Membranventile Neues Konstruktionsdesign verbessert die Reinigungseigenschaften von Membranventilen

Redakteur: Dr. Jörg Kempf

Vor allem die Pharma- und die Lebensmittelproduktion stellen in puncto Sterilität besonders hohe Anforderungen. Mit dem Aufkommen der biotechnischen Produktion haben sich die Ansprüche verschärft. Ein neues Design-Konzept verbessert jetzt die Reinigungseigenschaften von Membranventilen.

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Pneumatische Ventilbetätigung der Serie Steripur mit definierter kreisrunder Abdichtkante nach dem CDSA-Prinzip
Pneumatische Ventilbetätigung der Serie Steripur mit definierter kreisrunder Abdichtkante nach dem CDSA-Prinzip
( Bild: SED Flow Control )

Membranventile zeichnen sich allgemein durch Vielseitigkeit und gute Reinigungseigenschaften aus, was sie insbesondere für sterile Anwendungen prädestiniert. Die Membran verhindert, dass das Betriebsmedium in Kontakt mit beweglichen Funktionsteilen kommt. Lediglich die Membran und das Ventilgehäuse werden benetzt. Dadurch werden Ablagerungen ausgeschlossen, was zum einen der Sterilität und zum anderen der Funktionssicherheit dient. Bei entsprechendem Einbau wird das Ventil zudem vollständig entleert.

Um die an sich schon guten Reinigungseigenschaften des Membranventils weiter zu verbessern, hat SED Flow Control jetzt ein neues Konstruktionsdesign entwickelt: Das CDSA-Design (Circumferential Defined Sealing Angle) bietet eine umlaufend definierte Dichtkante zwischen Ventilkörper und Membran. Welche Vorteile dies gegenüber herkömmlichen Membranventilen aufweist, wird im Folgenden erläutert.

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Das Problem

Ein Membranventil besteht aus drei wesentlichen Komponenten: dem Ventilkörper, der Membran und der Betätigung. Das Absperren des Ventils erfolgt über ein Druckstück, das hinter der Membran liegt und auf den Steg des Ventilkörpers gepresst wird. Damit sich das Druckstück nicht verdreht, wird es bei herkömmlichen Membranventilen über zwei Nocken in dafür vorgesehene Führungsbahnen in der Ventilbetätigung geführt. Dies hat den Nachteil, dass die Führungsbahnen in der Ventilbetätigung keine eindeutige Abdichtung bei der Anpressung der Membranen zulassen. Vor allem beim geöffneten Ventil entsteht ein nicht definierter Schlitz, unter dem sich stehendes Medium ansammelt und absetzt.

Die Lösung

Die Ventilspezialisten von SED haben die Ventilbetätigung so verändert, dass die Nocken am Druckstück und die Führungsbahnen in der Ventilbetätigung überflüssig sind. Das Antriebunterteil, das die Membran mit dem Ventilkörper verspannt, ist nun kreisrund ausgelegt, und die Führung übernehmen je nach Betätigungsart Führungsstifte oder zurückgesetzte Führungsnuten im Druckstück. Durch die kreisrunde Anpressung entsteht eine eindeutig definierte Abdichtkante ohne Öffnungsschlitz.

Durch die Optimierung werden folgende Vorteile erzielt:

eine geringere Reinigungszeit bei SIP-Systemen;

ein geringerer Einsatz von Chemikalien und Lösungen bei CIP-Systemen;

eine verbesserte Ventilentleerung;

eine gleichmäßigere Schließkraftverteilung über das Druckstück;

eine längere Membranlebensdauer.

Die bessere Effizienz bei der anlageninternen Reinigung wurde nach EHEDG, Dokument Nr. 08, getestet und nachgewiesen. Ein weiteres wichtiges Kriterium, die Mediumsmembran, ändert sich nicht und bleibt somit für alle herkömmlichen Antriebsarten identisch. Das Unternehmen hat das neue Konzept bei seiner Steripur-Serie bereits komplett umgesetzt und will es jetzt auch in weiteren Produktreihen einführen.

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