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Dokumentenidentifikation DE10146027B4 13.07.2006
Titel Bauteil für eine Brauereianlage und Verfahren zur Herstellung derartiger Bauteile
Anmelder Huppmann AG, 97318 Kitzingen, DE
Erfinder Lenz jr., August, 97318 Kitzingen, DE;
Kantelberg, Bernd, 97332 Volkach, DE;
Hackensellner, Thomas, Dr., 84036 Landshut, DE
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Böck - Tappe - Kirschner, 97074 Würzburg
DE-Anmeldedatum 18.09.2001
DE-Aktenzeichen 10146027
Offenlegungstag 03.04.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.07.2006
IPC-Hauptklasse C12C 13/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Bauteil für eine Brauereianlage beziehungsweise ein Verfahren zur Herstellung derartiger Bauteile nach dem Oberbegriff der unabhängigen Hauptansprüche.

Die Reinigung der in einer Brauereianlage vorhandenen Gefäße und Rohre ist von größter Bedeutung für die Qualitätsparameter des herzustellenden Endprodukts, nämlich Bier. Geschmack, Geruch, Schaumhaltigkeit, Blankheit und Haltbarkeit des Bieres werden maßgeblich von der ausreichenden Sauberkeit der produktseitigen Kontaktflächen zwischen den Rohstoffen bzw. Zwischenprodukten des Brauprozesses und den Bauteilen der Brauereianlage bestimmt. Die ständige Sauberhaltung aller Produktionsstätten, Gefäße und Leitungen und die regelmäßige und vollständige Entfernung auftretender Verunreinigungen ist deshalb unverzichtbares Element des Betriebs einer Brauereianlage.

Auch an wärmeträgerseitigen bzw. kälteträgerseitigen Bauteilen der Brauereianlage können durch Ansätze, beispielsweise Verunreinigungen, Ablagerungen oder Anbackungen, Störungen auftreten. So müssen beispielsweise die das Heizmedium führenden Rohre und Leitungen in Innenkochern, Außenkochern oder Plattenwärmetauschern regelmäßig von Ansätzen, insbesondere Kalkansätzen befreit werden. Auch in den in Brauereianlagen üblichen Pfannendunstkondensatoren kann es zu wasserseitigen Ansätzen kommen, die eine Absenkung des Wirkungsgrades herbeiführen.

Bei der Herstellung moderner Brauereianlagen werden die Bauteile heute üblicherweise aus Edelstahl, beispielsweise Chrom-Nickel-Stählen, gefertigt. Diese Stähle sind oxidationsbeständig, so dass die Korrosion dieses Materials im wesentlichen ausgeschlossen ist. Allerdings kann es durch die Produktionsprozesse zu Ansatzbildungen an den Oberflächen kommen. Solche Ansätze können beispielsweise durch Anhaftung, Anbackung oder Ablagerung von Partikeln bzw. Flüssigkeiten entstehen. Um die Bauteile in der Brauereianlage von solchen Ansätzen befreien zu können und so für die erforderliche Sauberkeit zu sorgen, werden in modernen Brauereianlagen heute üblicherweise sogenannte CIP-Anlagen (cleaning in place- Anlagen) eingesetzt. Mit diesen Reinigungs- beziehungsweise Desinfektionsanlagen können die Bauteile der Brauereianlage automatisch gereinigt werden.

Nachteilig am bekannten Stand der Technik ist es, dass für die Reinigung der unterschiedlichen Bauteile der Brauereianlage sogenannte Zwischenreinigungen durchgeführt werden müssen, die die Sudfolge während des Produktionsprozesses unterbrechen. Im Ergebnis stellt die Reinigung der Bauteile der Brauereianlage also einen Anlagenzustand dar, der die Produktivität der Brauereianlage verringert. Weiter müssen für die Reinigung der Bauteile große Mengen von Wasser, Energie und Reinigungsmitteln und auch Personal aufgewandt werden. Insbesondere bei Bauteilen, die nicht in CIP-Kreisläufe eingebunden werden können, beispielsweise Rohrbögen, oder Ventile, ist eine aufwendige Reinigung von Hand, beispielsweise in sogenannten Schlauchbädern, mit entsprechend geeigneter Desinfektionslösung unerlässlich. Die bei der Reinigung anfallenden Abwasser erfordern eine aufwendige Entsorgung.

