Nicht nur sauber, sondern rein

Unter Retraktorlösungen versteht man Reinigungssysteme, die auf der Behälter- oder Kanalaußenwand installiert werden. Das Medium drückt während der Reinigung das System in den Behälter oder Kanal. Nach vollendeter Reinigung wird es automatisch und abschließend aus dem Behälter oder dem Kanal zurückgezogen, so dass die Reinigungseinheit während der Produktion nicht mit dem Produkt in Berührung kommt. Auf diese Weise ist es möglich, die Sprühdüsen während der Reinigung optimal zu positionieren, ohne dass sie während des Produktionsprozesses behindernd im Tank verbleiben. Dies gilt vor allem für Reaktoren und Behälter, in denen Mischpozesse ablaufen, insbesondere dann, wenn große Mischer gegebenenfalls in den Tank ragende Reingungssysteme abscheren könnten. Somit ist die Retraktorlösung oftmals eine Alternative zur manuellen Reinigung. Behälter müssen für die Reinigung nicht mehr geöffnet werden und der Kontakt des Bedienungspersonals mit den Produkten im Tank wird minimiert oder zur Gänze verhindert. Toftejorg bietet sowohl Retraktorlösungen für rotierende Düsenköpfe, hier insbesondere für den Düsenkopf TJ 20G, als auch für rotierende Sprühköpfe, basierend auf dem rotierenden Sprühkopf SaniMidget (Abb. 1), an.

Die federbetätigten Retraktorsysteme werden über den Druck des Reinigungsmediums in den Tank oder in den zu reinigenden Kanal gedrückt. Sobald der Fluss des Reinigungsmediums abreißt, wird der Düsenkopf in die Ausgangsposition zurückgefahren. Die Feder zieht den Kopf allerdings in einer definierten Geschwindigkeit zurück, so dass eine komplette Entleerung des Retraktorsystems gewährleistet wird, bevor der Kopf in die Grundstellung zurückgefahren ist. In der Ruheposition sitzt der Düsenkopf in einer Edelstahlglocke, die entweder an die äußere Behälterwand angeschweißt oder aufgeflanscht ist. Um eine optimale Absperrung des Düsenkopfs vom Produkt zu erreichen, kann das Retraktorsystem auf ein Kugelventil aufgebracht werden, das sich während der Reinigung öffnet, so dass der Retraktor in das Behälterinnere einfahren kann. Während der Ruheposition ist dieses Kugelventil geschlossen. Auf diese Weise ergibt sich eine doppelte Absicherung. Dieses Retraktorsystem ist in drei unterschiedlichen Baulängen verfügbar (600, 1000 und 1500 mm). Die effektive Spritzlänge des rotierenden Düsenkopfs beträgt 6 bis 8 m.

Retraktorsysteme mit rotierenden Sprühköpfen lassen sich entweder durch eine Feder oder pneumatisch bedienen. In der Ruheposition dient der untere Teil des Reinigungkopfes als Abdichtung zwischen Produkt und Reinigungssystem. Die untere Behälterplatte wird durch eine O-Ring-Dichtung aus EPDM sicher verschlossen. Sitz und Verriegelungsplatte sind leicht kegelförmig gearbeitet, so dass ein optimaler Sitz der Absperrung gewährleistet ist. Das komplette Design des Systemes ermöglicht eine problemlose Wartung, wobei das Gerät durch eine Clampverbindung an der Tankaußenseite befestigt ist und somit für die Wartung einfach entfernt werden kann. Während der Reinigung beschreibt der Kopf ein 270° aufwärtgerichtetes Reinigungsmuster und deckt einen Reinigungsradius von 1 bis 2,5 m effizient ab (Abb. 2). Zusätzlich stellt die spezielle, konvexe Form der Verschlussplatte die Selbstreinigung der äußeren Oberfläche des Reinigungssystems sicher, so dass sich auch hier keine Produktablagerungen festsetzen können. Dieses System ist mit einer Einbaulänge von 250 mm verfügbar, wobei derzeit größere Einbaulängen diskutiert werden.

