Alternative zur Membran

Werner Schmid

Vesta-Sterilventile (Bild 1) sind für geringe Volumenströme ausgelegt und eignen sich für Laboranwendungen ebenso wie für den Einsatz im komplexen Prozessanlagensystem. Sie unterbinden Produktkontaminationen von außen, sichern die Keimfreiheit des Prozesssystemes und zeichnen sich darüber hinaus durch folgende Konstruktionsmerkmale aus (Bild 2):

Tuchenhagen hat sich bereits vor Jahren mit der Entwicklung der Stericom-Aseptikventile in den Baugrößen DN 25 bis 100 (DIN) bzw. 1“bis 4“ (OD) einen Namen in der sterilen Verfahrenstechnik gemacht. Für Prozesse in den Marktsegmenten Pharma-, Food- und Biotechnologie fanden diese Baugrößen kaum Berücksichtigung, da hier in der Regel weit geringere Volumenströme in Prozesssystemen gefahren werden. Für kleine Quantitäten werden nahezu ausschließlich Membranventile eingesetzt, da adäquate Faltenbalgventile bislang nicht verfügbar waren.

Mit der Vesta-Serie stehen jetzt solche kleinen Baugrößen in unterschiedlichen Rohrklassen zur Verfügung.

Kernelement der Vesta-Sterilventile ist der PTFE-Faltenbalg aus dem Werkstoff Hostaform TFM X 1705 (Bild 3). Neben seiner hervorragenden chemischen Beständigkeit gegen nahezu alle Medien besitzt Hostaform TFM X 1705 die Zulassung gemäß Code of Federal Regulations, Title 21 § 177.1550 „Perfluorcarbon resins“ der Food and Drug Administration (FDA). Die hochwertige Oberfläche (Ra <0,8 µm ), die spaltfreie, hermetische Abdichtung, der große Faltenabstand für optimale CIP/SIP-Reinigung sind die kennzeichnenden Merkmale.

Das patentierte Balgdichtsystem gewährleistet, dass der Ventilinnenraum auch in kritischen Prozessphasen dauerhaft hermetisch von der Außenatmosphäre getrennt bleibt. Die besonderen Merkmale des Dichtsystems veranschaulicht Bild 4:

Die Ventilgehäuse der Vesta-Baureihe werden aus Vollmaterial hergestellt und sind in Werkstoff 1.4435 (AISI 316L) mit einem Deltaferritgehalt Die Ventilgehäuse der Vesta-Baureihe werden aus Vollmaterial hergestellt und sind in Werkstoff 1.4435 (AISI 316L) mit einem Deltaferritgehalt 1 % verfügbar. Ventilgehäuse werden grundsätzlich mit Werkstoffnachweis nach EN 10204/3.1B gefertigt und sind nach AD-Merkblatt A4 gekennzeichnet. Auf Wunsch sind auch Gehäuse aus höherwertigen Werkstoffen (1.4539, Hastelloy, u. a.) erhältlich. Alle Ventilgehäuse besitzen orbitalschweißfähige Rohranschlüsse und sind geeignet zum Orbitalschweißen mit geschlossenen Kassettensystemen (Orbital-Cartridge-Systems).

Neben den Gehäusebauformen L (2-stutzig) und T (3-stutzig) sind für spezielle Anwendungen (z. B. Entnahme aus Ringleitungssystemen ) weitere Gehäusevarianten verfügbar (Bauform E/C/B/A).

Für automatisierte Verfahrensprozesse bietet Tuchenhagen auch einfachwirkende pneumatische Antriebe aus Kunststoff an. Das Antriebssystem ist aus PPS gefertigt. Dieser Kunststoff bietet eine gute chemische Beständigkeit, ist temperaturbeständig bis 180 °C, besitzt gute mechanische Eigenschaften und weist eine hohe Alterungsbeständigkeit auf. Das Antriebssystem ist wartungsfähig, dank seines Designs besteht bei Demontage keine Gefahr durch freiwerdende Federspannung. Die Wirkungsweise des Antriebs ist umkehrbar, die Umrüstung auf umgekehrte Arbeitsweise ist auch problemlos vor Ort möglich. Pneumatische Antriebe der Vesta-Baureihe besitzen bereits integrierte Luftanschlüsse für Kunststoffschläuche Ø 6 x 1 mm und weisen eine visuelle Anzeige der Ventilstellung auf. Eine Entlastungsbohrung trennt Antriebs- und Produktraum, verhindert dadurch eine mögliche Kontamination und dient gleichzeitig als Leckageaustritt bei Antriebsdefekten oder bei Bruch des Faltenbalges.

