Macht Prozessbehälter überflüssig

Erwin Seefried

Fast alle Produkte, die auf Basis von Misch- und Homogenisierprozessen herzustellen sind, werden in Rührwerksbehältern gemischt. Diese Rührwerke sind im Vergleich zur Produktionsmenge relativ teuer, da sie aufgrund der Herstellprozesse aufwendig gestaltet sind. Weitere Nachteile ergeben sich aus dem erheblichen Platzbedarf der Anlagen und der einzeln zu lagernden und zu verwiegenden Rohstoffe. Darüber hinaus benötigen diese Systeme durch die Batch-Fertigung relativ lange Herstell- und Reinigungszeiten.

Das Vakumix-In-Pipe-System ermöglicht ein kontinuierliches Mischen, Homogenisieren und Dispergieren in Rohrleitungen. Der modulare Aufbau des Systems erlaubt eine flexible Anpassung an unterschiedliche Arbeitsabläufe. So lässt es sich sowohl für heiße und kalte, als auch flüssige oder noch fließfähige Produkte einsetzen. Nach Beendigung des Produktionsprozesses wird das System einfach inline CIP-gerecht gereinigt.

In-Pipe-Mixer lassen sich vielfältig in der kosmetischen und chemischen Industrie und ebenso in der Lebensmittelproduktion einsetzen. Hier kann man sie beispielsweise bei der Herstellung von Molkereiprodukten wie Joghurt, Quark und Milchmixgetränken verwenden, da die Konstruktion eine Dosierung und Homogenisierung der einzelnen Zutaten direkt in die Mischkammer des Rohres erlaubt. Darüber hinaus kann man mit Hilfe dieser Technik auch Mayonnaise, Soßen und Fruchtsäfte herstellen.

Im Bereich der kosmetischen Industrie ist es oft notwendig, kleinste Mengen von Rohstoffen, beispielsweise Parfüm oder Farbstoffe, in die Grundmasse einzuarbeiten. Im In-Pipe-System geschieht dieser Prozess vollautomatisch. Ein manuelles Abwiegen und Zuführen in den Prozess entfällt. Somit lassen sich Fehlverwiegungen und sonstige Fehlerquellen, z .B. falscher Rohstoff, ausschließen. Das Gleiche gilt für den Bereich der chemischen Industrie, etwa die Waschmittelproduktion.

Der modulare Aufbau und die Abstufung der Gehäuse spart Platz und erhöht die Flexibilität. Durch die Modularbauweise lässt sich das In-Pipe-System völlig problemlos erweitern oder verkleinern. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn sich die Zahl der Rohstoffe erhöht oder verringert. Neue Produktvarianten lassen sich also mit geringem Aufwand herstellen. Bei entsprechend eingewiesenem Personal ist es denkbar, dass der Anwender vor Ort verschiedene Homogenisatoren in das System einsetzt, so dass unterschiedlichste Produkte hergestellt werden können. In den meisten Fällen braucht dazu das Mischsystem nicht einmal umgebaut zu werden. Da der Prozess aus einem Hauptstrom und beliebig vielen Nebenströmen besteht, ist eine zahlenmäßige Obergrenze zur Einarbeitung verschiedener Rohstoffe nicht gegeben.

Die erforderlichen Mengen werden mittels Durchflusszählern und Dosierpumpen eingestellt. Weitere Messsonden erfassen Daten, wie Temperatur, Druck oder den pH-Wert. Alle Werte werden schließlich an ein Datenerfassungssystem übermittelt und aufgezeichnet. Darüber hinaus ist es möglich, bestimmte Betriebsparameter, beispielsweie die Viskosität, zu kontrollieren und zu steuern.

Im In-Pipe-System lassen sich unterschiedliche Detaillösungen miteinander kombinieren. Die Gehäuse sind wahlweise mit Rohr-Homogenisatoren oder Rohr-Mischsystemen ausgestattet, um zum Beispiel zu dispergieren oder nur schonend zu mischen. Zur Herstellung von hochviskosen Produkten ist es außerdem zur Maximierung des Scherenergieeintrags möglich, zwei gegenüberliegende Rotoren einzusetzen. Auf diese Art und Weise sind Relativgeschwindigkeiten von mehr als 80 m/s und Scherraten von über 250 000 Vs 1/s möglich. Wie bereits beschrieben, kann das In-Pipe-System ohne Demontage von Bauteilen (CIP) gereinigt werden. Darüber hinaus ist auch eine Sterilisation des Gesamtsystems mit Sterildampf (SIP) möglich.

Kern des Steuerungssystems ist eine Anlagensteuerung auf Basis Siemens S7. Diese übernimmt die Prozessführung, die Durchflussregelung und die Auswertung von Grenzalarmen und Störungen. Das System ist wie die Anlage selbst modular aufgebaut und an die Produktionsbedingungen anpassbar. Jeder Durchfluss im Nebenstrom der Anlage wird autark geregelt und in einem überlagerten Regelalgorithmus im Hauptstrom zusammengeführt. Die Eingabe und Darstellung der Anlagenparameter und -werte, wie

• Scherraten der Homogenisatoren

• Durchflussmengen in (% oder absolut)

• Ventilwege oder

• prozentuale Aufteilung der Gesamtmenge auf Teilmengen

erfolgt über einen PC-gestützten, berührungssensitiven Bildschirm. Eine Archivierung der Prozessdaten und ein Reporting, bzw. eine Protokollierung, ist je nach Kundenwunsch möglich. Optional ist eine datenbankgestützte Rezeptverwaltung mit integriertem Rezepteditor verfügbar, der die an der Anlage entwickelten Prozesse in einen automatisierten Ablauf umsetzt.

Halle 4.1, Stand K1

Online-Info www.cav.de/0509541