Bauteile aus Oxidkeramik sind unter hygienischen Gesichtspunkten unbedenklich, beständig gegenüber Säuren und Laugen, und sie sind vor allem hart, so daß es zu keinem Abrieb kommen kann. Hersteller von Bauteilen aus Hightech-Keramik, prophezeien deshalb der Oxidkeramik interessante Perspektiven in der Lebensmittelindustrie. dei sprach mit Dipl.-Ing. Alexander Heitmann, Division Frialit-Degussit der Friatec AG, Mannheim.
dei: Was haben Bauteile aus Hightech-Keramik der Lebensmittelindustrie zu bieten?
Heitmann: Die Oxidkeramik hat eine Reihe wichtiger Materialeigenschaften, von denen die Verarbeiter von Lebensmitteln profitieren können. Im wesentlichen handelt es sich um die folgenden Aspekte:
• Nach hygienischen Gesichtspunkten ist sie im Kontakt mit Lebensmitteln absolut unbedenklich, wie uns die Berufsgenossenschaft Nahrungs- und Genußmittel zertifiziert hat.
• Aufgrund ihrer Beständigkeit gegenüber Säuren und Laugen in Verbindung mit der Temperaturwechselbeständigkeit eignen sich keramische Bauteile für die SIP/CIP-Reinigung der Lebensmittelmaschinen – eine wichtige Voraussetzung für die Verarbeitung von unterschiedlichsten Medien, beginnend bei Milch und Milchprodukten über Fruchtsäfte bis hin zu Wasser.
• Dank der großen Härte der Keramik – sie liegt nahe an der von Diamanten – entsteht kein Abrieb an den keramischen Bauteilen, der das Medium verunreinigen könnte.
• Keramik ist darüber hinaus formstabiler als Metall und erlaubt eine hohe Fertigungsgenauigkeit. Dies ermöglicht zum Beispiel den Bau von Dosierpumpen, die ohne die bekannten Bakterienfallen wie Schmiermittel und Dichtungsringe auskommen.
Die genannten Punkte verdeutlichen, daß die Vorteile den hohen Preis der Keramik rasch aufwiegen. Unsere Wirtschaftlichkeitsberechnungen haben ergeben, daß sich Bauteile aus Keramik aufgrund ihrer – im Vergleich zur metallischen Lösung – längeren Standzeiten und durch ihre Vorteile bei der Reinigung der Anlagen häufig rasch bezahlt machen.
dei: In welchen Bereichen wird Hightech-Keramik in der Lebensmittelindustrie eingesetzt?
Heitmann: Am häufigsten wird sie derzeit für Dosiereinheiten verwendet – zum Beispiel zum Abfüllen von hochviskoser Lakritzmasse. Ein interessantes Anwendungsgebiet ist auch das Abfüllen von Säften, Limonaden, Bier und Wässern in PET-Flaschen. Keramische Durchflußmesser, bei denen eingesinterte Platinstifte die Durchflußmenge direkt im Medium messen, bieten die heute so wichtige hohe Dosiergenauigkeit. Durch den üblichen Volumenschwund der PET-Flaschen nach mehrmaligem Gebrauch versagt die bei der Abfüllung von Glasflaschen gebräuchliche Meßoptik. Auf dem Vormarsch ist auch der Einsatz von Preßmatritzen, deren Keramikkern unempfindlich gegenüber mechanischen und chemischen Belastungen durch Lebensmittel ist. Für interessant halten wir auch die Keramikfenster, wie sie heute verstärkt bei Füllstandsmessungen mit Hilfe von Radar und Mikrowelle verwendet werden.
dei: Worin sehen Sie die Ursachen für das Vordringen der Hightech-Keramik in der Lebensmittelindustrie?
Heitmann: Die Faszination, die die technische Keramik seit Jahren auf die unterschiedlichsten Einsatzbereiche ausübt, hat durch den Verbund mit metallischen Werkstoffen neuen Auftrieb erhalten. Zwar werden die bekannten Materialvorzüge wie höchste Korrosions- und Abrasions-, Temperatur- und Druckbeständigkeit schon seit langem geschätzt, aber die Integration der keramischen Bauteile in Maschinen und Anlagen erforderte bisher wegen der gleichzeitigen Stoß- und Druckempfindlichkeit sowie der Materialhärte aufwendige konstruktive Lösungen. Seit es uns gelungen ist, einen sicheren Verbund der Hightech-Keramik mit Metallen herzustellen, waren wichtige Weichen gestellt. Wir entwickeln heute in enger Zusammenarbeit mit Maschinen- und Anlagenbauern Bauteile, bei denen die Resistenz metallischer Werkstücke in den Korrosions- bzw. Abrasionszonen durch die Oxidkeramik verstärkt wird. Die Stoß- und Bruchsicherheit des Bauteils wird durch die metallische Komponente erreicht. Technisch sind wir heute in der Lage, die Keramik durch Einschrumpfung in einen Metallmantel zu schützen, Platinstifte als Meßsonden in die Keramik einzusintern, Keramik und Metall miteinander hartzuverlöten oder auch einen simplen aber sicheren Klebeverbund herzustellen. So können wir ganz individuell auf die Belange der Lebensmittelindustrie eingehen. Die Verbundmöglichkeiten erleichtern es den Maschinenbauern, die Vorteile der Keramik in Wirtschaftlichkeitsfaktoren für die Lebensmittelmaschinen umzumünzen.
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