Vesta-Sterilventile sind ebenso mit pneumatischem Antrieb aus Edelstahl – auch in autoklavierbarer Ausführung – und für manuelle Verfahrensprozesse mit Handantrieb erhältlich (Bild 5). Die Besonderheit bei letzteren liegt in der technischen Konzeption des Handantriebs. Ein integriertes Federpaket sorgt für eine definierte Dichtpressung des PTFE-Faltenbalges in geschlossener Stellung und verhindert eine ungewollte Deformation des Faltenbalges. Die Federkraft wirkt erst kurz vor Erreichen der geschlossenen Stellung, in Zwischenstellungen sind handbetätigte Ventile mit geringstem Kraftaufwand bedienbar. Auch Veränderungen an der Sitzkontur des Faltenbalges infolge prozesstechnischer Einwirkungen haben keine Undichtheiten zur Folge – die Feder stellt automatisch nach. Bei Sterilventilen mit Handantrieb besteht zudem die Möglichkeit einer Verplombung.

Für pneumatisch betätigte Sterilventile steht für die Rückmeldung der Ventilstellungen ein elektrischer Anschlusskopf als Option zur Verfügung. Der elektrische Anschlusskopf kann mit induktiven Näherungsschaltern (3-Leiter-Technik) für eine Betriebsspannung von 10 bis 30 V DC, alternativ mit Näherungsschaltern nach NAMUR (DIN 19234/EEXi) für eine Betriebsspanung 8 V DC ausgerüstet werden. Integrierte LEDs signalisieren den Betriebszustand bzw. die Ventilstellung. Die Montage erfolgt an der Oberseite des Antriebes, die Einstellung/Justierung der Schaltpunkte ist mit wenigen Handgriffen möglich.

Hervorzuheben ist das einfache und schnelle Handling bei Service- und Wartungsarbeiten vor Ort. Bei Routinekontrollen bzw. Austausch des PTFE-Faltenbalges ist nur die Nutmutter zu lösen und der komplette Ventileinsatz aus dem Gehäuse zu entnehmen. Sterilventile haben keine losen Befestigungsteile, die Nutmutter ist mit dem Ventileinsatz fest verbunden. Für alle Servicearbeiten sind ausschließlich Standardwerkzeuge erforderlich, sowohl bei Austausch des Faltenbalges als auch bei Wartung der Antriebssysteme.

Bei der Entwicklung der Sterilventile wurde speziell auf ein hygienisches äußeres Design geachtet. Die Gestaltung der geschlossenen Laterne zum einen, sämtliche flüssigkeitsablaufenden Flächen (ohne Vertiefungen und Spalte) zum anderen, gleich welcher Einbaulage, ermöglichen ein dauerhaftes, hygienisches Ventiläußeres, auch nach einer durch Verschmutzung notwendigen Außenreinigung.

Im produktberührten Bereich werden Vesta-Sterilventile mit einer Innenrautiefe von Ra Im produktberührten Bereich werden Vesta-Sterilventile mit einer Innenrautiefe von Ra 0,8 µm (optional elektropoliert) gefertigt, im Außenbereich metallblank/feingeschliffen. Höherwertige Oberflächen sind auf Anfrage lieferbar. Vesta-Sterilventile lassen sich auch unter Reinraumbedingungen einsetzen.

Vesta-Sterilventile unterliegen höchsten Qualitätskriterien in der Produktion. Die Voraussetzung dafür stellt das zertifizierte Qualitätssicherungssystem nach DIN ISO 9001 bei Tuchenhagen dar. Permanente Qualitätsprüfungen in der Fertigung, die Kennzeichnung sämtlicher Bauteile, die Ventilkennzeichnung mittels Typenschild mit Seriennummer, um nur einige der Merkmale zu nennen, gewährleisten dem Anwender zudem eine sichere Rückverfolgbarkeit bei Ersatzteilbedarf.

Vesta-Sterilventile sind mit Nachweis der folgenden Güteeigenschaften lieferbar:

Mit Vesta-Sterilventilen ausgestattet stehen auch Verteilersysteme wie in Bild 6 zur Verfügung. Sie sind totraumfrei und ermöglichen eine absolute Entleerbarkeit.

Halle 12, Stand 413

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