Aktuelle Forschungsprojekte

Image Kalibrierung von Tieftemperatursensoren
Image Vakuum-Flüssigeis-Technologie
Image Verhalten mehrphasiger kryogener Fluide
Image Zustands- und Schadensanalysen
Image Magnetfeldbeeinflusster Schmelzpunkt des Wassers
Image Rauscharme, nichtmetallische Flüssig-Heliumkryostate
Image Lecksuche und Dichtheitsprüfung
Image Elektronische Multifunktionsmodule für kryogene Anwendungen
Image For(W)ing - Laufradflügel für Strömungsmaschinen
Image In-Situ-Untersuchungen zum Quellverhalten von Polymerwerkstoffen unter erhöhten Drücken und Temperaturen
Image Reduzierung der Expansionsverluste von Kälteanlagen
Image Selbstoptimierendes Raumluftmanagementsystem
Image Thermische Speicherung mit PCM
Image Druckfestigkeitsprüfung von CO2 Anlagen
Image Füllmengenreduzierung
Image Leistungsprüfung an Verflüssigungssätzen

Sie befinden sich hier:  Startseite /  Forschung und Entwicklung


Magnetfeldbeeinflusster Schmelzpunkt des Wassers

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

11/2020-08/2022

Dr. Joachim Germanus

+49-351-4081-777

Gesteuerte Unterkühlung von wasserhaltigen Produkten bei Gefrierprozessen

Das Ziel der Forschungsarbeit besteht darin, einen Lösungsansatz zu finden, der es ermöglicht, Gefriervorgänge von wässrigen Systemen unter Verwendung von Magnetfeldern gezielt zu beeinflussen und zu steuern. Publikationen deuten darauf hin, dass der Schmelzpunkt des Wassers im Magnetfeld beeinflussbar ist [1]. Im Rahmen des Forschungsprojekts wird daher eine Versuchsapparatur entworfen und aufgebaut, mit deren Hilfe systematische Untersuchungen zum Schmelzpunkt von Wasser und wässriger Lösungen bei unterschiedlichen Magnetfeldstärken erfolgen.

 Dem Anliegen der vorgesehenen Arbeit liegt die Intension zugrunde, wasserhaltige Systeme unabhängig von der einsetzenden Nukleation unterhalb des „normalen“ Gefrierpunktes bei 0 °C im Magnetfeld abzukühlen und anschließend durch Abschalten des Magnetfeldes schlagartig gefrieren zu lassen.

Die Ursache für eine magnetfeldbeeinflusste Veränderung des Schmelzpunkts/Gefrierpunkts wird in der Schwächung der Wasserstoffbrückenbindungen des Wassers im Magnetfeld gesehen.

Die durch Wasserstoffbrückenbindungen hervorgerufenen Besonderheiten des Wassers zeigen sich in unterschiedlichster Weise. In Abbildung 1 ist dies am Beispiel der Schmelzpunkte/Gefrierpunkte für Wasserstoffverbindungen der Elemente in der 6. Hauptgruppe des PSE (Periodensystem der Elemente) sowie für  Alkohole (unter Einbeziehung von Wasser) innerhalb ihrer homologen Reihe dargestellt. Eine wesentliche Abweichung vom Kurvenverlaufstrend ist für Wasser ersichtlich, da hier die Wasserstoffbrückenbindungen am stärksten ausgebildet sind.

Eine praktische Anwendung der magnetfeldgesteuerten Gefrierpunkterniedrigung des Wassers könnte sich beispielsweise auf dem Gebiet der Produktqualitätsverbesserung in der Gefrierkostindustrie ergeben.

Quellen:

[1]           L. Otero, A. C. Rodriguez, M. Pérez-Mateos und P. D. Sanz, „Effects of magnetic fields on freezing: application to biological products“, Food Science and Food Safety, Vol. 15; 2016.


Ihre Anfrage zum Projekt

Weitere Projekte - Forschung und Entwicklung

Image

Wärmekraftmaschinen

Gewinnung elektrischer Energie aus Abwärme

Image

Elektrische Komponenten in Kältekreisläufen

Hochspannungsprüfungen unter Realbedingungen

Image

PerCO

Herstellung neuartiger Sperrschichten an elastomeren Dichtungsmaterialien zur Verminderung der Permeation des Kältemittels R744 (CO2)


Kontakt

Institut für Luft- und Kältetechnik - Gemeinnützige Gesellschaft mbH
Bertolt-Brecht-Allee 20, 01309 Dresden


Sekretariat der Geschäftsleitung

+49-351-4081-520

+49-351-4081-525

Bild ISO 9001
Bild Zuse Mitglied Bild SIG