Eine mobile, arretierbare Behälterwaage der Firma Baumgartner, ausgestattet mit drei Contego Wägemodulen.

Bild: Sartorius Intec

Prozessautomation & Messtechnik Sauber ausgewogen

04.07.2014

Die Aufrechterhaltung der Hygiene ist in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie unentbehrlich. Deshalb besteht in diesen Bereichen bei Wägelösungen die größte Herausforderung in der Umsetzung von Hygienekriterien in der Konstruktion bei gleichzeitig hoher Genauigkeit.

Von der Anlieferung der Rohstoffe bis zur Verpackung des Endprodukts schließen im gesamten Produktionsprozess viele sensible Bereiche einander an. Durch die oft geforderten strengen Hygienerichtlinien besteht gerade hier die He­rausforderung, die exakte Einhaltung von Rezepturen mit den Hygienevorgaben zu vereinen. In der Lebensmittelindustrie erfordern innerhalb der EU unter anderem EHEDG, HACCP, Maschinenrichtlinie und IFS die leichte Reinigbarkeit von Anlagen, um mikrobiologische Kontaminationen zu vermeiden. In der Pharmaindustrie hingegen werden diese Vorgaben durch FDA-Standards beziehungsweise EU-GMP Richtlinien reglementiert. Um eine möglichst hygienische Produktionsumgebung zu erhalten, müssen daher sowohl die Anlagentechnik als auch das Reinigungsmanagement an die hygienischen Anforderungen angepasst sein.

Am kritischsten sind die Anforderungen an Bauteile von Maschinen und Anlagen, die direkt mit dem Produkt in Kontakt kommen. Diese müssen über eine hohe Korrosionsbeständigkeit verfügen, dürfen keine chemischen Substanzen abgeben und weisen im besten Fall optimierte Oberflächen zur leichten Reinigung auf. Da sämtliche Substanzen, die in einem Werk verarbeitet werden, auch im Spritzbereich mit nicht unmittelbar produktberührenden Teilen in Kontakt kommen können, sind auch diese so zu konstruieren, dass Kontaminationsrisiken weitestgehend reduziert werden.

Auch die hygienefreundlichste Anlage ist nur so gut wie deren regelmäßige und sorgfältige Reinigung. Es gibt dazu verschiedene Möglichkeiten: mechanisch trocken, mechanisch nass oder chemisch nass. In Abhängigkeit von den zu erwartenden Verunreinigungen, wie zum Beispiel durch Mehl, Kakao, Eiweiß oder Fett, müssen die Anlagenkomponenten Methoden wie Druckluft, Saugen, Feucht-, Wasser- oder Dampfstrahl widerstehen können. Um dies zu erreichen, kommen hochwertige Materialien, wie Edelstahl oder hoch beständige Kunststoffe, zum Einsatz. Sie bieten Schutz vor Staub und Nässe und erfüllen dabei mindestens den IP65-Standard. Bei der Konstruktion solcher Module ist es daher unabdingbar, auf schräge Flächen sowie auf geringe Rautiefen zu achten. Das betrifft im Wägebereich neben hygienisch optimierten Plattformwaagen auch Komponenten für die Behälterverwiegung.

Aktuelle Einbaulösungen

Insbesondere für den Einsatz bei mittleren bis großen Behältern gibt es entsprechend konzipierte Drucklastwägezellen, deren Gehäuse aus besonders hochwertigem Edelstahl bestehen. Dadurch vermeidet man die Entstehung hygienisch kritischer Bereiche und kann so die Reinigungszeiten reduzieren. Eine Grundlage bei der Entwicklung solcher Wägezellen bilden die Richtlinien der EHEDG. Diese sind darauf ausgelegt, eine bestmögliche Hygiene zu erreichen. Möglich wird dies unter anderem durch leicht ablaufende Flächen.

