Sicherheit im Dreierpack

Thomas Feldmeier

Eine grundlegende Anforderung an aseptische Prozessanlagen, wie sie beispielsweise in der Getränke- und milchverarbeitenden Industrie vorkommen, ist die sichere hermetische Trennung der produktberührten Anlagenbereiche von der Umgebung. Um diese hermetische Trennung bei aseptischen Prozessventilen zu erreichen, muss der bei der Betätigung von Spindelventilen auftretende Fahrstuhleffekt verhindert werden. Das geschieht in der Regel mithilfe von Manschetten oder PTFE- und Metallbälgen. Allerdings können aggressive Reinigungsmedien, hohe Sterilisationstemperaturen, Drucksensibilität und die gleichzeitig geforderte FDA-Konformität des Dichtungsmaterials die Lebenszeit dieser Hubkompensatoren beschränken. In diesem Zusammenhang haben sich Dichtungslösungen etabliert, die das elastische Trägermaterial EPDM mit dem chemisch beständigen PTFE kombinieren. Doch auch hier kann es zu hygienischen Problemen kommen. Denn aufgrund der unterschiedlichen Fließ- und Rückstellungsverhalten können zwischen den Werkstoffen Taschen und Risse entstehen, in denen sich Mikroorganismen ansiedeln können. Weiteres Problem: Die in Aseptikventilen üblichen Faltenbalgkonstruktionen sind gegenüber Druckstößen anfällig. Außerdem reagieren die Faltenbälge sehr sensibel auf eine seitliche Anströmung.

Eine zuverlässige Lösung für die geschilderten Probleme hat Norit Südmo gefunden: die P³-Spindelabdichtung. Das Dichtungsmaterial zeichnet sich durch eine hohe Beständigkeit gegenüber Chemikalien, Reinigungsmitteln und Temperaturen (bis 160 °C) aus, verfügt über eine sehr gute Druckstabilität (bis 10 bar dynamischer Druck) und zeigt – auch bei häufigen Schaltwechseln – eine lange Lebensdauer. Das weiße Dichtungsmaterial enthält kein PTFE und setzt sich nicht aus mehreren Materialien zusammen. Das bedeutet, die Gefahr einer Taschen- und Rissbildung, wie sie für Mehrkomponentensysteme typisch ist, besteht nicht. Das P³-Dichtungsmaterial erfüllt die FDA- und USP-Class-VI-Vorgaben und eignet sich somit uneingeschränkt für aseptische Ventillösungen in der Getränke-, Lebensmittel- und Pharmaindustrie.

Die P³-Spindelabdichtung hat sich bereits mehrfach im rauen Industriealltag bewährt, beispielsweise in einer amerikanischen Molkerei. Hier arbeitete man bisher mit Membranen zur Spindelabdichtung, die allerdings nur eine Standzeit von ein bis zwei Wochen erreichten. Vor diesem Hintergrund entschied sich die Molkerei für die P³-Dichtungslösung, die seit mehr als acht Monaten den harten Betriebsbedingungen in der Molkerei trotzt.

Das aseptische P³-Dichtungskonzept hat Norit Südmo in das Einsitzventilprogramm SVP Select integriert. Um für alle Applikationen bzw. Prozessanforderungen ein vollständiges Baukastensystem bieten zu können, ist das SVP-Select-Programm nicht nur in den aseptischen Varianten mit der P³-Manschette, sondern auch in hygienischer Ausführung mit standardmäßiger Profildichtung an der Spindeldurchführung erhältlich.

Die Entwicklung der SVP-Select-Einsitzventile erfolgte nach den Gesichtspunkten des Hygienic-Designs. Das heißt, der Ventilinnenraum entspricht den EHEDG-Kriterien. Des Weiteren erfüllen die Ventile auch den für den amerikanischen Markt maßgeblichen 3A-Sanitary-Standard. Sämtliche produktberührten Teile der sumpf- und domfreien Ventile haben eine Oberflächenrauigkeit Ra < 0,8 µm (durchgängig). Ein weiteres Qualitätsmerkmal ist das aus Vollmaterial gefertigte Ventilgehäuse, das der Armatur Robustheit und Langlebigkeit verleiht. Bereits in der Basisausführung sind die wartungs- und reinigungsfreundlichen Einsitzventile mit FDA-konformen Dichtelementen aus EPDM ausgestattet. Auf Anfrage stehen Dichtungen aus HNBR, VMQ, FPM oder Simriz zur Verfügung.

Die SVP-Select-Einsitzventile können mit einem Teller aus Edelstahl mit O-Ring bestückt werden. Möglich ist auch ein Ventilteller komplett aus Polyetherketon (PEEK). Letzterer ist überall dort sinnvoll, wo es auf eine hohe Chemikalienbeständigkeit und eine geringe Temperaturübertragung ankommt. Die SVP-Select-Ventile sind in Nennweiten von DN 25 bis DN 100 oder in den OD-Tube Abmessungen von 1“ bis 4“ verfügbar.

Eine interessante Möglichkeit für alle Anwender, die nicht nur auf Hygiene, sondern auch auf einen hohen Sicherheitsstandard Wert legen, bietet die Kombination aus SVP-Select-Einsitzventile mit P³-Manschettenabdichtung und der aseptischen Überwachungseinheit AVU Modell 2007.

Da es sich bei aseptischen Kompensatoren wie Bälge oder Manschetten um mechanisch belastete Verschleißteile handelt, ist bei aseptischen Prozessanlagen eine regelmäßige Überprüfung der Dichtheit der Ventile und somit der hermetischen Trennung von Rohrinnenraum und Atmosphäre zwingend notwendig. Doch häufig erfolgt diese Überprüfung nur unregelmäßig und visuell. Im Falle der SVP-Select-Prozessventile ist diese Vorgehensweise in der Regel ausreichend, denn die Ventile verfügen über Leckageröhrchen, die einen definierten Auslass für gegebenenfalls auftretende Leckagen bieten. Nachteil dieser Lösung ist jedoch, dass Leckagen erst nach ihrer Entstehung und ab einer bestimmten Austrittsmenge detektiert werden können. Und: Es kommt im Falle einer Leckage zu einem Kontakt mit der Umgebung, der unter hygienischen oder sicherheitstechnischen Aspekten nicht erwünscht ist. Beseitigen lassen sich die genannten Nachteile mit der Aseptik-Ventil-Überwachungseinheit AVU Modell 2007. Das System ermöglicht eine automatische Überwachung von aseptischen Prozessventilen. Hierzu wird der Innenraum von Balg oder Manschette mit Glycerin (DAB-Zulassung) beaufschlagt und über einen Schlauch mit der Überwachungseinheit verbunden. Bei einem Bruch des Kompensators wirkt das Glycerin einerseits als sterile Barriere zwischen Ventilinnenraum und Atmosphäre. Andererseits dient das Glycerin als Überwachungsmedium, dessen Temperatur, Füllstand und Leitwert kontinuierlich überwacht werden. Auf diese Weise lassen sich die durch einen Bruch des Kompensators hervorgerufenen Leckagen zeitnah feststellen. Signalisiert wird die Störung über eine LED-Anzeige direkt am Gerät. Außerdem kommuniziert das AVU-System via 24-V-DC-Signal oder AS-Interface mit der Anlagensteuerung.

Um eine ordnungsgemäße Funktion der Überwachungseinheit sicherzustellen, wird die Volumenverdrängung während der Betätigung des Prozessventils über einen Ausgleichsbehälter aufgenommen und der damit verbundene Überdruck durch einen beweglichen Ausgleichsbalg kompensiert.

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