um, die ortsaufgelöst den notwendigen Reinigungsaufwand anhand Art, Zustand und Menge der Verschmutzungen bzw. Produktreste erkennen. Flexible Reinigungssysteme mit hohen Freiheitsgraden (z. B. Roboter) nutzen diese Informationen und reinigen punktgenau.
Wie wäre es, wenn Ihre Maschinen- und Anlagen bzw. Ihre gesamte Produktionsumgebung von intelligenten Reinigungsrobotern reproduzierbar, nachweisbar sicher und trotzdem bedarfsgerecht flexibel gereinigt werden? Nutzen Sie mit unseren Mobile Cleaning Devices (MCD) jetzt schon unsere maßgeschneiderten Lösungen zur robotergestützten Innenreinigung Ihrer Anlagen, zur Reinigung von Produktionsräumen (z. B. Kühlkammern, Garräume) oder insgesamt der Produktionsumgebung. Ferner stehen für Sie jetzt schon verschiedenste leistungsfähige Systeme zur adaptiv bedarfsgerechten Tankreinigung bereit.
Sollten die jetzt schon verfügbaren Systeme Ihrem Anwendungsfall nicht genügen, erarbeiten wir mit Ihnen die passende Speziallösung.
Wir beschleunigen die Automatisierung Ihrer Reinigung!
Reinigbarkeitstests und Hygienic Design
Die Reinigbarkeit Ihrer Produkte kann visualisiert, quantifiziert und validiert werden!
Wir haben eine einzigartige Methode mittels fluoreszenzbasierter Inline-Verschmutzungsdetektion, welche die Reinigbarkeit visualisiert und auswertet. Neben einer Vorher-Nachher-Kontrolle ist ein zeit- und ortsaufgelöstes Monitoring des gesamten Reinigungsverlaufs möglich, was eine zeitlich und räumlich differenzierte Betrachtung der Reinigbarkeit erlaubt. Damit lässt sich die benötigte Reinigungszeit für jeden Bereich von Bauteilen oder ‑gruppen ermitteln. Ein individueller Versuchsaufbau hilft, Vorteile von Hygienic-Design-Komponenten messtechnisch und visuell zu vermitteln und kann in gleicher Weise den konstruktiven Entwicklungsprozess unterstützen.
Ebenso kommen wir mit unserer mobilen Verschmutzungssensorik direkt zu Ihren Produktionsanlagen und führen vor Ort eine Analyse der Reinigungsprozesse durch. Dabei bestimmen wir, beispielsweise während der CIP-Reinigung Ihrer Tanks, zeit- und ortsaufgelöst den Verschmutzungszustand und optimieren mit diesen Daten Ihre Reinigungsprozesse hinsichtlich Reinigungszeit und Ressourceneffizienz.
Mit unserem umfassenden Know-how und Equipment unterstützen wir Sie bei der reinigungsgerechten Auslegung Ihrer Maschinen und Prozesse.
Referenzen:
- ACO, Reinigbarkeit Abflussrinnen:
- Otto Ganter GmbH, Reinigbarkeit Maschinenfüße:
Der EHEDG-Reinigbarkeitstest für offene Systeme
Mit dem neuen Test können Anlagen- und Komponentenhersteller bereits frühzeitig im Entwicklungsprozess ihre Designs auf die Zertifizierungsstandards der EHEDG evaluieren.
Unser Experte Dr. Enrico Fuchs stellt den Test vor:
Reinigungssimulation
Kurze, effiziente Reinigungsprozesse bei uneingeschränkter Verbrauchersicherheit und Produktfunktionalität sind betriebswirtschaftlich und ökologisch ideal. Eine rein erfahrungsbasierte Auslegung ist nicht zielführend, da iterative, experimentelle Erprobungen langwierig und teuer sind.
Zur Optimierung industrieller Reinigungsprozesse verwenden wir daher vielfältige, auf den Anwendungsfall und die Zielgrößen abgestimmte Simulationsmethoden. Detailinformationen mittels numerischer Strömungssimulation (CFD) tragen genauso zur Kostenreduktion und Beschleunigung von Entwicklungsprozessen bei wie die Spritzschattenanalyse mittels halbempirischer Modelle oder die dimensionsreduzierte Simulation der Fluidverteilung.
