Clean as clean can

Effektive Tank- und Behälterreinigung:

Pharma
Food
Kosmetik
Chemie
Planer
Betreiber
Einkäufer
Manager

06.11.2013 Wo soll das noch hinführen? Ständig steigende Anforderungen an die Prozesshygiene, dazu immer höhere Kosten für die notwendige Energie zum Erhitzen und Pumpen, die Kostenfalle für Frisch- und Abwasser sowie für die Reinigungsmittel und hohe Stillstandszeiten - das ist das heutige Szenario in der Prozesstechnik für jeden Produktionsbetrieb.

Anzeige

Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Bei der Reinigung von Produktionsanlagen muss das vorhandene Optimierungspotenzial analysiert, genutzt und vollständig ausgeschöpft werden.
  • Bei den Reinigern gibt es zahlreiche Typen und damit Reinigungsmöglichkeiten, so dass die Auswahl erschwert sein kann.
  • Bei einer gezielten Untersuchung des Reinigungsproblems mit allen Kriterien lässt sich aus dem heutigen Portfolio immer auch eine optimale und wirtschaftliche Lösung finden.

Und natürlich resultiert daraus eine kritische Betrachtung der Prozesse zur Reinigung in den Produktionsanlagen mit dem Ziel das vorhandene Optimierungspotential zu analysieren, zu nutzen und vollständig auszuschöpfen.

Eine kontinuierliche Weiterentwicklung der Tankreinigungstechnik hinsichtlich Ihrer Wirksamkeit sowie eine Reduzierung der zum optimalen Betrieb notwenigen Energie- und Medienmenge wird damit immer wichtiger in Zeiten schnell fortschreitender Ressourcenknappheit.

Reinigungskomponenten werden für die Reinigung in unterschiedlichsten Produktionsanlagen der Lebensmittelindustrie, der pharmazeutischen und chemischen Industrie eingesetzt. Sie ermöglichen die im Prozess integrierte Reinigung von produkt- und nicht produktberührten Oberflächen von Tanks, Behältern und Reaktoren. Reinigungsmedien wie Wasser, Lauge- oder Säurelösungen, Reinigungsmittel oder Desinfektionslösungen werden gezielt auf die verschmutze Fläche gebracht. Je nach Anwendungsfall, ob es sich um stehende oder liegende Behälter mit oder ohne Einbauten handelt und in Abhängigkeit der Verschmutzung werden hierbei unterschiedlichste Komponenten eingesetzt.

Die oft gestellten Fragen der Anwender sind klar:

  • Worin unterscheiden sich die auf dem Markt befindlichen Systeme?
  • Welches System arbeitet für meinen Fall am effektivsten, am wirtschaftlichsten?
  • Und wer hat das Know how für eine entsprechende Beratung und Ausarbeitung der optimalen Lösung?

Im Folgenden wird auf die gängigen, verfügbaren Systeme mit den technischen Merkmalen und Leistungsstärken eingegangen, es werden auch besondere Verfahren dargestellt und beschrieben. Generell unterscheidet man heutzutage drei Gruppen von Reinigungstypen, die orbitalen und rotierenden Reiniger sowie statische Reiniger.

Statische Reiniger
Die als Sprühkugel bekannten, statischen Reiniger gibt es mit verschiedenen Sprühbildern: Nur aufwärts, nur abwärts oder 360° in unterschiedlichen Größen und mit unterschiedlichen Durchsätzen. Aufwärts-Sprühbilder sind ideal für Tanks ohne Einbauten, da so die komplette Menge an Reinigungsflüssigkeit direkt auf den Tankdeckel und die Tankwand gebracht wird, für Abwärts-Sprühbilder entscheidet man sich bei nach oben offenen Tanks und für 360° bei Tanks mit Einbauten. Die Sprühkugel benötigt je nach Anwendung einen Durchfluss von 30 bis 50 l/min pro Meter Tankumfang, um effizient zu arbeiten. In der Regel gibt es Sprühkugeln mit Gewinde oder Clip-Anschluss. Eine Sprühkugelreinigung von Tanks mit Einbauten empfiehlt sich nur dann, wenn große Teile des Behälters mittels Schwallreinigung gereinigt werden können. Sonst sollten andere Reinigungsgeräte vorgezogen werden.

Rotierende Reiniger
Die rotierenden Reiniger arbeiten mit einer Rotation um eine Achse. Hier unterteilt man noch einmal in die schnell oder langsam drehenden Typen. Bei den langsam rotierenden Reinigern wird die gesamte Reinigungsflüssigkeit über Flach- oder Rundstrahldüsen gegen die Tankwandung gespritzt. Der Reiniger beschwallt die Tankwände nicht zeitgleich wie bei Sprühkugeln, sondern bringt die Flüssigkeit gebündelt auf ein Segment der Tankwand. In diesem Segment wirkt zum einen die Energie des Strahls, zum anderen wird ein dickerer Flüssigkeitsfilm an der Tankwand erzeugt, der beim Ablaufen zum Tankauslauf durch seine größere Energie bessere Reinigungsergebnisse erzielt. Ohne Ein- und Ausschalten der Vorlaufpumpe wird durch diese Betriebsweise für jedes Tanksegment ein lmpuls/Pause-Betrieb erreicht; dies bewirkt einen Einweich- /Abspüleffekt auf die Produktrückstände. Dieses Ergebnis wird bei einer Sprühkugel nicht erreicht.

