Aufgrund gestiegener hygienischer Anforderungen zur Gewährleistung der Lebensmittelsicherheit wird von Herstellern für Verarbeitungsanlagen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie in zunehmendem Maße die feste Integration eines automatischen Systems zur Selbstreinigung der Maschine gefordert. Die Auslegung automatischer Spritzreinigungssysteme erfolgt im Konstruktionsprozess bisher durch subjektives Erfahrungswissen. Dabei werden aufgrund hygienischer Risiken die Systeme überdimensioniert, was einen unnötig hohen Ressourcenverbrauch (Frischwasser/ Chemie/ Energie) zur Folge hat. Es besteht daher ein großer Bedarf an geeigneten digitalen Auslegungswerkzeugen, welche entwicklungsbegleitend vom Konstrukteur eingesetzt werden können. Das Fraunhofer IVV Dresden, die ADVITEC Informatik GmbH und der Innovations- und Simulationsservice Festenberg entwickeln im BMBF-Projekt SIMKOR eine Software, welche die virtuelle Optimierung sowie Bewertung von statischen und dynamischen Spritzreinigungssystemen durch Vorhersage der resultierenden Reinigungswirkung ermöglicht.

Mit der Software lassen sich im konstruktiven Entwicklungsprozess komplexe Reinigungssysteme vorab simulieren und optimieren. Aufwendige iterative Anpassungen am Prototyp und die permanente Überdimensionierung der Systeme können somit vermieden werden. Für die Anwendung lassen sich die CAD-Baugruppen der zu reinigenden Objekte direkt in die Simulationssoftware laden. Anschließend können aus einer Datenbank geeignete Düsen ausgewählt, in die Szene eingefügt und positioniert werden. Bereits bei der Positionierung der Düsen wird das Sprühbild und entsprechende Sprühschatten angezeigt, was eine erste Optimierung der Düsenpositionen ermöglicht. Es folgt die Simulation der Volumenstromverteilung sowie die resultierende Reinigungswirkung. Dabei wird neben dem direkten Strahlaufprall auch das abfließende Fluid als Reinigungskomponente berücksichtigt.

Die Simulation beruht auf Messungen des Aufpralldrucks der entsprechenden Düsen sowie Reinigungsuntersuchungen an repräsentativen Geometrien. Die optisch ermittelten Reinigungsverläufe werden über einen neuartigen Simulationsansatz in die Software projiziert. Dieser Ansatz ermöglicht eine Simulation der Reinigungswirkung in wenigen Minuten auf einem Standard Desktop-PC. Lange und kostspielige Rechenzeiten, welche eine effiziente Optimierung behindern, gehören somit der Vergangenheit an.