Aggressive Chemikalien verkürzen Lebensdauer von Dichtungen

Die automatisierten Reinigungsformen CIP (Cleaning In Place) und SIP (Sterilization In Place) stellen zur Zeit die besten Methoden für die Reinigung von Prozessanlagen dar. Sie sorgen für Sicherheit und Wirksamkeit, verhindern eine toxische Kontamination der Erzeugnisse und senken die Rekontamination des Prozesses. Ihre komplexe Zusammensetzung kann sehr schnell zu schweren Schäden an den elastomeren Dichtungen führen, insbesondere beim Einsatz unter Last und Druck. Bei hohen Temperaturen und Dampfsterilisation, die heute bis zu 150°C üblich ist, wird dieser Effekt verstärkt.

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Effektive Standardlösungen

Die Intervalle zwischen planmäßigen Wartungen und Fertigung lassen sich vergrößern, indem der Dichtwerkstoff an die Systemmedien und die Reinigungschemikalien angepasst wird. Mit Rücksicht auf Ihre speziellen Vorgaben können wir wirtschaftliche Lösungen anbieten, die alle wichtigen Standards einhalten und nachweislich fast jeder bekannten Reinigungsform gewachsen sind.

Wählen Sie aus den folgenden Werkstoffarten:

  • Auf EPDM basierende kostengünstige Dichtungswerkstoffe, die für die aseptische Technologie entwickelt wurden
  • Hervorragende Leistungen von zahlreichen FKM-Werkstoffen und unseren eigenen FKM Resifluor™ 500 Werkstoffen
  • Isolast® Perfluoroelastomer Werkstoffe, die die Elastizität eines Elastomers mit der universellen chemischen Beständigkeit von PTFE kombinieren
  • Turcon® auf PTFE basierende Dichtungen mit universeller chemischer Beständigkeit

Zum Erreichen einer optimalen Dichtungslebensdauer müssen folgende Faktoren berücksichtigt werden:

  • Reinigungstemperatur - die Temperatur der CIP Medien hat dominierenden Einfluss auf die chemische Aktivität der Reiniger
  • Konzentration der CIP Reinigungsmittel - diese sollte ebenfalls streng nach Anwendungsempfehlung der Hersteller gewählt werden
  • Einwirkdauer der Reinigungsmittel auf den Dichtungswerkstoff

    Die notwendige Einwirkdauer hängt widerrum stark von mechanischen Einwirkungen wie z.B. Fließgeschwindigkeit der Medien in den Leitungen,und dem hygienischen Design der Komponenten ab. Hier haben z.B. die Oberflächenqualität der Bauteile, das Vorhandensein von Toträumen oder die Ausführung von Eckenradien oder die strömungstechnische Auslegung großen Einfluss

  • Konstruktive Ausführung der Dichtung
  • Richtige Materialauswahl

Forschungsergebnisse

Fakten zu CIP (Cleaning In Place)

CIP Reinigungs- und Desinfektionsmittel sind notwendig und werden u.a. verwendet

  • zum Abreinigen von Anlagen von Rückständen und Kalkablagerungen der vom Produkt berührten Oberflächen
  • Außenreinigung der Anlagen
  • Desinfektion der gereinigten Oberflächen von Anlagen und Komponenten sowie von Packmitteln

Die wichtigsten gängigen Kategorien lassen sich wie folgt einordnen 

  • Alkalische CIP-Reinigungsmittel, zum Beispiel auf Basis von Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid - mit oder ohne Zusätze von Tensiden
  • Saure CIP-Reinigungsmittel, basierend auf mineralischen oder organischen Säuren - mit oder ohne Zusätze von Tensiden
  • Chloralkalische Reinigungsmittel auf Basis von Natriumhypochlorit
  • Saure CIP-Desinfektionsmischungen mit Peressigsäure und/oder Wasserstoffperoxid als Sauerstoffspender – unter Umständen mit Zusätzen von Tensiden
  • Additive für CIP-Medien als Reinigungsverstärker, häufig mit aktivem Sauerstoff (zum Beispiel H2O2) zum besseren Aufschluss organischer Verunreinigungen

Forschungsergebnisse

Verlängerte Lebensdauer einer Dichtung durch Anpassung des Dichtungsmaterials

Den richtigen Dichtungswerkstoffes für CIP und SIP zu bestimmen, ist keine einfache Angelegenheit und die Normen sind keine große Hilfe. Sie bieten nur allgemeine Informationen und beziehen sich auf Gruppen von elastomeren Werkstoffen und deren Konformität mit Normen. Aus diesem Grund hat Trelleborg Sealing Solutions eigene Prüfungen durchgeführt, um Kunden den optimalen Werkstoff für bestimmte Einsätze empfehlen zu können.

Werkstoffkompatibilitätsprüfungen in CIP- und SIP-Reinigungsmedien

Im Rahmen von umfangreichen Studien durch Trelleborg Sealing Solutions wurde die Leistungsfähigkeit der Werkstoffe in einem breiten Spektrum von handelsüblichen und gebräuchlichen CIP-Flüssigkeiten und -Lösemitteln bewertet.

Da der Prozess heutzutage in der Regel mit einer Sterilisierung im Heißdampf von bis zu 150°C abgeschlossen wird, sind die Prüfungen auch unter diesen Bedingungen durchgeführt worden.

