Spülen statt warten

Wenn Verunreinigungen die Inbetriebnahme verzögern

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02.11.2018 Neu gebaute Anlagen enthalten Montagehilfsstoffe und montagebedingte Verunreinigungen. Vor der Inbetriebnahme ist es deshalb notwendig, diese Stoffe aus dem System zu entfernen.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Insbesondere in lebensmittelverarbeitenden oder pharmazeutischen Betrieben gelten hohe Anforderungen an die Reinheit von Rohrleitungssystemen. In neu gebauten Anlagen, nach Reparaturen oder nach Produktwechseln bleiben jedoch Fremdstoffe in den Leitungen zurück, die vor der Inbetriebnahme zu entfernen sind.
  • Mit dem beschriebenen mechanischen Impulsspülverfahren lassen sich auch die Rohrsysteme in hygiene-sensitiven Betrieben vor der Inbetriebnahme oder teilweise im laufenden Betrieb zuverlässig spülen.
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1: Damit Rohrleitungen hygienisch einwandfreies Wasser fördern, müssen sie vor der Inbetriebnahme gründlich gespült werden. (Bild: Bild: ©klikk – stock.adobe.com)

So sind Rohrleitungsabschnitte für Roh- oder Trinkwasser vor der Inbetriebnahme zu spülen, um sie in einen hygienisch einwandfreien Zustand zu versetzen.

Bei bestimmten industriellen Anlagen bestehen noch höhere Reinheitsanforderungen, beispielsweise wenn vollentsalztes Wasser (VE-Wasser) oder hochreine wässrige Lösungen in der chemischen oder pharmazeutischen Industrie zur Anwendung kommen. Auch in Anlagen für Nahrungsmittel oder Zusatzstoffe spielt die Reinheit eine große Rolle. Rohrleitungen und Aggregate müssen vor der Inbetriebnahme sauber sein. Dazu genügt normalerweise das intensive Spülen mit Wasser. Bei kleinen Nennweiten kommen auch sogenannte Spülkompressoren zum Einsatz.

Diese Maßnahmen reichen aber bei bestimmten Einträgen und Verunreinigungen in den Anlagen nicht mehr aus. Besonders für diese Anwendungen hat sich das Impulsspülverfahren Comprex bewährt, weil nur reines Wasser oder das zur Anwendung kommende Medium sowie mehrfach gefilterte Druckluft zum Einsatz kommen: Die Firma Hammann, Entwickler des Verfahrens, hat bereits in verschiedenen Betrieben mit sensiblen Anlagen Erfahrungen gesammelt.

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Funktionsprinzip: Die mobile Anlage wird an den zu reinigenden Teil des Rohrleitungsnetzes angekoppelt und das Leitungssystem mit Wasser und Druckluftpulsen gespült.
(Bilder: Hammann)

Montagerückstände in Rohrleitungen

In Rohrleitungen einer Anlage aus nichtrostendem Stahl, teils verzweigt und teils durchgeschleift, befanden sich vor der Inbetriebnahme trotz Spülens mit Wasser Fremdstoffe wie Späne und andere Metall- und Kunststoffpartikel. Da diese Rohrleitungen in den Nennweiten DN 50 bis DN 150 hochreines Wasser für medizinische Zwecke transportieren sollen, steht die Reinheit an erster Stelle. Die Reinigung erfolgte in diesem Fall zunächst mit Trinkwasser und abschließend mit hochreinem Wasser, wie es sich später in der Anlage befindet.

Damit die Druckluft für das Reinigungsverfahren den Reinheitsanforderungen entsprach, war es notwendig, vor der Maßnahme die zum Einsatz kommenden Geräte zu validieren. Zum Nachweis der ausgetragenen Partikel diente ein Behälter mit eingelegtem Geotextil. Darauf ließen sich ausgetragene Stoffe visuell gut erkennen. Sobald keine Fremdstoffe auf dem eingelegten Filter mehr sichtbar waren, wurde mit hochreinem Wasser nachgespült. Die aus den gereinigten Rohrleitungen entnommenen Wasserproben ergaben, dass sich die Anlagen nach der Reinigung in einem einwandfreien Zustand befanden. Alle Arbeitsschritte und Analysenergebnisse wurden dokumentiert, so dass die Anlage ordnungsgemäß in Betrieb gehen konnte.

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Ausgewaschen und gefiltert: ausgetragene Partikel auf Geotextil.

Ionenaustauscherharz in Warmwasserleitungen

In einem anderen Fall waren zwei Rohrleitungsnetze in einem fleischverarbeitenden Betrieb jeweils für Warm- und Kaltwasser mit etwa 100 Entnahmestellen nur kurze Zeit in Betrieb, als an den Entnahmestellen Harzpartikel aus einer Wasserenthärtungsanlage austraten. Ursache war ein Fehler am Behälter des Ionenaustauschers.

