Ohne Molch nix los

Dr.-Ing. Hannjörg Wagner

Da ein Molch nicht nur verdrängen sondern auch absperren kann, kommt bei der Zweimolchtechnik von Runne Molchtechnik die Versorgungsleitung ohne Durchgangsventile aus. Bild 1a zeigt ein Tanklager mit n Tanks und einer Versorgungsleitung in Bereitschaft. Die gesamte Leitung ist mit Wasser geflutet (grün) und beide Molche befinden sich in der Sendestation. In Bild 1b wird der Tank x befüllt. Das Produkt (orange) schiebt Molch 1 bis zum angewählten T-Stück, der dabei das Flutwasser aus der Leitung verdrängt. Durch Stoppen des Wasserablaufes wird Molch 1 hinter dem T-Stück positioniert, wo er den nachgeschalteten Leitungsabschnitt verschließt. Am Ende der Tankbefüllung wird der Leitungsinhalt in den angewählten Tank x geschoben (Bild 1c). Molch 2 wird mit Wasser angetrieben und fährt auf den ersten Verschlussmolch auf. Das Produkt wird zu 100 % eingelagert. Anschließend wird der Molchverbund mit Wasser zur Sendestation zurückgeschickt. Die Leitung ist wieder komplett geflutet.

Die Tankentnahme funktioniert ähnlich: Im ersten Schritt wird der Molchverbund durch eine reine Wasserfahrt am T-Stück des angewählten Tanks x positioniert. Das Treibwasser strömt über den Sender zu, das verdrängte Flutwasser tritt am Ende der Versorgungsleitung aus. Anschließend wird Produkt aus Tank x entnommen. Molch 2 wird vom Produkt angetrieben und verdrängt das Flutwasser aus der Entnahmeleitung. Molch 1 versperrt den nachgeschalteten Leitungsabschnitt. Am Ende der Tankentnahme wird der Leitungsinhalt zur Entnahmestelle ausgeschoben. Molch 1 wird rückwärts mit Wasser geschoben und unmittelbar vor der Entnahmestelle mechanisch gestoppt. Das Produkt wird wieder zu 100 % umgefüllt. Mit dem Stoppen des Molches ist der Bereitschaftszustand erreicht (beide Molche im Sender, Leitung geflutet).

Dieses Konzept bietet eine Reihe von Vorteilen: Das Produkt wird nahezu 100%-ig umgefüllt und ist in jedem Schritt zwischen den Molchen eingekapselt. Es kommt daher mit Luft nicht in Kontakt und eine Oxidation ist ausgeschlossen. Des Weiteren treten keine Mischphasen Wasser/Produkt bzw. Produkt/Folgeprodukt auf. Durch das Treiben mit Frischwasser ist die Leitung stets gespült. Weiterhin ist die Leitung frei von Durchgangsventilen, da der Molch nachgeschaltete Rohrabschnitte versperrt. Gleichzeitig wird die Abwasserfracht deutlich vermindert.

Grundsätzlich ist es möglich, das Flutwasser über einen Pufferbehälter im Kreislauf zu fahren. Aus hygienischen Gründen wird jedoch die Anlage mit Frischwasser betrieben. So ist sichergestellt, dass nicht nur die Leitung sondern auch die Molche gut gespült sind. Bei einer weitergehenden CIP-Reinigung werden die Molche in den erweiterten Endkammern inline behandelt.

Die ventillose Zentralleitung lässt sich mit wenigen robusten Molchbausteinen verwirklichen. Benötigt werden zwei Sendekammern zum sicheren Manipulieren der Molche, ein Molchstopper zum mechanischen Halten des Molches, ein Positionierstück zum Spreizen des Molchverbundes sowie n+1 T-Stücke für Produktzu- und -abfuhr. Außerdem sind zwei mechanische Volumenstromregler an den Wasserabläufen zum Halten einer konstanten Molchgeschwindigkeit notwendig.

