Schmuckstück mit Atex-Zulassung

Mit der Beyvers-Prozessanlage lassen sich kosmetische als auch pharmazeutische Salben, Cremes, Lotionen, Gele usw. von dünnflüssig bis hochviskos unter Ex-Bedingungen herstellen. Dazu wurden sowohl die Räumlichkeiten als auch die Prozesstechnik speziell auf den Ex-Schutz gemäß Atex-Richtlinie abgestimmt. Der Anlagenbereich wurde in drei Bereichszonen aufgegliedert:

Die Prozessanlage ist in einer Zwischendecke eingebaut und besteht aus dem Hauptmischer mit Abstreifrührwerk und einem Homogenisiersystem sowie zwei Ansatzbehälter mit einem Homogenisator und einem Umlaufrührwerk.

Für den Misch- und Schmelzprozess wurden nicht die allgemein üblichen Propellerrührer verwendet, sondern die von Vakumix entwickelten Umlaufrührwerke. Sie haben mehrere Vorteile: Neben einer guten und gleichmäßigen Durchmischung lassen sich die angesetzten Produktphasen mit den Rührwerken in den Homogenisiermischer transferieren. Dies ist auch möglich, wenn beide Behälter unter Vakuum stehen, was besonders bei der Verarbeitung von waschaktiven Substanzen oder eines Heiß/Kalt-Prozesses besondere Vorteile hat, da ein Lufteintrag bzw. ein Schäumen verhindert wird. Der Einbau der Umlaufrührwerke erfolgt an der tiefsten Stelle des Behälters. Dadurch können selbst Kleinstansätze gefahren werden. Flüssigkeiten oder Pulver lassen sich komfortabel unter Vakuum in den Umlaufstrom einsaugen, die dann sofort benetzt werden. Darüber hinaus ermöglicht der Rührer kurze Aufheiz- und Kühlzeiten der Produkte durch eine gleichmäßige Behälterrandströmung an der Behälterwand. Durch die hohe Pumpleistung der Umlaufrührwerke werden keinerlei weitere Pumpen für die CIP-Reinigung (Cleaning-In-Place) der Behälter und aller produktführenden Rohrleitungen benötigt.

Um auch für zukünftige Produkte gewappnet zu sein, die unter Umständen höhere Scherenenergien benötigen, und um das Material nicht ständig an der Leistungsgrenze zu belasten, wurde bei der Auswahl des drehzahlgeregelten Homogenisators sowohl auf Effektivität als auch auf Leistungsreserven geachtet. Dabei ist die maximale Rotorumfangsgeschwindigkeit mit der daraus resultierenden Scherrate entscheidend. Als besonders nützlich bei dem eingesetzten Homogenisator hat sich auch der Schutzrotor erwiesen. Er hat die Funktion, das Eindringen von metallischen Fremdteilen in die Rotor-/Statorverzahnung zu verhindern, die ungewollt, meist über Sackware, in den Mischer gelangen und den Homogenisator zerstören können. Durch das besondere Design dieser Schutzvorrichtung wird die Pumpleistung gegenüber der Standardversion sogar noch erhöht, was sich besonders bei höherviskosen Produkten vorteilhaft auswirkt.

Die Konstruktion des Ankerrührwerkes ist entscheidend für eine gute Vertikaldurchmischung, insbesondere während der Kühl- und Homogenisierphase. Das Ereichung und Beibehalten eines stabilen, homogenen Produktes ist durch gleichmäßiges, sauberes Abstreifen der Behälterwand während der Heiz- und Kühlphase durch das Ankerrührwerk gegeben. Dies wird für beide Drehrichtungen des Rührwerkes gewährleistet.

