Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Phys. Peter Schwarz

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1 32. FACHTAGUNG und MITGLIEDERVERSAMMLUNG Juni 2015, Potsdam REFERENT Ohne Wasser keine Küche REFERENT Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Phys. Peter Schwarz WICHTIGE STATIONEN Studium Physik Diplom an der Universität Ulm Promotion zum Dr.-Ing. an der Universität Stuttgart Industrietätigkeiten im Anlagenbau: stv. Entwicklungsleiter bei Mann + Hummel Verfahrenstechnik (Materialversorgungssysteme für die Kunststoffindustrie) Leiter Entwicklungskonstruktion Pulverbeschichtungsanlagen bei Wagner Industriesysteme Seit 9/1996 Dozent an der HSAS für ingenieurwiss. Grundlagen, Verfahrenstechnik, Konstruktionslehre, CAD, CAFM (Computer Aided Facility Management), Großküchenplanung ARBEITSSCHWERPUNKTE Studienbeauftragter für Großküchenplanung Fakultätsbeauftragter für Öffentlichkeitsarbeit Senatsbeauftragter für Nachhaltigkeit Lehre und Forschung auf dem Gebiet der Großküchen WEITERE ENGAGEMENTS Außerordentliches Mitglied im VdF Mitglied in der Arbeitsgruppe Energie des VdF Mitglied in der HKI-Projektgruppe Bewertung der Energieeffizienz ganzer Großküchenprojekte Herausgeber der Fachbücher Großküchen - Planung Entwurf Einrichtung und Professional Kitchens - Planning Design Equipment KONTAKT Hochschule Albstadt-Sigmaringen Fakultät Life Sciences Anton-Günther-Str. 51/ Sigmaringen Tel.: 07571/ (Sekretariat -8242) Fax: 07571/ schwarz@hs-albsig.de Web:

2 Ohne Wasser keine Küche Prof. Dr.-Ing. Peter Schwarz Hochschule Albstadt-Sigmaringen 1. Einleitung Gliederung 2. Wozu Wasseraufbereitung? 3. Verordnungen 4. Wasseraufbereitungsverfahren Definition Wasserhärte Enthärtung Teilentsalzung Vollentsalzung Umkehrosmose 5. Zusammenfassung 5

3 Wozu Wasseraufbereitung? Vorteile von weichem Wasser: Bei Getränken und Speisen: Weniger Kaffee, Tee erforderlich Verbessertes Aroma und Geschmack Ansprechendere Optik der Getränke Entfernung von unerwünschten Geruchsund Geschmacksstoffen aus dem Wasser 7 Wozu Wasseraufbereitung? Vorteile von weichem Wasser: Für die Geräte: Verhinderung der Kalksteinbildung Keine Kalkablagerungen an Magnetventilen Reduzierung der Ausfallzeiten Geringere Wartungs- und Reparaturkosten Verlängerte Geräte-Lebensdauer Abfiltration von störungsverursachenden Partikeln (i. d. R. über Vorfilter) Energieeinsparung (Kalkschicht von 0,4 mm kann Energieverbrauch um 25 % erhöhen) 9 2

4 Wozu Wasseraufbereitung? Vorteile von weichem Wasser: Beim Spülen: Verringerter Reiniger- und Klarspülerverbrauch Besseres Spülergebnis, keine Kalkflecken Weniger Glasbruch Zeitersparnis Reduzierung der Personalkosten 10 Wozu Wasseraufbereitung? Nachteile von weichem Wasser: Achtung! Ein zu geringer Gehalt an Ionen im Wasser kann wegen der fehlenden Leitfähigkeit Probleme bei der Gerätesteuerung verursachen. Aufbereitetes Wasser darf gegebenenfalls nur durch Edelstahl oder Kunststoffrohre geleitet werden, da Kupfer, Messing und verzinkte Verschraubungen korrodieren können! 11 3

5 Korrosion Bildquelle: EnviroFALK GmbH 12 Verordnungen Trinkwasserverordnung (TrinkWVO 2001) Neugefasst durch Bek. vom Anwendungsbereich (1) Diese Verordnung regelt die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch, im Folgenden als Trinkwasser bezeichnet. Sie gilt nicht für 14 4

