DE10146027B4 - Component for a brewery plant and method for producing such components - Google Patents
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Abstract
Bauteil (01, 07, 11) für eine Brauereianlage mit einer Kontaktfläche (04), an der ein festes, pastöses, flüssiges und/oder gasförmiges Medium (05), insbesondere ein Rohstoff oder Zwischenprodukt des Brauprozesses, beispielsweise Maische oder Würze, in Kontakt gebracht werden kann, wobei die Kontaktfläche (04) von einem Werkstoff gebildet wird, der eine Oberflächenenergie von kleiner 50 mN/m aufweist, und wobei die Kontaktfläche (04) eine mikrostrukturierte Oberfläche mit überstehenden Materialspitzen (14) aufweist, wobei der durchschnittliche Abstand zwischen den Materialspitzen (14) gerade so gewählt ist, dass das flüssige Medium (05) aufgrund des Oberflächenenergiewerts der Kontaktfläche (04) nicht in die Zwischenräume zwischen den Materialspitzen (14) eindringt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (04) als zusätzliche makroskopische Struktur parallel zueinander verlaufende Rillen (12) aufweist.component (01, 07, 11) for a brewery plant with a contact area (04), where a firm, pasty, liquid and / or gaseous Medium (05), in particular a raw material or intermediate product of Brewing processes, such as mash or seasoning, be brought into contact can, taking the contact surface (04) is formed by a material having a surface energy of less than 50 mN / m, and wherein the contact surface (04) a microstructured surface with protruding material tips (14), wherein the average distance between the Material tips (14) is just chosen so that the liquid medium (05) due to the surface energy value the contact surface (04) not in the interstices between the material tips (14) penetrates, characterized that the contact surface (04) as additional macroscopic structure parallel grooves (12) having.
Description
Die Erfindung betrifft ein Bauteil für eine Brauereianlage beziehungsweise ein Verfahren zur Herstellung derartiger Bauteile nach dem Oberbegriff der unabhängigen Hauptansprüche.The The invention relates to a component for a brewery plant or a process for the production Such components according to the preamble of the independent main claims.
Die Reinigung der in einer Brauereianlage vorhandenen Gefäße und Rohre ist von größter Bedeutung für die Qualitätsparameter des herzustellenden Endprodukts, nämlich Bier. Geschmack, Geruch, Schaumhaltigkeit, Blankheit und Haltbarkeit des Bieres werden maßgeblich von der ausreichenden Sauberkeit der produktseitigen Kontaktflächen zwischen den Rohstoffen bzw. Zwischenprodukten des Brauprozesses und den Bauteilen der Brauereianlage bestimmt. Die ständige Sauberhaltung aller Produktionsstätten, Gefäße und Leitungen und die regelmäßige und vollständige Entfernung auftretender Verunreinigungen ist deshalb unverzichtbares Element des Betriebs einer Brauereianlage.The Cleaning the vessels and pipes in a brewery plant is of the utmost importance for the quality parameters of the final product to be produced, namely beer. Taste, smell, foaminess, The purity and shelf life of the beer are determined by the sufficient Cleanliness of the product-side contact surfaces between the raw materials or intermediate products of the brewing process and the components of the brewery plant certainly. The constant Keeping clean of all production facilities, vessels and pipes and the regular and full Removal of impurities is therefore indispensable Element of the operation of a brewery plant.
Auch an wärmeträgerseitigen bzw. kälteträgerseitigen Bauteilen der Brauereianlage können durch Ansätze, beispielsweise Verunreinigungen, Ablagerungen oder Anbackungen, Störungen auftreten. So müssen beispielsweise die das Heizmedium führenden Rohre und Leitungen in Innenkochern, Außenkochern oder Plattenwärmetauschern regelmäßig von Ansätzen, insbesondere Kalkansätzen befreit werden. Auch in den in Brauereianlagen üblichen Pfannendunstkondensatoren kann es zu wasserseitigen Ansätzen kommen, die eine Absenkung des Wirkungsgrades herbeiführen.Also on the heat carrier side or cold carrier side Components of the brewery plant can by Approaches, For example, impurities, deposits or caking, disorders occur. So have to For example, the heating medium leading pipes and lines in interior cookers, outdoor cookers or plate heat exchangers regularly from approaches, in particular Kalkan sets be freed. Also in the usual in brewery systems Pfannendunstkondensatoren it can be water-side approaches come, which bring about a reduction in the efficiency.
