Aerosole in unserer Umwelt einfach erklärt

Aerosole in unserer Umwelt einfach erklärt

In einem Interview erklärt Sven Rentschler auf einfachem Wege wo Aerosole in der Industrie vorzufinden sind und was es mit Aerosolpartikel auf sich hat.

Erklärvideo zum Aerosol Blog Artikel

Hallo Sven heute Treffen wir uns also zu einem Interview zu Aerosolen! Warum?

Weil das Thema aktuell in aller Munde ist. Das der eine Grund, der andere: Wir in unserer Firma haben exakt in diesem Gebiet unsere Kernkompetenz. Also wir alle in unserem Unternehmen, müssen fast ein natürliches Interesse hierfür haben 😉

Die Kernkompetenz von Euch sind Aerosole? Das musst Du erklären! Bitte um eine Elevator Pitch!

Die Produkte die REVEN herstellt, werden alle eingesetzt um luftgetragene kleine flüssige Partikel aus einem Luftstrom zu trennen. Die Technologie die wir hierfür einsetzen, nennt sich X-CYCLONE und diese hat einiges mit den Technologien gemeinsam, die die Britische Firma Dyson in ihren bekannten Staubsaugern verwendet. Der Unterschied von Dyson zu uns, ist zum einen sind wir nicht auf die Abscheidung von trockenem Staub spezialisiert, sondern auf flüssige Tröpfchen. Zum anderen sind wir mit unseren Produkten in der Industrie aktiv und nicht im privaten Haushaltsbereich, zumindest noch nicht!

Video das die X-CYCLONE Technologie zur Abscheidung von flüssigen Aerosolpartikel zeigt

Ok gute Elevator Pitch, sogar weniger als 60 Sekunden 😉 Deshalb habt auch Ihr, im Gegensatz zu Dyson, mit Aerosolen zu tun, richtig?

Vorsicht! Hier fangen schon die Fehler und Missverständnisse zu Aerosolen an!

Was meinst Du damit, was stimmt nicht in meiner Feststellung?

Oft wird angenommen, dass Aerosole nur etwas mit Flüssigkeiten zu tun hat und das stimmt nicht.

Ok Sven, dann bitte der Reihe nach. Kannst Du uns dann mal bitte in einfachen und verständlichen Worten erklären und beschreiben was Aerosole sind?

Ein Aerosol ist ein Gemisch aus Luft und Partikeln. Also meistens Luft, oder auch Gase, aber lass es uns in einfachen Worten erklären! Deshalb ist eben ein Aerosol als ein Gemisch aus Luft und Partikeln zu verstehen. Hier werden oft schon die ersten Fehler gemacht. Der in der Luft schwebende Partikel ist nicht das Aerosol, sonder der Partikel und die ihn umgebende Luft ist ein Aerosol.

Verstanden, gibt es weitere wichtige Definitionen oder Anmerkungen?

Ja gibt es! Der in der Luft schwebende Partikel, kann sowohl flüssig als auch fest sein. Also kann so ein Partikel beispielsweise ein kleines Staubkorn sein. Genau so kann der Partikel aber auch ein sehr kleines Wassertröpfchen sein. Das heißt in einfachen Worten ist ein Aerosol immer ein Gas, meistens Luft, sowie ein zusätzlicher fester oder flüssiger Partikel, der in der Luft schwebt.

Rheinfall in Schaffhausen mit luftgetragenen Partikel aus Wasser = Aerosole aus Wasser
Rheinfall in Schaffhausen mit luftgetragenen Partikel aus Wasser = Aerosole aus Wasser

Das bedeutet wir haben immer Luft plus Partikel die dann ein Aerosol ergeben?

Richtig, das sollte man immer unterscheiden und eben wissen von was man redet. Für die Luftreinhaltung, wie auch für das aktuelle Infektionsgeschehen, ist immer der luftgetragene Partikel von Interesse. Oft wird dieser dann auch Aerosolpartikel genannt. Das sieht man auch sehr schön in der Abbildung von Oben, dem Rheinfall in Schaffhausen. Die Gischt, der Wassernebel ist nichts anderes als ein Aerosol mit flüssigen Partikeln aus Wasser. Die Partikel selber sind sehr klein, sehr viel kleiner als ein menschliches Haar dick ist! Den Vergleich hierzu, zeigt die nachfolgende Abbildung. Hier erkennt man den maßstabsgetreuen Vergleich von einem menschlichen Haar zu PM10 Partikel.

