P+F-Trendbericht Molche im Hygienebereich

Saubermann fürs Rohr

09.02.2007 Die Molchtechnik wird ständig weiterentwickelt. Wurden anfangs noch sehr einfache Systeme eingesetzt, forderte der Einsatz in der Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie wesentliche Entwicklungsschritte in Richtung Hygienesicherheit und Wirtschaftlichkeit. Wie moderne Molchtechnik funktioniert und welche Anwendungsmöglichkeiten es gibt, erfahren Sie hier.

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Reinigungsmolche werden in der Regel mit Luft- bzw. Gasdruck oder durch den Druck einer Flüssigkeit durch Rohre und Leitungen gepresst. Die konkreten Anwendungsgebiete sind dabei so vielfältig wie die Arten der verwendeten Molche. Zunächst wurden sie meist in der Petrochemie zur Pipeline-Reinigung eingesetzt, heute erfüllen sie auch in äußerst sensiblen Bereichen wie der Lebensmittel- oder Arzneimittelherstellung einen wichtigen Zweck: Hier ist es außerordentlich wichtig, dass Leitungen regelmäßig gereinigt werden, um Produkte und Anlagen vor Verunreinigungen oder Produktablagerungen zu schützen. Außerdem entstehen keine Produktverluste, da das Produkt durch den Molch nahezu vollständig ausgeschoben werden kann. Im Vergleich zu nicht molchbaren Leitungen ist die Produktivität von Anlagen mit Molchsystemen höher, da Produktwechsel schneller erfolgen. Weitere Vorteile liegen in den geringeren Reinigungskosten, da weniger Spülmedien benötigt werden und somit lassen sich auch Kosten für die Entsorgung des verunreinigten Spülmittels sparen. Heute wird die Molchtechnik meist mit CIP-/SIP-Reinigungsabläufen kombiniert.

Molchtechnik wurde bis vor einigen Jahren in der hygienischen Produktion wenig eingesetzt. Die Gründe dafür liegen auf der Hand: Die Kosten für Frisch- und Abwasser waren gering, außerdem war das Umweltbewusstsein und der Umgang mit aggressiven Reinigungsmitteln von untergeordneter Bedeutung. Ein Produktverlust konnte meist in Kauf genommen werden, schließlich waren die Margen recht hoch. Hinzu kommt, dass molchbare Anlagen teuer sind.

Entwicklung der Molchtechnik schreitet voran

Heute sieht die Situation anders aus: Hoher Wettbewerbsdruck und gesunkene Gewinnspannen bei den meisten Produkten zwingen Hersteller, ihre Produktion ständig zu optimieren und an die Marktbedürfnisse anzupassen. Aber auch die Molchtechnik hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten erheblich weiterentwickelt und Molchprozesse wurden optimiert. Und mit der DIN 2430 wurden im Jahre 2002 schließlich die Innendurchmesser für molchbare Leitungen genormt. Dies brachte vor allem für die Anwender erhebliche Investitionssicherheit, da nun auch Systeme unterschiedlicher Anbieter verwendet werden konnten. Aber auch für die Anbieter von Molchtechnik war die Normierung vorteilhaft: Durch die nahezu serienreife Fertigung konnten Anbieter erstmals Molchtechnik im Abmessungsbereich von DN 25 bis DN 150 bevorraten. Davor war dies auf Grund der vielen unterschiedlichen Anwender-Spezifikationen nicht möglich. Entscheidende Komponenten einer jeden Molchanlage sind neben den Molchen selbst die Rohrleitungssysteme, Molcharmaturen und die Anlagensteuerung.

