Aseptische Regelventile: links ist die Standardversion mit Regelkegel aus Edelstahl, rechts die 3A-Variante, die im medienberührenden Teil frei von Elastomeren ist

Bild: Gemü

Aseptisches Regelventil Für höchste Reinheitsansprüche

17.08.2017

Mit einem neuen Lösungsansatz für ein aseptisches Regelventil lassen sich in der Pharmazie, Biotechnologie sowie Lebensmittel- und Getränkeindustrie Kleinmengen hochpräzise regeln. Das eröffnet unzählige Möglichkeiten in der aseptischen Regelungs- und Steuertechnik.

Die Anforderungen an Hygiene- und Betriebssicherheit in der Pharmazie, Biotechnologie sowie Lebensmittel- und Getränkeindustrie werden durch gesetzliche Anforderungen wie das Arzneimittelgesetz (AMG), das Lebensmittel-, Bedarfsgegenstände und Futtermittelgesetz (LBFG), die Food and Drug Administration (FDA), die Verordnung (EG) Nr. 1935/2004 oder das Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP)
immer höher.

Um den Anforderungen des Gesetzgebers und den damit verbundenen Kundenwünschen Rechnung zu tragen, hat Gemü die Plug-Diaphragm-Technologie (PD) entwickelt. Diese kombiniert den Vorteil der Membranventiltechnologie – die schon immer eine hermetische Trennung von Fluid zu Antriebseinheit garantierte – mit einem guten Regelverhalten. Mit der PD-Technologie wurde eine Membran aus Polytetrafluorethylen (PTFE) entwickelt. Diese erreicht die Regelbarkeit eines Sitzventils und erfüllt gleichzeitig höchste Reinheitsanforderungen. Unter Einhaltung bestimmter Regelparameter kann sogar komplett auf den Einsatz von Elastomeren verzichtet werden.

Höhere Ansprüche an Reinheit und Hygiene

Um die Qualität und Reinheit von Lebensmitteln und Medikamenten weiter zu steigern, werden künftig alle Prozesse in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie besser geregelt und immer höhere Ansprüche an die Reinheit und Hygiene der Prozesse gestellt. So werden heute aseptische Ventile in Bereichen der Pharma- und Lebensmittelindustrie eingesetzt, in denen bisher keine Aseptik-Ventile zum Einsatz kamen. Diese Ventile ermöglichen eine verbesserte Reinigung und Sterilisation, was den Hygienestatus der Anlagen signifikant erhöht. Durch die damit einhergehende schonendere Verarbeitung der Lebensmittelinhaltsstoffe beziehungsweise pharmazeutischen Wirkstoffe resultieren längere Haltbarkeiten von Lebensmittel und Arzneimittelprodukten sowie eine bessere Qualität.

So werden heute viele Nahrungsmittel kaltaseptisch verarbeitet, verpackt und abgefüllt um essentielle Aminosäuren, Proteine, natürliche Farbstoffe, Enzyme, Coenzyme und Vitamine zu schonen und dem Körper in höherer Konzentration und in natürlicher Form zur Verfügung zu stellen. Meist gehen die verbesserten Prozesse einher mit gesünderem und appetitlicherem Aussehen sowie besserem Geruch und Geschmack der so hergestellten Produkte. Dies wiederum führt dazu, dass die Verbrauchernachfrage steigt und die Akzeptanz der Produkte sich verbessert.

Ein Membranventil ist die erste Wahl, wenn ein asep­tisches Ventil benötigt wird, da es einfach zu reinigen und für CIP- und SIP-Prozesse geeignet ist. Darüber hinaus lassen sich Grobregelanwendungen mit Membranventilen realisieren, soweit die gewünschten Durchflussmengen groß genug sind. Wenn allerdings fein dosiert werden soll oder ein großer Regelbereich abgedeckt werden muss, stoßen Membranven­tile an ihre Grenzen, da bei ihnen keine Möglichkeit besteht, eine definierte Querschnittsfläche freizugeben. Sitzventile mit Drosselkörper sind zwar exakte Regelventile, aber alles andere als aseptisch. Denn durch den sogenannten Aufzugeffekt an der Ventilspindel wird Medium in die Dichtpackung transportiert und bei der Reinigung der Anlage nicht mehr entfernt, wodurch sich in diesem Bereich Schmutzpartikel anreichern und Bakterien vermehren können. Um dies zu vermeiden, werden oft Faltenbälge aus PTFE- oder in Edelstahlausführung als Antriebsabdichtung eingesetzt.

Aber auch bei dieser Konstruktionslösung kann sich zwischen den Falten Medium absetzen. Je nach Feinheit und Tiefe der Falten ist eine ausreichende Reinigung – besonders in strömungsarmen Bereichen des Faltenbalgs – praktisch unmöglich. Insbesondere bei faserigen oder pulpehaltigen Medien können bei Faltenbalg-Ventilen Reinigungsprobleme auftreten. Bei dem aseptischen Regelventil Gemü 567 Biostar Control wurde deshalb ein neuer Lösungsansatz verfolgt, um die hermetische Trennung des Mediums vom Antrieb und gleichzeitig ein gutes Regelverhalten des Ventils zu erreichen. Die Trennung des medienführenden Bereichs vom Antrieb wurde über eine neu entwickelte PTFE-Membran, die Regelung über einen Parabolkegel realisiert.

Basis hierfür war die PD-Technologie von Gemü. Die Membran und der Eckventilkörper haben eine totraumarme Geometrie und lassen sich einfach reinigen. Damit ist das Ventil ein geeignetes Regelventil für den aseptischen Bereich. Es ist darüber hinaus auch für unterschiedlichste Regelanwendungen sowie in anderen Sektoren mit hohen Ansprüchen an Regelgenauigkeit und Reinigbarkeit einsetzbar. Da das Ventil Gemü 567 Biostar Control für aseptische Anwendungen vorgesehen ist, bestehen nicht nur die medienberührenden Elemente aus Edelstahl oder beständigen Hochleistungskunststoffen, sondern auch der Ventilkörper sowie der Antrieb. Da Edelstahl verwendet wird, lassen sich auch die außenliegenden Oberflächen mit allen gängigen Reinigungsmittel reinigen.

Vielfach einsetzbar

Mit der neu entwickelten Gemü PD-Technologie bietet das aseptische Regelventil die Möglichkeit, Kleinmengenzugaben in der Pharmazie, Biotechnologie sowie Lebensmittel- und Getränkeindustrie unter aseptischen Bedingungen im Bereich von 80 l/h bis 4.100 l/h hochpräzise zu regeln. Anlagenbetreiber und Anlagenbauer können mit diesem Regelventil typische Anwendungsfälle wie die Dosierung von gasförmigen und flüssigen Medien realisieren.

So eröffnen sich mit dem Gemü 567 Biostar Control vielfältige aseptische Anwendungen wie die hochpräzise Dosierung und Regelung von Spuren­elementen, Zusatz-, Wuchs-, Aroma- oder Farbstoffen, Ansätze von Bio-Kulturen, Druckregelungen für WFI-Systeme, Aseptik-Tanks und Fermenter, Konditionierungslösungen sowie Druck- und Durchfluss-Regelungen generell oder bei Abfüllprozessen. Bei der Herstellung von Getränken kann es zur Karbonisierung von Bier, CSD, Heil- und Mineralwasser eingesetzt werden. Ebenso in der Nahrungsmittelherstellung zum Beispiel in KZE-Anlagen, Analysatoren, Inline-Ausmischanlagen und High-Gravity-Anlagen.

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