Wie kommt der Fruchtsaft auf den Frühstückstisch? Dieser Frage gingen 12 Schülerinnen und Schüler des Physik-Leistungskurses des Gymnasiums St. Augustin zu Grimma am 22.01.2019 im Rahmen eines Projekttages nach.
Ein solcher Projekttag wurde vom Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik (MVT/AT) der TU Bergakademie Freiberg nun schon zum siebten Mal angeboten. Ziel ist unter anderem, junge Menschen für Natur- und Ingenieurswissenschaften zu begeistern. Schwerpunkt des diesjährigen Projekttages war die Filtration.
Zur Einstimmung begrüßte Dr. Thomas Mütze die Schülerinnen und Schüler und erklärte, was Ingenieure und insbesondere Verfahrenstechniker auszeichnet und weshalb die Gesellschaft sie zwingend braucht. Warum hält die Wandfarbe an der Wand besser als an der Farbrolle, und warum tropft sie nicht herunter? Was sind die Anforderungen einer stetig anwachsenden Bevölkerung weltweit, und was ist der Beitrag der Ingenieurwissenschaften zu den damit verbundenen Herausforderungen? Anhand praktischer Beispiele lernten die Schülerinnen und Schüler, dass sich der Verfahrensingenieur mit der gezielten Beeinflussung von Stoffeigenschaften beschäftigt.
Im Anschluss leiteten die wissenschaftlichen Mitarbeiter des Instituts durch das Fallbeispiel Apfelsaftfiltration. Als Verfahrenstechniker im Anlagenbau sollten die Schüler einem Fruchtsafthersteller eine geeignete Anlage anbieten, um klaren Apfelsaft aus naturtrübem zu gewinnen. Dass sich ein einfacher Kaffeefilter dazu nicht eignet und man sich anderer Hilfsmittel bedienen muss, war schnell klar. Nach einer kurzen Einführung in die Grundlagen der Filtration überzeugten erste Tests an einer Filtrationsapparatur. Die Schüler staunten nicht schlecht, als aus einer eher unappetitlich aussehenden, braunen Brühe klarer Apfelsaft hergestellt werden konnte.
Der Pilotversuch motivierte zu weiteren Untersuchungen an verschiedenen Stationen. Im Labor wurden Filtrationsversuche durchgeführt, um später eine Filtrationsanlage auszulegen. Weiterhin wurde im Analyselabor u.a. die Viskosität in anschaulichen Experimenten erklärt. Mikroskopaufnahmen verdeutlichten, wie versteinerte Algen aussehen und warum sie bei der Filtration eingesetzt werden. Zuletzt besichtigten die Schülerinnen und Schüler eine Filtrationsanlage im Technikumsmaßstab. Die Forschung an dieser Anlage zeigte auf, wie zukünftig kleinste Fremdpartikel mittels Filtration aus Metallschmelzen entfernt werden können, um Metallbauteile, wie bspw. Achsen von Schnellzügen, gegen Materialversagen abzusichern.
Mit diesen neu gewonnenen Erkenntnissen wählten die Schülerinnen und Schüler als nun junge Vertriebsingenieure aus unzähligen denkbaren Anlagen auf Basis technischer und wirtschaftlicher Aspekte eine optimale Filtrationsanlage aus.
Zum Abschluss wurde der naturtrübe Apfelsaft kurzerhand durch naturtrübes, alkoholfreies Radler ersetzt. Allen Beteiligten hat der Projekttag viel Spaß bereitet und der ein oder andere konnte darüber hinaus für ein Ingenieursstudium begeistert werden. Die Reihe der Projekttage am Institut MVT/AT wird im kommenden Jahr mit Sicherheit fortgesetzt werden und soll auch anderen Schulen im Einzugsgebiet der TU Bergakademie Freiberg in Zukunft ermöglicht werden.
Text: Simon Esser