Prozesswasseraufbereitung beim Wasserstrahlschneiden für die Zuckerrübenernte

In der Fertigungstechnik ist das Schneiden unterschiedlichster Schnittgüter mittels Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen ein etabliertes Verfahren. Auch zum Schneiden organischer Güter, z. B. in der Lebensmittelindustrie, ist das Wasserstrahlschneiden geeignet. Dieser Arbeit vorangegangene Untersuchungen haben gezeigt, dass insbesondere homogene, organische Schnittgüter wie Kartoffeln und Zuckerrüben für den Wasserstrahl geeignet sind. Gegenüber mechanischen Schnittverfahren sind Vorteile in der Prozessqualität, Prozessgeschwindigkeit und der Schnitthygiene zu erwarten. Vor dem Hintergrund einer mobilen Anwendung zählt neben dem Aufwand für die erforderlichen Anlagenkomponenten der Wasserverbrauch zu den Nachteilen der Technologie.
Diese Arbeit thematisiert die Reduzierung des Frischwasserbedarfs beim Schneiden landwirtschaftlicher Güter durch Rückführung und Aufbereitung des Prozesswassers am Beispiel der Zuckerrübenernte. Die Aufbereitung der aufgefangenen Suspension erfordert einen mehrstufigen Prozess, dem eine Vorreinigung zur Reduzierung des Trockenmassegehalts vorangeht und an dessen Ende eine Membranfiltration mittels Ultrafiltrations- oder Umkehrosmosemembran steht. Auf Basis experimenteller Untersuchungen wurden Konzeptvorschläge mit unterschiedlichem Rückgewinnungsgrad und unterschiedlichem Systemaufwand entwickelt. Die durchgeführten Untersuchungen und die entwickelten Konzepte zeigen die grundsätzliche Realisierbarkeit und dass je nach Konzept theoretische Rückgewinnungsgrade in Bezug auf die eingesetzte Wassermenge von ca. 70 bis 100 Prozent erzielt werden können. Demgegenüber steht ein hoher Systemaufwand, der in der Praxis betriebswirtschaftlich bewertet werden und in Bezug zu den erwarteten Vorteilen und zu den etablierten Verfahren gesetzt werden muss.