Hochspannungskondensatoren mit niederinduktivem Aufbau, hoher Stromtragfähigkeit und guten Selbstheilungseigenschaften eignen sich für unterschiedlichste Anwendungen. Wie sich die genannten Eigenschaften erreichen lassen und wie beispielsweise die Lebensmittelbranche von derartigen Bauelementen profitiert, erläutert dieser Beitrag.

Bild 1: Die Hochspannungskondensatoren der Serie Coax Cap CX bieten eine Spannungsfestigkeit von 1100 V und Induktivitäten von unter 10,5 nH. (Bild: FTCAP)

Bei den Hochspannungskondensatoren der Serie Coax Cap CX (Bild 1) von FTCAP mit einer Spannungsfestigkeit von 1100 V handelt es sich um Filmkondensatoren, die Induktivitäten von unter 10,5 nH aufweisen und aus einem selbstheilenden Polypropylen-Dielektrikum bestehen. Durch den internen Kupferanteil der Bauteile und einen plangefrästen Kondensatorboden lässt sich laut FTCAP eine besonders gute Kühlung erreichen. Zwei massive Messing-Anschlüsse mit jeweils 16 mm Durchmesser sorgen für eine hohe Stromtragfähigkeit.

Für die Filmkondensatoren der Baureihe Coax Cap CX von FTCAP gibt es eine Reihe von Hochstromanwendungen, wie zum Beispiel die Erzeugung von gepulsten elektrischen Feldern (PEF) zur Behandlung von Lebensmitteln. Merkmale und Besonderheiten der CX-Serie sind hier zusammengefasst.

Der Innenaufbau der CX-Kondensatoren weist eine technische Besonderheit auf: In der koaxialen Bauart wird eine niederohmige Rückleitung von der unteren Wickelseite zum oben liegenden Anschlussterminal hergestellt. Gleichzeitig bewirkt die dadurch hergestellte Abschirmung eine niedrige Eigeninduktivität (ESL), was hohe Rippelfrequenzen oder Impulsentladungen ermöglicht.

Bild 1: Die Hochspannungskondensatoren der Serie Coax Cap CX bieten eine Spannungsfestigkeit von 1100 V und Induktivitäten von unter 10,5 nH. FTCAP

Darüber hinaus gelten die Hochspannungskondensatoren der Serie Coax Cap CX als robust, zuverlässig und langlebig. Sie eignen sich somit auch für den Einsatz im Dauerbetrieb.

Ein Beispiel für die vielen Anwendungsmöglichkeiten der CX-Serie sind die PFE-Anlagen des niederländisch-deutschen Unternehmens Pulsemaster, in denen die Hochspannungskondensatoren beziehungsweise die in ihnen gespeicherte Energie gepulste elektrische Felder (PEF) zur Behandlung von Lebensmitteln erzeugen. In der Lebensmittelindustrie befinden sich bislang über 70 solcher PEF-Systeme zur Herstellung von Pommes Frites, Chips oder frischen Säften im Einsatz.

PFE-Systeme sind für Unternehmen interessant, die Kartoffeln verarbeiten (Bild 2). Denn wenn rohe, unbehandelte Kartoffeln geschält und geschnitten werden, tritt Stärke aus – ein Vorgang, den die Hersteller von Chips oder Pommes möglichst vermeiden wollen. Werden die Kartoffeln hingegen vor der Verarbeitung mit Hochspannungsimpulsen behandelt, so lässt sich dieser Effekt stoppen.

Es ergeben sich jedoch noch weitere Vorteile. Die mit PEF behandelten Kartoffeln sind von gummiartiger Konsistenz und lassen sich deshalb sehr einfach schneiden, wobei die Schnittkanten völlig glatt sind. Die PEF-Technik ermöglicht nicht nur eine leichte Verarbeitung der Kartoffeln, sondern auch eine perfekte Optik des Endproduktes – und die Vitamine und Nährstoffe bleiben erhalten.

Bild 2: Hochspannungskondensatoren liefern die zur besonderen Verarbeitung von Kartoffeln mit der PEF-Technik benötigten Hochspannungsimpulse. FTCAP

Die PEF-Anlagen von Pulsemaster behandeln Lebensmittel mit einer Serie von Impulsen. Dabei wird die benötigte Energie aus Kondensatoren entnommen und in einer Behandlungskammer an die jeweiligen Rohstoffe wie zum Beispiel Kartoffeln abgegeben. Die verwendeten Pulsgeneratoren liefern für etwa 10 Mikrosekunden eine extrem hohe elektrische Spannung, danach erfolgt eine Pause von mehreren tausendstel Sekunden und so weiter.

Somit ergibt sich eine Impulskette, die das Grundprinzip der Anlagen ausmacht. Der Vorteil dieses Konzeptes liegt in der schnellen Anstiegszeit der Spannung – eine grundlegende Voraussetzung für die Wirksamkeit der PEF-Technik. Die Hochspannungskondensatoren sind ein wesentliches Element der PEF-Anlagen – schon allein aus dem Grund, weil sich die benötigte Ausgangsleistung von 90 MW nicht aus der Steckdose beziehen lässt.

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