Folgende Eigenschaften wurden geprüft:

  • Volumenänderung
  • Gewichtsänderung
  • Veränderung der Bruchdehnung
  • Zugfestigkeit
  • Härteänderung

Auf Ergebnissen basierende Empfehlungen

Wie erwartet, hatten die aggressiven CIP-Medien und die hohen Temperaturen einige Elastomere an ihre Leistungsgrenzen geführt. Wichtig war jedoch, dass die Ergebnisse von unterschiedlichen Werkstoffen, selbst wenn sie aus der gleichen Polymerfamilie kamen, sehr voneinander abgewichen sind. Dadurch konnte Trelleborg Sealing Solutions Werkstoffe entwickeln, die Höchstleistungen in CIP/SIP-Reinigungsmedien erbringen.

Schlussfolgerungen:

  • EPDM

    Die EPDM-Werkstoffe E7502, E7518 und E8502 haben in den meisten CIP Medien und im heißem Dampf hervorragende Ergebnisse gezeigt. Die Prüfungen haben gezeigt, dass diese Werkstoffe mit aggressiven polaren Lösemitteln wie Aceton und Methyl-Ethyl-Keton (MEK) verwendet werden können. Da EPDM-Werkstoffe unpolar sind, werden sie für extrem fettreiche Lebensmittel und einige Lebensmittelschmierstoffe nicht empfohlen. Näheres zu EPDM

  • FKM

    Der Standard V8605 zeigt gute Leistungen in basischen Flüssigkeiten mit aktivem Sauerstoff und unpolaren Lösemitteln. Ihre Expositionszeit bei Dampf muss jedoch begrenzt werden. Der Prämiumwerkstoff V8T41 (FKM) kann in Dampf bis zu 170°C eingesetzt werden und ist gegenüber allen getesteten CIP-Medien beständig. Dichtungen aus diesem Werkstoff haben eine höhere Lebensdauer als die standardmäßigen FKM-Dichtungen. Beide sind hochpolare Verbindungen und können in fetthaltigen Lebensmitteln, Kosmetika, Ölen und Schmiermitteln eingesetzt werden. Weitere Informationen zu FKM

  • Resifluor™ 500

    Resifluor™ 500 hat eine einzigartige Polymerstruktur und kann somit mit polaren und unpolaren Flüssigkeiten, allen CIP-Reinigungsmedien und in heißem Dampf eingesetzt werden. Es hat außerdem hervorragende Eigenschaften in Lösemitteln wie MEK (Methyl Ethyl Keton), Toluol und Aceton. Resifluor 500 weist die Eigenschaften von EPDM und hochfluorierten FKM Werkstoffen auf und ist daher besonders für gemischte Stoffströme geeignet. Näheres zu Resifluor™ 500

  • Isolast®

    Isolast® FFKM hat die besten Leistungen in allen Prüfsituationen erbracht. Außerdem ist es unter Dampf bei Temperaturen bis zu 240°C getestet worden. Aus diesem Grund ist Isolast für alle kritischen Medien geeignet, um Anlagenstillstände zu vermeiden. Näheres zu Isolast®

  • Turcon®

    Auf Turcon® PTFE basierende Dichtungswerkstoffe haben eine fast universelle chemische Beständigkeit und eignen sich für den Betrieb bei hohen Temperaturen und in Dampf. So sind sie ideal für den Gebrauch in CIP- und SIP-Reinigungsmedien. Das Turcon® MF-Werkstoffsortiment ist besonders für aseptische Einsätze entwickelt worden, wobei die meisten wichtigen Standards eingehalten werden. Näheres zu Turcon®

CIP-und SIP-Testergebnisse

Die unten stehende Tabelle gibt einen einfachen Überblick über die Leistungsfähigkeit der Werkstoffe aus dem Sortiment von Trelleborg Sealing Solutions unter Prüfungsbedingungen.

Um die bestmögliche Empfehlung für einen speziellen Einsatz zu bekommen, setzen Sie sich bitte mit der örtlichen Vertriebsgesellschaft von Trelleborg Sealing Solutions in Verbindung. Kontaktieren Sie uns.

Richtigen Werkstoff für lange Lebensdauer auswählen

Zwar liefern standardmäßige Quelltests detaillierte Informationen über die Eignung von Werkstoffen in bestimmten Flüssigkeiten, sie lassen jedoch keine Rückschlüsse über die Lebensdauer von Dichtungen zu. Aus diesem Grund hat Trelleborg Sealing Solutions die Untersuchungen auf ein breiteres Temperaturspektrum, höhere Konzentrationen und längere Einlagerungszeiten ausgedehnt.

In der ersten Prüfung ist eine Reihe von FKM-Werkstoffen bei zwei verschiedenen Temperaturen getestet worden. Bei der niedrigen Temperatur zeigten alle Werkstoffe gute Ergebnisse. Erst bei der Wiederholung einer höheren Temperatur traten die Differenzen zwischen den Werkstoffeigenschaften hervor. In der zweiten Prüfung wurde die Konzentration der CIP-Medien von 1% auf 2% verändert. Wiederum zeigten sich die Differenzen erst unter anspruchsvollen Bedingungen.

Aufgrund dieser umfangreichen Prüfverfahren kann Trelleborg Sealing Solutions Dichtungslösungen empfehlen, die:

  • eine längere Lebensdauer haben
  • die Wartungskosten niedrig halten
  • die Lebenszykluskosten senken