Alle Molcharmaturen bestehen aus Edelstahl 1.4404. Die Sendekammer ist einfach im Aufbau, aber sicher im Betrieb. Bei einem Molchwechsel ist die Kammer zwangsweise durch einen Bolzen mechanisch verriegelt. Der Molchstopper hindert den Molch durch einen ausgefahrenen Querbolzen an der Weiterfahrt. Der Bolzen ist separat gelagert, um Querkräfte aufnehmen zu können. Das Positionierstück hält den Molch an einer definierten Stelle, weil das Treibmedium den Molch umströmt. Mit diesem Baustein kann der Verbund aus zwei Molchen gespreizt werden: Während der hintere Molch im Positionierstück verbleibt, wird der vordere Molch weiter angetrieben. Beim unreduzierten T-Stück wird der Molch mit einem Steg über den T-Abgang geführt. Der mechanisch wirkende Volumenstromregler arbeitet nach dem Prinzip bewegliche Blende und hält den Wasserstrom unabhängig von den Druckverhältnissen konstant. Mit seiner Hilfe wird die Molchgeschwindigkeit auf einen festen Wert begrenzt. Um das Produkt zu schonen, soll die Verdrängungsgeschwindigkeit nahe bei der normalen Fördergeschwindigkeit liegen. Sie beträgt bei zähen Produkten 0,3 bis 0,5 m/s und bei dünnflüssigen Produkten 0,8 bis 1,0 m/s. An die Rohrleitungen werden keine besonderen Forderungen gestellt. Sie muss zwar versatzfrei sein und durchgängig den gleichen Durchmesser aufweisen, kann aber ansonsten dem Standard einer guten Getränkeleitung entsprechen. Dies gilt insbesondere auch für die Bögen. Verbindungselemente müssen zueinander zentriert sein. Bei Milchrohrverschraubungen empfiehlt es sich, Zentrierdichtungen einzusetzen. Angesichts dieses Anforderungsprofils ist die Chance groß, dass sich vorhandene konventionelle Leitungen auf die Zweimolchtechnik umrüsten lassen.

In Betrieb erweist sich die Zweimolchanlage als außerordentlich geschmeidig – ohne Druckschläge (da Flutzustand), ohne Wasserschläge (da Geschwindigkeitskontrolle), ohne die gefürchteten Stick-slip-Effekte (da inkompressibles Treibmedium). Der ruhige Lauf schont sowohl die Molche als auch das gesamte Leitungssystem.

Innerhalb der Anlage übernehmen die Fluidmolche (Bild 2) tragende Funktionen. Sie sind Verdrängungskörper und mobiles Absperr-element zugleich. Trotz ihrer asymmetrischen Gestalt fahren sie im Rohr vor und zurück. Während das Kugelsegment sicher im Bogen abdichtet, räumt das Kegelsegment im geraden Rohr. Durch diese Aufgabenteilung wird der Eigendruckverlust der vorgespannten Molche minimiert. Sie durchfahren das Rohr bereits bei einer Druckdifferenz von ca. 0,3 bar. Der Abstand zwischen Kugel und Kegel ist so bemessen, dass unreduzierte T-Abgänge überbrückt werden. Im Bogen schmiegen sich die formstabilen Molche der Innenwand an. Dank ihrer Taillenkontur können die Fluidmolche sehr enge Bögen mit Krümmungsradius = Rohrdurchmesser (Bauart 2) leckagefrei durchfahren.

Die Fluidmolche sind homogen aus einem Guss. Sie bestehen aus FDA-konformem Silikon und sind physiologisch unbedenklich. Ihre Oberfläche ist glatt und geschlossen und gut zu reinigen.

Da das Molchen dynamisch abläuft, verschleißen die Molche allmählich. Ihre Standzeit wird jedoch durch die Geschwindigkeitskontrolle drastisch erhöht. Empfohlen wird ein Molchwechsel im Jahresrhytmus. Die Fluidmolche sind mit Meldemagneten bestückt und können durch die Rohrwand detektiert werden. Damit ist ein automatisierter Betrieb der Molchleitung ohne großen Aufwand möglich.

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