Das Anforderungsprofil molchbarer Edelstahlrohre sieht sehr geringe Abweichungen des Innendurchmessers, minimale Wanddickentoleranzen, glatte Oberflächen und keine inneren Schweißnahtüberhöhungen vor. Da beim Biegen Wanddickenschwächungen bis ca. 20 Prozent auftreten können und bei zu starkem Anziehen Querschnittsveränderungen (Einschnürungen) entstehen, sollte eine „ausreichende“ Mindestwanddicke wie in DIN 2430 vorhanden sein.
„Erfreulicherweise kommen in letzter Zeit vermehrt Anfragen auch aus der Lebensmittel- und Pharmaindustrie“, so Rolf-Dieter Schulze, Leiter Verkauf Rohrtechnik bei Butting. „Es hat sich allmählich herumgesprochen, dass sich Molchtechnik auch bei anspruchsvollen Prozessen lohnen kann.“

Auch herkömmliche Rohrleitungen können molchbar sein

Molchtechnik lässt sich in vielen Fällen auch in herkömmlichen Rohrleitungssystemen einsetzen. Es müssen lediglich Armaturen sowie Rohrleitungssegmente ausgetauscht werden. Moderne Prüftechnik macht es möglich: Durch Sichtprüfung kann schnell festgestellt werden ob eine Molchbarkeitsprüfung lohnt oder nicht. Mit einem speziellen Molchbarkeitsprüfverfahren kann jeder Versatz festgestellt, und jeder Rohrbogen und jede Schweißnaht für den Einsatz mit Molchen überprüft werden. Alle Unebenheiten werden von einem Computer aufgezeichnet und ausgewertet. Anhand des Programmausdrucks kann dann ein detaillierter Bericht erstellt werden. Damit lassen sich alle unbrauchbaren Segmente einer Rohrleitung schnell erfassen und gezielt austauschen.

„In vielen prozessgesteuerten Molchanlagen werden Zweimolchsysteme eingesetzt“, erklärt Horst-Dieter Kludas, Leiter QM/Marketing bei IST Molchtechnik: Ein Molch wird mit dem einströmenden Produkt durch die Rohrleitung gefahren und an der gewünschten Station „gefangen“ und festgehalten. Nachdem das Produkt durch die Rohrleitung gepumpt wurde, drückt der zweite Molch alle Produktreste aus der Leitung. Danach werden beide Molche wieder in die Home-Position gefahren. Bei dieser Fahrweise werden nicht nur zwei Molche bewegt, die dem Verschleiß unterliegen, sondern es wird auch die Steuerung mit allen Feldgeräten etc. für die beiden Molche ausgelegt. Damit sind allerdings erhebliche Kosten verbunden. Durch den Einsatz eines herkömmlichen Einmolchsystems könnten diese zwar reduziert werden, die Vorteile eines Zweimolchsystems werden dann jedoch nicht erreicht.
„Um diese Situation zu verbessern, haben wir eine neue Armatur entwickelt: die T-40-Armatur. Sie ist so einfach wie die eines Einmolchsystems und hat die Vorteile eines Zweimolchsystems“, so Kludas. Die Armatur selbst erinnert von außen an eine Zylinderweiche oder an einen Kugelhahn mit drittem Abgang. Es gibt zwei Schaltstellungen, die entweder einen geraden Produktdurchfluss oder eine Umlenkung um 90 Grad erzeugen. In dem System werden die T-Armaturen sowohl für die Produktzufuhr als auch für den Produktablauf eingesetzt. Mit entsprechenden Verteilern oder Dreiwegeweichen kann mit solchen Armaturen ein ganzes Netzwerk aufgebaut werden. Eine weitere Variante ist die Armatur als Molcheinsetz- und Entnahmestation. Hierbei übernimmt die Armatur die Funktion der Produktzufuhr bzw. Produktabfuhr in das Rohrsystem und die Möglichkeit des Molchwechsels.

