science >> Wetenschap >  >> Fysica

Koud plasma frist frites op

Ruimteplasma-experiment op ISS. Krediet:MPE-M. Kretschmer

Slechte geuren van frituren in restaurants en afhaalrestaurants kunnen binnenkort worden uitgeroeid dankzij experimenten die door ESA worden gefinancierd op het internationale ruimtestation.

Bij het koken van voedsel zoals frites in heet vet of olie komen onwelriekende moleculen vrij die uiterst moeilijk te verwijderen of te verspreiden zijn. Deze geuren worden meestal vernietigd in omvangrijke en dure commerciële afzuigkappen door chemicaliën die ozon als bijproduct creëren - dat vanwege gezondheidsproblemen moet worden verwijderd.

In plaats daarvan, een Duitse fabrikant van frituurpannen, Blümchen, kiest voor een andere aanpak, gebaseerd op plasma-experimenten die sinds 2001 in het ruimtestation worden uitgevoerd.

Plasma is meestal een hete, elektrisch geladen gas, maar het is mogelijk om bij kamertemperatuur 'koude plasma's' te creëren. Koud plasma is een uiterst effectief bacteriedodend middel gebleken en kan ook schimmels, virussen en sporen. Het is veilig om aan te raken, wat het voor veel toepassingen aantrekkelijk maakt.

Methoden voor het genereren van koude plasma's werden ontwikkeld aan het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica in Duitsland, waar het idee om elektronen te gebruiken om het plasma te creëren voor het verwijderen van geuren gepatenteerd was.

Gefinancierd door ESA en in samenwerking met de Russische ruimtevaartorganisatie, wetenschappers onder leiding van professor Gregor Morfill waren verantwoordelijk voor het eerste experiment op het station. Zijn team profiteerde van gewichtloosheid in een baan om complexe plasma's te bestuderen, die de aanzet gaven tot de ontwikkeling van de koude plasmatechnologie.

Koud plasma ontlader. Krediet:Blümchen

De meest recente vierde versie van dit experiment werkt nog steeds op het Station, waardoor het plasmastudie-experiment het langstlopende in de ruimte is.

Een subsidie ​​van ESA heeft geholpen om de kennis om te zetten in praktische toepassingen op aarde. Sinds 2013 is Prof. Morfill CEO van het bedrijf Terraplasma, die het koude plasma al heeft toegepast op medische en hygiënische problemen, en tot waterbehandeling.

Om geuren te verwijderen, Het nieuwe systeem van Terraplasma genereert het plasma door een gloeiende elektrische ontlading in de lucht op te wekken tussen een korte staafelektrode die in het midden van een cilindrische elektrode zit. De ontlading is aanvankelijk een smalle lijn van ongeveer 1 mm dik ergens tussen de elektroden, maar wanneer het wordt gemaakt om snel te bewegen door een magnetisch veld, verspreidt het zich om een ​​plasmaschijf te produceren. De vuile lucht wordt vervolgens door deze schijf geleid om te worden gereinigd.

Van ruimte naar keuken

Het Duitse EurA Consult van het ESA's Technology Transfer Program-makelaarsnetwerk was al lang op de hoogte van de specialiteit van Prof. Morfill en zijn spin-offsuccessen bij Terraplasma, en introduceerde de technologie in Blümchen, die een beter antwoord zochten voor industriële afzuigkappen.

"Deze industrie is er niet een die normaal nieuwe technologieën toepast, maar we zagen hier een groot potentieel, ", zegt Johannes Schmidt van EurA Consult.

Koud plasma verwijdert frituurvetgeuren. Krediet:Blümchen

"Het helpt dat beide bedrijven ruimdenkend zijn, creatief denken en snel kunnen werken om een ​​nieuwe ontwikkeling op de markt te brengen."

"Het nieuwe ontwerp werkt door elektronen in het plasma te gebruiken om geuren te neutraliseren, " verklaarde prof. Morfill.

"Het dunne plasmavel breekt de aanstootgevende moleculen op in onschadelijke componenten die niet ruiken en achteraf niet hoeven te worden geëxtraheerd.

"Het is ook ongeveer duizend keer sneller dan de traditionele chemische methode."

De filterpatroon, slechts 10 cm lang, kan zowel in bestaande systemen als in nieuwe, veel kleinere ontwerpen. Eigenaren van kleine eetstalletjes en zelfs huishoudens kunnen baat hebben bij nieuwe afzuigkappen op basis van de koude plasmafilters.

"De potentiële markt is enorm, " merkte Georg Hirtz op, CEO van Blümchen. "Er zijn in theorie alleen al in Duitsland 600.000 systemen, dus met een gemiddelde levensduur van 10 jaar, hier zijn ongeveer 60 000 eenheden per jaar nodig.

Plasmafilter. Krediet:Terraplasma

"Door dit voor particuliere huishoudens te ontwikkelen, zou dat nog verder toenemen, aangezien er jaarlijks tot 10 miljoen nieuwe afzuigkappen worden verkocht aan huishoudens in Europa."

Met een volledig prototype gepland voor 2017, de eerste apparaten die deze spin-off van de ruimte gebruiken, moeten begin 2018 op de markt komen. Blümchen zal de filters produceren en leveren of de technologie in licentie geven aan fabrikanten van afzuigkappen.

In de tussentijd, Terraplasma blijft kijken naar en ontwikkelt nieuwe terrestrische toepassingen met behulp van de koude plasmaresultaten uit de ruimte. Samen met het Duitse medische bedrijf Dynamify, het heeft Terraplasma Medical opgericht in de Beierse incubator van ESA om systemen te ontwikkelen voor de behandeling van chronische en acute wonden en huidziekten.

Het bedrijf onderzoekt ook nieuwe medische systemen die dezelfde koude plasmatechnologie gebruiken voor toekomstige lange ruimtevluchten.