Die richtige Konstruktion verhindert Kontamination

Hygienic Design, die hygienegerechte Gestaltung von Maschinen und Anlagen – und damit auch von Gehäusen und Schaltschränken –, ist ein wichtiger Aspekt für die Produktsicherheit bei der Verarbeitung von Lebensmitteln. Aber inwieweit helfen internationale Standards wie IFS Food (International Featured Standard Food)? Anlagenbauer stellen nicht selten die Frage: Gibt es Gehäuse und Schaltschränke nach IFS Food? Die Antwort: IFS Food stellt die hygienische Produktion konformer Lebensmittelprodukte sicher, macht aber keine Aussagen zur technischen und konstruktiven Auslegung von Maschinen und Anlagen.

Leitlinien für Anlagenbauer bieten u. a. die in Europa am 1. Januar 2006 in Kraft getretene „EG-Maschinenrichtlinie“ 2006/42/EG sowie ergänzende aktuelle Normen zu Hygieneanforderungen an Maschinen und Anlagen, wie die EN 1672-2 und die EN ISO14159. Für die Verarbeiter von Lebensmitteln ist u. a. die Verordnung EU 852/2004 zur Lebensmittelhygiene verbindlich. Darüber hinaus wurde im Jahr 1989 die Expertengemeinschaft European Hygienic Engineering and Design Group (EHEDG) gegründet, mit dem Ziel, Hygienemaßnahmen während der Herstellung und Verpackung von Lebensmitteln zu unterstützen. Sie ist ein Zusammenschluss von Ausrüstern für die Lebensmittelherstellung, lebensmittelverarbeitenden Firmen, Forschungsinstituten und Einrichtungen des öffentlichen Gesundheitswesens.

Hygiene bedeutet demnach vor allem eines: Alles, was mit Lebensmitteln in Berührung kommen kann, muss sich leicht und gut reinigen lassen – von der Maschine bis hin zum Schaltschrank (Bild 1). So gilt es vor allem, Toträume, Hinterschneidungen jeder Art und offene Fugen zu vermeiden, da sich in diesen bevorzugt Produktreste ansammeln, die ideale Nährböden für mikrobiellen Befall bilden. Aus dem gleichen Grund sind frei liegende Gewindegänge von Verschraubungen, Schraubköpfe mit Innen-Sechskant oder Torx-Schrauben nicht zulässig. Ecken und Übergänge müssen glatt, fugenfrei und sauber abgerundet sein. Um Spritzwasserrückstände auf Oberflächen von Gehäusen und Schaltschränken im Spritz- bzw. Nassbereich zu vermeiden, sollten diese über schräge Ablaufflächen verfügen.

Mit seiner Hygienic-Design-(HD)-Linie aus Edelstahl greift Rittal die anspruchsvollen Guidelines der EHEDG auf und bietet Gehäuse- und Schranklösungen, die sehr gute Oberflächeneigenschaften aufweisen und sich schnell und sicher reinigen lassen. Die Gehäuselinie mit der typischen Dachschräge umfasst Kompaktschaltschränke (Bild 2) mit Zubehör wie Wandabstandshalter und HD-gerechten Kabelverschraubungen genauso wie anreihbare Großschranksysteme (Bild 3) und Produktionsdatenschränke. So gibt es an allen HD-Gehäusen und -Schränken keine Spalten oder außen liegende Scharniere, in denen sich Bakterien oder andere Mikroorganismen festsetzen oder gar vermehren können. Gleiches gilt auch bei den HD-Großschränken: Rundum außen liegende Silikondichtungsrahmen zwischen Tür, Seitenwänden und Gehäuse sorgen für eine spaltfreie Abdichtung. Umlaufend abgeschrägte Umkantungen von Türen und Seitenwänden leisten einen wichtigen Beitrag zur einfachen Reinigung.

Eine Besonderheit des HD-Gehäusekonzepts ist die Abdichtung (Bild 4). Statt Polyurethan kommt Silikon zum Einsatz, das beständiger gegen Reinigungsmittel ist. Die HD-Dichtung ist blau eingefärbt und fällt dabei auch im schlimmsten Fall bei mechanischer Beschädigung als Fremdkörper in der Lebensmittelverarbeitung gegenüber üblichen Lebensmitteln sofort auf. Da die leicht auswechselbare Rundumdichtung, die auf der Innenseite von Türen und Wänden sicher eingelegt ist, bis nach außen anliegt, ist eine spaltfreie Abdichtung gewährleistet. Im Gegensatz zur Meterware auf Rollen vermeiden die durchgehenden Dichtrahmen, dass die Dichtschnur bei der Montage gezogen wird und damit nachträglich Spalten an den Enden entstehen. Die Erfahrung zeigt, dass eine auf Stoß eingelegte Dichtung oder vier auf Gehrung geschnittene Stücke nicht dauerhaft dicht sind: Das Profil wird unbewusst gezogen und bildet sich zurück oder es entsteht an den Stoß- oder Gehrungskanten durch Alterung ein Spalt. Bei dem durchgehenden HD-Dichtrahmen ist auch nach einem Wechsel die Schutzart wie am ersten Tag einfach und schnell wieder sichergestellt.

