Triplex-Pumpe senkt Kontaminationsrisiko bei der Produktion von Babynahrung

Um Milchkonzentrate zuverlässig und sicher zu fördern und zu dosieren, hat Hochdorf Swiss Nutrition – ein Schweizer Hersteller von Früh- und Folgemilch – eine neue hygienegerechte Hochdruckpumpe angeschafft. Im Gegensatz zur zuvor eingesetzten Kolbenpumpe benötigt die hermetisch dichte Membranpumpe keine Kolbenspülung, wodurch die Gefahr einer Rekontamination des Endprodukts durch die Anlage erheblich sinkt.

Das Unternehmen entschied sich für eine Prozess-Membranpumpe des Typs Triplex G3F in aseptischer Ausführung mit Sammelverrohrung und Drucktransmitterlösung von Lewa. Diese ist für den notwendigen Druck zum Versprühen der Konzentrate im Sprühturm ausgelegt und zeichnet sich zusätzlich durch ihre hermetisch dichten Membranpumpenköpfe, ihr besonders leistungsfähiges Triebwerk sowie die geringe Lärmemission aus. Das Aggregat befindet sich seit April 2017 in störungsfreiem Dauerbetrieb, das Rekontaminationsrisiko wurde erheblich gesenkt.

„Aufgrund der hohen Hygieneanforderungen an die Produktion von Kinder- und Säuglingsnahrung sind ständig Anpassungen an neue gesetzliche Vorgaben notwendig“, erklärt der verantwortliche Plant Manager bei Hochdorf Swiss Nutrition. „Es ist daher essenziell, die einzelnen Komponenten in unserem Werk perfekt aufeinander abzustimmen, damit höchste Reinheitsvorgaben erfüllt und darüber hinaus eine konstante Produktqualität gewährleistet werden. Aus diesem Grund waren die Referenzen des Pumpenherstellers zu ähnlich hygienisch anspruchsvollen Anwendungen wichtig bei der Entscheidungsfindung für die Membranpumpentechnologie.“

Die Pumpe verfügt über insgesamt drei speziell für die aseptische Anwendung ausgewählte M9-Pumpenköpfe. Diese zeichnen sich durch ihre PTFE-Sandwichmem-branen aus, die eine hohe Betriebssicherheit bei vergleichsweise geringem Wartungsaufwand sicherstellen.

Hygiene-Risiko bei wassergekühlter Kolbenpumpe war zu groß

Die Anforderungen sind besonders in der Produktion von Spezialmilchpulver für Säuglinge und Kleinkinder sehr hoch. Bei der Herstellung dieser Produkte wird der Vollmilch, die zu etwa 87 % aus Wasser besteht, die Flüssigkeit entzogen. Dabei wird im ersten Schritt unter produktschonenden Vakuumbedingungen ein Milchkonzentrat hergestellt, welches in Bezug auf die Hygiene sehr kritisch ist. Das fertige, konzentrierte Halbfabrikat wird anschließend zur weiteren Verarbeitung in einen Reinraum befördert, in dem die abschließende Trocknung stattfindet. Für diesen wichtigen Schritt wurde bisher eine Kolbenpumpe eingesetzt, die jedoch aufgrund ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise nicht optimal für die Anwendung geeignet war. „Da die Kolben der Pumpe mit Wasser gekühlt werden mussten, bestand ein hohes Rekontaminationsrisiko für das Fertigprodukt, welches im Fall einer Kontamination nicht verkauft werden kann und entsorgt werden muss. Aus diesem Grund suchten wir nach einer Lösung, die ohne eine Kolbenspülung auskommt“, führt der Plant Manager weiter aus.

Die Wahl fiel auf eine Triplex G3F Prozess-Membranpumpe. Die Triplex-Aggregate sind speziell für die hohen Drücke sowie Förderströme des lebensmittel- und fettverarbeitenden Bereichs ausgelegt, so dass die geforderte Durchsatzmenge von 4.000 l/h bei 250 bar kein Problem darstellte. Zudem verfügt die Membranpumpe über insgesamt drei speziell für die aseptische Anwendung bei Hochdorf ausgewählte M9-Pumpenköpfe. Diese zeichnen sich durch ihre PTFE-Sandwichmembranen aus, die eine hohe Betriebssicherheit bei vergleichsweise geringem Wartungsaufwand garantieren.

Die hermetische Dichtheit der Pumpe mit entsprechender Systemanbindung sorgt dabei für eine sterile Förderung des Produkts. Sämtliche fluidberührten Oberflächen bestehen aus hochfestem DIN 1.4571-Edelstahl und sind gemäß der Hygieneanforderungen mit einer Oberflächenrauheit von Ra <0,5 µm ausgeführt. „Auf der Saug- sowie Druckseite befindet sich eine Sammelverrohrung, welche auf Kundenwunsch mit Drucktransmitter in aseptischer Ausführung versehen wurde“, erklärt Pietro Pettoruto, Vice Director bei Lewa Schweiz. „Sowohl Sammelleitung als auch Flansche wurden zur besseren Reinigbarkeit mit einer Oberflächenrauheit von Ra <0,8 µm ausgeführt. Somit kann, gemäß der gewünschten Hygienic-Design-Vorgabe, höchste Betriebssicherheit gewährleistet werden.“

Robustes Triplex-Triebwerk sorgt für einen störungsfreien Betrieb

„Die Grundlage der Triplex-Baureihe bildet das spezielle Triebwerk: Dank seiner Robustheit ist es für unterschiedlichste Bereiche in der Prozess- sowie Lebensmittelindustrie geeignet“, so Pettoruto. „Die Triplex-Pumpe ist für den Dauerbetrieb konstruiert, um langfristig einen unterbrechungs- und störungsfreien Betrieb sicherzustellen.“ Das Triebwerksgehäuse ist einteilig und mit vertikal angeflanschtem Motor ausgeführt. Durch diese Bauart können die erforderlichen Komponenten wie Lager und Dichtungen auf ein absolutes Minimum reduziert werden. Das Ergebnis ist ein kompaktes sowie platzsparendes Design, welches der zur Verfügung stehenden Fläche im Werk gerecht wird.

„Die Pumpe kommt direkt nach dem Erhitzungs- und Homogenisierungsprozess des Produktfluids zum Einsatz“, erläutert Pettoruto. Das Produkt wird von der Prozessmembranpumpe anschließend zum Sprühturm gefördert, in welchem das finale Säuglings- bzw. Folgemilchpulver formuliert wird. Neben der Beachtung der Hygieneanforderungen bestand für das Team des Pumpenherstellers eine weitere Herausforderung darin, die erforderlichen Reinigungszyklen (CIP/ SIP) an die neue G3F-Pumpe anzupassen – und das bei strikter Einhaltung eines sehr engen Terminplans. Auch mussten die Mitarbeiter, die ab dem Zeitpunkt des Einbaus für den störungsfreien Betrieb des Aggregats zuständig waren, entsprechend geschult und auf zukünftige Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen vorbereitet werden. „Obwohl höchste Genauigkeit hinsichtlich der Hygiene erforderlich war und Zeitdruck herrschte, verlief die Kooperation aller am Projekt Beteiligten reibungslos“, zeigt sich der Milchhersteller zufrieden. Die Anlage wurde nach Finalisierung des Projekts im April 2017 in Betrieb genommen und läuft seither sehr zufriedenstellend. Die Gefahr durch Rekontamination konnte ebenfalls erheblich gesenkt werden.