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Dampfqualität in der Lebensmittelindustrie sichern

Kritischer Blick auf das Dampf- und Kondensatnetz
Dampfqualität in der Lebensmittelindustrie sichern

Spirax_Sarco_Dampfqualität
Dampftrockner helfen, Wasser aus dem Dampf zu entfernen Bild:Spirax Sarco
An die Qualität von Dampf stellt die Lebensmittel- und Getränkeindustrie hohe Anforderungen. Insbesondere bei der Herstellung sensibler Produkte wie Babynahrung, aber auch bei der Produktion anderer hochwertiger Lebensmittel wie Molkereiartikel oder Wurstwaren sollte der Dampf sauber, steril und rein sein. Zur Beurteilung der Dampfqualität ist jedoch nicht nur der Dampf an sich, sondern das gesamte Dampf- und Kondensatnetz zu betrachten.

Auf die Dampfqualität wirken sich Schmutz, Feuchtigkeit, der Anteil an Luft und nicht kondensierbaren Gasen im Dampf- und Kondensatnetz sowie chemische Zusätze aus. Letztere gelangen in Form von Korrosionsschutzmittel ins Kesselwasser. Die Zugabe von chemischen Zusätzen ins Speisewasser birgt jedoch große Risiken. So kann eine Überdosierung aber auch ein Mitriss von Speisewasser zu Problemen in der nachgeschalteten Anlage führen und damit erheblichen Einfluss auf die Produkt- und Prozessqualität nehmen.

Ein Mitriss von Wasser im Dampferzeuger lässt sich nicht immer vermeiden und ist stark von den Lastzuständen, aber auch von Absalzsteuerung und Abschlammintervallen abhängig. Während ein „Spucken“ bei Großraumwasserkesseln eher auf eine schlechte Auslegung oder andere Probleme hindeutet, ist ein Mitriss von Speisewasser bei Schnelldampferzeugern unvermeidlich.

Hier hat sich die Installation eines Dampftrockners direkt hinter dem Dampferzeuger bewährt. Auch innerhalb der Produktionsanlage bzw. im gesamten Dampfverteilnetz spielt die kontinuierliche Ableitung des entstehenden Leitungskondensates eine große Rolle und kann die Installation eines Dampftrockners zur Steigerung der Dampfqualität auf den gewünschten Grad erforderlich machen.

Sterilfilter aus Edelstahlelementen

Sofern der Dampf als kulinarischer Dampf in der Lebensmittelindustrie direkt mit dem Produkt in Berührung kommen kann, ist beim Einsatz chemischer Substanzen auf die menschliche und/oder tierische Verträglichkeit zu achten. Jeder chemische Zusatz kann Einfluss auf die Qualität des Lebensmittels nehmen und dieses beeinflussen, auch wenn er nicht zwangsläufig oder nur schwach gesundheitsschädlich ist.

Auch ein nachgeschalteter Filter kann gelöste chemische Bestandteile nicht herausfiltern, sondern nur Partikel abscheiden und damit vermeiden, dass z. B. größere Rostteilchen auf oder in das Produkt bzw. in das zu sterilisierende Gut gelangen. Zum Einsatz kommen in direkten Bedampfungsprozessen häufig Sterilfilter, auch oftmals als Dampffilter bezeichnet. Diese beinhalten Filterelemente aus Edelstahl, die in unterschiedlichen Maschenweiten erhältlich sind. Wichtig ist aber, nicht einfach nur einen Filter zu installieren. Dabei ist prinzipiell für sichere Filterbedingungen zu sorgen. Zum Beispiel ist die Installation eines vorgeschalteten Schmutzfängers mit Feinsieb (Maschenweite ca. 160 μm) in Verbindung mit einem Prallplattentrockner (auch Dampftrockner genannt) zu empfehlen, da hierdurch schon eine gute Abscheidung gröberer Partikel erfolgt und somit die Zeit der Beladung des Dampffilters und damit seine Standzeit verlängert wird.

Weiterhin wird auch das Risiko eines Durchschlags bzw. einer schlechteren Abscheideleistung durch die sichere und nahezu vollständige Ausschleusung des Kondensats über den Dampftrockner minimiert, sodass am Filter selbst nur die dort anfallende, geringe Kondensatmenge über einen Kondensatableiter abgeführt werden muss. Es versteht sich von selbst, dass hinter dem Filter sämtliche Leitungen und Armaturen unbedingt aus nicht rostendem Edelstahl ausgeführt sein müssen, um erneuten Schmutzeintrag von Korrosionsprodukten zu vermeiden.

