Kosmetikprodukte steril und effizient fördern

Hygienegerecht molchen

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Damit kosmetische Produkte über längere Zeit haltbar bleiben, müssen sie keimfrei und steril produziert werden. Dies bedeutet aber, dass bei Produktwechsel alle Reaktoren, Tanks, Rohrleitungen, Armaturen und Abfüllmaschinen durch automatische Spülvorgänge (CIP) gereinigt und mit Dampf (SIP) sterilisiert werden müssen. Hierzu sind geeignete Rohrleitungen, Molcharmaturen und Reinigungssysteme erforderlich.

Um eine möglichst effiziente Reinigung einer Anlage für Kosmetikprodukte zu gewährleisten, werden in der Regel sämtliche Reaktoren mit allen Lagertanks durch molchbare Rohrleitungen verbunden. Jede Abfüllmaschine wiederum ist mit einer molchbaren Rohrleitung an die Lagertanks angeschlossen. Die Rohrleitungen werden nach den gängigen Hygienevorschriften verlegt. Für Molchleitungen verwendet Kiesel längsnahtgeschweißtes Rohr mit blecheben geglätteter Innennaht und einer Rautiefe Ra < 0,8 µm. Die Rohre und Rohrbögen werden orbital mit geschlossenen Schweißzangen geschweißt. Die Rohrbiegungen sind als 5D-Bogen ausgeführt, entweder als Anbiegungen an das Molchrohr oder als extra gefertigte Molchbögen mit Schenkelverlängerungen und Orbitalschweißenden. Flanschverbindungen gibt es nur an den Molchsende- und Empfang-stationen. Hier werden Kleinsterilflansche DIN 11864 verwendet.

