Fachbereich Wirtschaftsingenieurwesen
Labor Hygiene- und Reinigungstechnik

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Das Labor Hygiene- und Reinigungstechnik

Wir stellen Ihnen hier unser Labor für Hygiene- und Reinigungstechnik mit unseren Forschungsschwerpunkten vor. Diese Themen sind eng verknüpft mit unserem Schwerpunkt Hygienemanagement im Bachelorstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen.

Schwerpunkt Hygienemanagement

Im Bachelorstudium Wirtschaftsingenieurwesen bietet sich ab dem 3. Semester die Möglichkeit, unseren zukunftsorientierten Schwerpunkt Hygienemanagement zu belegen. Besuchen Sie dazu auch unsere Infoseite zum Schwerpunkt mit vielen Informationen rund ums Studium, Studieninhalte und spätere Berufsaussichten.

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Praktika und 3. Semester im Schwerpunkt HYM

Scio

Die Praktika und Lerninhalte des 3. Semesters sind sehr vielseitig. Unser obersterstes Prinzip ist, die Interessen unserer Studierenden zu fördern und mit Spaß und Freude die Themen des Hygienemanagements zu vermitteln. Das bedeutet für uns nicht, dass sich ausschließlich die vorgebenen Versuchsabläufe befolgt werden, sondern, dass unsere Studierenden sich aktiv einbringen können, um in Absprache mit den Betreuern Versuche zu verändern. Auch wenn Studierende außerhalb der Veranstaltungen Interesse an Versuchen haben, weil Sie eine fachliche Frage persönlich herumtreibt, können sie uns jederzeit ansprechen. Wir freuen uns auf neue Ideen.

Das derzeitige Projektthema als Teil der Lehrveranstaltung im Praktikum ist das Anlernen einer App zur Erkennung von Oberflächen und Verschmutzungen. Das System ist neu am Markt und die Potentiale sind noch nicht erschlossen. Es besteht aus einem kleinen Sensor von Scio, der über Bluetooth mit dem Smartphone gekoppelt wird. Mit der App werden die Daten gesammelt und an einen Rechner in der Cloud geschickt, der die Berechnungen durchführt. Je nachdem mit welchen Daten man das System anlernt, kann man viele verschiedene Informationen gewinnen. Es gibt beispielsweise schon Apps, um Nährwertangaben von Lebensmitteln zu bestimmen. Das Anwendungsgebiet zur Erkennung von Oberflächen, das wir uns ansehen wollen, ist dagegen derzeit noch Neuland.

Projektthemen

Selbstreinigende Oberflächen
Selbstreinigende Oberflächen

Die Idee wurde der Natur abgeschaut und zwar ganz in der Nähe. In Bonn wurde beobachtet, dass bestimmte Pflanzen, wie beispielsweise der Lotus, leicht zu reinigen sind. Daraus wurden verschiedene Produkte abgeleitet, die die Eigenschaft haben sowohl Wasser als auch Schmutz abzuweisen und sich dabei z.B. bei Regen selbst zu reinigen. 

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Mikrobiologische Untersuchung
Mikrobiologische Untersuchungen

Unsere Studierenden im Schwerpunkt Hygienetechnik werden selbst die Anzahl von Keimen in der Luft und auf Oberflächen bestimmen. In den letzten Praktika wurden auf Vorschlag der Studierenden auch die Anzahl von Keimen auf den Oberflächen der Smartphones der Kursteilnehmer bestimmt. Zusätzlich lernen die Teilnehmer die in der Medizin üblichen Maßnahmen zur Reduktion von Keimen auf Oberflächen wie Desinfektion und Sterilisation kennen. Dazu werden dieselben Geräte genutzt wie auch in medizinischen Einrichtungen , z.B. einen Autoklaven, der unter anderem zur Sterilisation von chirurgischem Besteck benutzt wird.