Erfahrungsgemäß können alle Reinigungsprozesse – sowohl der offenen Spritzreinigung als auch der geschlossenen Reinigung in Rohrleitungen und Tanks – mittels Simulation deutlich effizienter ausgelegt werden. Wir unterstützen Sie dabei, dieses Potential zu erschließen.
Mit unserem breiten Angebot an Simulationsmethoden optimieren wir Ihre Reinigungsprozesse – ressourcenschonend und zeitgemäß.
Assistenzsysteme für die industrielle Reinigung
Industrielle Reinigungsprozesse werden vordergründig auf Basis von Erfahrungen der Bedienenden ausgelegt. Ebenso erfolgen die Anpassung und die Beseitigung von Problemen und Störungen auf Basis des Wissens von Bedienpersonal. Insbesondere mit dem Ausscheiden von erfahrenen Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen geht jedoch häufig Know-How verloren, welches neue Mitarbeitende erst nach einer langen Einarbeitungszeit wieder gewinnen und anwenden können. Qualitätsprobleme, unnötige Ressourceneinsätze und damit hohe Kosten sind eine häufige Folge.
Um diese Herausforderungen zu meistern, entwickeln wir maßgeschneiderte digitale Lösungen, darunter selbstlernende Bediener-Assistenzsysteme. Dadurch kann auch unerfahrenes Personal schnell angelernt werden und durch direkte Handlungsempfehlungen eine wirksame Unterstützung bei der Beseitigung von Störungen bieten. Dazu kombiniert die Software das maschinelle Lernen auf Basis historischer, sensorischer Anlagenkennwerte mit der menschlichen Erfahrung, um Anlagen effektiv und effizient betreiben sowie Störungen schnell beseitigen zu können.
Personal wird im laufenden Prozess geschult und Störungen durch Maschinelles Lernen langfristig beseitigt.
Sensorik zur Verschmutzungserkennung
Verschmutzungen und Ablagerungen (Fouling) stellen ein Risiko für nachfolgende Prozesse, die Funktionssicherheit von Bauteilen und letztlich auch die Verbrauchersicherheit dar. Entscheidend ist daher nicht nur die zuverlässige Entfernung, sondern auch die kontinuierliche Überwachung reinigungskritischer Bereiche – idealerweise direkt im Prozess.
Wir entwickeln für unsere Kunden applikationsspezifische Sensor- und Systemlösungen zur Detektion und Bewertung von Restverschmutzungen und Fouling – je nach Aufgabe optisch (z. B. zur großflächigen Oberflächenkontrolle auch auf komplexen 3D-Geometrien), schwingungsbasiert (z. B. für unzugängliche bzw. geschlossene, durchströmte Bereiche wie Rohrleitungen) oder auch primär daten-/KI-gestützt (z. B. zur Echtzeit-Prognose von Fouling und zur Planung geeigneter Reinigungszyklen).
Unsere Lösungen ermöglichen:
- eine lückenlose Inline- bzw. In-situ-Überwachung relevanter Bereiche,
- eine hohe Prozess- und Produktsicherheit durch reproduzierbare Sauberkeitsbewertung,
- die Unterscheidung von Rückstandsarten und -zuständen,
- eine einfache, hygienegerechte Integration in bestehende Anlagen,
- eine automatisierte Dokumentation und Nachweisführung (z. B. für Audits) sowie
- eine bedarfsgerechte, ressourcenschonende Reinigung mit weniger Stillstand, Energie- und Medienverbrauch.
Damit unterstützen wir Sie bei Störungsbeseitigung, Prozessoptimierung, Qualitätskontrolle und nachhaltiger Prozessführung. Im Folgenden sind einige Beispiele unserer Sensorreihe »CoControl« (Contamination Control) aufgeführt.
CoControl
CoControl-LumiHD
»CoControl-LumiHD« ist ein extrem kompaktes Hybridsystem zur großflächigen Inline-Verschmutzungsdetektion. Es nutzt die Fluoreszenz filmischer Verunreinigungen. Viele Rückstände emittieren bei Anregung mit UV-Strahlung Licht im sichtbaren Bereich. Dieses Signal wird bildgebend ausgewertet und ermöglicht orts- und zeitaufgelöste Aussagen über Verschmutzungsart, -zustand und -menge direkt im Prozess.
