Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Partikler under lup

En ny teknologi giver ingeniører enestående muligheder for at karakterisere partikler i laboratoriet og på den måde opnå en langt mere detaljeret viden om kemiske processer og materialer. Nu skal virksomhederne have gavn af det eksperimentelle arbejde på universitetet.

Der er partikler overalt i vores omgivelser i mange forskellige former og størrelser. I den luft, vi indånder, i maden, vi spiser og i materialerne, vi omgiver os med. Partikler findes som pulver, i væsker og som aerosoler. De er på mange måder nøglen til at arbejde med design af nye produkter og fremstillingsprocesser og dermed til innovation.

Peter Bøgh Pedersen er specialiseret i partikelkarakterisering og aerosolmålinger og er en af Danmarks førende eksperter i måling og karakteristik af luftforurening. I mange år har han arbejdet med at detektere lave koncentrationer af partikler og gas i luft, men i dag underviser han diplom- ingeniørstuderende i Kemi.

Ingeniørdocent, Peter Bøgh Pedersen. AU Foto, Lars Kruse

Hans mål er at udvide de studerendes teoretiske forståelse for partikler og lære dem, hvordan de kan anvende deres viden til at løse konkrete problemstillinger i mange forskellige typer af virksomheder.

”Nyt udstyr har gjort det muligt at opnå en meget høj teoretisk detaljeringsgrad i vores arbejde med at karakterisere partikler. De metoder, vi udvikler, og den viden, vi skaber i laboratoriet kan direkte overføres til erhvervslivet og give nye kemiske designmuligheder,” siger han.

Kemikeren som designer

Tidligere har kemiingeniører i arbejdet med at karakterisere partikler primært kigget på størrelse og vægt. I dag kigger man i langt højere grad også på form, koncentration, elektrisk ladning og porøsitet. Disse forskellige partikelkarakteristika har nemlig stor indflydelse på, hvordan et materiale opfører sig, eller hvordan en proces forløber rent kemisk.

”Vi bruger for eksempel automatiserede mikroskopimetoder, der gør det muligt for os at karakterisere partiklers morfologi, og det har vist sig, at formen betyder meget for egenskaber som for eksempel flydeevne, opløselighed og kemisk reaktivitet,” siger Peter Bøgh Pedersen.

Teknologispringet betyder, at ingeniører nu kan begynde at arbejde med en hel ny form for kemisk design, hvor kun fantasien sætter grænser for anvendelsesområderne.

Ved at ændre på pigmenter i maling kan man for eksempel tone farver, fjerne sundhedsskadelige stoffer og ændre holdbarhed. Ved at arbejde med overfladeladning på partikler i mælk, som for eksempel protein og fedt, kan man skabe nye forbehandlingsmetoder. Og kaffepulvers størrelsesfordeling af partikler spiller en altafgørende rolle for bitterhed og aroma. Alle er oplagte eksempler på muligheder for innovation i virksomheder.

”Her kan vi virkelig komme til at skabe værdi med videnoverførsel til industrien gennem udviklingsaktiviteter. Vi arbejder med partikelkemi på pilotskala-anlæg og vi er dermed meget tæt på praksis, da vi også inkluderer både et økonomisk og miljømæssigt perspektiv på vores problemstillinger” siger Peter Bøgh Pedersen.

Når den dybe forskning er uvedkommende

En vigtig del af den nuværende formidling af viden til virksomhederne sker gennem projektarbejde med studerende på diplomingeniøruddannelserne i Kemi, Bioteknologi og Kemi og fødevaretek-
nologi, fortsætter Peter Bøgh Pedersen:

”Gennem projektarbejde med virksomhederne lærer vores studerende at karakterisere og kontrollere materialeegenskaber og omsætte deres viden til konkret produktudvikling eller til at forbedre og optimere industrielle processer. Især i små og mellemstore virksomheder kan det have afgørende betydning for deres konkurrenceevne,” siger han.

Et konkret eksempel er en lille virksomhed, som sælger havtorn til berigelse af fødevareprodukter.

”De har hverken teknologiindsigt eller udstyr til at arbejde på partikelniveau, og den dybe forskning er for dem uvedkommende.

Men de skal alligevel forholde sig til, om de skal tørre og formale deres produkt eller ekstrahere og udvikle det på væskeform. Det kræver viden om kemiske enhedsprocesser, partikelstørrelse og viskositet. Det kræver viden om produktionsmuligheder, økonomi og miljøaftryk. Alt det kan vores studerende hjælpe med, og det er ofte forretningskritisk,” siger Peter Bøgh Pedersen.