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Universell einsetzbares Hochleistungspolymer

Uneingeschränkte FDA-Zulassung erteilt
Universell einsetzbares Hochleistungspolymer

Universell einsetzbares Hochleistungspolymer
Leitfähigkeitsmeßzelle mit PEEK-Bauteilen zur Kontrolle und Steuerung von Produktionsprozessen in der Lebensmittelindustrie
PEEK zeichnet sich durch die Kombination aus Chemika-lien-, Hydrolyse-, und Wärmeformbeständigkeit sowie mechanischer Festigkeit aus. Durch die uneingeschränkte FDA-Zulassung wird der semikristalline Thermoplast neue Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der hygienekritischen Pharmazeutik- und Nahrungsmittelindustrie erschließen.

Leitfähigkeitsmeßzelle mit PEEK-Bauteilen zur Kontrolle und Steuerung von Produktionsprozessen in der Lebensmittelindustrie

PEEK zeichnet sich durch die Kombination aus Chemika-lien-, Hydrolyse-, und Wärmeformbeständigkeit sowie mechanischer Festigkeit aus. Durch die uneingeschränkte FDA-Zulassung wird der semikristalline Thermoplast neue Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der hygienekritischen Pharmazeutik- und Nahrungsmittelindustrie erschließen.
Der Werkstoff PEEKTM, ein Polyaryletherketon, ist jetzt durch die amerikanische Lebensmittelaufsichtsbehörde FDA (CFR 177.2415) uneingeschränkt zugelassen. Damit dürfen Bauteile aus PEEK praktisch überall in der Lebensmittelproduktion eingesetzt werden.
Werkstoffe für Lebensmittel- und Pharmaproduktionsanlagen müssen alle Bedingungen bei der physikalischen und chemischen Reinigung, also die Entfernung von Schmutzablagerungen und Rückstände auf der Oberfläche, aushalten. Ebenso wichtig ist, daß sie unter den aggressiven Rahmenbedingungen zur Abtötung und Entfernung aller Mikroorganismen unverändert bleiben. Dabei sollen die Kunststoffe auch Voraussetzungen für CIP/SIP mitbringen. Bei CIP/SIP-Systemen erfolgt die Reinigung oder Sterilisation im Kreislauf, ohne daß die zu behandelnden Anlagen demontiert werden müssen; es handelt sich dabei um ein in das Gesamtanlagenkonzept integriertes Reinigungssystem. Ein typischer CIP-Reinigungsablauf sieht wie folgt aus: Bei Reinigungstemperaturen von 60 bis 80 °C wird mit Wasser vorgespült, mit 1 bis 3% Natronlauge gereinigt, mit Wasser zwischengespült, mit 1 bis 3% Salpetersäure gereinigt und schließlich noch einmal mit Wasser nachgespült. Nach einer CIP-Reinigung ist die Anlage physikalisch, chemisch und auch weitgehend bakteriologisch sauber. Wenn sie keimfrei sein muß, wird sie sterilisiert. Das kann mit heißem Wasser oder Dampf gemacht werden oder als chemische Desinfektion mit aktiven Chlorverbindungen, Säuren, Jodverbindungen oder Wasserstoff-peroxid. Dabei wirken die aggressiven Chemikalien beispielsweise bei 150 °C 30 Minuten lang ein. Die verwendeten Werkstoffe müssen diesen extremen Reinigungsbedingungen widerstehen und darüber hinaus noch weitere Kriterien erfüllen, um als Lebensmittelkonform zu gelten. Neben der Chemikalienbeständigkeit müssen sie eine hohe Temperaturbeständigkeit besitzen, geruchs- und geschmacksneutral sein sowie eine gute Hydrolysebeständigkeit aufweisen. Außerdem ist Korrosionsfestigkeit und mechanische Stabilität Voraussetzung. Die Oberfläche des produktberührten Materials darf sich darüber hinaus unter keinen Umständen verändern.
Kunststoff schlägt Metall
Wegen der enormen Anforderungen setzen Hersteller als Werkstoffe neben rostfreiem Edelstahl und Keramik nur wenige Hochleistungskunststoffe wie PTFE oder das Polyaryletherketon PEEK ein. Der Vorteil der Kunststoffe gegenüber Stahl ist ihre Korrosionsbeständigkeit, PEEK hat eine allgemein höhere Chemikalienbeständigkeit als Metallkomponenten. Gegenüber PTFE zeichnet sich PEEK durch hohe mechanische Festigkeiten und durch eine hohe Wärmeformbeständigkeit aus. Ein wesentlicher Vorteil von PEEK sind seine thermoplastischen Eigenschaften. Ihretwegen kann ein Anlagenbauer in vielen Fällen Kosten sparen, weil er die PEEK-Bauteile im Spritzguß produzieren kann. Wegen seiner tribologischen Eigenschaften, vor allem der guten Abriebfestigkeit, eignet sich das Polymer auch als Gleitlagerwerkstoff. Gleithülsen aus PEEK werden bereits in Getränkeabfüllanlagen verwendet. Sie ersetzten dort geschmierte Metallager und reduzieren die Wartungskosten dieser Anlagen. Weil sie keine Schmiermittel brauchen, tragen sie auch zu einer verbesserten Hygiene im Produktionsprozeß bei. Auch in der Sensortechnik wird PEEK nach der Zulassung durch die FDA häufiger eingesetzt. Beispielsweise nutzt die Firma Endress und Hauser den Werkstoff PEEK für ihre Leitfähigkeitssensoren: Die Sensorspitzen müssen lebensmittelkonform elektrisch isoliert werden, diese Isolierung muß wegen der Strömungsverhältnisse mechanisch stabil sein. Außerdem läßt sich mit dem Kunststoff Spaltfreiheit erreichen, das ist wichtig für CIP/SIP-Designs. Und lnicht zuletzt ist der Thermoplast PEEK einfach und preiswert zu verarbeiten.
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Jörg Schlegel
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