Die DE 198 60 526 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeüberträgers. Auf einer Wärmeübertragungsfläche wird dazu eine Metall.Polymer-Dispersionsschicht, bei der das Polymer halogeniert ist, abgeschieden.

Die DE 199 50 452 A1 beschreibt strukturierte Oberflächen mit zelladhäsions- und zellproliferationshemmenden Eigenschaften. Die Oberflächen weisen dabei eine Oberflächenenergie von mehr als 20 mN/m auf, um einen Selbstreinigungseffekt zu erzielen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb neuartige Bauteile für Brauereianlagen vorzuschlagen, durch die die Reinigung der Brauereianlage vereinfacht wird. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger Bauteile vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil beziehungsweise ein Verfahren nach der Lehre der unabhängigen Hauptansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass die Kontaktflächen der Bauteile, die mit festen, pastösen, flüssigen und/oder gasförmigen Medien, beispielsweise Rohfrucht, Malz, Hopfen, Zuckerlösung, Würze, Maische, Treber, Dampf oder Wasser, in Kontakt kommen, derart auszubilden, dass Ansätze zum einen nur schwach an der Kontaktfläche anhaften und zugleich Reinigungsmedien, insbesondere auf Wasserbasis, eine verbesserte Reinigungswirkung zeigen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Kontaktfläche des Bauteils derart ausgebildet ist, dass sie eine Oberflächenenergie von kleiner 300 mN/m, insbesondere eine Oberflächenenergie von kleiner 50 mN/m, aufweist. Durch diese relativ geringen Oberflächenenergiewerte (Oberflächenenergie von beispielsweise Stahl ist größer 1000 mN/m) wird erreicht, dass Ansätze nur mit geringen Bindungskräften an der Kontaktfläche der Bauteile anhaften, so dass die Bauteile sehr gute Antihafteigenschaften aufweisen. Auch an der Kontaktfläche abfließendes Reinigungsmittel, beispielsweise Wasser oder Wasserlösungen, benetzt die Kontaktfläche nicht mehr in so starkem Maße, sondern das Reinigungsmittel bildet auf der Kontaktfläche einzelne Tröpfchen, die an der Kontaktfläche abperlen. Dadurch kann das abfließendes Reinigungsmittel Ansatzpartikel mit hoher Effektivität fortschwemmen.

Eine Möglichkeit zur Herstellung erfindungsgemäßer Bauteile ist es, das Bauteil selbst aus einem Werkstoff mit entsprechend niedriger Oberflächenenergie zu fertigen. Da Werkstoffe mit derartig niedrigen Oberflächenenergiewerten jedoch in der Regel teuer sind und nur unzureichende mechanische Eigenschaften aufweisen, ist es besonders vorteilhaft, das Bauteil aus einem Trägermaterial, beispielsweise Edelstahl, herzustellen und auf der Oberfläche dieses Trägermaterials eine Beschichtung aus einem Werkstoff abzuscheiden, der einen entsprechend geringen Oberflächenenergie aufweist.

Als Beschichtungswerkstoffe sind letztendlich alle Werkstoffe denkbar, die einen entsprechend geringe Oberflächenenergie aufweisen. Beispielsweise kann die Beschichtung aus geeigneten Kunststoffen, beispielsweise Polytetrafluorethyler hergestellt sein. Bei den meisten Bauteilen einer Brauereianlage kommt es jedoch nicht nur auf gute Reinigungseigenschaften an, sondern es sind auch andere Anforderungen, insbesondere hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, sonstigen mechanischen Eigenschaften und der Wärmeübertragungseigenschaften zu erfüllen. Als besonders geeignet zur Herstellung erfindungsgemäßer Beschichtungen an Bauteilen für Brauereianlagen haben sich deshalb diamantähnliche Kohlenstoffschichten erwiesen, die aus einer hochvernetzten Kohlenstoffmatrix bestehen. Solche diamantähnlichen Kohlenstoffschichten, die auch als DLC-Schichten (diamond like carbon coatings) bezeichnet werden, weisen eine Oberflächenenergie von typischerweise von unter 50 mN/m auf und sind deshalb bestens als Anti-Haft-Beschichtungen geeignet. Zugleich weisen diese Beschichtungen eine sehr hohe Verschleißfestigkeit auf und sind bis zu Temperaturen von 500°C temperaturstabil. Außerdem können derartige Beschichtungen eine außerordentlich hohe Härte bei überdurchschnittlichen Elastizitätswerten aufweisen. Im Ergebnis sind deshalb derartige DLC-Schichten hervorragend geeignet, um Bauteile einer Brauereianlage bei hoher Verschleißfestigkeit haftmindern zu beschichten.