Nach aktuellem Stand der Technik gibt es neben hygienischen Lösungen bei Wägezellen derzeit auch andere Ansätze, um bei der Verwiegung von Behältern eine höhere Beständigkeit und eine bessere Reinigbarkeit zu erreichen. Dabei werden in der Pharmaindustrie Wägezellen durch Edelstahlmanschettenin die Behälterbeine integriert. Diese sollen Schutz vor Staub und Flüssigkeit bieten und eine einfache Reinigung von außen ermöglichen. Bei dieser Lösung entsteht jedoch bereits in der Planungsphase ein umfangreicher und kostenintensiver Konstruktionsaufwand. Außerdem kommt diese Einbaulösung nicht ohne Spalten aus, da das gesamte Wägesystem zur Erzielung einer hohen Messgenauigkeit frei von Kraftnebenschlüssen sein muss. Das stellt aber ein Kontaminationsrisiko dar. Während man also von außen einen sauberen Zustand vermutet, könnten sich innen Schmutznester bilden.

Hygiene und Messgenauigkeit in einem Modul

Für kleine bis mittlere Prozessbehälter gibt es eine neue Lösung von Sartorius. Insbesondere für Behälter mit einer Gesamtlast im Bereich von 100 kg bis 8 t wurde ein Modul entwickelt, das Wägezelle und Einbausatz in einer hygienischen Wägelösung vereint. Das Modul Contego wird einfach unter dem Behälterfuß verbaut und macht somit eine separate Konstruktion überflüssig. Durch den geringen Durchmesser von nur 168 mm lassen sich zudem platzsparende Einbaulösungen realisieren. Kopf- und Bodenplatte bestehen aus Edelstahl. Damit schützen sie alle zentralen Bauteile vor Korrosion und bieten zudem eine äußerst hygienische und stabile Lösung für die Befestigung am Behälter und Bodenelement. Für ein einfaches und fachgerechtes Anheben oder Ablassen des Behälters bei Wartungsarbeiten bietet das Modul eine integrierte Jack-up-Funktion, was die Verwendung von zusätzlichen Werkzeugen überflüssig macht. Als besonderes Element zur Stabilisierung des Behälters verfügt diese Wägelösung über eine integrierte Abhebesicherung und eine Fesselung. Sie nimmt Querkräfte auf und sorgt damit während des Betriebs für einen festen Stand des Behälters. Für den Fall einer bodennahen Montage gibt es weiterhin Lösungen, um auch hier das Risiko von Schmutzablagerungen auszuschließen.


Die Kapselung erfolgt durch eine Manschette aus FDA-konformem Silikon, welches auch für die Pharmaindustrie zugelassen ist. Durch eine spezielle Dichtungsgeometrie wird sie sicher mit der Kopf- und Bodenplatte verbunden und vermeidet somit die Entstehung von Spalten, von denen eine Kontamination ausgehend könnte. Weiterhin verfügt diese Schutzhülle über eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber den gängigen Reinigungsmitteln. Da diese Wägelösung vor allem in sensiblen Produktionsbereichen zum Einsatz kommt, wurde bei der Entwicklung Wert auf überaus exakte Messergebnisse gelegt. Das Modul einsetzbar für einfache Wägelösungen sowie Rezeptur- und Dosieranwendungen und besitzt eine OIML-konforme Bauartzulassung.

Durch seine Flexibilität kann das Modul auch in unterschiedliche Anlagen integriert werden. Um allen Installationslösungen gerecht zu werden, gibt es Contego in zwei verschiedenen Ausführungen. Es ist mit einem seitlichen oder oberen Kabelausgang erhältlich und verfügt über eine entsprechend hygienische Kabelverschraubung. Die Konformität des Moduls wurde von der EHEDG zertifiziert. Beide Wägezellenmodelle sind auch in Ex-Ausführung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen geeignet. Eine hygienisch optimierte Wägetechnik bietet Anlagenbauern und Produzenten deutliche Vorteile in Bezug auf Kontaminationsrisiko und Reinigbarkeit und gibt so zusätzliche Sicherheit im Herstellungsprozess.

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