Wasserrückführung beim Wasserstrahlschneiden landwirtschaftlicher Güter
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projektes „Wasserrückführung beim Wasserstrahlschneiden landwirtschaftlicher Güter“ war es, zu untersuchen, ob und wie das für den Schnittvorgang von Zuckerrüben mittels Hochdruckwasserstrahl verwendete Wasser aufgefangen, aufbereitet und dem Prozess wieder zugeführt werden kann. Das Projekt war im Wesentlichen in zwei Abschnitte gegliedert. Im ersten Abschnitt wurden Untersuchungen zum Auffangen des Prozesswassers während des Schnittvorgangs durchgeführt. Im zweiten Teil wurde ein geeignetes Verfahren identifiziert, mit dem das verschmutzte Prozesswasser derart aufbereitet werden kann, dass es der Hochdruckpumpe wieder zugeführt werden kann. Die durchgeführten Untersuchungen zeigen die prinzipielle Möglichkeit der mobilen Wasseraufbereitung bei Hochdruckwasserstrahlschneiden zur Reduzierung des Frischwasserbedarfs. Es sind mehrere Verfahrenschritte zur Rückgewinnung des Schneidwassers erforderlich. Als Vorreinigung ist insbesondere die Zentrifugation zur Feststoffabscheidung geeignet, da dadurch auch feinste Schwebstoffe entfernt werden können, die zum schnellen Verblocken nachfolgender Filterstufen führen würden. Nach der Vorreinigung erfolgt eine mehrstufige Filtration, mit der die von den Pumpenherstellern vorgegeben Partikelgröße von 1 bzw. 0,5 μm unterschritten werden kann. Zur Entfernung der gelösten Inhaltsstoffe insbesondere der Zucker ist es erforderlich, eine weitere Reinigung mit Hilfe einer Umkehrosmose-Membran durchzuführen. Da die Umkehrosmose unter anderem die Wasserhärte stark herabsetzt, ist zu klären, ob nach der Umkehrosmose eine Konditionierung des Wassers erforderlich ist. Ebenso ist zu klären, ob durch die Verwendung mehrerer Filtrationsstufen und die Anwendung einer Querstromfiltration eine ausreichende Standzeit der Filter erreicht werden kann. Durch die verwendeten sehr feinen Filter werden Mikroorganismen wirkungsvoll aus dem Prozesswasser entfernt. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass durch das Austragen von Rübenmaterial während des Schnittvorgangs zusätzliches Wasser in den Kreislauf gelangt. Zusammen mit dem erwarteten Rückgewinnungsgrad wird vorsichtig die Annahme getroffen, dass ein derartiges Verfahren im laufenden Betrieb mit wenig oder ohne Frischwasserzufuhr auskommt. Diese Annahme kann jedoch nur im praktischen Einsatz auf Richtigkeit überprüft werden. Abschließend kann die Aussage getroffen werden, dass die mobile Wasserrückführung mit den Ergebnissen dieses Projekts realisierbar ist. Kritisch zu betrachten ist der hohe technische Aufwand mit dem aktuellen Stand der Technik. Es wird erwartet, dass die Vorteile, die ein System zur Wasserrückführung mit sich bringt, derzeit nicht ausreichen, um diesen Aufwand zu rechtfertigen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Development of a water catcher for high pressure water jet cutting of agricultural goods. XVIIth CIGR World Congress 13.-17.06.2010 Quebec City, Kanada
Jünemann, Dennis und Harms, Hans-Heinrich
- Voruntersuchungen zu einem Strahlfänger für das Wasserstrahlschneiden von Zuckerrüben. Landtechnik 65 (2010) H. 2, S. 90-92
Jünemann, Dennis und Harms, Hans-Heinrich
- Wasseraufbereitung beim Schneiden von Zuckerrüben mittels Hochdruckwasserstrahl. VDI-MEG Tagung Landtechnik 27.-28.10.2010 Braunschweig. In: VDI-Berichte 2111, S. 457-463. Düsseldorf: VDI-Verlag 2010
Jünemann, Dennis, Harms, Hans-Heinrich und Lang, Thorsten