Zusätzlich kombiniert das System die Auswertung unter UV und Weißlichtanregung. Dadurch werden neben Fluoreszenzeigenschaften auch typische optische Merkmale von Rückständen berücksichtigt. Das erhöht die Zuverlässigkeit der Detektion und ermöglicht erstmals auch die Erkennung nicht fluoreszierender Rückstände.
Der Sensor ist vollständig im Hygienic Design ausgeführt und damit für den Einsatz in hygienisch sensiblen Bereichen geeignet. »CoControl-LumiHD« unterstützt u. a. Störungsbeseitigungen, Prozessoptimierungen, Qualitätskontrollen sowie die automatisierte Dokumentation (z. B. für Audits) und schafft die Grundlage für eine bedarfsgerechte, ressourcenschonende Reinigung.
CoControl-LumiLAB
»CoControl-LumiLAB« basiert ebenfalls auf der fluoreszenzbasierten, bildgebenden Sauberkeitskontrolle zur schnellen und reproduzierbaren Detektion filmischer Verunreinigungen. Für definierte Messbedingungen ist dieses System jetzt in einer abgeschlossenen Messbox verfügbar (alternativ als Inline-Applikation), wodurch sich die Sensorik besonders gut in bestehende Prüf- und Prozessabläufe integrieren lässt.
Im Unterschied zu konventionellen ein- oder zweidimensionalen Erfassungen kann »CoControl-LumiLAB« die kontaktlos und großflächig detektierte Verschmutzung einer Position im Raum zuordnen. Wird das 3D-Modell des Bauteils mit den Messinformationen verknüpft, können Funktionsflächen (z. B. Dichtungen oder Fügestellen) selektiv auf die Einhaltung geforderter Sauberkeitskriterien überprüft werden. Das ist ideal für die Qualitätskontrolle, Prozessoptimierung, Fehleranalyse und Dokumentation bei komplexen 3D-Bauteilen.
Haben Sie unzugängliche Bereiche, in denen eine Sichtprüfung auf Restverschmutzungen nicht möglich ist? Wir haben eine kompakte Sensorlösung entwickelt, die auf Basis von Schwingung minimale Rückstände von Verschmutzungen in geschlossenen Systemen wie Rohrleitungen überwachen kann. So wird nicht nur eine bedarfsgerechte Reinigung, sondern auch die kontinuierliche Überwachung des Sauberkeitszustands in vollständig durchströmten Bereichen ermöglicht.
CoControl-FouliQ
Mittels Künstlicher Intelligenz (KI) kann erstmals das Auftreten von Fouling in Wärmetauschern während der Produktion in Echtzeit vorhergesagt werden. Dazu prognostiziert ein KI-Modell die erforderliche Temperatur am Wärmetauschereingang für die stabile Erhitzung des Produkts auf eine konstante Temperatur.
Zudem steigt der Energiebedarf durch den verminderten Wärmeübergang und damit steigen die Kosten für die Erhitzung erheblich. »CoControl-FouliQ« ermöglicht die Bewertung des Energiebedarfs für die Erhitzung und bietet eine Entscheidungsgrundlage für durchzuführende Reinigungszyklen.
Wir entwickeln Verschmutzungssensoren mit denen Sie immer auf der prozesstechnisch sicheren Seite sind!
Bedarfsgerechte Tankreinigung
Sie wollen sich von Ihren überdimensionierten, am Worst-Case-Szenario ausgelegten Tankreinigungsprozessen verabschieden, da diese unnötig viele Ressourcen verschwenden? Mit unseren adaptiven Reinigungssystemen unterstützen wir den Paradigmenwechsel von erfahrungsbasierter zu modellbasierter Auslegung, Parametrierung und Regelung.
Wir analysieren mit Ihnen Ihre Reinigungsprozesse und identifizieren kritische Stellen im Tank. In Zusammenhang mit der Kombination von innovativen Sensoren und Tankreinigungssystemen sorgen wir dafür, dass zukünftig jede Reinigung dank intelligenter Überwachung und Steuerung stets bedarfsgerecht abläuft.