Ultraschall Anlage
Moderne Reinigungsverfahren
Ultraschall

Für die Bauteilreinigung steht eine vollautomatische 8-Kammer-Reinigungsanlage zur Verfügung. Diese enthält zwei Ultraschallreinigungsbäder und steht im Oberflächenlabor des FB04, direkt gegenüber dem J-Gebäude. Der Reinigungsprozess ist einer Beschichtungsanlage vorgeschaltet, in der Metalle mit dünnen Schichten z.B. zur Erhöhung der Standzeit von Bohrern erzeugt werden. Ist die Oberfläche vor der Beschichtung verunreinigt, vermindert das die Beschichtungsqualität und damit die Standzeit des Bohrers. Die Anlage kann frei per Touchscreen programmiert werden und wird für Praktika verwendet, aber auch für Forschungsarbeiten. Die Reinigungsqualität wird durch einen Kohlenstoffanalysator bestimmt, der einfach zu bedienen ist und sehr genau die Restschmutzmengen auf der Oberfläche von Metallen bestimmen kann.

Plasmareinigung
Moderne Reinigungsverfahren
Plasmareinigung

Bei der Beschichtung von Oberflächen mit der Beschichtungsanlage im FB04 wird eine elektrische Spannung zwischen dem zu beschichtenden Material und dem Beschichtungsstoff im Vakuum angelegt. Die Verhältnisse ähneln denen in einer Energiesparlampe, so dass der gesamte Raum anfängt zu leuchten. Dabei werden ionisierte Teilchen auf die Oberfläche hin beschleunigt. Die vielen auf die Oberfläche einprasselnden Teilchen reinigen dabei die Oberfläche, dann erst fängt der eigentliche Beschichtungsprozess an. Plasmareinigung kann auch verwendet werden, um z.B. Kunststoffe vor Klebe- oder Beschichtungsprozessen vorzubehandeln. Ohne Vorbehandlung lassen sich die meisten Kunststoffe weder verkleben noch lackieren, die Schichten lassen sich dann wieder zu leicht ablösen. Neue Anwendungsmöglichkeiten werden unter anderem in der Medizin gesehen, beispielsweise zum Reinigen von Wunden oder zur Desinfektion der Hände.

Geräte im Labor für Hygiene- & Reinigungstechnik

Im Labor werden Versuche zur Reinigung, Desinfektion und Sterilisation an branchenüblichen Geräten durchgeführt. Dazu werden z.B. Sterilisationsgeräte wie Autoklaven für kleinere medizinische Einrichtungen oder Reinigungsgeräte nach Norm wie der sog. Scrubtester verwendet, siehe Ausstattungsliste. Die Ergebnisse der Verfahren werden mikrobiologisch oder messtechnisch erfasst. Gemessen werden z.B. Oberflächenspannung, Reibwert oder auch spektroskopische Verfahren.

Auf den spektroskopischen Verfahren liegt dabei ein besonderer Schwerpunkt: so können neben der Farbe der Oberfläche im visuellen Bereich (VIS) auch die Anregung durch ultraviolette Strahlung (UV) und die Reflexion im Nah-Infrarot-Bereich (NIR) bestimmt werden. 

SCiO

Mithilfe einer Erweiterung eines Smartphones ist es möglich, unbekannte Materialien zu identifizieren.  Dazu wird Strahlung aus dem nicht sichtbaren Spektrum im Bereich des Nah-infraroten Lichts ausgewertet. Durch maschinelles Lernen ist es in kurzer Zeit möglich, das Gerät an verschiedene Anwendungsbereiche anzupassen.

Optische und UV/NIR Messgeräte

SCiO

test

Bei diesem Messgerät wird die Reflexion von infraroter Strahlung im Bereich von 700 bis 1050 nm gemessen. Die gesamte Hardware kommt in einer streichholzschachtelgroßen Einheit unter, die mit einem Smartphone gekoppelt werden kann. Durch die vorgefertigte App kann z.B. die Süße von Äpfeln ermittelt werden. Mithilfe einer Entwicklungsumgebung ist es möglich, neue Anwendungen zu erstellen. Dazu wird das Gerät Anhand von Beispielproben mit bekannter Zusammensetzung trainiert und kann dann bei neuen Proben selbständig erkennen, worum es sich handelt. 

Konica Minolta CM-2600d

Konica

Farben können visuell ohne Hilfsmittel oder durch Vergleich mit Farbkarten bestimmt werden. Zeitgemäß und objektiver sind jedoch spektroskopische Bestimmungen von Farben über Reflexionsspektren. Dabei wird die Intensität abhängig im Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm aufgezeichnet. Daraus können wiederum Farbeindrücke gemäß Farbmodellen berechnet werden. Diese Methoden sind in vielen Normen beschrieben und werden z.B. bei Reinigungsversuchen zur Bestimmung der Sauberkeit genutzt. Was weniger bekannt ist, ist dass man auch mit Farben rechnen kann. Hier ist als Beispiel dargestellt, wie eine Farbe auf einem weißen Textil aussieht und wie die gleiche Farbe auf einem nichtweißen Textil aussehen würde. D.h. man kann aus Messungen von Flecken auf weißen Textilien die andersfarbigen Untergründen vorhersagen.