In vielen Industrien wird für die Reinigung von Behältern und Reaktoren nach wie vor die Fill and Dump-Methode angewendet. Hierbei wird der Tank zur Reinigung komplett geflutet, mit hohem Kostenaufwand das Reinigungsmedium aufgekocht und danach der gesamte Inhalt verworfen. Dies basiert ausschließlich auf dem Wunsch nach Gewissheit einer optimalen, rückstandsfreien Reinigung bei gleichzeitiger Sterilisation der Behälter. Statische Sprühkugeln werden diesen Anforderungen nicht gerecht und werden deshalb bei dieser besonderen Herausforderung im Bereich der Reinigung nicht eingesetzt.

Hier bieten die Retraktorsysteme sowohl auf Basis rotierender Düsenköpfe als auch rotierender Sprühköpfe eine ideale Alternative, da sie durch ihre hohe mechanische Wirkung einen ausgesprochen effizienten Reinigungserfolg sicherstellen und darüber hinaus während der Produktion keinen Unsicherheitsfaktor darstellen (Abb. 3). Retraktorlösungen kommen auch dann verstärkt zum Einsatz, wenn Rührwerke oder Mischer normalerweise den Einbau von Reinigungsköpfen jedweder Form nicht zulassen würden.

Ein typischer Anwendungsbereich für Retraktorsysteme ist die Sprühtrocknung. Die Reinigungsintervalle einer Sprühtrocknungsanlage hängen in erster Linie von dem zu verarbeitenden Produkt und von der Umstellungshäufigkeit von einem auf das andere Produkt ab. Bei der Reinigung dieser Anlagen kann man zwei Reinigungsphilosophien unterscheiden. Dies ist zum einen die Trockenreinigung und zum anderen die Nassreinigung. Beim Trockenreinigen wird normalerweise nur ein Auswischen und Abkratzen der Kammerwände durchgeführt. Nachteil dieser Methode sind die hohen Personalkosten. Weiterhin ist diese Art der Reinigung in modernen Sprühtrocknern aufgrund des konischen Bodens schwer durchführbar. Letztlich kann bei der Trockenreinigung von Sprühtrocknungsanlagen nicht gewährleistet werden, dass alle anhaftenden Produkte sicher und rückstandsfrei entfernt werden.

Moderne Sprühtrocknungsanlagen werden daher in der Regel mit automatischen CIP-Reinigungssystemen ausgeliefert. Diese Nassreinigung lässt eine rückstandsfreie Komplettreinigung des Sprühtrockners zu. Dies ist besonders interessant, wenn verschiedene Typen von Pulvern in ein und derselben Anlage verarbeitet werden und eine Kontamination nachfolgender Chargen unbedingt vermieden werden muss. Hierbei kommt den Retraktorsystemen eine besondere Bedeutung zu, da bei statischen Einbauten das Pulver die Reinigungsdüsen verstopft und somit keine wirksame und effiziente Reinigung zulässt. Die rotierenden Reinigungssysteme erlauben eine komplette Benetzung der Oberfläche, eine hohe mechanische Wirkung auf anhaftende Rückstände und somit einen hohen Reinigungsstandard innerhalb des Sprühtrocknungssystems. Ein weiterer, wichtiger Aspekt ist, dass auf Basis automatischer Reinigungssysteme mit rotierenden Sprühköpfen und Düsen die Reinigungszeit der Zyklone, Zuführungen und Kanäle so weit reduziert werden kann, dass sich über den Verlauf eines Jahres zusätzliche Chargen produzieren lassen. Die Reduzierung der Reinigungszeit gegenüber manuellen Systemen liegt oftmals bei mehr als 70%, gegenüber Systemen mit statischen Einbauten bei bis zu 40%.

Der Spezialanlagenbauer Hüttlin hat sich auf die Branchen Pharma und Chemie spezialisiert. Ein namenhafter Kunde der Firma Hüttlin, der in der Produktion von Feinchemikalien und Waschmitteln weltweit aktiv ist, stellte die Anforderung, dass die in den Reaktoren und Rührwerksbehältern eingesetzen Reinigungsköpfe während der Produktion nicht in den Behältern verbleiben dürfen. Das Produkt, das in dieser neuen Anlage hergestellt wird, ist ein Spezialwaschmittel, das in den Rührwerksbehältern mit Enzymen beschichtet wird, die sich positiv auf die Waschwirkung auswirken. In Zusammenarbeit mit Hüttlin wurde der Toftejorg-Retraktor so ausgeführt, dass er den strengen Anforderungen gerecht wurde.

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