Für extreme Einsatzfälle

Thomas Feldmeier

Mitten in der Nachtschicht in einem Getränkebetrieb wird ein Ventil undicht. Die Fruchtschorle läuft aus dem Leckageröhrchen des Ventils, und das auch noch im Aseptikbereich. Häufig ist in solchen Fällen auch kein Wartungspersonal verfügbar. Die Suche nach dem richtigen Ersatzteil hat mithilfe eines Kollegen dennoch geklappt. Jetzt wechseln die Anlagen-Bediener den Metallbalg in der Funktionsunit im Aseptikbereich selbst und versuchen die Stillstandszeit so kurz als möglich zu halten. Hektik und die Unsicherheit, etwas falsch zu machen, begleiten die Aktion. Zwei Stunden später ist es geschafft und die Linie wird wieder angefahren.

So oder ähnlich haben sich schon zigmal Situationen in Prozessanlagen der Getränke- und Lebensmittelindustrie abgespielt. Vor allem aseptische Dichtelemente wie Bälge oder Manschetten sind sensibel gegenüber Prozesseinflüssen wie Druckschwankungen oder Kondensatschläge. Auch sind Bälge sehr vorsichtig beim Einbau zu behandeln, um nicht gleich wieder Probleme kurz nach dem Wiederinbetriebnehmen zu haben. Ein Anschlagen der Falten eines Metallbalgs beim Einbauen in das Gehäuse, führt zu einer Deformation des Biegeradius und zu einem sehr schnellen Bruch des Balges nach nur wenigen Schaltungen.

Inzwischen hat sich ein Dichtelement mit verbesserten Eigenschaften am Markt etabliert: Die aseptische Manschette aus dem Material P³ ist gerade für Anlagen mit extremen Beanspruchungen und langen Anlagenlaufzeiten zur Produktionssicherheit optimal geeignet. So wurden zum Beispiel in Kooperation mit dem Anlagenbauer Krones bei einer Softdrink-Anlage die verbauten Metallbalgventile komplett auf P³-Manschetten umgerüstet. Da bei solchen Anlagen hohe Drücke, regelmäßige Reinigungszyklen in Verbindung mit dem Rund-um-die-Uhr-Betrieb für eine hohe Belastung der aseptischen Hubkompensatoren sorgen, müssen die Verschleißteile öfter gewartet werden – die Stillstandszeiten sollten bei diesen Leistungsvolumina aber so gering wie möglich gehalten werden. Der Einsatz zeigte: die Lebenszeit der P3-Manschette ist im Vergleich der aseptischen Dichtelemente doppelt so hoch, ihre Funktionalität stabil, sie erweist sich als ideale Barriere zur Außenatmosphäre und schützt das Produkt in der Zuführung bis zu seiner Abfüllung zuverlässig vor externen Einflüssen. Auch hier ist wieder das Gesamtpaket des Dichtelements entscheidend: Temperaturbeständig bis 160°C, chemisch vergleichbar resistent wie PTFE und dazu noch die hohe Druckstabilität bis 10 bar. Wie für jedes Dichtungssystem gilt auch hier: Je weniger die Grenzwerte erreicht werden, desto besser für die Lebenszeit des Materials bzw. der Komponente im Bezug auf nicht mechanischen Verschleiß und Alterung.

Ein zusätzliches Argument für den Einsatz von Ventilen der Baureihe SVP Select mit P³-Manschette als Hubkompensator ist die Tatsache, dass der EHEDG-Reinigungstest bestanden wurde. Das heißt: Auch über diesen Standard wurde das gute Ablöseverhalten des Materials P³ in Verbindung mit dem kompletten hygienischen Design des Sitzventils nachgewiesen.

Auf der Anuga FoodTec hat Norit Südmo die um den kleinen Nennweitenbereich erweiterte Sitzventilbaureihe SVP Select präsentiert. Die Ventile stehen nun auch in Nennweiten von DN 10 bis 20 sowie von 1/2“ bis 3/4“ zur Verfügung. Außerdem wurden in Köln P³-Regelventile dem Fachpublikum vorgestellt. Gerade für die ständige Stellarbeit eines Regelventils ist die robuste P³-Manschette mit ihrer mechanischen Stabilität bei vielen Schaltspielen optimal und zeigt eine außergewöhnliche Performance.