6 Verordnungen Trinkwasserverordnung (TrinkWVO 2001) Neugefasst durch Bek. vom Anwendungsbereich Sie gilt nicht für 4. Wasser, das sich in wasserführenden, an die Trinkwasser- Installation angeschlossenen Apparaten befindet, die a) entsprechend den allgemein anerkannten Regeln der Technik nicht Teil der Trinkwasser- Installation entsprechend den allgemein anerkannten Regeln der Technik sind und b) mit einer den allgemein anerkannten Regeln der Technik entsprechenden Sicherungseinrichtung ausgerüstet sein müssen, und das sich hinter einer Sicherungseinrichtung nach Buchstabe b befindet. 15 Verordnungen Damit handelt es sich nicht mehr um Trinkwasser und es gilt die Verordnung (EG) Nr. 178/2002 allg. Grundsätze und Anforderungen des Lebensmittelrechts Artikel 2 Definition von "Lebensmittel" Im Sinne dieser Verordnung sind "Lebensmittel" alle Stoffe oder Erzeugnisse, die dazu bestimmt sind von Menschen aufgenommen zu werden. Zu "Lebensmitteln" zählen auch Getränke, Kaugummi sowie - einschließlich Wasser -,... Deshalb gilt die VO (EG) Nr. 852/2004 über Lebensmittelhygiene 16 5

7 Verordnungen D. h. nach Sicherungseinrichtungen wie z. B. Rückflussverhinderern handelt es sich juristisch um kein Trinkwasser (im Sinne der TrinWVO) mehr, sondern um ein Lebensmittel. Es gelten die allg. Vorgaben zur Lebensmittelhygiene, wobei die Bedingungen der TrinkWVO wieder eingehalten werden müssen. 17 Verordnungen Beispiel Trinkwasserspender fest mit Hausinstallation verbunden ungekühlt Apparat? gekühlt normale Zapfstelle Trinkwasser im Sinne der TrinkWVO apparativ beeinflusst Kein Trinkwasser im Sinne der TrinkWVO 20 6

8 Verordnungen Trinkwasser TrinkWVO Sicherheitseinrichtung Rückflussverhinderer, Rohrbelüfter Lebensmittel VO (EG) Nr. 852/ Verordnungen In der Gesetzgebung ist die Wasserproblematik ein Stück weit künstlich komplex aufgebläht und teilweise widersprüchlich 23 7

9 Verordnungen Bei der nächsten Sintflut wird Gott nicht Wasser, sondern Papier verwenden. Romain Gary, ; französischer Schriftsteller, Pilot, Regisseur und Diplomat 25 Wasseraufbereitungsverfahren Definition Wasserhärte Nach DIN Teil 6 (Januar 1986) Gehalt an Calcium- und Magnesium-Ionen (Ca 2+ und Mg 2+ ) 27 8

10 Definition Wasserhärte Quelle: DIN Teil 6 (Januar 1986) 28 Definition Wasserhärte Quelle: DIN Teil 6 (Januar 1986) 1 dh entspricht 0,1786 mmol/l Ca 2+ bzw. Mg

11 Definition Wasserhärte Härtebereich Millimol Calciumcarbonat je Liter dh weich < 1,5 < 8,4 dh mittel 1,5 bis 2,5 8,4 bis 14 dh hart > 2,5 > 14 dh 30 Definition Wasserhärte 1 d entspricht 7,15 mg/l Ca 2+ bzw. 4,34 mg/l Mg 2+ Sigmaringer Leitungswasser: Härtebereich hart (ca. 18 d), enthält somit mg/l Ca 2+ bzw. Mg 2+ Analysedaten: Ca mg/l, Mg 2+ 8,4 mg/l 31 10

12 Definition Wasserhärte Gesamthärte = Carbonathärte + Nichtcarbonathärte Temporäre Härte Bildet bei Erwärmung über 60 C Kalkstein Permanente Härte Bleibt bei Erwärmung des Wassers bestehen Bilden beim Verdampfen des Wassers Rückstände Calcium- und Magnesiumhydrogenkarbonat Calcium- und Magnesium-Ionen, die an Sulfat, Chlorid, Phosphat und andere Anionen (außer Hydrogenkarbonat) gebunden sind Ca(HCO 3 ) 2 und Mg(HCO 3 ) 2 CaCl 2, CaSO 4, Ca(NO 3 ) 2, Ca(PO 4 ) 2 Mg analog 32 Wasseraufbereitungsverfahren Enthärtung (stark saurer) Ionenaustauscher zur Entfernung der Gesamthärte (gegen Kesselsteinbildung) Mg 2+, Ca 2+ Na + Aufgrund des hohen Salzgehalts (Na-Salze) im Wasser bleiben die Trockenrückstände beim Spülen Nachteil: Korrosion, z. B. an Gläsern 34 11