Aerosolpartikel im Größenvergleich zu einem menschlichen Haar
Aerosolpartikel im Größenvergleich zu einem menschlichen Haar

Du sagtest in Deiner Elevator Pitch von oben, dass Ihr bei REVEN, im Gegensatz zu Dyson, mit Euren Produkten in der Industrie zuhause seit und dass Ihr es nicht mit Staubpartikeln, sondern mit Flüssigkeitspartikeln zu tun habt. Kannst Du hierzu einige Beispiele nennen?

Ja zwei unserer wichtigsten Märkte sind zum einen der Werkzeugmaschinenbau und zum anderen die gewerbliche Küchenlüftung zusammen mit der Lebensmittelindustrie. In beiden Bereichen findet man unheimlich viele Produktionsprozesse mit Aerosolen bestehend aus flüssigen Partikeln. Diese Partikel haben da dann eben ihre Herkunft beispielsweise aus Ölen, aus Fetten, aus Kühl- und Schmierstoffen. Das sind dann meistens Produktionsprozesse bei denen Flüssigkeit unheimlich fein versprüht werden muss, so wie in der nachfolgenden Abbildung dargestellt.

Aerosolpartikel aus sehr fein versprühter Flüssigkeit
Aerosolpartikel aus sehr fein versprühter Flüssigkeit

Bei einem Kochprozess in der Lebensmittelindustrie oder in großen gewerblichen Küchen haben die Aerosole dann oft ihren Ursprung durch große Hitze.

Das verstehe ich nicht Sven, wie kann denn große Hitze Aerosole mit flüssigen Partikel erzeugen?

Ja das ist ein weiterer unheimlich wichtiger Punkt. Aerosole mit flüssigen Partikeln ist nichts Konstantes! Das kann von sehr hoher Dynamik geprägt sein, durch Kondensation! Zunächst haben wir beim Kochen, beim Braten und beim Frittieren oft sehr hohe Temperaturen, die dazu führen, dass Wasser, Öle und Fette verdampfen. Flüssigkeiten verdampfen bei hohen Temperaturen und Flüssigkeiten kondensieren bei niedrigeren Temperaturen. So einfach ist das! Das hört dann natürlich auch nicht auf, nur weil wir er es mit kleinen luftgetragenen Partikeln zu tun haben!

Aerosole und Dampf bei Kochprozessen
Aerosole und Dampf bei Kochprozessen

Ist das Verdampfen und Kondensieren von Flüssigkeiten, wirklich ein Problem?

Ja eine Thematik die oft zu massiven Problemen führt. Aerosole werden im Maschinenbau, wie auch in der Lebensmittelindustrie und der gewerblichen Küchenlüftung an Prozessen abgesaugt, wo sehr hohe Menge an verdampfter Flüssigkeiten zu erwarten sind!

Was für Prozesse können das sein, an denen hohe Mengen von verdampfter Flüssigkeit auftreten können?

Im Grunde überall dort, wo wir es mit hohen Temperaturen zu tun haben. Also beispielsweise Braten bei sehr hohen Temperaturen, siehe oben. Oder industrielle Reinigungsanlagen im Maschinenbau, die Teile unter hohen Temperaturen reinigen und entfetten. Härteöfen im Werkzeugmaschinenbau oft ganz problematisch. Große Friseusen in der Lebensmittelindustrie und vieles mehr. Überall dort saugen wir zunächst ein Aerosol aus Flüssigkeitsdampf ab und mit jedem Grad Abkühlung, steigt die Gefahr dass es zur Kondensation kommt.

Warum ist die Kondensation von Aerosolen mit Dampf eine Gefahr?

Weil sich in der Industrie kaum jemand darüber wirklich Gedanken macht und versucht die Kondensationseffekte gewollt auszunutzen!

Wie meinst Du das?

Solange Flüssigkeiten als Dampf im Aerosol auftreten und nicht als flüssiges Tröpfchen, kann es von keinem noch so gutem Abscheider aus dem Abluftstrom getrennt werden, also abgeschieden werden. Sprich Abscheidergrad gleich Null! Oft haben wir dann die Kondensation irgendwann und irgendwo, weit weit hinter den Abscheidern, im Abluftkanal, oder im Wärmetauscher, oder im Lüftungsgerät. Dort haben wir dann die Kondensation ungewollt und unkontrolliert, was denn dann zu massiven Problemen führt!

Zu was für Problemen kann solch eine unkontrollierte Kondensation im Abluftkanal führen?