Die Schichtdicke der DLC-Schicht kann aufgrund deren hohen Abriebfestigkeit und Verschleißbeständigkeit sehr dünn gewählt werden. Für typische Anwendungen im Brauereibereich sind Schichtdicken von 1 bis 10 &mgr;m in der Regel ausreichend. Beschichtungen mit derartigen Schichtdicken lassen sich zudem bei vertretbaren Produktionskosten einfach herstellen.

Durch die Dotierung der Kohlenstoffmatrix der DLC-Schicht mit Fremdatomen, insbesondere nichtmetallischer Elemente, können die Eigenschaften der DLC-Schicht zusätzlich variiert werden.

Werden in die Kohlenstoffmatrix Fluoratome als Modifikationselement eingebracht, können dadurch Beschichtungen mit besonders geringer Oberflächenenergie und damit hervorragenden Antihafteigenschaften hergestellt werden.

Durch die Einbringung von Siliziumatomen in die Kohlenstoffmatrix als Modifikationselement werden ebenfalls ähnlich geringe Oberflächenenergiewerte und damit entsprechend gute Antihafteigenschaften erreicht. Außerdem weisen mit Siliziumatomen modifizierte DLC-Schichten sehr gute Reibungseigenschaften, eine sehr hohe Härte und eine im Vergleich zu sonstigen DLC-Schichten sehr hohe Verschleißbeständigkeit auf. Selbstverständlich kann die DLC-Schicht auch mit mehreren Modifikationselementen gleichzeitig, beispielsweise gleichzeitig mit Fluor, Silizium, Stickstoff oder Sauerstoffatomen dotiert werden.

Nach üblicher Vorstellung gemäß dem Stand der Technik, kann eine Oberfläche umso leichter gereinigt werden, je glatter sie ist. Diese Vorstellung ist jedoch insofern unzutreffend, da glatte Flächen von Flüssigkeiten, insbesondere also auch von Reinigungsflüssigkeiten, stark benetzt werden, so dass die Flüssigkeit nur bei Aufbringung entsprechend hoher äußerer Reinigungskräfte wieder von der zu reinigenden Oberfläche verdrängt werden kann. So reicht das Eigengewicht eines Wassertropfens in der Regel nicht dazu aus, den Wassertropfen auf einer vertikalen Glasscheibe mit glatter Oberfläche nach unten abperlen zu lassen. Die Benetzung der zu reinigenden Kontaktfläche mit der Reinigungsflüssigkeit kann nun erfindungsgemäß dadurch erheblich verringert werden, dass die Kontaktfläche nicht besonders glatt ist, sondern eine mikrostrukturierte Oberfläche aufweist bei der Materialspitzen überstehen. Der durchschnittliche Abstand zwischen den Materialspitzen in der Kontaktfläche, was letztendlich dem Rauheitswert der Kontaktfläche entspricht, muss dabei gerade so klein gewählt werden, dass das flüssige Medium aufgrund seiner Oberflächenspannung nicht in die Zwischenräume zwischen den Materialspitzen eindringen kann. Die Oberflächenspannung des flüssigen Mediums hängt aber von der Oberflächenenergie der Kontaktfläche ab, so dass also im Ergebnis die Rauheit des Materials gerade in Abhängigkeit von der Oberflächenenergie der Kontaktfläche gewählt werden muss. Wird das Material mit einer in Abhängigkeit des Oberflächenenergiewerts geeigneten Rauheit hergestellt, wird dadurch erreicht, dass das flüssige Medium die Kontaktfläche nicht mehr benetzen kann, sondern auf der Kontaktfläche mehr oder weniger geschlossene Tröpfchen bildet. Dem flüssigen Medium stehen somit nur die Materialspitzen der Kontaktfläche als Berührungsfläche zur Verfügung und es kann somit mit sehr geringen äußeren Kräften von der Kontaktfläche verdrängt werden. Auch Ansatzpartikel liegen nur auf den Materialspitzen der Kontaktfläche auf, so dass sich die Haltekräfte zwischen der Kontaktfläche und den aufliegenden Ansatzpartikeln entsprechend verringern. Diese nur schwach anhaftenden Ansatzpartikel können dann durch das an der Kontaktfläche leicht abperlende Reinigungsmedium einfach fortgeschwemmt werden.