Da normal geklebte oder geschäumte Dichtungen konventioneller Gehäuse oft offenporig sind, können sie Feuchtigkeit aufnehmen. Durch die Vibration der Maschinen und Anlagen bleibt es nicht aus, dass durch die Dichtung hindurch Feuchtigkeit in den Schrank eindringt, obwohl das Gehäuse die Testkriterien gemäß IEC 60529 zu erfüllen vermag. Andere Lösungen wie ein Labyrinth vor der Dichtung oder eine zweite Dichtung sorgen zwar für mehr Schutz bei der Reinigung mit hohem Druck, sind aber aus Sicht der Hygiene nachteilig, da in beiden Fällen ein Totraum entsteht. Dort können sich auch flüssige oder feste Lebensmittelreste ablagern. Die Reinigung ist dadurch nur bei geöffneter Tür möglich. Allerdings sind Reinigungsteams keine Elektriker und somit nicht befugt, die Schränke zu öffnen. Zusätzlich wird an gängigen Gehäusen die Reinigung durch die außerhalb der Dichtung platzierten Scharniere erschwert. Außen liegende Scharniere quetschen zudem meist die Dichtung, was zu Undichtigkeiten führen kann. Demgegenüber sind bei den HD-Gehäusen die Scharniere mit einem besonderen Drehwinkel innen eingebaut, wodurch eine Reinigung dieser Scharniere nicht mehr notwendig ist.

Für eine einwandfreie Reinigung und um Verschmutzungen sowie Ablagerungen jeglicher Art sichtbar zu machen, sind schräge Ablaufflächen wichtig. Bei einer Dachschräge von 3° laufen Flüssigkeiten ab. Diese Schräge ist bei kleinen Klemmenkästen, die meist im sichtbaren unteren Bereich von Anlagen montiert sind, ausreichend. Bei den größeren, aber noch kompakten Schränken, sollte die Dachschräge nach EHEDG 30° betragen. Diese Neigung verhindert auch das Ablegen von produktionsfremden Gegenständen.

Zu beachten ist allerdings die richtige Ausrichtung der Dachschräge. Um Verschmutzungen zu erkennen, muss die Dachschräge zum Betrachter geneigt sein und darf nicht nach hinten zur Wand abfallen. Gleiches gilt auch für ein Satteldach: Nicht empfohlen werden ein Satteldach längs der Wand oder eine gewölbte Schräge, die auch zum Ende flach wird. Richtig montiert ist ein Satteldach auf einem einzelnen Schrank vor der Wand mit nach links und rechts ablaufenden Schrägen zu platzieren. Werden die Schränke oberhalb dem Auge des Betrachters montiert, ist durch die Schräge auch eine optische Kontrolle vor Verschmutzung gewährleistet (Bild 5).

Hygienic Design bedeutet nicht zwangsläufig, dass Betriebe vor hohen Investitionen stehen, da sie ihre Anlagen komplett ausmustern müssen. Sollten an herkömmlichen Schränken Dachschrägen nachgerüstet werden, so ist darauf zu achten, dass der dicht verschweißte Keil unten maximal geöffnet ist. Das Dach vom Gehäuse ist in der gleichen Größe auszuschneiden. Nur so ist gewährleistet, dass kein Tot-raum entsteht und die Verschmutzung sowie eine dauerhafte Dichtheit kontrolliert werden können. Der Keil kann auf dem Gehäuse umlaufend dicht verschweißt werden. Einzeln geschweißte Punkte sind aufgrund der Hygiene und Schutzart nicht zulässig. Ist keine Schweißung möglich, lässt sich der Aufsatz auch mit einer beständigen Dichtung zum Gehäuse verschrauben. Wenn man diesen Aufwand betreiben möchte, sollte man beachten, dass die Tür oder der Deckel auch über eine außen liegende Dichtung verfügen. Sonst ist das Nachrüsten der Schräge aus hygienischen Gründen nur wenig sinnvoll. Betrachtet man den Aufwand für diese Arbeiten, so ist ein Tausch des herkömmlichen Schrankes mit einem HD-Gehäuse – in konsequent hygienischer Konstruktion – oftmals preiswerter.