Dass es Wasser und Öl regnet! Wenn die Flüssigkeiten irgendwo im Abluftkanal, im Wärmetauscher oder im Lüftungsgerät kondensieren, dann führt das zu extremen Verschmutzungen, die kaum noch zu kontrollieren und zu reinigen sind. In der nachfolgenden Abbildung sieht man einen X-CYCLONE Abscheider. Dieser Abscheider ist in einem kontrollierten Küchenlüftung Prozess eingesetzt, wo mit Hilfe einer REVEN Induktionstechnologie eine Kondensation vor dem X-CYCLONE Abscheider eingeleitet wird. Dies führt dazu, dass alle Aerosole mit Öl- und Fettpartikel im Abscheider abgefangen und vom Luftstrom getrennt werden können. Somit bleibt der Abluftkanal nach dem X-CYCLONE Abscheider sauber und trocken. Hätte man die Kondensation nicht kontrolliert vor dem X-CYCLONE Abscheider eingeleitet, dann würde sich all die Aerosole mit Öl- und Fettpartikel eben erst im Abluftkanal, Wärmetauscher und Lüftungsgerät niederschlagen und diese entsprechend verschmutzen.

Hoch effizienter Aerosol Abscheider dank Kondensation
Hoch effizienter Aerosol Abscheider dank Kondensation

Hast Du weitere Beispiele wo solche Aerosole mit flüssigen Partikel in der Industrie eine große Rolle spielen?

Ja im Werkzeugmaschinenbau! Dort spielen flüssige Kühl- und Schmierstoffe nach wie vor eine sehr sehr wichtige Rolle. In den Fräs-, Dreh- und Schleifmaschinen werden diese Kühl- und Schmierstoffe, vor allem bei der Bearbeitung von hochlegierten Stählen, oft stark zerstäubt wie auch verdampft. Das kann dann so Aussehen wie im nachfolgenden Video zu sehen:

Video das Aerosole in Werkzeugmaschinen zeigt

Auf solchen Werkzeugmaschinen werden beispielsweise die Uhrengehäuse von IWC hergestellt. Bauteile aus sehr hoch legierten Edelstählen, bei denen es auf höchste Präzision ankommt. Deshalb müssen die Kühl- und Schmierstoffe zum einen extrem stark zerstäubt werden und bei der Bearbeitung des Edelstahls kommt es dann auch noch zu sehr hohen Temperaturen, was dann wieder zu verdampfter Flüssigkeit führt. Also auch hier haben wir es dann wieder sowohl mit Aerosolen mit flüssigen Partikeln zu tun, wie auch mit sehr viel Aerosolen mit verdampfter Flüssigkeit!

Ein weiterer sehr interessanter Bereich sind industrielle Lackieranlagen. Vor allem Anlagen wo mit sehr teuren UV-Lacken gearbeitet wird. Dort wird unsere X-CYCLONE Technologie sogar im OEM Bereich eingesetzt. Also Hersteller von industriellen UV-Lackieranlagen integrieren sofort bei der Herstellung ihrer Anlagen unsere Technologie als Luftreiniger Komponente ab Werk.

Abscheidung von Aerosolen mit UV-Lack Partikel
Abscheidung von Aerosolen mit UV-Lack Partikel

Wirklich ein hoch interessantes Gebiet, auf dem Ihr Euch hier bewegt! Was ist in Zukunft in diesem Aerosol Bereich von Euch noch geplant?

Schuster, bleib bei deinem Leisten! Kann ich da einerseits nur erwidern 😉

D.h. wir wollen und werden uns weiter auf diesen oben beschriebenen Bereich der Aerosole mit flüssigen Partikeln konzentrieren. Dennoch werden wir zukünftig auch in dieser Nische neue Wege beschreiten. Bis dato waren wir nur in der Industrie und nur im Business to Business Bereich aktiv. Da werden wir uns verändern und Neues wagen!

Was habt Ihr da vor? Wollt Ihr nun wie Dyson auch Staubsauger bauen und an Privatkunden vertreiben? 😉

Nein sicher nicht, aber wir haben dennoch die Entwicklung unsere X-CYCLONE Technologie weiter vorangetrieben. Hierzu hatten wir auch schon einen intensiven Austausch, mit Großkonzernen aus Südkorea. Wir erkannten einfach, dass es mittlerweile Luftreiniger für den Privatgebrauch wie Sand am Meer gibt und die Anzahl der Hersteller, wie auch deren Performance-Versprechen, kaum noch zu überblicken sind. Was es aber bis dato kaum oder gar nicht gibt, sind Luftreiniger für den Privatgebrauch, die wie unsere Industrieprodukte für Aerosole mit flüssigen Partikel ausgelegt sind!