Bei der Herstellung moderner Brauereianlagen werden die Bauteile heute üblicherweise aus Edelstahl, beispielsweise Chrom-Nickel-Stählen, gefertigt. Diese Stähle sind oxidationsbeständig, so dass die Korrosion dieses Materials im wesentlichen ausgeschlossen ist. Allerdings kann es durch die Produktionsprozesse zu Ansatzbildungen an den Oberflächen kommen. Solche Ansätze können beispielsweise durch Anhaftung, Anbackung oder Ablagerung von Partikeln bzw. Flüssigkeiten entstehen. Um die Bauteile in der Brauereianlage von solchen Ansätzen befreien zu können und so für die erforderliche Sauberkeit zu sorgen, werden in modernen Brauereianlagen heute üblicherweise sogenannte CIP-Anlagen (cleaning in place- Anlagen) eingesetzt. Mit diesen Reinigungs- beziehungsweise Desinfektionsanlagen können die Bauteile der Brauereianlage automatisch gereinigt werden.at the manufacture of modern brewery plants, the components are now common made of stainless steel, such as chrome-nickel steels. These steels are resistant to oxidation, so that the corrosion of this material is essentially excluded is. However, it can be due to the production processes to formations on the surfaces come. Such approaches can for example, by adhesion, caking or deposition of particles or liquids arise. To free the components in the brewery plant from such approaches to be able to and so for The necessary cleanliness is provided in modern brewery plants today usually so-called CIP (cleaning in place) systems. With these cleaning or disinfection systems, the Components of the brewery plant are cleaned automatically.
Nachteilig am bekannten Stand der Technik ist es, dass für die Reinigung der unterschiedlichen Bauteile der Brauereianlage sogenannte Zwischenreinigungen durchgeführt werden müssen, die die Sudfolge während des Produktionsprozesses unterbrechen. Im Ergebnis stellt die Reinigung der Bauteile der Brauereianlage also einen Anlagenzustand dar, der die Produktivität der Brauereianlage verringert. Weiter müssen für die Reinigung der Bauteile große Mengen von Wasser, Energie und Reinigungsmitteln und auch Personal aufgewandt werden. Insbesondere bei Bauteilen, die nicht in CIP-Kreisläufe eingebunden werden können, beispielsweise Rohrbögen, oder Ventile, ist eine aufwendige Reinigung von Hand, beispielsweise in sogenannten Schlauchbädern, mit entsprechend geeigneter Desinfektionslösung unerlässlich. Die bei der Reinigung anfallenden Abwasser erfordern eine aufwendige Entsorgung.adversely in the prior art it is that for the cleaning of the different components the brewery plant so-called intermediate cleanings are carried out have to, during the brewing sequence interrupt the production process. The result is the cleaning Thus, the components of the brewery plant is a plant state, the the productivity reduced the brewery plant. Next must for the cleaning of the components large quantities of water, energy and detergents and also staff used become. Especially for components that are not involved in CIP cycles can be for example, pipe bends, or valves, is a laborious cleaning by hand, for example in so-called baths, with appropriate disinfectant solution essential. The cleaning accumulating waste water require a costly disposal.
Die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb neuartige Bauteile für Brauereianlagen vorzuschlagen, durch die die Reinigung der Brauereianlage vereinfacht wird. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger Bauteile vorzuschlagen.task The present invention is therefore novel components for brewery plants to propose, which simplifies the cleaning of the brewery plant becomes. It is another object of the present invention, a method to propose for the production of such components.
Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil beziehungsweise ein Verfahren nach der Lehre der unabhängigen Hauptansprüche gelöst.These Task is by a component or a method after the doctrine of the independent all claims solved.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous embodiments The invention are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass die Kontaktflächen der Bauteile, die mit festen, pastösen, flüssigen und/oder gasförmigen Medien, beispielsweise Rohfrucht, Malz, Hopfen, Zuckerlösung, Würze, Maische, Treber, Dampf oder Wasser, in Kontakt kommen, derart auszubilden, dass Ansätze zum einen nur schwach an der Kontaktfläche anhaften und zugleich Reinigungsmedien, insbesondere auf Wasserbasis, eine verbesserte Reinigungswirkung zeigen.The Invention is based on the idea that the contact surfaces of the Components with solid, pasty, liquid and / or gaseous media, For example, raw fruit, malt, hops, sugar solution, wort, mash, grains, steam or water, come into contact in such a way that approaches to one only weakly adhere to the contact surface and at the same time cleaning media, in particular water-based, show an improved cleaning effect.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Kontaktfläche des Bauteils derart ausgebildet ist, dass sie eine Oberflächenenergie von kleiner 300 mN/m, insbesondere eine Oberflächenenergie von kleiner 50 mN/m, aufweist. Durch diese relativ geringen Oberflächenenergiewerte (Oberflächenenergie von beispielsweise Stahl ist größer 1000 mN/m) wird erreicht, dass Ansätze nur mit geringen Bindungskräften an der Kontaktfläche der Bauteile anhaften, so dass die Bauteile sehr gute Antihafteigenschaften aufweisen. Auch an der Kontaktfläche abfließendes Reinigungsmittel, beispielsweise Wasser oder Wasserlösungen, benetzt die Kontaktfläche nicht mehr in so starkem Maße, sondern das Reinigungsmittel bildet auf der Kontaktfläche einzelne Tröpfchen, die an der Kontaktfläche abperlen. Dadurch kann das abfließendes Reinigungsmittel Ansatzpartikel mit hoher Effektivität fortschwemmen.According to the invention this is achieved in that the contact surface of the component is designed such that it has a surface energy of less than 300 mN / m, in particular a surface energy of less than 50 mN / m. As a result of these relatively low surface energy values (surface energy of, for example, steel is greater than 1000 mN / m), it is achieved that attachments adhere to the contact surface of the components only with low binding forces, so that the components have very good non-stick properties. Even at the contact surface effluent cleaning agent, such as water or water solutions, no longer wets the contact surface so much, but the detergent forms on the contact surface individual droplets that bead on the contact surface. As a result, the effluent cleaning agent can sweep up batch particles with high efficiency.
Eine Möglichkeit zur Herstellung erfindungsgemäßer Bauteile ist es, das Bauteil selbst aus einem Werkstoff mit entsprechend niedriger Oberflächenenergie zu fertigen. Da Werkstoffe mit derartig niedrigen Oberflächenenergiewerten jedoch in der Regel teuer sind und nur unzureichende mechanische Eigenschaften aufweisen, ist es besonders vorteilhaft, das Bauteil aus einem Trägermaterial, beispielsweise Edelstahl, herzustellen und auf der Oberfläche dieses Trägermaterials eine Beschichtung aus einem Werkstoff abzuscheiden, der einen entsprechend geringen Oberflächenenergie aufweist.A possibility for the production of components according to the invention is it, the component itself from a material with accordingly low surface energy to manufacture. Because materials with such low surface energy values However, they are usually expensive and only inadequate mechanical Having properties, it is particularly advantageous, the component from a carrier material, For example, stainless steel, and produce on the surface of this support material to deposit a coating of a material, the one corresponding low surface energy having.
Als Beschichtungswerkstoffe sind letztendlich alle Werkstoffe denkbar, die einen entsprechend geringe Oberflächenenergie aufweisen. Beispielsweise kann die Beschichtung aus geeigneten Kunststoffen, beispielsweise Polytetrafluorethyler hergestellt sein. Bei den meisten Bauteilen einer Brauereianlage kommt es jedoch nicht nur auf gute Reinigungseigenschaften an, sondern es sind auch andere Anforderungen, insbesondere hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, sonstigen mechanischen Eigenschaften und der Wärmeübertragungseigenschaften zu erfüllen. Als besonders geeignet zur Herstellung erfindungsgemäßer Beschichtungen an Bauteilen für Brauereianlagen haben sich deshalb diamantähnliche Kohlenstoffschichten erwiesen, die aus einer hochvernetzten Kohlenstoffmatrix bestehen. Solche diamantähnlichen Kohlenstoffschichten, die auch als DLC-Schichten (diamond like carbon coatings) bezeichnet werden, weisen eine Oberflächenenergie von typischerweise von unter 50 mN/m auf und sind deshalb bestens als Anti-Haft-Beschichtungen geeignet. Zugleich weisen diese Beschichtungen eine sehr hohe Verschleißfestigkeit auf und sind bis zu Temperaturen von 500°C temperaturstabil. Außerdem können derartige Beschichtungen eine außerordentlich hohe Härte bei überdurchschnittlichen Elastizitätswerten aufweisen. Im Ergebnis sind deshalb derartige DLC-Schichten hervorragend geeignet, um Bauteile einer Brauereianlage bei hoher Verschleißfestigkeit haftmindern zu beschichten.When Coating materials are ultimately all materials conceivable which have a correspondingly low surface energy. For example The coating can be made of suitable plastics, for example Polytetrafluorethyler be prepared. For most components However, a brewery plant not only has good cleaning properties but there are also other requirements, especially with regard to the temperature resistance, Wear resistance, other mechanical properties and heat transfer properties fulfill. As particularly suitable for the production of coatings according to the invention on components for Brewery plants therefore have diamond-like carbon layers proven, which consist of a highly crosslinked carbon matrix. Such diamond-like Carbon layers, which are also called DLC layers (diamond like carbon Coatings) have a surface energy of typically of less than 50 mN / m and are therefore ideally suited as anti-adhesive coatings. At the same time, these coatings have a very high resistance to wear and are temperature stable up to temperatures of 500 ° C. In addition, such Coatings an extraordinary high hardness above average Have elasticity values. As a result, such DLC layers are outstandingly suitable, to adhere components of a brewery plant with high wear resistance to coat.