Wird eine Rauheit des Materials eingestellt, bei dem der durchschnittliche Abstand zwischen den Materialspitzen 1 bis 50 &mgr;m, insbesondere 5 bis 20 &mgr;m, beträgt, werden für die meisten flüssigen Reinigungsmedien in Kombination mit Oberflächenenergiewerten in der Kontaktfläche von kleiner 300 mN/m sehr gute Antibenetzungseigenschaften erreicht.

Um den Effekt der möglichst geringen Haltekräfte zwischen den Ansatzpartikeln und der Kontaktfläche noch zu verstärken, kann die Kontaktfläche zusätzlich zur Mikrostrukturierung auch noch eine makroskopische Struktur, beispielsweise parallel zueinander verlaufende Rillen, aufweisen. Durch diese makroskopische Struktur wird erreicht, dass größere Ansatzpartikel nur an den Spitzen der makroskopischen Oberflächenstruktur aufliegen und somit wiederum nur geringe Berührungsflächen zwischen den entsprechend großen Ansatzpartikeln und der Kontaktfläche bestehen.

Aufgrund der zusätzlichen Herstellungskosten ist es nicht immer sinnvoll, die gesamte Kontaktfläche eines Bauteils mit einer Oberfläche zu versehen, die erfindungsgemäße, geringe Oberflächenenergiewerte aufweist. Deshalb ist es vielfach sinnvoll, wenn erfindungsgemäße Bauteile nur selektiv, beispielsweise in besonders stark verschmutzenden Bereichen, oder in besonders schwer zu reinigenden Bereichen, beispielsweise Kanten, Falzen oder Hinterschneidungen, mit einer erfindungsgemäßen Oberfläche eingesetzt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Bauteile nur selektiv in bestimmten Bereichen entsprechend beschichtet werden oder, dass an konventionellen Bauteilen zusätzliche Bauteile, beispielsweise erfindungsgemäß beschichtete Platten, befestigt werden.

Grundsätzlich lässt sich die Verwendung erfindungsgemäßer Bauteile in allen Bereichen einer Brauereianlage denken. Besonders große Vorteile aufgrund der geringen Haftneigung und der damit verbundenen Reinigungseigenschaften bieten erfindungsgemäße Bauteile bei Innenkochern beziehungsweise Außenkochern, insbesondere deren Kocherrohren, als Bestandteil des Pfannendunstkondensators, als Bestandteil eines Plattenwärmetauschers, als Bestandteil eines Maischeerhitzers, als Bestandteil einer Würzepfanne oder als Bestandteil eines Läuterbottichs. Je nach Größe des jeweiligen Bauteils können dabei selbstverständlich auch nur bestimmte Bereiche mit erfindungsgemäßen Oberflächen versehen werden um die damit verbundenen Produktionskosten möglichst gering zu halten.

Grundsätzlich sind zur Herstellung erfindungsgemäßer Bauteile alle Herstellungsverfahren geeignet, mit denen ein Beschichtungsmaterial mit entsprechend geringer Oberflächenenergie auf ein Trägermaterial aufgebracht werden können. Beispielsweise ist es denkbar, auf einem aus Stahl hergestellten Bauteil eine Beschichtung aus Lack- oder Kunststoffüberzug aufzubringen.