Nachdem das defekte Teil ersetzt war, sollte Spülen mit Wasser das System aus Rohrleitungen, Plattenwärmeübertragern, Pumpen und anderen Geräten wieder in einen einwandfreien Zustand bringen. Dies reichte allerdings nicht aus.

Mit dem Impulsspülverfahren ließ sich diese Aufgabe jedoch sogar während des laufenden Betriebs an angrenzenden Bereichen erfüllen. Dazu war es lediglich erforderlich, die Arbeitsplätze an den zu reinigenden Anlagenabschnitten kurzzeitig frei zu halten. Nach der Reinigung stand dort wieder einwandfreies Wasser zur Verfügung.

Rückstandsfreie Produktleitungen

Produktwechsel erfordern immer eine zuverlässige rückstandsfreie Reinigung der Produktleitungen. Bei häufigen Produktwechseln fallen dadurch insbesondere bei wasserbasierten Produkten große Mengen Spülwasser mit entsprechend hohen Entsorgungskosten an. Durch die Kombination von Wasser und Druckluft bei der Reinigung lässt sich eine große Menge Wasser einsparen.

Da die Produktwechsel in manchen Werken häufig sind und folglich auch häufige Reinigung erforderlich ist, bietet Hammann dafür stationäre Anlagen an, beispielsweise die Comprex-Unit MCU-1000. Die Engineering-Tochter des Anbieters konzipiert zusammen mit dem Anlagenbetreiber diese Anlagen, baut, installiert und nimmt nach erfolgreicher Abnahme die Geräte in Betrieb. Die stationäre Reinigung amortisiert sich nach wenigen Monaten. Beispielsweise konnte ein Abfüllbetrieb für hochwertige Lösungen so über 90 % Spülwasser einsparen.
Ein anderes Beispiel verdeutlicht die Synergieeffekte aus der Kombination zweier Verfahren: Ein Werk für wasserbasierte Beschichtungsstoffe hatte neue Anforderungen zu erfüllen, da neu konzipierte Produkte keine Konservierungsmittel enthalten dürfen. Dadurch sind auch die Reinheitsanforderungen an die Rohrleitungen enorm gestiegen. Neue totraumfreie Armaturen und regelmäßige intensive Reinigungen sind erforderlich. Die bisherige Vorgehensweise, bei Produktwechsel die in der Rohrleitung verbleibende Produktmenge durch Molche herauszudrücken, soll beibehalten bleiben. Die dabei an den Innenwänden der Rohrleitung und Pumpen verbleibenden Produktreste müssen aber zuverlässig entfernt werden. Mit Wasserspülung gelingt dies sehr schwierig oder gar nicht. Wenige Impulse der Reinigung mit Wasser und Druckluft reichen aber schon aus, um das Ziel zu erreichen. Hinzu kommt, dass nur noch geringe Mengen an Spülwasser vorliegen und die Rohrleitung nach der Reinigung und Durchblasen mit aufbereiteter Druckluft trocken ist.

Sabotage mit Fremdstoffen

Die geschilderten Beispiele zeigen, dass unbeabsichtigt oder unwissentlich in Anlagen eingebrachte Verunreinigungen die Inbetriebnahme verhindern. Allerdings kommt es leider auch immer wieder vor, dass Fremdstoffe absichtlich in Rohrleitungen oder Apparate gelangen. Im industriellen Bereich sind dies beispielsweise metallische Partikel, die zu Schäden an Pumpen oder Verstopfungen führen. Auch solche Probleme lassen sich mit dem Verfahren lösen und die Fremdstoffe aus den Anlagen entfernen. Die mechanische Reinigung verändert die Partikel nicht oder nur geringfügig, so dass es möglich ist, die ausgetragenen Partikel in Sedimentationsbehältern oder in Filtern aufzufangen und als Nachweis zu verwenden.

Fazit: Falls es zu Problemen mit Kontaminationen – ob unbeabsichtigt oder wissentlich eingebrachten Verunreinigungen – gekommen ist, hilft die schonende aber zugleich auch intensive Comprex-Reinigung, die Anlage wieder in einen einwandfreien Zustand zu versetzen. Bei Anlagen mit erhöhten Anforderungen an die Betriebssicherheit oder die Reinheit der Rohrleitungen und den dazugehörenden Apparaten ist es sinnvoll, eine Reinigung vor der Inbetriebnahme einzuplanen.

Heftausgabe: November 2018
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Über den Autor

Norbert Klein und Hans-Gerd Hammann, Hammann GmbH / Sebastian Immel und Vincent Hammann, Hammann Engineering
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