Die Schichtdicke der DLC-Schicht kann aufgrund deren hohen Abriebfestigkeit und Verschleißbeständigkeit sehr dünn gewählt werden. Für typische Anwendungen im Brauereibereich sind Schichtdicken von 1 bis 10 μm in der Regel ausreichend. Beschichtungen mit derartigen Schichtdicken lassen sich zudem bei vertretbaren Produktionskosten einfach herstellen.The Layer thickness of the DLC layer can be due to their high abrasion resistance and wear resistance very thin chosen become. For Typical applications in the brewing sector are layer thicknesses of 1 up to 10 μm usually enough. Coatings with such layer thicknesses Moreover, they can be easily manufactured at reasonable production costs.
Durch die Dotierung der Kohlenstoffmatrix der DLC-Schicht mit Fremdatomen, insbesondere nichtmetallischer Elemente, können die Eigenschaften der DLC-Schicht zusätzlich variiert werden.By the doping of the carbon matrix of the DLC layer with foreign atoms, In particular, non-metallic elements, the properties of the DLC layer in addition be varied.
Werden in die Kohlenstoffmatrix Fluoratome als Modifikationselement eingebracht, können dadurch Beschichtungen mit besonders geringer Oberflächenenergie und damit hervorragenden Antihafteigenschaften hergestellt werden.Become introduced into the carbon matrix fluorine atoms as a modification element, can thereby coatings with particularly low surface energy and thus excellent anti-stick properties are produced.
Durch die Einbringung von Siliziumatomen in die Kohlenstoffmatrix als Modifikationselement werden ebenfalls ähnlich geringe Oberflächenenergiewerte und damit entsprechend gute Antihafteigenschaften erreicht. Außerdem weisen mit Siliziumatomen modifizierte DLC-Schichten sehr gute Reibungseigenschaften, eine sehr hohe Härte und eine im Vergleich zu sonstigen DLC-Schichten sehr hohe Verschleißbeständigkeit auf. Selbstverständlich kann die DLC-Schicht auch mit mehreren Modifikationselementen gleichzeitig, beispielsweise gleichzeitig mit Fluor, Silizium, Stickstoff oder Sauerstoffatomen dotiert werden.By the introduction of silicon atoms into the carbon matrix as Modification elements also have similarly low surface energy values and thus achieved correspondingly good non-stick properties. In addition, show silicon-modified DLC layers have very good friction properties, a very high hardness and a very high wear resistance compared to other DLC layers on. Of course can the DLC layer also with several modification elements simultaneously, for example, simultaneously with fluorine, silicon, nitrogen or Be doped oxygen atoms.
