Aktuelle Forschungsprojekte

Image Mikrowärmeübertrager in der Kältetechnik
Image Innovative Fertigungstechnologien für Kryosorptionssysteme
Image All-In-One Gerät für Gefriertrocknung und Biomaterialherstellung
Image Entwicklung eines kryogenen magnetbasierten Luftzerlegers
Image Stoffdatenmodule
Image Untersuchungen von Werkstoffen
Image Tieftemperaturtribologie
Image Charakterisierung von Supraleitern in Wasserstoffatmosphäre
Image Prüfverfahren zur dynamischen Alterung von Werkstoffen
Image Primäre Lärmreduktion an Ventilatoren
Image Untersuchung von Kühlsolen
Image Filterprüfungen
Image Lüftungsgerät mit akustischer Regelungsoption
Image Filterprüfung
Image Heliumgewinnung aus Erdgas
Image Prüfstände für Kälte- und Wärmepumpentechnik

Sie befinden sich hier:   /  Startseite


Magnetfeldbeeinflusster Schmelzpunkt des Wassers

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

11/2020-08/2022

Dr. Joachim Germanus

+49-351-4081-5412

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

Image

All-In-One Gerät für Gefriertrocknung und Biomaterialherstellung

mit automatisierter Einfrier- und Sterilisationsoption

Image

Untersuchungen nach DIN EN ISO 14903

Diese Prüfungen nach DIN EN ISO 14903 sind am ILK Dresden möglich