Molcharmaturen
In den Molchsende- und -empfangstationen an den Endpunkten der Molchleitung ist jeweils ein Molch geparkt. Die Molche sind frei umspülbar. Über Scheiben– und Membranventile wird das Treibmedium, die Spülung und Dampf in die Molchstationen eingeleitet. In Grundstellung befindet sich der Molch in der erweiterten Molchkammer der Molchsendestation. Die Molche können durch einen radialen Deckel an dieser Kammer gewechselt werden. Der Molch wird mit Hilfe eines Pneumatikzylinders in die Molchleitung gedrückt, bevor die Leitung mit Produkt gefüllt ist. Das Treibmedium für die Molchreinigung ist sterile Druckluft. Die Molchsendestation und die Molche sind strömungstechnisch so gestaltet, dass durch die CIP-Flüssigkeit eine rückstandsfreie Reinigung möglich ist.
Produktein- und Produktausgangsarmaturen
Als Produktein- und Produktausgänge werden Kiesel-Doppelsitzventile mit zwei Ventilabdichtungen eingesetzt. Die beiden Abdichtungen sind durch eine Spül- und Leckagekammer voneinander getrennt. Die Leckagekammer selbst ist mit einem separaten pneumatischen Leckageventil ausgestattet. Dadurch kann gleichzeitig in der Molchleitung Produkt gefördert werden, während in der Abzweigleitung die CIP-Reinigung läuft. Die beiden Flüssigkeiten bleiben sicher getrennt.
An den Doppelsitzventilen verlaufen die molchbare Leitung und die nichtmolchbare Abzweigleitung senkrecht zueinander. Die untere Molchleitung wird vom Ventilsitz so abgedichtet, dass der Querschnitt der Leitung immer gleichmäßig kreisförmig ist. In geschlossenem Zustand verläuft die Molchleitung völlig glatt und totraumfrei durch das Sitzventil, so dass eine Molchreinigung problemlos möglich ist.
Der kugelförmige Ventilkörper bewirkt ideale Strömungsverhältnisse mit bestmöglichen Reinigungseigenschaften. Mit dem Sitzventil kann ein molchbarer Ventilknoten aufgebaut werden. Wird der Ventilknoten mit molchbaren T-Stücken in der Eingangsebene ausgeführt, so kann in beiden Ebenen unabhängig von ein-ander gemolcht werden.
CIP-Anlage
Eine typische CIP-Anlage besteht aus vier Lagertanks für VE-Wasser, Heißwasser, laugehaltiges Wasser und verschmutztes Wasser. Über Wärmetauscher wird Heißwasser und heißes, laugehaltiges Wasser erzeugt. Die Tanks sind mit hydrostatischer Füllstandsmessung, Grenzwertgeber für Überfüllsicherung, Temperatur- und pH-Wertmessung ausgestattet.
Die Reinigungsprogramme für die CIP-Reinigung laufen über die SPS-Steuerung vollautomatisch ab. Vier Reinigungsschritte sind normalerweise vorgesehen.
  • Der Reaktor bzw. der Lagertank ist leer, die Molchleitung ist leergemolcht. In den Tanks und der Leitung sind noch Produktreste. Jetzt wird mit verschmutztem Wasser grob vorgereinigt. Das verschmutzte Wasser fließt anschließend ins Abwasser.
  • Heißes, laugehaltiges Wasser mit etwa 1,5 % Lauge spült bei 75 °C das gesamte System. Das laugehaltige Wasser kommt wieder zurück in den Ausgangstank. Der Schmutz, der sich im Tank absetzt, wird am Restablauf abgelassen.
  • Mit Heißwasser bei ca. 75 °C wird das System gespült. Das laugehaltige Wasser kommt in den Laugetank, das neutrale Wasser geht in den Schmutzwassertank.
  • Jetzt wird das Heißwasser mit vollentsalztem VE-Wasser ausgespült und die Molchleitung leergemolcht. Das VE- Wasser fließt anschließend in den Schmutzwassertank.
Bei Verkeimungsproblemen kann Desinfektionsmittel bzw. Säure ins CIP-System zudosiert werden. Die Säure dient zur Neutralisation bzw. zur Vermeidung einer Verkeimung bei längeren Stillstandszeiten.
Pump- und Reinigungsvorgänge
Das fertige Produkt wird über die Molchleitung vom Reaktor zum Lagertank gepumpt. Nach dem Pumpvorgang wird die Leitung mit jeweils einem Molch aus Sende- und Empfangstation in Richtung Lagertank mit Druckluft leergedrückt. Das Produkt ist im Lagertank, beide Molche fahren in die Molchempfangstation. Die Molchleitung und der Reaktor werden CIP-gereinigt, dabei wird ein Molch zurück zur Molchsendestation getrieben. Nach Abschluss des Reinigungsprogramms wird ein Molch aus der Sendestation mit Druckluft zur Empfangstation gefördert, die Reinigungsflüssigkeit wird verdrängt. Ein Molch fährt zurück zur Sendestation. Die Molche stehen jetzt wieder in Grundstellung. Die Molchleitung und der Reaktor werden mit Dampf sterilisiert. Die Entleerung und Reinigung der Lagertanks auf die Abfüllmaschinen läuft entsprechend. Hier wird jedoch ein Einmolchsystem eingesetzt, da jede Leitung nur eine Abfüllmaschine als Ziel hat.
Steuerung
Die gesamte Produktionsanlage mit den Mischern, Lagertanks, Füllstandmessung, Molchanlage, Reinigungstechnik bis zur Abfüllmaschine wird von einer SPS gesteuert. Die Messtechnik ist über Profibus angeschlossen. Die Feldgeräte wie Antriebe, Elektromagnetventile und Sensoren sind auf Ein-Ausgangsmodule in Verteilerkästen verdrahtet, die über den Profibus an die SPS angeschlossen sind.
Die Bediengeräte und Visualisierung sind über Ethernet mit der Steuerung verbunden. Mit Tele-Service können die Automatisierungsgeräte mit dem PC über Fest- oder Funknetz ferngewartet werden.
cav 431

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