Nach üblicher Vorstellung gemäß dem Stand der Technik, kann eine Oberfläche umso leichter gereinigt werden, je glatter sie ist. Diese Vorstellung ist jedoch insofern unzutreffend, da glatte Flächen von Flüssigkeiten, insbesondere also auch von Reinigungsflüssigkeiten, stark benetzt werden, so dass die Flüssigkeit nur bei Aufbringung entsprechend hoher äußerer Reinigungskräfte wieder von der zu reinigenden Oberfläche verdrängt werden kann. So reicht das Eigengewicht eines Wassertropfens in der Regel nicht dazu aus, den Wassertropfen auf einer vertikalen Glasscheibe mit glatter Oberfläche nach unten abperlen zu lassen. Die Benetzung der zu reinigenden Kontaktfläche mit der Reinigungsflüssigkeit kann nun erfindungsgemäß dadurch erheblich verringert werden, dass die Kontaktfläche nicht besonders glatt ist, sondern eine mikrostrukturierte Oberfläche aufweist bei der Materialspitzen überstehen. Der durchschnittliche Abstand zwischen den Materialspitzen in der Kontaktfläche, was letztendlich dem Rauheitswert der Kontaktfläche entspricht, muss dabei gerade so klein gewählt werden, dass das flüssige Medium aufgrund seiner Oberflächenspannung nicht in die Zwischenräume zwischen den Materialspitzen eindringen kann. Die Oberflächenspannung des flüssigen Mediums hängt aber von der Oberflächenenergie der Kontaktfläche ab, so dass also im Ergebnis die Rauheit des Materials gerade in Abhängigkeit von der Oberflächenenergie der Kontaktfläche gewählt werden muss. Wird das Material mit einer in Abhängigkeit des Oberflächenenergiewerts geeigneten Rauheit hergestellt, wird dadurch erreicht, dass das flüssige Medium die Kontaktfläche nicht mehr benetzen kann, sondern auf der Kontaktfläche mehr oder weniger geschlossene Tröpfchen bildet. Dem flüssigen Medium stehen somit nur die Materialspitzen der Kontaktfläche als Berührungsfläche zur Verfügung und es kann somit mit sehr geringen äußeren Kräften von der Kontaktfläche verdrängt werden. Auch Ansatzpartikel liegen nur auf den Materialspitzen der Kontaktfläche auf, so dass sich die Haltekräfte zwischen der Kontaktfläche und den aufliegenden Ansatzpartikeln entsprechend verringern. Diese nur schwach anhaftenden Ansatzpartikel können dann durch das an der Kontaktfläche leicht abperlende Reinigungsmedium einfach fortgeschwemmt werden.As is conventional in the art, a surface may be cleaned more easily the smoother it is. However, this idea is inaccurate insofar as smooth surfaces of liquids, in particular also of cleaning liquids, are strongly wetted, so that the liquid can be displaced again only when applying correspondingly high external cleaning forces from the surface to be cleaned. Thus, the weight of a drop of water is usually not enough to make the water droplet on a vertical glass with a smooth surface to roll down. The wetting of the contact surface to be cleaned with the cleaning liquid can now be considerably reduced according to the invention in that the contact surface is not particularly smooth, but has a microstructured surface in which the material tips protrude. The average distance between the material tips in the contact surface, which ultimately corresponds to the roughness value of the contact surface, just has to be chosen so small that the liquid medium can not penetrate into the spaces between the material tips due to its surface tension. However, the surface tension of the liquid medium depends on the surface energy As a result, the roughness of the material just has to be selected depending on the surface energy of the contact surface. If the material is produced with a roughness which is suitable depending on the surface energy value, it is achieved that the liquid medium can no longer wet the contact surface but forms more or less closed droplets on the contact surface. Thus, only the material tips of the contact surface are available to the liquid medium as a contact surface and it can thus be displaced from the contact surface with very little external forces. Also approach particles are only on the material tips of the contact surface, so that reduce the holding forces between the contact surface and the overlying neck particles accordingly. These weakly adhering approach particles can then be easily flushed away by the cleaning medium which easily bubbles off at the contact surface.
Wird eine Rauheit des Materials eingestellt, bei dem der durchschnittliche Abstand zwischen den Materialspitzen 1 bis 50 μm, insbesondere 5 bis 20 μm, beträgt, werden für die meisten flüssigen Reinigungsmedien in Kombination mit Oberflächenenergiewerten in der Kontaktfläche von kleiner 300 mN/m sehr gute Antibenetzungseigenschaften erreicht.Becomes set a roughness of the material at which the average Distance between the material tips 1 to 50 microns, in particular 5 to 20 microns, is for the most liquid Cleaning media in combination with surface energy values in the contact surface of less than 300 mN / m achieved very good anti-fog properties.