SITA CleanoSpector

Sita Cleano Spector

Durch Anregung mit nicht sichtbarer UV-Strahlung werden Anschmutzungen auf Oberflächen zur Aussendung von sichtbarem Licht angeregt. Dieser Effekt tritt z.B. bei Industrieölen auf metallischen Oberflächen auf. Das emittierte sichtbare Licht wird aufgefangen und die Intensität ausgewertet. Ein Signal von 100 zeigt eine unverschmutzt Probe an, ein Wert von 0 eine sehr starke Verschmutzung. Die Messdatenverarbeitung ist so ausgelegt, dass im Bereich kleiner Verschmutzungsmengen das Signal linear ist. In der Grafik ist dies im Bereich zwischen 0 und 2 g/m² Öl zu erkennen, bei höheren Werten fällt der Wert nicht mehr linear ab. Derartige Messanordnungen können z.B. zur Prozesskontrolle eingesetzt werden, wenn Bleche befettet oder entfettet werden. 

Weitere Geräte im Labor

Ausstattungsliste

Messgeräte:

  • Fluoreszenzmessung / Cleanospector SITA
  • Glanzmessgerät / BYK-Gardener Micro-TRI-gloss
  • Waschbarkeits- und Scheuerprüfgerät / Erichsen
  • Waschbarkeitsprüfgerät / Sheen Abrasion Scrub Tester
  • 2 Spektrometer / X-Rite SP60
  • 2 Spektrometer / Minolta CM2600D
  • Oberflächenspannung / Krüss Mobile Drop
  • Kohlenstoffanalysator / Leco RC 612

 

Reinigungsgeräte:

  • Trockeneisreinigungsgerät / Kärcher IB 7-40
  • Ultraschall-Reinigungsgeräte
  • Dampfreiniger
  • Autoklav
  • Schaumreiniger / EcoLab
  • Professionelle und Haushaltsgeräte zum Waschen und Trocknen / wechselnd
  • Reinigungs- und Desinfektionsautomat / Miele

 

Allgemeine Laborgeräte:

  • Mikroskope
  • Waagen, z.B. SECURA 224-1S, Quintix 1102-1S
  • Wärmeschrank
  • Muffelofen

Unternehmenskontakte

Wir arbeiten sehr eng mit Unternehmen in der Region zusammen. Das Interesse von Firmen zeigt sich auch an der jährlichen Firmenkontaktmesse und den vielen mehrjährigen Forschungs- und Entwicklungsprojekten, die mit Firmen durchgeführt werden. Wenn Sie als Unternehmen mit uns zusammen arbeiten möchten, freuen wir uns über eine Kontaktaufnahme!

Speziell für Studierende des Schwerpunkts Reinigungs-undHygienetechnik konnte dieses Jahr eine Spende für Praktika eingeworben werden. Absolventen mit einer vergleichbaren Ausbildung sind auf dem Arbeitsmarkt schwer zu finden. Daher hat der Verein SEPAWA e.V., verschiedenen Hochschulen angeschrieben und angeboten, entsprechende Studiengänge zu unterstützen. Der von Prof. Kimmel eingereichte Antrag wurde positiv beschieden, so dass insgesamt 30.000 Euro eingeworben werden konnten. Die neu angeschafften Geräte stehen den Studierenden im 3. Semester für Praktika im WS 2018/19 zur Verfügung. Highlight ist ein Handspektrometerzur Charakterisierung von Oberflächen, das sowohl sichtbares Licht als auch UV-Licht messen kann. Derartige Geräte werden vor allem in Betrieben zur Qualitätssicherung oder zur Forschung eingesetzt.

Wo finde ich das Labor?

Labor Hygiene- und Reinigungstechnik: Gebäude I, Raum I123 + I111, Campus Krefeld Süd

Lageplan

Ansprechpartner

Prof. Dr. Tobias Kimmel
Reinigungstechnologie
Prof. Dr. Jan Ohme
Reinigungstechnik / Objektreinigung