Doppelsitzventil-Technologie spart CIP-Medien

Mit Flip Flops zur Ventilreinigung

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27.02.2020 CIP-Prozesse kosten Reinigungsmedien und erfordern Produktionsstillstände. Anlagenausstatter GEA hat dagegen die Doppelsitzventile seiner Varivent-Serie mit einer Technologie ausgestattet, die bis zu 90 % CIP-Medien einspart und keinen vollständigen Produktionsstillstand erfordert.

Entscheider-Facts

  • Die Leff-Technologie in vermischungssicheren Doppelsitzventilen spart bis zu 90 % CIP-Medien.
  • Durch die zeitversetzte CIP-Reinigung der einzelnen Gehäuse sind diese Ventile rund um die Uhr ohne vollständigen Produktionsstillstand einsetzbar.
  • Die mit der Technologie ausgestatteten Doppelsitzventile erfüllen auch die strengen Bestimmungen der US-amerikanischen Pasteurized Milk Ordinance (PM) und sind damit für hygienische Getränke- und Molkereiprozesse geeignet.
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GEA Varivent Doppelsitzventile und damit die Leff-Funktion werden in hygienischen Getränke- und Molkereiprozessen eingesetzt. (Bilder: GEA)

Beim Varivent-Doppelsitzventil erfolgt die Reinigung, während sich das Produkt im gegenüberliegenden Ventilgehäuse befindet. Die einzelnen Dichtbereiche der Ventile lassen sich getrennt reinigen, wobei ihre Dichtfunktion erhalten bleibt. Eine Gefahr der Vermischung besteht zu keiner Zeit. Deshalb können sie unabhängig von Prozesslaufzeiten und Produktdrücken rund um die Uhr arbeiten, ohne den Produktionsprozess für Clean-in-Place (CIP) zu unterbrechen.

Scherkräfte optimal nutzen

Die integrierte Leff-Funktion ermöglicht eine präzise Steuerung der Ventilsitz-Position, so dass bei der Reinigung nur eine schmale Öffnung zwischen Ventilteller und Sitz entsteht. Leff steht für „Low Emission Flip Flop“ (Niedrigemissions-Flip-Flop). „Das Prinzip basiert auf einer Flip-Flop-Bewegung der Ventilteller“, erklärt Bernd Porath, Produktmanager für hygienische Ventiltechnik bei GEA. „In dem Moment, wo sich der Ventilteller vom Sitz abhebt und einen Reinigungsspalt freigibt, schießt das Reinigungsmedium ein: Dann sind die Scherkräfte am größten, sie reinigen am effektivsten. Wir nutzen das Prinzip aus und schließen und öffnen die Ventilteller ganz gezielt.“ Die enge Öffnung bewirkt eine Erhöhung der Durchflussgeschwindigkeit der CIP-Flüssigkeit und führt zu einem optimierten Reinigungsstoß im Sitzbereich und der Leckagekammer. Das Ergebnis ist eine starke Reinigungswirkung bei gleichzeitig minimierter Menge an CIP-Medien.

Die Funktion erfordert keine komplizierte Programmierung in der überlagerten Steuerung (SPS) und arbeitet unabhängig von Prozesslaufzeiten und Produktdrücken. Es gibt eine automatische Überwachung der Anhebefunktionen. Spezialkomponenten sind nicht erforderlich. Die geradlinige Konfiguration mit zwei Drucktastern auf der Haube des Steuerkopfes ermöglicht jederzeit eine separate Aktivierung der Flip-Flop-Funktion bei der Einstellung für das Ventil. Die Aktivierung der Funktion für den oberen Sitz erfordert einen externen Näherungsschalter.

Die Technik ist standardmäßig in den Steuerkopf T.VIS A-15 der Doppelsitzventile integriert und auf einfache Weise zu aktivieren. Von hier aus taktet die weggesteuerte Elektronik, den Öffnungsmoment und -grad des Ventiltellers auf Mikrometer genau. Die elektronische Funktion überwacht und steuert den Hub des Ventilsitzes über das Wegmesssystem des Ventils, unabhängig von SPS-Scanzeiten und Leitungsdrücken. Da die elektronische Umsetzung nur im Steuergerät und nicht über die SPS erfolgt, ist eine deutlich schnellere Signalverarbeitung möglich.

FDA gibt grünes Licht

Während der Low Emission Flip Flop in Europa bereits für einige große milchverarbeitende Betriebe Standard bei der CIP-Reinigung ist, durfte die Funktion im Steuerkopf des Doppelsitzventils in den USA lange nicht zugeschaltet werden. Bis 2017 war die Technologie durch die US Food and Drug Administration (FDA) zur Reinigung des Leckageraums und der Dichtungen nicht zugelassen.

Die Entwickler haben daher die Doppelsitzventile für die Milchverarbeitung gemäß der Pasteurized-Milk-Ordinance-(PMO)-Vorgaben der FDA umgearbeitet: Ein spezieller Unterdruck im Leckageraum saugt gegebenenfalls überlaufendes Reinigungsmedium ab; auf die Ventilteller kann sich somit erst gar kein Druck aufbauen. Werden also eine Leitung und ihre Dichtstellen gereinigt, kann die andere Leitung weiterhin das Produkt führen. Aufgrund dieser Umgestaltung liegt nun mittlerweile eine Genehmigung nach PMO vor.

GEA ist damit der erste Hersteller von Doppelsitzventilen, der von der PMO die Erlaubnis bekommen hat, den Steuerkopf für das Wassersparziel zu modifizieren. Die Zulassung von Low Emission Flip Flop für die USA ist ein großer Erfolg: „Wassermangel ist insbesondere in Kalifornien ein kritisches Thema. Wir freuen uns, dass wir unseren Kunden in den USA künftig auch durch Leff helfen können, weniger Wasser zu verbrauchen und dem Kostendruck im Betrieb standzuhalten“, fasst Bastian Tolle, Head of Product Group Management Flow Components bei GEA, zusammen.

Heftausgabe: Pharma+Food Februar 2020

Über den Autor

Dr. Michael Golek, Corporate Media & Press, GEA
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