Schaum am Meer (Bild: colourbox)
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Talking Science aus der Technischen Universität Berlin - Alptraum Schaum

Schaum in der Badewanne oder auf dem Cappuccino ist schön. Schaum in Industrieanlagen ist dagegen schädlich. Die kleinen Bläschen richten Jahr für Jahr Schäden in Millionenhöhe an, zum Beispiel in der chemischen Industrie oder bei Getränkeherstellern. Wissenschaftler der Technischen Universität Berlin (TU) forschen daran, Schaum zu beseitigen.

Schaum auf einem Bier (Bild: colourbox)

Wenn Säfte, Limonaden oder Bier in Flaschen gefüllt werden, entsteht Schaum. Die Flaschen können nicht bis zum Rand gefüllt werden, die Abfüllmaschinen müssen zunächst stoppen. Die Maschinen füllen also nicht so viele Flaschen ab, wie sie könnten. Für die meist kleinen Unternehmen der Getränkeindustrie bedeutet das Umsatzeinbußen.

Schaum stellt Wissenschaftler häufig noch vor Rätsel. Vor allem warum er wann entsteht. „Die Ursache ist häufig nicht vorhersehbar“, sagt Jens Uwe Repke vom Institut für Verfahrenstechnik an der TU. In der Industrie könne Schaum dadurch zur Produktschädigung oder sogar zum Ausfall der gesamten Anlage führen, so Repke.

Prof. Jens Uwe-Repke (Bild: rbb/Marcus Latton)

Was ist Schaum?

Schaum besteht aus gasförmigen Bläschen, die von festen oder flüssigen Wänden eingeschlossen sind. Flüssiger Schaum findet sich beispielsweise in Getränken, fester Schaum in Schaumstoff. Reine Flüssigkeiten bilden keinen Schaum. Damit er entstehen kann, sind Tenside notwendig. Das sind Stoffe, die sich nicht mit Wasser vermischen, aber dessen Oberflächenspannung verringern – zum Beispiel Spülmittel.

Jens- Uwe Repke erklärt dies an einem Beispiel: „Wenn wir als Kinder früher Seifenblasen produziert haben, da haben wir ja nicht nur Wasser genommen und reingeblubbert. Da entsteht ja kein Schaum“ Kleine Spritzer Spülmittel veränderten die Oberflächenspannung des Wassers. Werde jetzt etwa durch einen Strohhalm gepustet, entstehe Schaum, so Repke.

Prof. Cornelia Rauh (BIld: rbb/Marcus Latton)

Mit Ultraschall gegen die Bläschen

Prof. Cornelia Rauh vom Institut für Lebensmittelbiotechnologie der TU erforscht Strategien gegen den Schaum. Bisher setzen Unternehmen häufig Zentrifugen oder chemische Entschäumer ein. Diese jedoch sollten nicht in Lebensmittel gelangen oder können sogar die Produktionsanlagen angreifen.

Bei Säften gäbe es bislang gar keine Möglichkeit, den Schaum beim Abfüllen abzutragen. Daher müsse dieser in der Flasche bekämpft werden, so Cornelia Rauh. Sie setzt eine neue, wirksame Waffe ein: Ultraschall. Eine Ultraschallsonde - Sonotrode - wird vor dem Einfüllen in die Flasche eingeführt. „Der Ultraschall regt die Blasen zum Schwingen an und beschleunigt so die […] natürliche Zerstörung des Schaums.“, erklärt Rauh das Verfahren.

Wissenschaftler der Universität Erlangen haben die Sonotrode gemeinsam mit der Abteilung von Cornelia Rauh entwickelt. Die ersten Tests mit den Ultraschallsonden sind vielversprechend. Kooperationen mit Anlagenbauern laufen bereits, so dass sich die Sonotrode im Praxisbetrieb bewähren kann. Noch etwa zwei Jahre werde es dauern, so Cornelia Rauh, bis die neue Waffe gegen Schaum, auf den Markt kommt.

Beitrag von Judith Rhode