Een precisiemagneetventiel dat oorspronkelijk was ontworpen om een ​​lander naar een komeet te sturen, heeft een verrassende aardse toepassing gevonden door ESA's Technology Transfer and Patent Office:het toevoegen van smaken aan dranken binnen een paar duizendsten van een seconde per blikje of fles.

Moderne afvulcarrousels voor dranken zijn al wonderen van automatisering, typisch in staat om honderden flessen te vullen, blikjes of dozen per minuut. Maar deze complexe systemen zijn geoptimaliseerd voor enkelvoudige, grote productiebatches. Ondertussen trekt de markt door.

"Ga vandaag nog naar een willekeurige supermarkt en je zult een grote verscheidenheid aan verschillende dranken zien, van energiedrankjes tot gearomatiseerd water, " legt Wolfgang Teichmann uit, directeur van KTW Technology.

"Maar traditionele vulsystemen kunnen dit verbrede productportfolio niet op een efficiënte manier bijhouden. Schakelen tussen het vullen van verschillende producten vereist langdurige uitvaltijd om leidingen droog en schoon te krijgen, omdat fabrikanten niet willen dat overgebleven smaken hun volgende batch besmetten.

"In plaats daarvan, ons doel was om een ​​oplossing te creëren waarbij minder, snellere doseerventielen zouden kunnen worden gebruikt om de smaken als concentraat aan het einde van het vulproces te leveren, het flexibeler en energiezuiniger maken van systemen, en de tijd en middelen die verloren gaan tijdens het schoonmaken aanzienlijk verminderen."

Het doel was om een ​​efficiëntere en duurzamere oplossing te ontwerpen. Om dit mogelijk te maken, KTW heeft gebruik gemaakt van ruimtetechnologie:een snel reagerende precisieklep die, ongewoon, heeft slechts één bewegend onderdeel - een bal die in een 'klepzitting' zit, " de klep gesloten houden totdat deze wordt bewogen door een magnetisch veld om hem binnen een duizendste van een seconde te openen, of milliseconden.

Gebaseerd op zijn "SmartValve"-technologie kan KTW's High-Speed ​​Precision Dosing-systeem ongelooflijk nauwkeurige doses tussen 0,1 en 3,0 ml leveren, meestal gebruikt om smaak toe te voegen aan een voorgevulde 'basisvloeistof' zoals water en speciaal ontworpen om verspillende spatten te minimaliseren. De kleptechnologie is bovendien de basistechnologie voor verschillende industriële oplossingen, gemaakt door KTW, om de efficiëntie te verhogen en de uitstoot te verminderen, pesticiden of afval.

In feite is de magneetklep oorspronkelijk speciaal voor dit doel ontworpen door ruimte-ingenieur Dietmar Neuhaus van het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum, DLR. Zijn doel was het bereiken van nauwkeurige manoeuvreerbaarheid van satellieten met behulp van 'cold gas thrusters, " waar kleine hoeveelheden gas vrijkomen om beweging te krijgen, als het loslaten van een ballon. Het idee werd aanvankelijk voorgesteld voor de Philae-lander van het Rosetta-ruimtevaartuig, hoewel uiteindelijk voor een alternatieve methode is gekozen.

"Dit klepontwerp heeft een aantal voordelen ten opzichte van traditionele ontwerpen, inclusief die met veren, " legt Dietmar Neuhaus uit. "Met slechts één bewegend onderdeel, het heeft een zeer lange levensduur. Dankzij de directe schakelfunctie reageert hij extreem snel op het binnenkomende signaal en is hij zeer nauwkeurig in de dosis die hij afgeeft."

Met de hulp van EurA, een van de technologiemakelaars van ESA in Duitsland, KTW ontwikkelde het idee om de kleptechnologie te gebruiken en verder te ontwikkelen. De ontwikkeling ervan werd vervolgens ondersteund door een ESA Technology Transfer Demonstration-project.

Wolfgang Teichmann voegt toe:"In een typisch drankdoseersysteem, je zou normaal gesproken een carrousel hebben met veel kleppen - vaak meer dan honderd - om de containers met de uiteindelijke vloeistof te vullen, terwijl u met onze oplossing slechts één tot drie ventielen nodig heeft die microdoses van het concentraat aan het einde van de lijn verstrekken. Snelheid en precisie zijn essentieel; we kunnen tot 120 000 blikken per uur vullen.

"Een lange levensduur is ook belangrijk in de afvulindustrie. Kleppen hebben doorgaans een korte levensduur, overwegende dat onze kleppen, met slechts één bewegend onderdeel, waarvan is aangetoond dat ze meer dan 10 miljard doses aanhouden, en hebben minder onderhoud nodig. En als er iets nodig is, de oplossing is snel en eenvoudig, minuten in plaats van de weken die nodig zijn voor een standaard systeemreparatie. Het is gewoon een kwestie van de kogel- en klepzitting verwisselen."

KTW's High-Speed ​​Precision Dosing System kan ofwel worden geïntegreerd in een bestaand productiesysteem of op een stand-alone basis worden ingezet.

"Als bedrijf we zijn gemotiveerd om de efficiëntie te verhogen, afval verminderen en verduurzamen, in navolging van onze slogan "SpaceTech 4 Planet Earth, '" merkt Wolfgang Teichmann op. "Dus ons Air Flow Saver-systeem stelt gebruikers bijvoorbeeld in staat om tot 90% van hun persluchtverbruik te besparen:de Duitse industrie geeft jaarlijks 4,5 miljard uit aan het gebruik van perslucht, die acht tot tien keer meer kost dan conventionele stroombronnen.

"Een idee geven hoe het in de praktijk werkt, een klant kan perslucht gebruiken om een ​​Tetrapak-label te drogen voordat de vuldatum wordt toegevoegd. Normaal gesproken blijft deze perslucht continu blazen, maar ons systeem opent de klep alleen om lucht te laten ontsnappen wanneer een vision-sensor aangeeft dat er een label aanwezig is, voor slechts 30 milliseconden per keer. Bij het passeren van vijf Tetrapaks per seconde het afblaasstation, het bespaart 85% perslucht. En terwijl we in realtime pulseren, dit blazen verhoogt het uitdrogende effect."