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Hygienisch einwandfrei

Dichtungswerkstoffe für die Prozessindustrie
Hygienisch einwandfrei

Die Branchen Pharma und Food stellen höchste Anforderungen an die Werkstoffe, aus denen Dichtungen und Formteile hergestellt werden. Dies gilt sowohl für Materialien, die mit den Produkten in Berührung kommen, als auch für solche, die aggressiven Prozessmedien wie Reinstwasser, CIP- oder SIP-Medien widerstehen müssen. Busak+Shamban bietet zahlreiche Komponenten, die genau diesen Anforderungen gerecht werden.

In mehreren Versuchsreihen hat Busak+Shamban verschiedene Werkstoffe für den Einsatz in der Pharma- und Lebensmittelindustrie unter Gesichtspunkten der Beständigkeit gegenüber Problemmedien sowie der toxikologischen Eignung untersucht. Durchgeführt wurden die Versuchsreihen von neutralen wissenschaftlichen Einrichtungen und von den firmeneigenen Forschungslabors. Die untersuchten Werkstoffe entsprechen einer Vielzahl international relevanter Regelwerke. Dazu zählen in Summe die Zulassungen gemäß FDA, der 3A-Sanitary-Standard sowie USP Class VI. Ein Teil der Tests war speziellen Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuken (EPDM), sowie Fluorkautschuksorten (FKM), Isolast-FDA-Werkstoffen aus der Familie der Perfluorelastomere und hydrierten Acrylnitrilkautschuk-Werkstoffen (HNBR) gewidmet. Silikonkautschuk blieb außen vor, da bereits Vorversuche zeigten, dass VMQ in alkalischen Medien und unter Bedingungen der Heißdampfsterilisation nicht ausreichend beständig ist. Bildet man die Schnittmenge der Testreihen, treten die Perfluorelastomere Isolast J9515 und J9516 an die Spitze der Probanden. Beide Werkstoffe überzeugen sowohl im Heißdampftest als auch gegenüber CIP- und SIP-Medien. Um bei letzteren zu praxisgerechten Erkenntnissen zu gelangen, wurden Tests an zahlreichen marktgängigen Reinigungslösungen durchgeführt.

Prüfung im Einzelfall
Die Hightech-Formulierungen können bis zu 20 Bestandteile enthalten. Zusammen mit dem Basispolymer tragen diese Basis-chemikalien ganz erheblich zum Preis der einzelnen Werkstoffformulierungen bei, weshalb Perfluorelastomere preislich weitaus über Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk-Sorten liegen. Deshalb ist es sinnvoll, im Einzelfall zu prüfen, welchen Beanspruchungen Dichtungen, Formteile oder Membranen ausgesetzt sind. Kann beispielsweise das Anforderungsprofil mit einem der beiden EPDM-Werkstoffe E7502 oder E7518 erfüllt werden, lässt sich auch mit diesen relativ preisgünstigen Werkstoffen die Einhaltung der meisten Standards sicherstellen. Die Prüfung sollte jeweils zusammen mit dem Werkstoffspezialisten vorgenommen werden.
Einsatz in vollentsalztem Wasser
Im Hinblick auf die Langzeitbeständigkeit von Dichtungen, die vollentsalztem Wasser (VE) ausgesetzt sind, steht ebenfalls ein Praxistest vor dem Abschluss. Dieser wird zusammen mit einem Kooperationspartner aus der Pharmaindustrie durchgeführt. Reinstwasser, das im Healthcare-Bereich nicht zuletzt für intravenös verabreichte Lösungen verwendet wird, versucht seinen Salzmangel durch die Aufnahme von Stoffen aus den Werkstoffen, mit denen es im Produktions- und Verteilprozess in Verbindung kommt, zu kompensieren. Dabei können an der Dichtungsoberfläche kleine Kavernen entstehen, in denen sich anschließend Keime einnisten können. Dieses Problem lässt sich durch den Einsatz von Hochleistungswerkstoffen lösen, aber auch durch speziell für Pharma und Food entwickelte Dichtsysteme.
Zu nennen ist hier das Dichtsystem Sanitary Seal, das als Gummi-Metall-Teil eine Kombination aus hochwertigem Isolast Perfluorkautschuk und Edelstahl darstellt. Der Edelstahl gibt den Ringen die erforderliche Stabilität und das Volumen, während das eingesetzte Elastomerteil mit integrierten O-Ringen die Dichtfunktion übernimmt. Der Edelstahl reduziert auch die Volumenanteile der vorrangig im Bereich der Dichtflächen erforderlichen Hochleistungselastomere. Diese Lösung bietet Anwendern die Chance, Kosten zu sparen – ohne Nachteile in Bezug auf die Funktion, Hygiene und Lebensdauer in Kauf nehmen zu müssen.
Werkzeugkosten sparen
Immer wieder tritt in den Prozessindustrien das Problem auf, dass nach Demontagen kurzfristig Ersatz für Dichtungen beschafft werden muss. Nicht immer handelt es sich dabei um Standarddichtungen, die über den Technischen Handel oder über einen Dichtungshersteller ab Lager lieferbar sind. In solchen Fällen kann Zurcon Express weiterhelfen. Der Begriff steht für ein Produktionsverfahren zur Herstellung von Dichtungen aus Polyurethan in Kleinserien – bis hin zur Losgröße 1. Hochleistungsdichtringe sowie in der spanenden Bearbeitung erzeugbare Formteile aus Polyurethan werden in einem zweistufigen Prozess erzeugt: Zunächst werden aus dem eigentlich im Spritzgießverfahren verarbeiteten Werkstoff Zurcon Z20 Halbzeuge hergestellt und auf Lager gelegt. Im zweiten Schritt werden aus diesen Stangen auf Drehmaschinen oder Bearbeitungszentren Dichtungen mit kundenspezifischen Geometrien und Abmessungen erzeugt. Dieses Verfahren soll künftig auch für weitere Werkstoffe Anwendung finden.
Die Dichtungen der Werkstoffklasse Zurcon Z20 zeichnen sich durch gute dynamische Dichteigenschaften sowie eine hohe Abriebbeständigkeit und Festigkeit, die den Einsatz der Dichtungsringe unter Drücken von bis zu 400 bar ohne Anti-Extrusionsring zulässt, aus. Hinzu kommt, dass die Dichtungen unter Einfluss von Sauerstoff und Ozon nicht verspröden und überdies eine gute Beständigkeit gegen Mineralöl besitzen.
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