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Reinigungsprozesse in lebensmittelproduzierenden Unternehmen müssen dem Anspruch gerecht werden, die Produktsicherheit zu gewährleisten und werden aus Gründen der Risikominimierung daher häufig überdimensioniert. Dies führt zu einem unnötig hohen Verbrauch an Trinkwasser, Energie, Chemikalien sowie hohen Abwassermengen und hohen CO2-Emissionen für die Energiebereitstellung. Nach aktuellem Stand der Forschung lässt sich das Reinigungsverhalten durch den Reinigungsmechanismus (adhäsives Abtrennen, diffusives Auflösen bzw. kohäsives Trennen, viskoses Verschieben) der Verschmutzung im jeweiligen Reinigungssystem beschreiben. Die Etablierung von Verfahren zur Abschätzung des Interaktionsverhaltens zwischen Verschmutzung und Reinigungsflüssigkeit können Aussage über Löslichkeits- und Quellverhalten liefern und somit eine Vorhersage der Reinigung stützen. Neben wissenschaftlichen Verfahren mit benötigter Fachkompetenz, hohem Zeitaufwand und beschränkter Zugänglichkeit ist die Etablierung von Methoden für Industrieanwendungen von großer Bedeutung. Ziel dieser Studie war es daher, vereinfachte Verfahren zur qualitativen und quantitativen Bewertung des Löslichkeits- und Quellverhaltens einer Schmutzschicht in Kontakt mit einer Reinigungsflüssigkeit zu entwickeln.
Für die visuelle Bestimmung des Löslichkeits- und Quellverhaltens wurde auf Grundlage lebensmittelbasierter Verschmutzungen ein standardisierter Ablauf zur Durchführung und ein darauf abgestimmtes Auswertungsverfahren zur präzisen Abschätzung des zugrunde liegenden Reinigungsmechanismus definiert. Das gravimetrische Verfahren zur Bestimmung der Massenänderung wurde als eine praktikable und einfach umsetzbare Methode durchgeführt, um das Löslichkeits- und Quellverhaltens zu quantifizieren.
Ein Vergleich der ermittelten Reinigungsmechanismen aus Reinigungsversuchen und der visuellen Bestimmung zeigte eine hohe Übereinstimmung der Ergebnisse beider Verfahren. Die visuelle Bestimmung des Löslichkeits- und Quellverhaltens ermöglicht somit fundierte Aussagen über zu erwartende Reinigungsmechanismen. Die ermittelte Massenänderung allein stellt keine hinreichende quantitative Zielgröße dar, um den Verlauf des Reinigungsprozesses vorhersagen zu können. Die erzielten Ergebnisse zeigen jedoch, dass ein geringes Interaktionsverhalten der Schmutzschichten mit einer Reinigungsflüssigkeit zu längeren Reinigungszeiten führt.
Zukünftig sollte überprüft werden, welche weiteren Verfahren zur Bestimmung reinigungsrelevanter Eigenschaften (bspw. rheologische und adhäsive Eigenschaften) vereinfacht zur Anwendung im industriellen Kontext zur Verfügung gestellt werden können.