Regelmäßige Wartung

Für eine optimale Dampfqualität sollten Filter und Schmutzfänger regelmäßig gewartet bzw. gereinigt werden. Auch die kontinuierliche bzw. regelmäßige Kontrolle der Entwässerungspunkte, der Kondensatableiter und der Entlüfter wirkt sich positiv auf die Dampfqualität aus. Nur wenn der Dampf trocken und frei von Luft und nicht kondensierbaren Gasen ist, kann das Dampfsystem effektiv und sicher betrieben werden. Nasser Dampf und Luft beeinflussen z. B. den Wärmeübergang in Wärmeüberträgern oder behindern Sterilisierungsprozesse. Es kommt also darauf an, die Kondensatableiter regelmäßig durch Fachleute überprüfen zu lassen und an für den Prozess wichtigen Stellen Schaugläser zur direkten Ableitungskontrolle zu installieren. Ein neuralgischer Punkt kann z. B. die Entwässerung vor einem Dampffilter, einem Sterilisator oder nach einem Wärmetauscher sein. Um die Produktqualität zu sichern, sollte im Wartungs- und Kontrollplan eine häufige (z. B. tägliche oder wöchentliche) Kontrolle der prozesstechnisch wichtigen Kondensatableiter aufgenommen werden. Empfehlenswert ist eine Sichtkontrolle am Schauglas oder durch eine automatische Überwachung der Kondensatableiter mit optionaler Aufschaltung auf die Leittechnik. Eine halbjährliche Überprüfung durch einen Fachmann mittels Ultraschall an diesen neuralgischen Punkten sollte ebenfalls Bestandteil des Wartungsplans sein.

Je nach Anlagengröße könnten die Kondensatableiter an weniger wichtigen Punkten auch nur einmal jährlich durch den Fachmann überprüft werden. Allerdings sollte der Wartungsplan individuell auf die Gesamtanlage abgestimmt sein und den Anlagenaufbau, die Rohrleitungsverlegung, das Alter und die Betriebsweise sowie die Eigenarten und Probleme einer Anlage durch entsprechend häufige Überprüfungs- und Wartungsarbeiten berücksichtigen. Zu erkennen und entsprechend zu bewerten ist aber auf jeden Fall das durch mangelnde Kondensatausschleusung oder durchblasende Kondensatableiter steigende Risiko für Wasser- und Dampfschläge oder reduzierte Ableitkapazitäten. In vielen Fällen bildet ein Audit zur Aufnahme und Beurteilung des gesamten Dampf- und Kondensatsystems eine sinnvolle Grundlage, um den Wartungsplan zu erarbeiten bzw. anzupassen.

Verwendung von Reindampf

Um das Risiko für den Eintrag von unerwünschten Stoffen in bzw. auf die Produkte zu minimieren und damit die Prozesssicherheit zu erhöhen, bietet sich in vielen Lebensmittelanwendungen die Verwendung von Reindampf als Alternative zum gefilterten bzw. kulinarischen Dampf an.

Bei Reindampf handelt es sich um Dampf ohne chemische Zusätze. Dieser wird in einem Reindampferzeuger erzeugt, der letztendlich nichts anderes als ein spezieller Wärmeübertrager ist. In einem Reindampferzeuger sind alle medienberührten Komponenten und Bauteile aus nicht rostendem Edelstahl ausgeführt, was auch für das nachgeschaltete Reindampfnetz mit allen Rohrleitungen und Armaturen gilt. Damit ist ein Eintrag von Korrosionsprodukten in die Prozesse und die Produkte ausgeschlossen. Zum Einsatz kommt bei der Reindampferzeugung ausschließlich physikalisch behandeltes Wasser ohne chemische Zusätze, das enthärtet und mittels Umkehrosmose aufbereitet wird. Sofern der Reindampf für die klinische Sterilisation verwendet wird, sind die Anforderungen der DIN EN 285 zu berücksichtigen, die noch zusätzlich eine thermische Entgasung zur Eliminierung der nicht kondensierbaren Gase aus dem Speisewasser vorsieht.

In der Lebensmittelindustrie findet oftmals die (EG) Nr. 1935/2004 Anwendung, die bei der Reindampferzeugung spezielle Dichtungsmaterialien und zugelassene Edelstahlqualitäten für die Lebensmittelindustrie verlangt.

Aber auch hier gilt wieder: Nur wenn die Gesamtanlage den Prozessanforderungen entsprechend richtig geplant und dimensioniert wurde und die Installation gemäß der dampftechnischen Anforderungen korrekt ausgeführt ist, stellt sich die notwendige Dampfqualität auch bei Reindampfanwendungen ein.

Kleine Fehler bei der Rohrleitungsführung oder fehlende Isolierungen an Dampfleitungen oder Armaturen wie Absperrventilen oder Schmutzfänger wirken sich sofort negativ auf die Dampfqualität aus.

In allen Reindampfnetzen gilt es, die Dampfqualität nahe am Optimum zu halten. Dies ermöglicht eine effiziente Wärmeübertragung in Wärmeübertragungsprozessen sowie eine stabile Regelung mit hoher Regelgüte, minimiert Anlagenverschleiß, Wartungsaufwand und Stillstandzeiten und setzt letztlich Risiken und Gefahren herab.

Spirax Sarco GmbH, Konstanz


Autor Alexander von Eitzen

National Sales Manager Germany & Austria,

Spirax Sarco

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