Neue Armaturentechnik lässt Einmolchbetrieb zu

Auch Kiesel bietet vollautomatisch arbeitende Molchanlagen an. „Die Anwender erwarten bei der Automatisierung des Molchsystems eine vollständige Integration der einzelnen Aufgaben in eine Gesamtstrategie. Funktionsabläufe, Prozess- und Produktionsdaten müssen von der Quelle bis hin zum technischen Management transparent sein“, so Jochen Seeber, Geschäftsführer bei G. A. Kiesel. Heute arbeiten quasi alle Molchanlagen in der Pharma- und Lebensmittelindustrie automatisch. Armaturen mit Drehantrieben gemäß DIN/ISO 5211, Stellungsrückmelder und Magnetventile gehören zum Standardprogramm.
In den letzten Jahren wurden verstärkt molchfähige Armaturen speziell für den Sterilbereich entwickelt. Diese arbeiten meist in Kombination mit CIP/SIP-Reinigungsfunktionen. Der Molch wird zunächst durch einen Stift oder eine Gabel in der verlängerten Molchkammer der Sendestation festgehalten. Das Produkt und später die Reinigungsflüssigkeit umspülen den Molch. Zur Molchfahrt wird dieser dann mit einem Pneumatikzylinder in die Leitung vorgeschoben und gleichzeitig freigegeben. Die Sendestation hat einen Clampstutzen, an den die Versorgungsarmatur – bestehend aus Ventilen für den Produkteingang, die CIP-Reinigungsflüssigkeit, Treibmittel und zur Entlüftung – angeschlossen wird.

Die Stoffeigenschaften des eingesetzten Mediums und die anstehenden Betriebsbedingungen sind für die Auswahl des richtigen Molches entscheidend. Es gibt sie in den unterschiedlichsten Varianten und Formen. Meist sind sie universell einsetzbar, das heißt, sie sind nicht auf Molcharmaturen eines Herstellers beschränkt. Trotz bevorzugter Fahrtrichtung lassen sich die meisten Molche auch bidirektional einsetzen. Im Reinigungsbereich kommen „Mehrmal“-Molche bis zu einer Lebensdauer von über 100 km zum Einsatz und bestehen meist aus FDA-konformen Silikon. Die Molche von Nocado haben beispielsweise Permanentmagnete, durch die die Position jederzeit ermittelt werden kann. Read Only-Transponder dokumentieren dann die gesamte Molchfahrt.

Einsatz auch bei Pulvern und Granulaten

Interessant dabei ist, dass Molche mittlerweile auch bei pulverförmigen Schüttgütern zum Einsatz kommen. Dieses Gebiet war bisher problematisch, da der Verschleiß von Rohrleitungen und Armaturen extrem hoch war. Mit neuen Molchen, die anstatt der flexiblen Abstreiflippen meist Bürsten besitzen, werden gute Reinigungsergebnisse erzielt. „Unser Turbo-Molch kann mit unterschiedlichen Bürstenscheiben individuell zusammengestellt werden – für den jeweiligen Anwendungsfall. So lässt sich der Molch variabel bestimmen, verschiedene Bürstenhärten und -formen können ausgewählt werden“, ergänzt Martin Frank, Leiter Verkauf Komponenten bei Zeppelin. Für die Reinigung von Schüttgut-Förderleitungen gibt es unterschiedliche Methoden, die mehr oder weniger gut arbeiten. So werden Rohrleitungen in der Regel mit Druckluft leer geblasen und anschließend entweder mit Spülgranulat, einem Wasser-Luft-Gemisch oder mit PU-Schaumstoffmolchen gereinigt. Der Bürstenmolch dagegen rotiert bei der Vorwärtsbewegung um die eigene Achse. Dadurch wird insbesondere in den Toträumen von Flanschverbindungen und Rohrweichen ein hoher Reinigungseffekt erzielt.

Die Medium-Eigenschaften und die anstehenden Betriebsbedingungen sind für die Auswahl des richtigen Molches entscheidend
„Die Anwender erwarten bei der Automatisierung des Molchsystems eine vollständige Integration der einzelnen Aufgaben in eine Gesamtstrategie“
Jochen Seeber, Geschäftsführer, G. A. Kiesel
„Erfreulicherweise kommen in letzter Zeit vermehrt Anfragen aus der Lebensmittel- und Pharmaindustrie“
Rolf-Dieter Schulze, Leiter Verkauf Rohrtechnik, Butting
„Die Molchtechnik wird für wirtschaftliche und qualitätsüberwachte Produktionsprozesse an Bedeutung gewinnen“
Horst-Dieter Kludas, Leiter QM/Marketing, IST Molchtechnik

Heftausgabe: Februar 2007
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Über den Autor

Thomas Röhl ,
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