Kold plasma frisker pommes frites op

Dårlige lugte fra friturestegning i restauranter og take-away madsteder kan snart blive udryddet takket være eksperimenter finansieret af ESA på den internationale rumstation.

Tilberedning af mad såsom pommes frites i varmt fedt eller olie frigiver ildelugtende molekyler, som er ekstremt svære at fjerne eller sprede. Disse lugte ødelægges typisk i omfangsrige og dyre kommercielle emhætter af kemikalier, der skaber ozon som et biprodukt - som skal fjernes på grund af sundhedsmæssige problemer.

I stedet, en tysk producent af frituregryder, Blümchen, tager en anden tilgang, baseret på plasmaeksperimenter, der har kørt på rumstationen siden 2001.

Plasma er normalt en varm, elektrisk ladet gas, men det er muligt at skabe 'kolde plasmaer' ved stuetemperatur. Kold plasma har vist sig at være et ekstremt effektivt bakteriedræbende middel og kan også tackle svampe, vira og sporer. Det er sikkert at røre ved, hvilket gør det attraktivt til mange applikationer.

Metoder til frembringelse af kolde plasmaer blev udviklet på Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Tyskland, hvor ideen om at bruge elektroner til at skabe plasmaet til at fjerne lugt blev patenteret.

Finansieret af ESA og i samarbejde med det russiske rumagentur, videnskabsmænd ledet af professor Gregor Morfill var ansvarlige for det første eksperiment på stationen. Hans hold udnyttede vægtløshed i kredsløb til at studere komplekse plasmaer, som gav skub til at udvikle den kolde plasmateknologi.

Den seneste fjerde version af dette eksperiment arbejder stadig på stationen, gør plasmastudieeksperimentet til det længstvarende i rummet.

En bevilling fra ESA har været med til at omdanne viden til praktiske anvendelser på Jorden. Siden 2013 har prof. Morfill været administrerende direktør for Terraplasma-virksomheden, som allerede har anvendt det kolde plasma til medicinske og hygiejniske problemer, og til vandbehandling.

For at fjerne lugt, Terraplasmas nye system genererer plasmaet ved at udløse en glødende elektrisk udladning i luften mellem en kort stavelektrode, der sidder i midten af ​​en cylindrisk elektrode. Udladningen er til at begynde med en smal linje på ca. 1 mm tyk et sted mellem elektroderne, men når den får den til at bevæge sig hurtigt af et magnetfelt, spreder den sig ud og producerer en plasmaskive. Den urene luft ledes derefter gennem denne skive til rensning.

Fra plads til køkken

Tyske EurA Consult fra ESA's Technology Transfer Program-mæglernetværk havde længe været klar over prof. Morfills speciale og hans spin-off-succeser hos Terraplasma, og introducerede teknologien til Blümchen, der søgte et bedre svar på industrielle emhætter.

"Denne industri er ikke en, der normalt anvender nye teknologier, men vi så et stort potentiale her, " sagde Johannes Schmidt fra EurA Consult.

"Det hjælper, at begge virksomheder er åbne, tænker kreativt og kan arbejde hurtigt for at bringe en ny udvikling på markedet."

"Det nye design fungerer ved at bruge elektroner i plasmaet til at neutralisere lugte, " forklarede prof. Morfill.

"Den tynde plasmaplade bryder de fornærmende molekyler op i uskadelige komponenter, der ikke lugter og som ikke skal udvindes efterfølgende.

"Det er også omkring tusind gange hurtigere end den traditionelle kemiske metode."

Filterpatron, kun 10 cm lang, kan integreres i eksisterende systemer såvel som i nye, langt mindre designs. Ejere af små madboder og endda husholdninger kan drage fordel af nye emhætter baseret på de kolde plasmafiltre.

"Det potentielle marked er enormt, " bemærkede Georg Hirtz, administrerende direktør i Blümchen. "Der er teoretisk 600.000 systemer alene i Tyskland, så med en gennemsnitlig levetid på 10 år, Her er der brug for omkring 60 000 enheder om året.

"At udvikle dette til private husholdninger ville øge det yderligere, da der årligt sælges op til 10 millioner nye emhætter til husholdninger i Europa."

Med en komplet prototype planlagt til 2017, de første enheder, der bruger denne space-spin-off, skulle være tilgængelige på markedet i begyndelsen af ​​2018. Blümchen vil producere filtrene og levere dem eller licensere teknologien til emhætteproducenter.

I mellemtiden Terraplasma fortsætter med at se på og udvikle nye terrestriske applikationer ved at bruge de kolde plasmaresultater fra rummet. Sammen med det tyske medicinske firma Dynamify, det har dannet Terraplasma Medical ved ESA's bayerske inkubator for at udvikle systemer til behandling af kroniske og akutte sår og hudsygdomme.

Virksomheden undersøger også nye medicinske systemer, der bruger den samme kolde plasmateknologi til fremtidige lange rumflyvninger.