Um den Effekt der möglichst geringen Haltekräfte zwischen den Ansatzpartikeln und der Kontaktfläche noch zu verstärken, kann die Kontaktfläche zusätzlich zur Mikrostrukturierung auch noch eine makroskopische Struktur, beispielsweise parallel zueinander verlaufende Rillen, aufweisen. Durch diese makroskopische Struktur wird erreicht, dass größere Ansatzpartikel nur an den Spitzen der makroskopischen Oberflächenstruktur aufliegen und somit wiederum nur geringe Berührungsflächen zwischen den entsprechend großen Ansatzpartikeln und der Kontaktfläche bestehen.Around the effect of the possible low holding forces between the batch particles and the contact surface can still reinforce the contact surface additionally for microstructuring also a macroscopic structure, For example, parallel to each other grooves. Through this macroscopic structure is achieved that larger batch particles rest only on the tips of the macroscopic surface structure and thus again only small contact surfaces between the correspondingly large Make-up particles and the contact surface exist.
Aufgrund der zusätzlichen Herstellungskosten ist es nicht immer sinnvoll, die gesamte Kontaktfläche eines Bauteils mit einer Oberfläche zu versehen, die erfindungsgemäße, geringe Oberflächenenergiewerte aufweist. Deshalb ist es vielfach sinnvoll, wenn erfindungsgemäße Bauteile nur selektiv, beispielsweise in besonders stark verschmutzenden Bereichen, oder in besonders schwer zu reinigenden Bereichen, beispielsweise Kanten, Falzen oder Hinterschneidungen, mit einer erfindungsgemäßen Oberfläche eingesetzt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Bauteile nur selektiv in bestimmten Bereichen entsprechend beschichtet werden oder, dass an konventionellen Bauteilen zusätzliche Bauteile, beispielsweise erfindungsgemäß beschichtete Platten, befestigt werden.by virtue of the additional Production costs, it is not always useful to the entire contact surface of a Component with a surface to provide, the inventive, low Surface energy values having. Therefore, it is often useful when components according to the invention only selectively, for example, in particularly polluting Areas, or in particularly difficult to clean areas, for example Edges, folds or undercuts, used with a surface according to the invention become. This can be achieved, for example, by the fact that the Components only selectively coated in certain areas accordingly or that on conventional components additional Components, for example, according to the invention coated plates attached become.
Grundsätzlich lässt sich die Verwendung erfindungsgemäßer Bauteile in allen Bereichen einer Brauereianlage denken. Besonders große Vorteile aufgrund der geringen Haftneigung und der damit verbundenen Reinigungseigenschaften bieten erfindungsgemäße Bauteile bei Innenkochern beziehungsweise Außenkochern, insbesondere deren Kocherrohren, als Bestandteil des Pfannendunstkondensators, als Bestandteil eines Plattenwärmetauschers, als Bestandteil eines Maischeerhitzers, als Bestandteil einer Würzepfanne oder als Bestandteil eines Läuterbottichs. Je nach Größe des jeweiligen Bauteils können dabei selbstverständlich auch nur bestimmte Bereiche mit erfindungsgemäßen Oberflächen versehen werden um die damit verbundenen Produktionskosten möglichst gering zu halten.Basically you can the use of components according to the invention think in all areas of a brewery plant. Especially big advantages due the low tendency to stick and the associated cleaning properties offer components according to the invention for indoor cookers or outdoor cookers, in particular their Kocherrohren, as part of the ladle vapor condenser, as Part of a plate heat exchanger, as part of a mash heater, as part of a wort kettle or as part of a lauter tun. Depending on the size of the respective component can of course also only certain areas are provided with surfaces according to the invention associated production costs as low as possible.
Grundsätzlich sind zur Herstellung erfindungsgemäßer Bauteile alle Herstellungsverfahren geeignet, mit denen ein Beschichtungsmaterial mit entsprechend geringer Oberflächenenergie auf ein Trägermaterial aufgebracht werden können. Beispielsweise ist es denkbar, auf einem aus Stahl hergestellten Bauteil eine Beschichtung aus Lack- oder Kunststoffüberzug aufzubringen.Basically for the production of components according to the invention all manufacturing processes are suitable, with which a coating material with correspondingly low surface energy on a carrier material can be applied. For example, it is conceivable on a steel made Component to apply a coating of paint or plastic coating.