Zur Erreichung einer ausreichend großen Säure- beziehungsweise Laugenbeständigkeit und einer ausreichenden Lebensmittelechtheit sind die meisten Beschichtungsverfahren nur unzureichend geeignet. Besonders hoch belastbare Beschichtungen können aber durch plasmaaktivierte, chemische Gasphasenabscheidungen (PACVD) hergestellt werden. Bei dieser Technologie wird das zu beschichtende Bauteil in einer evakuierten Prozesskammer angeordnet und an einer Substratelektrode angeschlossen. Die Substratelektrode ist mit einem Hochfrequenzgenerator verbunden, so dass nach Erreichen eines bestimmten Basisdrucks und einer geeigneten Hochfrequenzanregung Atome aus einer Reaktivgaskomponente unter Bildung einer Beschichtung auf der Oberfläche des Trägermaterials abgeschieden werden. Insbesondere können durch dieses Verfahren DLC-Schichten mit Wachstumsraten von 1 bis 6 &mgr;m pro Stunde auf dem Trägermaterial abgeschieden werden. Die Haftung der DLC-Schicht kann dabei noch verbessert werden, wenn vor Beginn der Abscheidung der Kohlenstoffatome zunächst die erste Schicht der Oberfläche des Trägermaterials abgetragen wird, um einen optimalen Haftgrund zu schaffen. Außerdem können zwischen dem Trägermaterial und der eigentlichen DLC-Schicht noch haftvermittelnde Zwischenschichten abgeschieden werden.

Ein Vorteil, insbesondere auch der PACVD-Technik, liegt darin, dass die Abscheidung des Beschichtungsmaterials bei Temperaturen von 20°C bis 200°C erfolgen kann. Dadurch ist es möglich, die Beschichtung auf dem Trägermaterial abzuscheiden, ohne dass während des Abscheidens ein Härteverlust oder Maßänderungen durch Wärmeverzug am Bauteil auftreten.

Wird zum Erreichen einer erfindungsgemäßen geringen Oberflächenenergie an der Kontaktfläche ein geeigneter Werkstoff an der Kontaktfläche abgeschieden, kann zur Bildung einer mikrostrukturierten Oberfläche mit einer Beschichtungsmaske, die beispielsweise lithographisch hergestellt sein kann, gearbeitet werden. Im Ergebnis wird also das Beschichtungsmaterial aufgrund der Maskenstruktur in bestimmten Bereichen der Kontaktfläche stärker und in anderen Bereichen schwächer abgeschieden, so dass vom Beschichtungsmaterial überstehende Materialspitzen mit definierter Rauheit, dass heißt definiertem Abstand zwischen den Materialspitzen, gebildet werden. Somit kann in einem Arbeitsgang an der Kontaktfläche des Bauteils zugleich eine Beschichtung mit geringer Oberflächenenergie abgeschieden, die eine Oberfläche mit gewünschter Mikrostruktur aufweist.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert.

Es zeigen:

1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils im Querschnitt;

2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils im Querschnitt;

3 die Ausführungsform gemäß 2 im Querschnitt;

4 Eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils im Querschnitt.

Das in 1 dargestellte Bauteil 01 besteht aus einem Trägermaterial 02, beispielsweise aus Chromnickelstahl, und einer Beschichtung 03, deren freiliegende Außenseite eine Kontaktfläche 04, beispielsweise in einem Pfannendunstkondensator oder Innenkocherrohr, bildet.

Die Beschichtung 03 weist eine Schichtdicke von circa 10 &mgr;m auf und ist in 1 zur besseren Erkennbarkeit relativ zur Schichtdicke des Trägermaterials 02 vergrößert dargestellt. Die Beschichtung 03 besteht aus einer DLC-Schicht, die mit Siliziumatomen modifiziert ist. Im Ergebnis wird dadurch in der Kontaktfläche 04 eine Oberflächenenergie von circa 22 mN/m erreicht. Wird auf die Kontaktfläche 04 ein flüssiges Medium 05, beispielsweise Wasser, aufgebracht, bildet das flüssige Medium auf der Kontaktfläche 04 einzelne Tropfen 06, die die Kontaktfläche 04 nur auf einer kleinen kreisähnlichen Oberfläche benetzen. Aufgrund der geringen Oberflächenenergie der Beschichtung 03 bildet sich zwischen der Außenhaut des Tropfens 06 und der Kontaktfläche 04 ein Kontaktwinkel &agr; von >90°. Der Tropfen 06 kann aufgrund der kleinen Benetzungsfläche leicht, also beispielsweise schon bei geringer Neigung der Kontaktfläche 04, von der Kontaktfläche 04 abperlen.

