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Aseptische Ventile

Wie aseptische Ventiltechnologie Getränke vor Kontamination schützt

| Redakteur: M.A. Manja Wühr

Produkt- und Aromaverschleppung zu vermeiden und damit Produktrückrufen vorzubeugen – das hat für Getränke- und Nahrungsmittelproduzenten höchste Priorität. Dabei kommt den Flusskomponenten wie Ventilen eine entscheidende Bedeutung zu, denn sie sitzen in Wächterfunktion an den Verbindungsstellen der Prozesstechnologie im Produktionsgefüge. Wie dies in der Praxis aussehen kann, zeigte Gea Vertretern der Fachpresse am Standort Büchen.

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Gea Produktmanager für aspetische Ventile Pascal Bär erklärt Vertretern der Fachpresse die Funktionsweise des D-tec-Ventils mit Stangenmembrantechnologie.
Gea Produktmanager für aspetische Ventile Pascal Bär erklärt Vertretern der Fachpresse die Funktionsweise des D-tec-Ventils mit Stangenmembrantechnologie.
(Bild: Gea)

„Verbraucher finden Plastikteilchen im Joghurt, Testinstitute ermitteln eine höhere Keimbelastung im Bier, es gibt allergene Stoffe in Nahrungsmitteln, in die sie nicht gehören – solche Produktrückrufe begegnen uns täglich in den Medien. Für unsere Kunden sind diese Warnungen eine Horrorvorstellung, rufschädigend, vertrauensbelastend, sehr teuer. Deshalb tun sie alles, um in ihrer Fertigung jegliche Risiken zu minimieren. Und wir helfen mit unserer Ventiltechnologie entscheidend, die neuralgischen Schnittstellen zu sichern“, fasst es Karsten Becker auf einer Presseveranstaltung in Geas Ventil-Technologiezentrum Büchen zusammen. Diskutiert wurden das neue Doppelkammerventil der D-tec-Linie, Hygieneklassen und praktische Erfahrungen aus der Fruchtküche einer Molkerei.

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Sicherheitsposten an den neuralgischen Stellen in der Fertigung

Tatsächlich birgt jedes einzelne Ventil ein potenzielles Risiko für eine mikrobiologische Kontamination aus der Atmosphäre. Es muss zudem gewartet und gepflegt werden, beeinflusst damit die Total Cost of Ownership im Betrieb und es ist eine Hürde für die effiziente Reinigung an Ort und Stelle. Umso erstaunlicher ist es, dass Ventile, die oft zu Hunderten in einer Anlage verbaut sind, in der ersten Projektphase bei Greenfield-Projekten oft noch nicht betrachtet werden. Wenn nun gar in einer bestehenden Prozesslinie verändert, erweitert, erneuert werde, dann spitze sich die Herausforderung noch mehr zu, ergänzte Produktexperte Pascal Bär, der bei Gea die aseptischen Ventile betreut. „Tatsächlich beschäftigen wir uns oftmals mit Brownfield-Projekten. Das heißt, wir arbeiten in bestehenden Prozessen und müssen umso vorsichtiger operieren. Realität ist, dass wir an hochsensiblen Stellen in ein System eingreifen – vielleicht vorher im Technikum bei uns testen können, oft aber dann unter Realbedingungen direkt in der Kundenproduktion loslegen.“

Wie nun lässt sich die richtige Ventiltechnik finden? Zuerst zählt das Sicherheitsbedürfnis der verarbeiteten Produkte. Gea hat zur Einteilung von Prozessventilen drei Hygieneklassen benannt, die als eine Art Wegweiser durch das Labyrinth der Produktgattungen dienen: „Hygienic“, „Ultraclean“ und „Aseptic“. Dafür berücksichtigt dieses System neben der Haltbarkeit, den mikrobiellen Voraussetzungen eines Produktes und langfristigen Hygienerisiken hauptsächlich mikrobielle Kontaminationsgefahren und Nachweismöglichkeiten. Gea orientiert sich zudem an Empfehlungen des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau VDMA für hygienische Abfüllanlagen für flüssige und pastöse Nahrungsmittel (Nr. 2/2000, 2. Auflage, 2006). „Unsere Hygieneklassen sind eine Orientierung für Anlagenbauer und -betreiber. Wir verstehen sie aber als Empfehlung, nicht als Beschränkung“, macht es Karsten Becker deutlich. „Das eigentliche Auswahlverfahren eines Ventils bleibt durch die hohen Anforderungen an Flexibilität, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit immer mehrdimensional.“ Planer und Betreiber haben die Wahl: Gea betreibt sowohl die Metallfaltenbalg-Technologie mit der Aseptomag-Linie als auch die Stangenmembrantechnologie in Form der D-tec-Produktlinie parallel.

