Risiken ausschließen: Dampfqualität in Pharma und Food

Dampf ist aus vielen Produktionsprozessen der Pharma- und Lebensmittelindustrie nicht mehr wegzudenken. Klassischerweise wird dieser zum Beheizen von Behältern und Wärmetauschern in Lebensmittelproduktionsanlagen oder für die Sterilisation oder die Befeuchtung und Klimatisierung von Sterilräumen in der Pharmaindustrie verwendet.

Aber warum verwendet man hier heute noch Dampf? Das ist ganz einfach. Im Gegensatz zu flüssigen Medien gibt Dampf seinen hohen gespeicherten Energieinhalt bei konstanter Sattdampftemperatur ab. Dampf ist außerdem das effektivste Transportmedium für Energie. Mit keinem anderen Wärmeträgermedium lässt sich auch nur eine annähernd vergleichbare Energiemenge je Kilogramm Wärmeträgermedium über längere Distanzen transportieren, weshalb Dampf meistens in Heizprozessen das Heizmedium der Wahl darstellt.

Darüber hinaus besitzt Dampf eine keimtötende Wirkung. Dies liegt in seiner physikalischen Eigenschaft begründet, bei Berührung mit kälteren Gegenständen / Medien schlagartig zu kondensieren. Dabei gibt der Dampf in Bruchteilen von Sekunden seine Energie frei, was zur sicheren Zerstörung von Bakterien, Viren, Pilzsporen etc. in kurzen Zeiträumen führt. Diese Eigenschaft spielt besonders dann eine entscheidende Rolle, wenn über Lebensmittelsicherheit, Produkt- und Prozessqualität gesprochen wird. Es gilt mehr denn je, Risiken für die Gesundheit auszuschließen.

Aber wo ist da eigentlich das Problem? Wir verdampfen doch nur sauberes, oftmals sogar "reines" Wasser, welches vor der Verdampfung im Kessel sogar aufbereitet wird. Zur Beurteilung der Dampfqualität muss das gesamte Dampf- und Kondensatnetz betrachtet werden.

Dampf ist steril und letztendlich nur aufbereitetes Wasser – der empfohlene Dampfreinheitsgrad ist jedoch immer abhängig von der Anwendung. Während Dampf in der Lebensmittelindustrie bei richtiger Vorbehandlung problemlos mit Lebensmitteln in Kontakt kommen darf, gelten für die Verwendung von Dampf in beispielsweise Sterilisationsprozessen der pharmazeutischen Industrie weit höhere Anforderungen an die Qualität.

Schmutz, Feuchtigkeit und der Anteil an Luft und nicht kondensierbaren Gasen haben neben der Zugabe chemischer Zusätze großen Einfluss auf die Dampfqualität. Sofern der Dampf als kulinarischer Dampf in der Lebensmittelindustrie direkt mit dem Produkt in Berührung kommen kann, ist auch beim Einsatz chemischer Substanzen auf die menschliche und/oder tierische Verträglichkeit zu achten. Jeder chemische Zusatz kann Einfluss auf die Qualität des Lebensmittels nehmen und dieses gegebenenfalls beeinflussen, auch wenn er nicht unbedingt oder nur schwach gesundheitsschädlich ist. Auch ein nachgeschalteter Filter kann gelöste chemische Bestandteile nicht herausfiltern, sondern nur Partikel abscheiden und damit vermeiden, dass zum Beispiel größere Rostteilchen auf oder in das Produkt beziehungsweise in das zu sterilisierende Gut gelangen. Zum Einsatz kommen in direkten Bedampfungsprozessen häufig Sterilfilter, auch oftmals als Dampffilter bezeichnet. Diese beinhalten Filterelemente aus Edelstahl, die in unterschiedlichen Maschenweiten erhältlich sind. Neben der Installation eines Filters ist es zudem wichtig, für sichere "Filterbedingungen" zu sorgen, zum Beispiel durch die Installation eines vorgeschalteten Schmutzfängers mit Feinsieb in Verbindung mit einem Prallplattentrockner zur Abscheidung gröberer Partikel.

Weiterhin wird dadurch auch das Risiko eines Durchschlags beziehungsweise einer schlechteren Abscheideleistung minimiert, so dass am Filter selbst nur die dort anfallende, geringe Kondensatmenge über einen Kondensatableiter abgeführt werden muss. Es versteht sich von selbst, dass dann hinter dem Filter sämtliche Leitungen und Armaturen unbedingt aus nicht rostendem Edelstahl ausgeführt sein müssen, um erneuten Schmutzeintrag von Korrosionsprodukten zu vermeiden.

Um das Risiko für den Eintrag von unerwünschten Stoffen zu minimieren und damit die Prozesssicherheit zu erhöhen, bietet sich in vielen Anwendungen die Verwendung von Reindampf als Alternative zum gefilterten beziehungsweise kulinarischen Dampf an.

Bei Reindampf handelt es sich um Dampf ohne chemische Zusätze. Dieser wird in einem Reindampferzeuger erzeugt, der letztendlich nichts anderes als ein spezieller Wärmeübertrager ist. In einem Reindampferzeuger sind alle medienberührten Komponenten und Bauteile aus nicht rostendem Edelstahl ausgeführt, was auch für das nachgeschaltete Reindampfnetz mit allen Rohrleitungen und Armaturen gilt. Damit ist ein Eintrag von Korrosionsprodukten ausgeschlossen und es können auch die in der Lebensmittelindustrie gültigen Vorgaben der EC1935 eingehalten werden. Zum Einsatz kommt bei der Reindampferzeugung ausschließlich physikalisch behandeltes Wasser ohne chemische Zusätze, welches enthärtet und mittels Umkehrosmose aufbereitet wird.

Sofern der Reindampf für die klinische Sterilisation verwendet wird, sind die Anforderungen der DIN EN 285 zu berücksichtigen, welche noch zusätzlich eine thermische Entgasung zur Eliminierung der nicht-kondensierbaren Gasen aus dem Speisewasser vorsieht. Bereits sehr geringe Mengen davon können die Sterilisierwirkung beeinträchtigen. Hierfür werden sogenannte Entgaserdome auf den Reindampferzeuger aufgesetzt. Über eine am Kopf des Entgaserdomes sitzende Entgasungsleitung werden die Gase nach außen geleitet.

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