13 Wasseraufbereitungsverfahren Entkarbonisierung (Teilentsalzung) (schwach saurer) Ionenaustauscher zur Entfernung z. B. der Carbonathärte: Mg 2+, Ca 2+ H + oder z. B.: (NO 3 ) 2- OH - oder Cl - 36 Wasseraufbereitungsverfahren Entkarbonisierung (Teilentsalzung) Optional zusätzlich mit Aktivkohle-Filtration: Abtötung von Bakterien Entfernung organischer Inhaltsstoffe (Geruch, Geschmack) 38 12

14 Wasseraufbereitungsverfahren Vollentsalzung Entfernung aller Salze durch 2 Ionenaustauscher (Mischbett-Ionenaustauschverfahren): Kationenaustauscher: z. B. Na 2+ H + und Anionenaustauscher: z. B. Cl- OHoder Umkehrosmose 39 Wasseraufbereitungsverfahren Umkehrosmose Wasser wird unter Druck (z. B. bis zu 8 bar) durch Membran gepresst. Nur die Wassermoleküle können die Membran passieren, größere Moleküle werden zurückgehalten und müssen weggespült werden. Y Nachteil: hoher Wasserverbrauch, ca. 50 % Abwasser (bei einer Salzrückhalterate von 95 bis 98 % ) 40 13

15 Alternativmethoden Quelle: 43 Alternativmethoden Quelle:

16 Zusammenfassung 1/2 Eine Wasseraufbereitung ist in den allermeisten Fällen aus unterschiedlichen Gründen unerlässlich. Die Gesetzgebung erscheint teilweise widersprüchlich. Unabhängig davon, ob es sich (installationsbedingt) um Trinkwasser im Sinne der TrinkWVO handelt oder nicht, im Zweifelsfalle ist Wasser ein Lebensmittel, das natürlich den Vorgaben der TrinkWVO genügen muss. 46 Zusammenfassung 2/2 Enthärtung: bleibend hoher Salzgehalt (Na + ), lediglich keine Kesselsteinbildung mehr, weiterhin Wasserflecken; Korrosion Entkarbonisierung: Entfernung der Kathionen (Mg 2+, Ca 2+ ), für zahlreiche Anwendungen ausreichend Vollentsalzung: Entfernung aller Salze durch 2 Ionenaustauscher Umkehrosmose: Keine Filterpatronen oder Chemikalien mehr, dafür hoher Abwasseranteil Alternative Methoden zur Vermeidung von Kalkablagerungen sind zumindest wissenschaftlich nicht belegt

17 Und zu guter Letzt Man kann die Erkenntnisse der Medizin auf eine knappe Formel bringen: Wasser, mäßig genossen, ist unschädlich. Samuel Langhorne Clemens ( ) *) *) Mark Twain 48 Links Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.v. (DGVW): Weitere Links: Referent: 49 16

18 Ein Blick in die (nahe?) Zukunft: Großküchenplanung mit Virtual Reality

19 53 Fakultät Life Sciences Großküchenfachplaner VdF Facility Design & Management. M.Sc. Biomedical Science M.Sc. Bachelor FM Bachelor LEH Wahlrichtung LE Wahlrichtung HY Bachelor PHT Wahlrichtung BT Wahlrichtung Bio-Engineering Grundstudium, ca. 50% spezifisch FM Grundstudium (1./2.Sem.) > 80% identisch 56 18

20 Masterstudiengang Facility Design und Management Zwei Wahlrichtungen: Planung von Produktionsanlagen Planung und Technologie in der Großverpflegung Vermittlung der speziell erforderlichen Grundkenntnisse für die Planung von Großküchen in enger Zusammenarbeit mit dem Verband der Fachplaner Gastronomie Hotellerie - Gemeinschaftsverpflegung e.v. (VdF) 57 Masterstudiengang Facility Design und Management Wahlrichtung Planung und Technologie in der Großverpflegung Zusätzlich vergibt der VdF das Zertifikat Großküchenfachplaner VdF 58 19