Einführung des neuen D-tec-Doppelkammerventils D/DV

Im Rahmen Presseevent nahm Gea die Einführung des neuen D-tec-Doppelkammerventils D/DV in diesem Jahr zum Anlass, um die Einordnung insbesondere in die Ansprüche des „UltraClean-Niveaus“ zu erläutern. Das neue Doppelsitzventil führt den Leckageraum als Sterilkammer aus und ist mit zwei Seitenventilen hermetisch von der Umwelt getrennt. Durch die herausragenden Dichtungseigenschaften der Stangenmembrane erhöht es die Mindesthaltbarkeit für Erfrischungsgetränke, Fruchtsäfte, milchbasierte und milchsäurefermentierte Produkte. Passen Hersteller die Prozesskette entsprechend an, können sie dank D-tec die gewünschte Haltbarkeit eines Produktes sogar mit weniger Konservierungsstoffen erreichen.

Gea gelingt mit dem D-tec-Doppelkammerventil D/DV die Komplettierung des Ultraclean-Ventilprogramms, sodass Kunden ihre Produktionsprozesse nun vollständig mit dieser Reihe ausstatten können. „Die Schnittstellen in Prozessanlagen mit möglichst wenig Ventiltypen auszurüsten, ist für unsere Kunden oft ein entscheidendes Kriterium. Denn das Ersatzteilhandling und die Lagerhaltung werden umso aufwendiger, je mehr unterschiedliche Ventilbaureihen korrespondieren müssen“, erklärt Produktmanager Pascal Bär.

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Praxisbeispiel: Betriebs- und Produktsicherheit für Fruchtpüree-Hersteller

Die Fragen, die sich Gea bei der Konfiguration des passenden Ventilschemata stellt, gehen weit über die Kontaminationsgefahren eines Nahrungsmittels hinaus. Dies zeigte Sönke Burmester in seinem Vortrag, als er anhand eines Kundenprojekts die Herausforderungen in einer Fruchtküche vorstellte. Der Kunde, eine der größten Molkereien Deutschlands, stellt Fruchtpürees für Joghurts her. Es treffen also hochsensible Produkte aufeinander – eine Milch- und eine Fruchtkomponente – die das Thema Aromaverschleppung vermeiden zur höchsten Relevanz werden lässt. Ebenso ist für die Molkerei zentral, wie das Ventil die Effizienz im Anlagenbetrieb und die Gesamtbetriebskosten beeinflusst. Denn insbesondere durch die Kristallisation des Fruchtzuckers sowie die Kerne in den beliebten Sorten Erdbeer und Himbeer rücken auch die Frage nach der Reinigbarkeit, den Wartungsintervallen und Standzeiten der Membrane und Dichtungen in den Fokus.

Bei Testläufen mit den D-tec-Doppelkammerventilen in einer bestehenden Anlage erproben Gea und die Molkerei gerade, welche Vorteile in puncto Standzeiten – Lebensdauer – und Reinigung Stangenmembrane gegenüber einem Faltenbalg haben, wenn sie in einer Fruchtbreiherstellung eingesetzt sind. Die D-tec-Membrane bestehen aus einem thermoplastischen Kunststoff, der in sich flexibler ist als Edelstahl. So könne er zum Beispiel Druckschlag kompensieren und bis zu einem gewissen Grad auch Prozessfehler verzeihen, sagt Bär. Käme es doch einmal zu einem Membranbruch, gewähre die Leckageerkennung eine hohe Betriebssicherheit. Gerade im Umgang mit Fruchtzubereitungen könnten sich Partikel in den Windungen der Balge verklemmen und die Reinigung verkomplizieren.

„Wir haben in der Fruchtküche ein typisches Beispiel für das systematische Abwägen von Risiken, das unsere Kunden bei Änderungen der Prozesskomponenten machen müssen“, fasst es Pascal Bär zusammen. Membrane sind flexibler, großzügiger im Handling und aufgrund ihrer Formgebung für das Handling von Früchten mit kleinen Kernen ideal geeignet. Bei einem Faltenbalg-Ventil ist im Innenraum ein Edelstahl-Faltenbalg verbaut, der untrennbar mit der Ventilstange verschweißt ist. Das bedeutet, dass keine dynamisch beanspruchten Einspannstellen vorhanden sind und somit das Restrisiko für eine mikrobielle Kontamination auf das technisch bestmögliche Minimum reduziert wird. Er ist deshalb die Paradetechnologie für höchstsensible Nahrungsmittel wie UHT-Milchprodukte, medizinische Ernährung und Säuglingsnahrung. Bär: „Unsere Hygieneklassen schließen eine Verwendung der Prozessventile in anderen Bereichen nicht kategorisch aus. Ultraclean-Stangenmembranventile können im aseptischen Einsatz durchaus einen Mehrwert darstellen. Wir freuen uns, wenn wir Kunden umfassend beraten können und es ihnen erleichtern, die Entscheidungshürden zu überwinden.“

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