Nach Angaben von Norit Südmo hat sich in Langzeitversuchen die extrem hohe Standzeit bei Schaltspielen unter statischem Druck gezeigt. So macht ganz besonders in kleinen Nennweiten das Dichtelement bis zu 4 Mio. Schaltungen und besteht danach noch die Dichtigkeitsprüfung für die Druckstufe PN 10.

Norit Südmo setzt die P3-Dichtelemente aber nicht nur in den SVP-Select-Sitzventilen ein, sondern auch in den Probennahmestationen der Baureihe AsepticPro Solids. Ausschlaggebend für diese Anwendung war die hohe Temperaturstabilität der P³-Dichtelemente, die in den Dampfleitungen zur Sterilisation der Probennahmestation untergebracht sind. Die hohen Temperaturen in der Dampfleitung führen natürlich zu einer Belastung der Dichtelemente. Allerdings ist die P³-Manschette mit einer Temperaturstabilität bis 160 °C weitaus robuster als die bisher gängigen Hubkompensatoren. Die Lösung zeigt, wie man aseptisch, reproduzierbar und, bis auf das Einlegen des patentierten Beutels automatisiert, stückguthaltige Proben direkt aus dem Rohrleitungssystem entnehmen kann.

Ein anderer Anwender der P3-Manschette ist der Geschäftsbereich Process Systems der Hermann Waldner GmbH & Co. KG. Ihr neues, auf der Anuga FoodTec vorgestelltes Produktionssystem für Fruchtzubereitungen basiert komplett auf der P³-Ventiltechnik. Die variable Nutzung des Fruchtkochers mit unterschiedlicher Beaufschlagung von Medien bei gleichzeitiger hoher Temperaturbelastung machten die Entscheidung, alle Ventile mit P³ auszurüsten, einfach. Partikelhaltige Medien sind oft ein Problem für Balgventile, da hier die Partikel zwischen die Falten gequetscht, bzw. sogar die Falten durch die Partikel beschädigt werden können. Ein Manschetten-Inlay bietet hier mehr freien Durchgang und die Partikel stören die Funktionsweise nicht. Die Unit ist durchgängig, also sogar im Tankauslauf mit einem Bodenablassventil in P³-Ausführung bestückt.

Außerdem werden die P3-Dichtungen auch in aseptischen Homogenisierventilen zum Glattziehen von Milchprodukten verwendet. Über das pneumatische Einstellen eines Gegendrucks wird im Ventilsitz ein Ringspalt zum Herstellen einer homogenen Emulsion, beispielsweise aus Fett und Wasser in Milch, erzeugt. Die Bestandteile der Milch werden so zerstäubt und gleichmäßig verteilt. So kann sich Fett nicht mehr als Rahm an der Oberfläche der Milch absetzen. Der Geschmack der Milch wird somit vollmundiger und gleichzeitig verbessert sich die Verträglichkeit.

Natürlich sind Ventile mit P3-Manschetten nicht nur für die Getränke- und Lebensmittelindustrie geeignet. Mit der USP Class VI-Konformität ist das Dichtelement P³ auch für die Pharmazie geeignet.

Der Aufbau des Dichtelements aus einem Werkstoff ist ein wichtiges Kriterium für den Einsatz in hygienisch sensiblen Prozessbereichen. Eine Kombination aus einem elastischen Trägermaterial und dem chemisch sehr gut beständigen PTFE führt immer wieder zu Problemen hinsichtlich der Hygiene. Aufgrund von unterschiedlichem Fließ- und Rückstellungsverhalten bilden sich zwischen den Werkstoffen Taschen und es können Risse entstehen, in denen sich Mikroorganismen ansiedeln können. Bei einer durchgängigen Lösung wird nicht nur der Hubkompensator aus einem Werkstoff hergestellt, darüber hinaus gilt es auch eventuelle Leckagen zeitnah detektierbar zu machen. Somit sind definierte Leckageabläufe zwingend notwendig. Auch die konkrete Trennung von Antriebsseite und Produktseite ist ein Muss. Der Produktraum muss auf jeden Fall zusätzlich durch eine Barriere zum Antrieb abgesichert sein. Auch dieser Notwendigkeit sind die Entwickler von Norit Südmo bei der Entwicklung des Sitzventilprogramms SVP Select gerecht geworden, sodass man durchgängig von einer Lösung für alle aseptischen Anwendungen, sowohl in der Lebensmittel- und Getränkebranche als auch in der Pharmazie sprechen kann.

Halle 4.0, Stand M9

Online-Info www.dei.de/0509423