Dadurch ist die mechanische Wirkung des langsam rotierenden Reinigers wesentlich größer als bei der Sprühkugel. Dies gilt selbst noch bei vergleichsweise wesentlich geringerem Flüssigkeitsdurchsatz. Unter normalen Betriebsbedingungen liegt der Reinigungsmittelverbrauch rund 30 bis 50 % unter dem Verbrauch einer Sprühkugel.

Orbitale Reiniger:
Das Besondere an dieser Reinigungstechnik sind die in zwei Ebenen rotierenden Rundstrahldüsen, die mit einem eng gebündelten Strahl für eine intensive Bearbeitung der Tank- bzw. Behälterinnenflächen sorgen. Je nach Typ sind diese Reiniger mit zwei oder vier Düsen bis zu 11 mm im Innendurchmesser ausgestattet. Der Antrieb für die horizontale und vertikale Drehbewegung erfolgt entweder über ein Strömungsgetriebe, das durch das Reinigungsmedium angetrieben wird oder über einen separaten Antrieb wie zum Beispiel einen Elektro- oder Pneumatikmotor. Nach und nach wird so ein immer enger werdendes Netzmuster auf die Tankinnenwand gelegt. Man spricht hier von der Abwicklung bzw. dem Zyklus, in dem jeder Punkt im Behälter direkt mechanisch mit einem starken Strahl getroffen wird. Eine komplette Abwicklung dauert in der Regel zwischen 3 bis 9 min. Orbitalreiniger arbeiten in der Praxis meistens mit einem Druck von 4 bis 8 bar und können je nach Düsendurchmesser problemlos eine effiziente, horizontale Wurfweite von bis zu 17 m erreichen. Dieser Typ empfiehlt sich insbesondere bei Großtanks, Tanks und Behältern mit komplexen Einbauten sowie schwer abzureinigenden Produkten.

Der Reinigungsmittelverbrauch liegt hier sogar bis zu 70 % unter dem Verbrauch einer Sprühkugel.

Funktionsüberwachung
Statische Reinigungsgeräte haben keine Verschleißteile und werden deshalb irrtümlicher Weise oft als prozesssicher bezeichnet. Aber auch hier muss genauso wie bei den rotierenden und orbitalen Reinigen beispielsweise durch Filter im System sichergestellt werden, dass keine Partikel die bis zu 200 Bohrungen mit einem Durchmesser von 1 bis 3 mm verstopfen. Eine regelmäßige Inspektion ist bei allen Geräten erforderlich, auch bei erfolgter Reinigungsvalidierung. Für die um ein oder zwei Achsen rotierenden Geräte gibt es verschiedene Überwachungsmöglichkeiten. Bei Geräten mit außerhalb des Behälters geführter Turbine ist ein direktes Überwachen mittels Näherungssensor in der Regel problemlos möglich. Für die anderen Reinigertypen sind zur indirekten Überwachung verschiedene Messgeräte nach den Prinzipien der Geräusch-/Schwingungsanalyse, Druckimpulsmessung und Kapazitätsänderung in Kombination mit Mikrowellenmessung am Markt verfügbar. Der Installationsaufwand ist hier ja nach Hersteller und Sensor sehr gering bis aufwendig, je nachdem ob zum Beispiel eine separate Auswerteelektronik für die Steuerung im Schaltschrank benötigt wird oder nicht.

Besonderheiten bei Tanks mit Einbauten:
Für die Reinigung von Tanks mit Einbauten wie Rührwerken, Strombrechern, Abstreifern usw. ist es wichtig, mindestens zwei Reinigungsgeräte von oben einzusetzen um keine Sprühschatten an den Wandungen zu bekommen. Entscheidend ist, dass das Sprühbild 360° beträgt. Bei schwer abzureinigenden Produkten ist – wie schon erwähnt – der Einsatz von langsam rotierenden oder Orbitalreinigern die beste Option.

Bei Rührwerken mit mehreren Rührwerksblättern gibt es darüber hinaus die Möglichkeit, sogenannte In-line-Sprayer einzusetzen, die nach dem Prozess mittels eines pneumatischen Antriebs in den Tank gefahren werden können und dann die Unterseite der Rührwerksblätter direkt abreinigen. Während des Reinigungsvorgangs bei Tanks mit Rührwerken sollten diese generell langsam drehen, um ein komplettes Benetzen zu gewährleisten. Ein teilweises Anstauen des CIP-Mediums kann zudem die Reinigung der unteren Bereiche sowie des Lagerbockes unterstützen.

Werden zwei Reinigungsgeräte eingesetzt, sollten diese möglichst gegenüberliegend und nahe zur Behältermitte installiert werden.
Fazit: Die Darstellung der verschiedenen Typen zeigt deutlich, dass es viele Auswahlmöglichkeiten gibt – und das macht eine Auswahl nicht gerade einfach. Aber bei einer gezielten Untersuchung des Reinigungsproblems mit allen vorgefundenen Kriterien lässt sich aus dem heutigen Portfolio immer auch eine optimale und wirtschaftliche Lösung finden.

 

Mehr über Tankreingung erfahren Sie hier

 

Heftausgabe: November 2013
Falko Fliessbach, Sales Manager Reinigungstechnologie GEA Breconberry

Über den Autor

Falko Fliessbach, Sales Manager Reinigungstechnologie GEA Breconberry
Loader-Icon