Zusammenfassung

In diesem Projekt sollen die Möglichkeiten der innovativen Halbleiter  (SS)-Mikrowellen (MW)-Technologie hinsichtlich neuer Steuerungskonzepte der Anregungsfrequenz in Trocknungs- und Erwärmungsprozessen experimentell und simulativ untersucht werden. Die Prozesse der MW-Erwärmung, MW-Gefriertrocknung (MWGT) und der konventionellen GT werden anhand des Einsatzes verschiedener Modellsysteme untersucht, die die breite Produktpalette der Lebensmittel- und Pharmandustrie abbilden. Die Prozesse sollen dabei nach der Homogenität der Temperaturverteilung im Produkt und Energieeffizienz bewertet werden. Zur Erzielung einer homogenen Temperaturverteilung werden Methoden zur Temperatur- und ϑ/t-Effektmessung entwickelt, die u. a. der Validierung elektromagnetischer Modelle dienen. Elektromagnetische Modelle der MW-Erhitzung und MWGT werden über den Projektverlauf entwickelt, validiert, iterativ erweitert und zur Entwicklung frequenzbasierter Steuerungskonzepte herangezogen. Anschließend wird die Anwendbarkeit der Steuerungskonzepte experimentell überprüft. Im Fokus des Projekts stehen die Gegenüberstellung der konventionellen GT mit der MWGT über SS-Generatoren sowie der Vergleich des Magnetron- und SS-Betriebs. Die entwickelten Steuerungskonzepte sollen darüber hinaus hinsichtlich einer kombinierten Anregung in verschiedenen Frequenzbändern, einer kombinierten Energiezufuhr über beheizte Stellflächen, der Notwendigkeit einer Produktbewegung sowie der Übertragbarkeit der Ergebnisse auf neue Anlagendesigns überprüft werden. Ein Erkenntniszuwachs ist v. a. im Anlagenbau bzw. für Anlagennutzer in der Lebensmittel- und Pharmabranche zu erwarten. Es sollen innovative und energieefiziente Prozessansätze zur Erzielung eines homogenen Energieeintrags in der MW-unterstützten Prozessierung aufgezeigt, bewertet und im Rahmen eines Leitfadens der Wirtschaft zugänglich gemacht werden.