Das in 2 dargestellte Bauteil 07 weist ebenfalls ein Trägermaterial 02 auf, an dessen Außenseite zur Bildung der Kontaktfläche 04 eine Beschichtung 08 abgeschieden ist. Die Beschichtung 08 ist ebenfalls als DLC-Schicht ausgebildet und weist eine entsprechend geringe Oberflächenenergie auf. Außerdem bildet die Beschichtung 08 eine mikrostrukturierte Oberfläche mit überstehenden Materialspitzen 14. Der Abstand zwischen den einzelnen Materialspitzen 14 ist dabei so klein gewählt, nämlich ungefähr mit 10 &mgr;m, dass das flüssige Medium 05 auf der Kontaktfläche 04 aufgrund seiner Oberflächenspannung nicht in die Zwischenräume zwischen den Materialspitzen 14 eindringen kann. Dies folgt daraus, dass aufgrund des geringen Abstandes zwischen den einander gegenüberliegenden Flanken der einzelnen Materialspitzen 14 beim Eindringen des flüssigen Mediums 05 in die Zwischenräume ein Kontaktwinkel von >90° nicht erreicht werden kann. Im Ergebnis bilden sich deshalb auf der Kontaktfläche 04 aus dem flüssigen Medium 05 Tropfen 09, die nur eine sehr geringe Berührungsfläche mit der Kontaktfläche 04 haben und deshalb noch leichter auf der Kontaktfläche 04 abperlen können.

3 stellt das Bauteil 07 mit einem schematisch dargestellten Ansatzpartikel 10 dar. Man erkennt, dass der Ansatzpartikel nur auf den Spitzen der mikrostrukturierten Oberflächenstruktur der Beschichtung 08 aufliegt, so dass zwischen der Kontaktfläche 04 und dem Ansatzpartikel 10 nur geringe Haftkräfte wirken. Dadurch können auf der Kontaktfläche 04 abperlende Tropfen 09 Ansatzpartikel 10 mit hoher Effektivität fort schwemmen.

4 stellt die Ausführungsform 11 eines erfindungsgemäßen Bauteils dar. Das Bauteil 11 beruht auf den Funktionsprinzipien, wie sie im Bauteil 07 verwirklicht sind. Zusätzlich ist das Bauteil 11 dahingehend modifiziert, dass das Trägermaterial 02 vor dem Beschichten mit der Beschichtung 08 eine makroskopische Oberflächenstruktur, nämlich parallel zueinander verlaufenden Rillen 12, erhält. Durch diese zusätzliche makroskopische Oberflächenstruktur wird erreicht, dass größere Ansatzpartikel 13 nur an den Spitzen der Rillen 12 zur Anlage kommen und damit nur eine geringe Berührungsfläche mit der Kontaktfläche 04 aufweisen. Dadurch können auch größere Ansatzpartikel mit hoher Effektivität abgeschwemmt werden.