Ja das stimmt, alle Produkte sind ausgelegt auf Hausstaub, auf Viren, auf Bakterien, auf Pollen und ähnliche trockene Partikel. Luftreiniger die wirklich für Aerosolen mit flüssigen Partikeln ausgelegt sind, gibt es keine. Wie weit seit Ihr da mit Eurer Entwicklung?

Sehr weit! Es ist uns mittlerweile gelungen, unsere X-CYCLONE Abscheider zu miniaturisieren und im 3D Druck Verfahren herzustellen. Die nachfolgende Abbildung zeigt solche X-CYCLONE Abscheider die im 3D Druck Verfahren hergestellt wurden, sowohl in einer Kunststoff- wie auch in einer Metallausführung.

Aerosol Abscheider hergestellt im 3D Druck Verfahren
Aerosol Abscheider hergestellt im 3D Druck Verfahren

Diese 3D Druck X-CYCLONE Mini Abscheider sind dann das Herzstück unseres zukünftigen Luftreiniger für den privaten Anwender.

Wo seht Ihr in diesem Privatbereich den Haupteinsatz?

Ganz klar im privaten Bereich in der Küche und um die Küche! Was stand heute in privaten Haushaltsküchen als Lüftung eingesetzt wird, ist großteils eine absolute Katastrophe und grenzt teilweise an Menschenverletzung! Was da immer noch als Aerosol- Filter und Abscheider eingesetzt wird, ist in der Industrie seit Jahrzehnten verboten!

Aber warum redest Du von Menschenverletzung? Ist das nicht übertrieben?

Nein! Viele privaten Küchenlüftungen arbeiten mittlerweile im Umluft Verfahren. Das heißt die verbrauchte und verschmutzte Luft wird gar nicht mehr nach Draußen in die Umwelt geblasen, sondern die Luft wird zurückgeführt in den Wohnbereich! Was da an Aerosolen mit Öl- und Fettpartikel in der Wohnung verbleibt, erreicht oft Grenzwerte, die gesundheitsgefährdend sind! Aber ist ja kein Wunder, bei der wirklich primitivsten und billigsten Filtertechnik, die bei privaten Haushalthauben nach wie vor Stand der Technik ist! Eben genau so wie in der gewerblichen und professionellen Küchenlüftung vor 40 Jahren!

Und da wollt Ihr ansetzen? Richtig?

Ja exakt! Da müssen wir und da werden wir ansetzen! Wir direkt – also dann zum ersten Male in unserer Firmenhistorie im B2C Bereich und eben mit weiteren Partnern, die in diesem beschriebenen B2C Bereich aktiv sind und die daran ein wirkliches Interesse haben! Mit meinem Kollegen Oliver bin ich da schon mächtig am Entwickeln und wir werden da keine Ruhe mehr geben, bis wir auch da marktreife Produkte am Start haben und wie im gewerblichen Bereich, werden die Anwender und Kunden entsprechend aufklären! Das nachfolgende kurze Video zeigt einen ersten Prototypen mit den 3D Druck X-CYCLONE Elementen, den Oliver vor kurzem in Betrieb genommen hat.

Video zum neuen X-CYCLONE P1 Aerosol Luftreiniger für private Haushaltsküchen

Wie seht Ihr die Marktchancen für solch einen X-CYCLONE P1 Aerosol Luftreiniger für private Haushaltsküchen?

Wir sehen da große Chancen, da uns die Gespräche mit Großkonzernen zwei Dinge sehr deutlich aufgezeigt haben:

1.) Die Effizienz von aktuell angebotenen privaten Haushaltshauben und Küchenlüftungen ist katastrophal.

2.) Herkömmliche Luftreiniger im privaten Bereich, ausgestattet mit sogenannten HEPA- / Schwebstoff- Filter versagen, sobald diese in Berührung mit Küchenabluft kommen.

Warum funktionieren Luftreiniger im privaten Bereich, ausgestattet mit sogenannten HEPA-Filter, bei Küchenabluft nicht?

Da sind wir jetzt ganz zum Schluss wieder beim Thema von ganz zu Anfangs! Herkömmliche Luftreiniger im privaten Bereich sind ausschließlich gebaut für die Reinigung von Aerosolen mit festen staubförmigen Partikeln. Haben wir zu viele Aerosole mit flüssigen Partikeln in der Luft, dann verschmutzen diese binnen weniger Stunden die Schwebstofffilter (HEPA-Filter). Diese werden feucht, verschmutzen und verstopfen viel zu schnell.

Da setzt dann eben unsere neue Entwicklung für den privaten Bereich an. Weitere Infos hierzu folgenden dann.

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