Zur Erreichung einer ausreichend großen Säure- beziehungsweise Laugenbeständigkeit und einer ausreichenden Lebensmittelechtheit sind die meisten Beschichtungsverfahren nur unzureichend geeignet. Besonders hoch belastbare Beschichtungen können aber durch plasmaaktivierte, chemische Gasphasenabscheidungen (PACVD) hergestellt werden. Bei dieser Technologie wird das zu beschichtende Bauteil in einer evakuierten Prozesskammer angeordnet und an einer Substratelektrode angeschlossen. Die Substratelektrode ist mit einem Hochfrequenzgenerator verbunden, so dass nach Erreichen eines bestimmten Basisdrucks und einer geeigneten Hochfrequenzanregung Atome aus einer Reaktivgaskomponente unter Bildung einer Beschichtung auf der Oberfläche des Trägermaterials abgeschieden werden. Insbesondere können durch dieses Verfahren DLC-Schichten mit Wachstumsraten von 1 bis 6 μm pro Stunde auf dem Trägermaterial abgeschieden werden. Die Haftung der DLC-Schicht kann dabei noch verbessert werden, wenn vor Beginn der Abscheidung der Kohlenstoffatome zunächst die erste Schicht der Oberfläche des Trägermaterials abgetragen wird, um einen optimalen Haftgrund zu schaffen. Außerdem können zwischen dem Trägermaterial und der eigentlichen DLC-Schicht noch haftvermittelnde Zwischenschichten abgeschieden werden.to Achievement of a sufficiently large acid or alkali resistance and adequate food fastness are most coating methods insufficiently suitable. Particularly high loadable coatings can but by plasma-activated chemical vapor deposition (PACVD) getting produced. In this technology, the to be coated Component arranged in an evacuated process chamber and at a Substrate electrode connected. The substrate electrode is with a High frequency generator connected, so after reaching a certain Base pressure and a suitable high-frequency excitation atoms off a reactive gas component to form a coating the surface of the carrier material be deposited. In particular, by this method DLC layers with growth rates of 1 to 6 μm per hour on the substrate be deposited. The adhesion of the DLC layer can be improved even further if, before the deposition of the carbon atoms, the first layer of the surface of the carrier material is removed to create an optimal primer. Besides, you can choose between the carrier material and the actual DLC layer still adhesion promoting intermediate layers be deposited.
Ein Vorteil, insbesondere auch der PACVD-Technik, liegt darin, dass die Abscheidung des Beschichtungsmaterials bei Temperaturen von 20°C bis 200°C erfolgen kann. Dadurch ist es möglich, die Beschichtung auf dem Trägermaterial abzuscheiden, ohne dass während des Abscheidens ein Härteverlust oder Maßänderungen durch Wärmeverzug am Bauteil auftreten.An advantage, in particular also of the PACVD technique, is that the deposition of the coating material can take place at temperatures of 20 ° C. to 200 ° C. This makes it possible to deposit the coating on the carrier material, without any during the deposition Hardness loss or dimensional changes due to thermal distortion occur on the component.
Wird zum Erreichen einer erfindungsgemäßen geringen Oberflächenenergie an der Kontaktfläche ein geeigneter Werkstoff an der Kontaktfläche abgeschieden, kann zur Bildung einer mikrostrukturierten Oberfläche mit einer Beschichtungsmaske, die beispielsweise lithographisch hergestellt sein kann, gearbeitet werden. Im Ergebnis wird also das Beschichtungsmaterial aufgrund der Maskenstruktur in bestimmten Bereichen der Kontaktfläche stärker und in anderen Bereichen schwächer abgeschieden, so dass vom Beschichtungsmaterial überstehende Materialspitzen mit definierter Rauheit, dass heißt definiertem Abstand zwischen den Materialspitzen, gebildet werden. Somit kann in einem Arbeitsgang an der Kontaktfläche des Bauteils zugleich eine Beschichtung mit geringer Oberflächenenergie abgeschieden, die eine Oberfläche mit gewünschter Mikrostruktur aufweist.Becomes to achieve a low surface energy according to the invention at the contact surface a suitable material deposited on the contact surface, can for Formation of a microstructured surface with a coating mask, the for example, can be prepared lithographically worked become. As a result, therefore, the coating material due the mask structure in certain areas of the contact surface stronger and weaker in other areas deposited, so that the coating material protruding material tips with defined roughness, that is defined distance between the material tips are formed. Thus, in one operation at the contact surface the component at the same time a coating with low surface energy deposited, which has a surface with desired Having microstructure.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert.embodiments The invention is illustrated in the drawings and will be described below explained in more detail.
Es zeigen:It demonstrate:
Das
in
Die
Beschichtung
Das
in
Claims (20)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HUPPMANN AG, 97318 KITZINGEN, DE |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130403 |