Anspruch[de]
  1. Bauteil (01, 07, 11) für eine Brauereianlage mit einer Kontaktfläche (04), an der ein festes, pastöses, flüssiges und/oder gasförmiges Medium (05), insbesondere ein Rohstoff oder Zwischenprodukt des Brauprozesses, beispielsweise Maische oder Würze, in Kontakt gebracht werden kann, wobei die Kontaktfläche (04) von einem Werkstoff gebildet wird, der eine Oberflächenenergie von kleiner 50 mN/m aufweist, und wobei die Kontaktfläche (04) eine mikrostrukturierte Oberfläche mit überstehenden Materialspitzen (14) aufweist, wobei der durchschnittliche Abstand zwischen den Materialspitzen (14) gerade so gewählt ist, dass das flüssige Medium (05) aufgrund des Oberflächenenergiewerts der Kontaktfläche (04) nicht in die Zwischenräume zwischen den Materialspitzen (14) eindringt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (04) als zusätzliche makroskopische Struktur parallel zueinander verlaufende Rillen (12) aufweist.
  2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (01, 07, 11) aus einem Trägermaterial (02), insbesondere aus Stahl, hergestellt ist und auf der Oberfläche des Trägermaterials (02) zumindest bereichsweise eine die Kontaktfläche (04) bildende Beschichtung (03, 08) angeordnet ist, die eine Oberflächenenergie von kleiner 300 mN/m, insbesondere eine Oberflächenenergie von kleiner 50 mN/m, aufweist.
  3. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (03, 08) eine Schichtdicke von 1 bis 10 &mgr;m aufweist.
  4. Bauteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (03, 08) säure- und laugenbeständig ausgebildet ist.
  5. Bauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (03, 08) hitzebeständig bis mindestens 300°C ausgebildet ist.
  6. Bauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (03, 08) in der Art einer diamantähnlichen Kohlenstoffschicht (DLC-Schicht) im wesentlichen bestehend aus einer hochvernetzten Kohlenstoffmatrix ausgebildet ist.
  7. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffmatrix der DLC-Schicht Fremdatome, insbesondere nichtmetallische Elemente, enthält.
  8. Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffmatrix der DLC-Schicht Fluoratome enthält.
  9. Bauteil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffmatrix der DLC-Schicht Siliziumatome enthält.
  10. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der durchschnittliche Abstand zwischen den Materialspitzen (14) 1 bis 50 &mgr;m, insbesondere 5 bis 20 &mgr;m, beträgt.
  11. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche des Bauteils nur selektiv, insbesondere in besonders stark verschmutzenden Bereichen oder in besonders schwer zu reinigenden Bereichen, beispielsweise an Kanten, Falzen oder Hinterschneidungen, mit einer Oberfläche versehen ist, die einen Oberflächenenergiewert von kleiner 300 mN/m, insbesondere eine Oberflächenenergie von kleiner 50 mN/m, aufweist.
  12. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche des Bauteils (01, 07, 11) produktseitig angeordnet ist und beispielsweise mit Rohfrucht, Malz, Hopfen, Zuckerlösung, Würze, Maische oder Treber in Kontakt bringbar ist.
  13. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche des Bauteils (01, 07, 11) kälteträgerseitig oder wärmeträgerseitig angeordnet ist und beispielsweise mit Wasser insbesondere Heißwasser, Eiswasser oder Frischwasser, und/oder Dampf, insbesondere Heizdampf oder Brüdendampf, in Kontakt bringbar ist.
  14. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (01, 07, 11) als Bestandteil eines Innenkochers oder Außenkochers, insbesondere auf der Produktseite der Kocherrohre, oder Bestandteil eines Maischeerhitzers, als Bestandteil einer Würzepfanne, als Bestandteil eines Läuterbottichs, als Bestandteil eines Maischgefäßes, als Bestandteil eines Gärgefäßes, als Bestandteil eines Whirlpools und/oder als Bestandteil einer Mühle ausgebildet ist.
  15. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (01, 07, 11) als Bestandteil eines Innenkochers oder Außenkochers, insbesondere der Wärmeträgerseite der Kocherrohre, oder als Bestandteil eines Pfannendunstkondensators oder Bestandteil eines Plattenwärmetauschers ausgebildet ist.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (01, 07, 11) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei auf einem Trägermaterial (02) zumindest bereichsweise eine Beschichtung (03, 08) aufgebracht wird, die eine Oberflächenenergie von kleiner 50 mN/m aufweist, und wobei die Abscheidung der Beschichtung (08) durch eine Beschichtungsmaske erfolgt, um eine mikrostrukturierte Oberfläche mit überstehenden Materialspitzen (14) auf der Kontaktfläche (04) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (02) derart bearbeitet wird, dass das Trägermaterial (02) als zusätzlich makroskopische Struktur parallel zueinander verlaufende Rillen (12) aufweist.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (03, 08) durch plasmaaktivierte chemische Gasphasenabscheidung (PACVD) auf dem Trägermaterial abgeschieden wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung der Beschichtung (03, 08) im Vakuum erfolgt.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung der Beschichtung (03, 08) bei Temperaturen von 20 bis 200°C erfolgt.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung der Beschichtung (08) durch eine Beschichtungsmaske erfolgt, um eine mikrostrukturierte Oberfläche mit überstehenden Materialspitzen (14) auf der Kontaktfläche (04) zu bilden.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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