En magnetisk precisionsventil som ursprungligen utformades för att hjälpa till att styra en landare ner till en komet har hittat en överraskande användning på marken genom ESA:s teknologiöverförings- och patentbyrå:att tillsätta smaker till drycker inom några tusendelar av en sekund per burk eller flaska.

Moderna fyllningskaruseller för drycker är redan automatiseringens mirakel, vanligtvis kan fylla hundratals flaskor, burkar eller kartonger per minut. Men dessa komplexa system är optimerade för enstaka, stora produktionspartier. Samtidigt går marknaden framåt.

"Besök vilken stormarknad som helst idag och du kommer att se ett stort utbud av olika drycker som erbjuds, från energidrycker till smaksatta vatten, " förklarar Wolfgang Teichmann, verkställande direktör för KTW Technology.

"Men traditionella fyllningssystem klarar inte av att hänga med på ett effektivt sätt med denna utökade produktportfölj. Att växla mellan att fylla olika produkter kräver långa stilleståndstider för att få rören torra och rena, eftersom tillverkare inte vill att överblivna smaker förorenar deras nästa batch.

"Istället, vårt mål har varit att skapa en lösning där färre, snabbare doseringsventiler skulle kunna användas för att leverera smakerna som ett koncentrat i slutet av fyllningsprocessen, göra systemen mer flexibla och energieffektiva, och avsevärt minska tiden och resurserna som går förlorade under rengöringen."

Målet var att designa en mer effektiv och hållbar lösning. För att göra detta möjligt, KTW har använt sig av rymdteknik:en snabbreagerande precisionsventil som, ovanligt, har bara en rörlig del - en kula som sitter i ett ventilsäte, "hålla ventilen stängd tills den flyttas av ett magnetfält för att öppna den inom en tusendels sekund, eller millisekund.

Baserat på sin "SmartValve"-teknologi kan KTW:s höghastighets precisionsdoseringssystem ge otroligt exakta doser på mellan 0,1 och 3,0 ml, används vanligtvis för att tillsätta smak till en förfylld "basvätska" som vatten och speciellt utformad för att minimera slösaktiga stänk. Ventiltekniken är dessutom bastekniken för flera industriella lösningar, tillverkad av KTW, att öka effektiviteten och minska utsläppen, bekämpningsmedel eller avfall.

Faktum är att den magnetiska ventilen ursprungligen designades för just detta ändamål av rymdingenjör Dietmar Neuhaus från German Aerospace Center, DLR. Hans mål var att uppnå precision manövrerbarhet av satelliter med hjälp av "kallgaspropeller, "där små mängder gas släpps ut för att få rörelse, som att släppa en ballong. Idén föreslogs ursprungligen för Rosetta-rymdfarkostens Philae-landare, även om till slut valdes en alternativ metod.

"Denna ventildesign har ett antal fördelar jämfört med traditionella konstruktioner, inklusive de med fjädrar, " förklarar Dietmar Neuhaus. "Med bara en rörlig del, den har en mycket lång livscykel. Dess direktväxlingsfunktion gör att den är extremt snabb att reagera på den inkommande signalen och mycket exakt i den dos den levererar."

Med hjälp av EurA, en av ESA:s teknikmäklare i Tyskland, KTW utvecklade idén att använda och vidareutveckla ventiltekniken. Dess utveckling fick sedan stöd genom ett ESA Technology Transfer Demonstration-projekt.

Wolfgang Teichmann tillägger:"I ett typiskt dryckesdoseringssystem, du skulle normalt ha en karusell med massor av ventiler – ofta över hundra – för att fylla behållarna med den slutliga vätskan, Med vår lösning behöver du bara en till tre ventiler som ger mikrodoser av koncentratet i slutet av linjen. Snabbhet och precision är avgörande; vi kan fylla upp till 120 000 burkar per timme.

"Längd livslängd är också viktigt i fyllningsindustrin. Ventiler har vanligtvis en kort livslängd, medan våra ventiler, med bara en rörlig del, har visat sig hålla i över 10 miljarder doser, och kräver mindre underhåll. Och när något behövs, åtgärden är snabb och enkel, tar minuter istället för de veckor som behövs för en standardsystemreparation. Det är helt enkelt bara att byta kula och ventilsäte."

KTW:s höghastighets precisionsdoseringssystem kan antingen integreras i ett befintligt produktionssystem eller distribueras på fristående basis.

"Som företag, vi är motiverade att öka effektiviteten, minska avfallet och öka hållbarheten, efter vår slogan "SpaceTech 4 Planet Earth, "" noterar Wolfgang Teichmann. "Så till exempel vårt Air Flow Saver-system tillåter användare att spara upp till 90 % av sin tryckluftsanvändning:tysk industri spenderar 4,5 miljarder på att använda tryckluft årligen, som kostar åtta till tio gånger mer än konventionella kraftkällor.

"Ge en uppfattning om hur det fungerar i praktiken, en kund kan använda tryckluft för att torka ut en Tetrapak-etikett innan dess fyllningsdatum läggs till. Normalt får denna tryckluft blåsa kontinuerligt, men vårt system öppnar bara ventilen för att släppa ut luft när en synsensor visar att det finns en etikett, i bara 30 millisekunder åt gången. När man passerar fem Tetrapaks per sekund avblåsningsstationen, det kommer att spara 85 % av tryckluften. Och när vi pulserar i realtid, denna blåsning ökar torkningseffekten."