Hierfür entwickelten wir den revolutionären Zielstrahlreiniger AJC (Adaptive Jet Cleaner), den ersten Tankreiniger, welcher der Tankgeometrie individuell angepasste Reinigungsbahnen erlaubt. Damit lassen sich schwer zu reinigende Bereiche gezielt mit höherer Intensität reinigen als weniger kritische.
Die Weiterentwicklung AJCsens besitzt zusätzlich einen im Gerät schon integrierten, optischen Verschmutzungssensor. Dieser analysiert permanent den aktuellen Verschmutzungszustand und gibt die Informationen an die intelligente Steuerung des AJCsens weiter. Der Reinigungsablauf wird inline bedarfsgerecht angepasst und der Sauberkeitszustand abschließend dokumentiert.
Weitere Ressourcenschonung konnten wir mit der Anwendung von Dampf für die CIP-Reinigung von Tanks erreichen, was Ihre Kosten für die Reinigung weiter reduzieren kann.
Wir realisieren für Sie eine vollautomatische Reinigung: ressourcenschonend und kostensparend!
Industrielle Bauteilreinigung
Die industrielle Bauteilreinigung ist ein qualitätserzeugender und somit wertschöpfender Prozess. Aus dieser Überzeugung heraus entwickeln wir seit 2008 ganzheitliche Lösungen für die Auslegung, qualitätssichernde Führung sowie Digitalisierung von Reinigungsprozessen. Dazu identifizieren und erschließen wir Optimierungspotenziale sowohl im komplexen Zusammenwirken von Chemie, Verfahren, Anlagen- und Messtechnik als auch in Vor- und Folgeprozessen, der Logistik und der Mitarbeiterqualifikation.
Wir verfügen über eine eigenentwickelte Reinigungssimulation-Software für die Spritzstrahlreinigungs- und Fluidsimulation, aber auch umfangreiche Mess- und Versuchstechnik im Industriemaßstab.
Schwerpunkte unseres Leistungsportfolios sind das definierte Erzeugen, Abreinigen sowie das Messen filmischer und partikulärer Verunreinigungen – unter anderem mittels fluoreszenzbasierter Verfahren – im Rahmen von Reinigungs- und Prozesskettenanalysen. Darüber hinaus führen wir Restschmutzanalysen durch, bei denen wir zusätzlich die technische Sauberkeit nach VDA 19.1 / ISO 16232 ermitteln.
In unserem Anwendungszentrum lassen sich Zukunftstechnologien für die Prozessdatenerfassung, Bedienerassistenz und Funktionsflächenreinigung live erleben und für Ihre Reinigungsaufgabe erproben.
Die Komplexität der industriellen Bauteilreinigung bietet Chancen. Mit unseren Dienstleistungen erschließen Sie diese als Vorteil für Ihr Unternehmen!
Ermittlung der Sauberkeit nach VDA 19.1/ISO 16232
Partikuläre Rückstände stellen neben den filmischen Verunreinigungen die größten Herausforderungen bei der Fertigung von Bauteilen dar. Sie möchten Ihre Reinigungsprozesse optimieren und neue Verfahren zur Entfernung partikulärer Verunreinigungen testen? Hierfür bieten wir Ihnen umfassende Unterstützungsmöglichkeiten wie z. B. die Ermittlung der Sauberkeitsanforderungen und deren Einhaltung nach VDA 19.1 / ISO 16232. Dabei können wir auch filmische Verunreinigungen berücksichtigen und Ihnen somit ein umfassendes Bild der erreichten Qualität liefern.
Für die Sicherstellung der hohen Qualitätsstandards am Fraunhofer IVV haben wir ein Qualitätsmanagementsystem nach Anforderungen der DIN EN ISO/IEC 17025 und damit in Übereinstimmung mit der ISO 9001 für Prüflaboratorien etabliert.
Beispielsweise werden für die Reduzierung von Verpackungsmaterial und erdölbasierten Verpackungen und Füllstoffen vermehrt alternative Packmittel wie zum Beispiel aus Pappe/Papier eingesetzt. Wenn gereinigte Bauteile mit diesen faserbasierten Materialien in Kontakt kommen, kann ein Abrieb erfolgen, was zusätzliche Partikel und Fasern auf den Bauteilen bedeutet.