Kampf dem Stress

Neues Aseptik-Ventil verkraftet Druckschwankungen und Temperaturen bis 160°C

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13.02.2008 Anlagenkomponenten in Aseptik-Prozessen unterliegen enormem Stress: Harsche Reinigungsbedingungen setzen den Konstruktionen ebenso zu wie häufige Schaltwechsel. Mit einer neuen Ventil- und Dichtungskonstruktion hat Norit Südmo dem Ventilstress nun den Kampf angesagt.

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Sollen Produktionsprozesse in der Pharma- und Lebensmittelindustrie aseptisch sein, wird für die Reinigung in der Regel schweres Geschütz aufgefahren: Aggressive Chemikalien, Dampf und steigendeTemperaturen. 135°C beträgt die Reini-gungstemperatur zur Zeit, Tendenz steigend. Alle zwei Jahre – so die Schätzung von Branchenexperten – steigt die vorgeschriebene Reinigungstemperatur um 0,5K. Rahmenbedingungen die den eingesetzten Konstruktionen mit dynamisch beanspruchten Dichtelementen so sehr zusetzen, dass deren Standzeit je nach Anwendung auch einmal weniger als eine Woche betragen kann. Eine für den Prozessbetreiber unbefriedigende Situation, da neben den Ersatzteilkosten vor allem Produktionsausfall und Wartungskosten negativ zu Buche schlagen.

Gerade die Kombination aus EPDM als elastischem Trägermaterial und dem chemisch sehr gut beständigen PTFE führt immer wieder zu Problemen hinsichtlich der Hygiene: Aufgrund unterschiedlichem Fließ- und Rückstellungsverhalten bilden sich zwischen den Werkstoffen Taschen und es können Risse entstehen, in denen sich Mikroorganismen ansiedeln. Dazu kommt, dass die in Aseptikventilen üblichen Faltenbalg-Konstruktionen anfällig für Druckstöße sind. „Faltenbälge sind sehr sensibel gegenüber seitlicherAnströmung“, konkretisiert Thomas Feldmeier, Produktmanager bei Südmo Components, die Problemstellung. Und so müssen Anlagenbauer und -betreiber häufig mit einer Kompromisslösung leben.
Um diese Probleme zu lösen, wurde nun eine neue Ventilbaureihe basierend auf einem neuen Dichtungsmaterial entwickelt. Die unter dem Namen SVP Select vorgestellten Ventile sollen in hygienischen und aseptischen Prozessen der Getränke- und Lebensmittelindustrie sowie in Molkereien und in der Pharmaindustrie zum Einsatz kommen. Kern der Entwicklung ist ein neues Dichtungselement und -material (P3), das in einer neuen Manschettengeometrie zur Spindelabdichtung eingesetzt wird. Auf welchem Polymer das weiße, durchscheinende Material basiert, verrät der Hersteller aus Wettbewerbsgründen nicht. Da es sich um keinen Mehrkomponenten-Aufbau aus unterschiedlichen Materialien sondern ein durchgängig einheitliches Material handelt, wird das Problem der Taschenbildung einzelner Schichten vermieden.

Temperatur- und druckbeständig

Eine Besonderheit ist die Temperaturbeständigkeit bis 160°C bei dynamischer Druckbeanspruchung bis 10bar. „In einer Molkerei in den USA erreichten die dort bislang eingesetzten Membranenlediglich eine Standzeit von einer Woche. Die neue Ventil- und Dichtungskonstruktion ist dagegen bereits seit mehr Monaten erfolgreich im Einsatz“, berichtet Thomas Feldmeier. Das Ventil kann mit Ventiltellern aus Edelstahl mit der Abdichtung O-Ring bestückt oder mit einem Ventilteller aus Polyetherketon (PEEK) verbaut werden, wodurchsich auch Prozesse mit sehr hohen An-forderungen bezüglich Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit beherrschen lassen. Die Ventile sind in den Nennweiten DN25 bis 100 verfügbar. Betreiber, die bereits das Einsitzventil SVP Modell 2000 einsetzen, können das neue Dichtsystem im bestehenden Gehäuse nachrüsten.

Automatische Ventilüberwachung

Mit steigendem Automatisierungsgrad stellt sich heute mehr denn je die Frage nach einer Überwachung der eingesetzten Anlagenkomponenten. Denn neben thermischer und chemischer Belastung sind die Ventilelemente auch mechanischem Verschleiß ausgesetzt. Zudem sollen Verschleißteile immer öfter nicht mehr in festgelegten Zyklen ausgetauscht sondern je nach Zustand gewartet werden. Und häufig steht auch nicht mehr genügend Personal zur Verfügung, um mögliche Verschleißteile regelmäßig zu inspizieren oder zu testen. Deshalb hat der Hersteller eine Aseptik-Ventil-Überwachungseinheit (AVU Modell 2007) entwickelt, mit der sich aseptische Prozessventile kontinuierlich automatisch überwachen lassen.

Hierzu wird das Innenvolumen von Balg oder Manschette über einen Schlauch mit dem geschlossenen Überwachungssystem verbunden und mit Glycerin befüllt. Der Alkohol besitzt eine Zulassung nach dem deutschen Arzneimittelbuch DAB und bildet bei einem Bruch des Kompensators eine sterile Barriere zwischen Ventilinnenraum undAtmosphäre. Das beim Betätigen des Prozessventils verdrängte Volumen wird im Ausgleichsbehälter der Überwachungseinheit aufgenommen und der hierdurch entstehende Überdruck über den beweglichen Ausgleichsbalg kompensiert. Das Glycerin ist also nicht nur sterile Barriere sondern auch Überwachungsmedium. Während einerseits der Füllstandkontinuierlich überwacht wird, stehtandererseits auch der Leitwert des dreiwertigen Alkohols permanent untersensorischer Beobachtung. Leckagen werden somit zeitnah zum Bruch detektiert und über die Steuerung demBedienpersonal signalisiert. Die Kommunikation mit der Steuerung kann hierbei wahlweise über eine 24V DC Version oder über das Feldbussystem AS-Interface erfolgen. Zusätzlich wird ein auftretender Fehler mittels LED-Anzeige am Gerät direkt vor Ort signalisiert.

Fazit: Das neue Dichtungssystem und die kontinuierliche Überwachung tragen dazu bei, die Standzeit von Aseptikventilen zu erhöhen und die Prozesssicherheit zu steigern.

„Leckagen werdenzeitnah zu einem Schadenvia Überwachungseinheit detektiert“

Heftausgabe: Januar-Februar 2008
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