Neben den oben genannten Punkten, kommt der Anlagenreinigung eine besondere Bedeutung zu, da sie möglichst schnell und zuverlässig ablaufen muss. Dies wird durch folgende Punkte gewährleistet:

Durch die Trennung der Vakumix-Phasenbehälter vom Homogenisiermischer über eine Wechselbogenstation können die Ansatzbehälter, während der Homogenisiermischer noch produziert, gereinigt werden. Alle Behälter sind über Transferleitungen untereinander verbunden. Prozesswege und Dosierstrecken werden pneumatisch angesteuert und sind mit entsprechenden Meldeeinrichtungen ausgerüstet.

Zur Bestimmung des Ex-Schutzes wurde der gesamte Prozess, einschließlich der Räumlichkeiten, einer Sicherheitsanalyse unterzogen. Hierbei wurde folgende Zoneneinteilung gemäß den Atex-Richtlinien festgelegt:

Die Sicherheitsanalyse beinhaltete ebenfalls die nichtelektrischen Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, gemäß DIN EN 13463.

Der gesamte Produktionsraum wurde daher mit leitfähigen Edelstahlwänden und Decken ausgeführt, der Kunststofffußboden wurde mit speziellen ableitfähigen Spezialfasern versehen. Der Produktionsraum ist außerdem mit einem gesteuerten Be- und Entlüftungssystem ausgerüstet, das einen keimarmen und Ex-sicheren Luftaustausch gewährleistet. Sämtliche Einrichtungsgegenstände wie Prozess- und Anlagenteile, Wände, Decken und Fußböden wurden geerdet. Elektrische und mechanische Maschinenzukaufteile wurden mit den erforderlichen Einzelnachweisen der Baumusterprüfungen der einzelnen Hersteller belegt. Für die Einhaltung der Atex-Richtlinien wurde ein werksinterner Ex-Beauftragter benannt.

Da die Rührwerke direkt mit dem Ex-Medium in Verbindung stehen und mechanische Energie durch den Homogenisier- oder den Rührprozess an das Produkt bzw. an die Behälteratmosphäre abgegeben werden kann, sind hier besondere Anforderungen und Absicherungen an die Maschinenfunktionen und an den Ex-Schutz zu berücksichtigen. Bei den Homogenisatoren und Umlaufrührwerken war es daher notwendig eine Zündquellenüberwachung durchzuführen. Die korrekte Montage und Absicherung jeder einzelnen baumustergeprüften Maschine ist daher nachvollziehbar zu dokumentieren und zu archivieren. Die Geräte dürfen nur eingesetzt werden, wenn ihre Werkstoffe unter den jeweiligen Bedingungen gegen mechanische und/oder chemische Einflüsse bzw. Korrosion so beständig sind, dass der Explosionsschutz nicht beeinträchtigt oder aufgehoben wird. So stellen rostige Teile beispielsweise eine potenzielle Zündquelle dar.

Werden Gleitringdichtungen an den Rührwerksabdichtungen eingesetzt, so ist nachzuweisen, dass die Erwärmung an den Gleitringflächen sicher unter der jeweiligen Zündtemperatur bleibt.

Die notwendigen Überwachungsinstrumente müssen die Anforderungen nach DIN EN 13463-6 erfüllen und entsprechend der festgelegten Grenzwerte eingestellt werden. Beim Überschreiten der zulässigen Grenzbereiche wird die Maschine ausgeschaltet. Werden Gleitringdichtungen mit Sperrflüssigkeit gekühlt ist sicherzustellen, dass bei eventuell auftretenden Leckagen der Sperrflüssigkeit keine chemischen Reaktionen und/oder gefährliche Zersetzungsprozesse mit dem Produkt entstehen können.

Alle Kesseleinbauten und leitfähigen Anlagenteile wurden geerdet miteinander verbunden. Da keine isolierten Teile eingesetzt werden dürfen, wurde in dieser Prozessanlage insbesondere bei O-Ringen und Dichtungen resistentes Material eingesetzt, um Quellen, Zerstörungen und das Entstehen von chemischen Reaktionen mit dem Mischgut auszuschließen.

cav 434

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