Ein weiterer Gesichtspunkt ist die Befestigung und Aufstellung der kompakten Schränke an der Wand oder an der Anlage. Gemäß den EHEDG-Empfehlungen ist es zulässig, die Schränke mit einer Abdichtung direkt an einer Wand zu verschrauben. Doch wie lange hält dies dicht? Wenn die Abdichtung im oberen Bereich nur leicht beschädigt wird, kann es mitunter lange dauern, bis kontaminierte Flüssigkeit sichtbar oder aber der Schaden in der Produktion oder den Produkten festgestellt wird. Die Gehäuse zur Wand dauerhaft und sicher abzudichten, bleibt ein Problem. Deshalb wird empfohlen, zur Reinigung hinter dem Gehäuse entsprechenden Raum zu schaffen.

Rittal empfiehlt, seine HD-Gehäuseserie grundsätzlich mit Abstand zur Wand zu montieren. Gemäß EHEDG sollte ein Abstand zur Wand von mindestens 300 mm vorhanden sein. Jedoch wird dieser große Abstand von den meisten Verarbeitern von Lebensmitteln aus Platzgründen nicht akzeptiert – häufig auch, weil bei der Nachrüstung in bestehenden Gebäuden der Platz dafür nicht vorhanden ist. Aber auch bei der Planung wird dies aus Kostengründen abgelehnt. Deshalb hat sich Rittal mit vielen Unternehmen auf folgende Abstände verständigt: Für die Montage an der Wand oder anderen Konstruktionen sollten runde Abstandshalter mit mindestens 50 mm zum Einsatz kommen. Ab einer Gehäusegröße von 800 x 800 mm (B x H) mit Konsolen ist ein Abstand zur Wand von 150 mm notwendig. Alle Verbindungen müssen zum Gehäuse und zur Befestigungsfläche mit hygienischem, beständigem Material abgedichtet oder rundum lückenlos verschweißt sein. Sollen die Gehäuse an Edelstahlprofilen der Anlage verschweißt werden, so muss die Schweißnaht durchgehend zwischen Gehäuse und Profil ausgeführt sein. Eine unterbrochene Schweißung hat ein hygienisches Risiko zur Folge.

Die Alternative zur Wandbefestigung ist das Untergestell – eine Konstruktion, die das kompakte Gehäuse auf die ergonomische Höhe des Bedieners bringt. Geschlossene Querschnitte und kontinuierlich geschweißte Nähte sollen absolute Dichtheit garantieren. Das runde Profil vermeidet, besonders bei den waagerechten Oberflächen, die sonst üblichen Schmutzansammlungen. Zudem ermöglicht die Bodenfreiheit der Schränke eine leichte Nass- oder Trockenreinigung. Für Kippsicherheit sorgt die Konstruktion, die unten tiefer ausgelegt ist und sich nach oben hin verjüngt.

Müssen Wärmelasten aufgrund von Verlustleistungen eingebauter Komponenten abgeführt werden, bietet Rittal für seine Schaltschränke Flüssigkeitskühlkonzepte an, die den hohen hygienischen Anforderungen entsprechen. Die hygienisch sauberste Kühllösung ist die Schaltschrankklimatisierung mit Luft/Wasser-Wärmetauschern. Aus Gründen der Hygiene sollten die Wärmetauscher in die Schaltschränke eingebaut werden. Die einmaligen Installationskosten für Wärmetauscher, Rückkühler und Verrohrung sind bei kleineren Anlagen in der Regel etwas höher als die Montagekosten von klassischen Kühlgeräten für den Wandanbau. Wärmetauscher, die für die Hygiene im Betrieb erste Wahl sind, amortisieren sich aber durch reduzierten Service und geringere Energiekosten.

Werden Kühlgeräte in der Backindustrie installiert, ist zu beachten, dass bei der Teigzuberei-tung (Sauerteig) und in den Gärräumen Essigsäure entsteht. Die damit angereicherte Luft gelangt in die Kühlgeräte und erzeugt Grünspan auf den Kupferrohren der Kältemittelleitung und der Wärmetauscher. Da Essigsäure auch die Platinen der Steuerung schädigt, führt diese auf Dauer auch zum Ausfall der Geräte. Schützen kann man diese mit einer speziellen Chemieausführung sowie einer zusätzlichen Schutzlackierung der Geräteelektronik.

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