Sanitäre Membranventile

Abbildung 1: Sanitäre Membranventile werden in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie wegen ihrer kontaminationsfreien Verarbeitung und einfachen Sterilisation verwendet.

Sanitäre Membranventile sind wesentliche Komponenten zur Steuerung des Flusses und zur Aufrechterhaltung der Reinheit von Flüssigkeiten in Sektoren, die hohe Hygienestandards erfordern, wie die pharmazeutische, biotechnologische und Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Diese Ventile nutzen eine flexible Membran, die den Fluss der Flüssigkeiten vom Betriebsmechanismus trennt und so einen kontaminationsfreien Betrieb gewährleistet. Dieser Artikel untersucht die Besonderheiten von sanitären Membranventilen, ihre Anwendungen, Designmerkmale und die regulatorischen Standards, denen sie entsprechen müssen, um die strengen Anforderungen der sanitären Industrien zu erfüllen.

Anwendungen von sanitären Membranventilen

Sanitäre Membranventile werden in verschiedenen Industrien eingesetzt, in denen Hygiene und Sauberkeit von größter Bedeutung sind.

• Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung: Verwendet für die Übertragung verschiedener Lebensmittel- und Getränkeprodukte wie Milch, Wein, Bier, Säfte und Sirupe.
• Molkereiverarbeitung: Ideal für die Handhabung von Milch, Sahne, Käseweiß und anderen Milchprodukten.
• Pharmazeutische Produktion: Geeignet für sterile Umgebungen und die Handhabung sensibler pharmazeutischer Lösungen.
• Biotechnologische Anwendungen: Verwendet in Bioreaktoren, Fermentationstanks und anderem Equipment für den sterilen Medientransfer.

Lesen Sie unsere Artikel Übersicht über Membranventile und Anwendungen von Membranventilen für weitere Informationen über die Funktionsweise und typische Anwendungen von konventionellen Membranventilen.

Designmerkmale von sanitären Membranventilen

Das Design von sanitären Membranventilen macht sie besonders geeignet für diese Anwendungen:

• Materialauswahl:
  • Ventilkörper: Verwendet hauptsächlich 316L-Edelstahl wegen seiner überlegenen Korrosionsbeständigkeit gegenüber harten Reinigungslösungen und den Produkten selbst (z.B. saure Fruchtsäfte, ätzende Reinigungsmittel). Andere Optionen umfassen Hastelloy für extreme chemische Beständigkeit oder Titan für Biokompatibilität.
  • Membran: FDA-konforme Elastomere wie EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer) oder PTFE (Polytetrafluorethylen) sind beliebte Wahlmöglichkeiten. EPDM bietet eine gute chemische Beständigkeit und Dampfsterilisationskompatibilität, während PTFE eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und hohe Temperaturtoleranz aufweist. Alternative Materialien wie FFKM (Perfluorelastomer) bieten noch breitere chemische Beständigkeit für spezifische Anwendungen
  • Oberflächenfinish: Interne Oberflächen sind hochglanzpoliert, um mikrobielles Wachstum zu minimieren und eine einfache Reinigung und Sterilisation zu ermöglichen. Elektropolieren entfernt mikroskopische Unvollkommenheiten und schafft eine glatte, ultrareine Oberfläche, die bakterielle Adhäsion minimiert und die Reinigung vereinfacht.
• Ra-Werte: "Ra" oder arithmetisches Mittel misst den Durchschnittswert der Spitzen und Täler der Oberfläche, wobei niedrigere Zahlen eine glattere Oberfläche bedeuten. Die Oberflächenrauheit wird in Mikrometern (µm) gemessen. Sanitäre Membranventile haben typischerweise Ra-Werte von weniger als 0,8 µm, um eine einfache Reinigung zu fördern und bakterielle Versteckmöglichkeiten zu reduzieren.
• Selbstentleerungsfähigkeit: Das Design von hygienischen Membranventilen umfasst oft Selbstentleerungsfunktionen, um Flüssigkeitsretention und mikrobielles Wachstum zu verhindern.
• Angewinkelte Ventilkörper: Spezifische Designs haben einen leichten Winkel am Körper, um eine vollständige Entleerung zu gewährleisten und Flüssigkeitstaschen zu eliminieren, in denen Bakterien wachsen können.
• Interne Fasen: Abgeschrägte Kanten an internen Oberflächen verhindern Flüssigkeitsansammlungen und fördern eine vollständige Evakuierung während der Reinigungszyklen.
• Weir-Design: Viele sanitäre Membranventile nutzen ein Weir-Design, das tote Beine und Bereiche, in denen Bakterien nisten können, reduziert und sie gegenüber anderen Ventiltypen für sanitäre Anwendungen bevorzugt. Die Weir-Konfiguration erleichtert einen glatten Fluss, reduziert Turbulenzen und minimiert Produktansammlungen auf internen Oberflächen.
• Spaltfreies Design: Minimiert potenzielle Verstecke für Bakterien und vereinfacht Reinigungsverfahren.
• Minimale Dichtungen und Siegel: Verwendet minimale Dichtungen und O-Ringe, um potenzielle Verstecke für Bakterien zu reduzieren und Reinigungsverfahren zu vereinfachen.
• Stromlinienförmiger Flussweg: Der Flussweg ist mit glatten Kurven und minimalen Vorsprüngen gestaltet, um Produktansammlungen zu verhindern und die Reinigbarkeit zu verbessern.
• Sanitäre Haubenabdeckung: In spezifischen Designs ist der Haubenbereich vollständig umschlossen und abgedichtet, um jegliches Eindringen von Partikeln, Flüssigkeiten oder Atmosphäre in den oberen Ventilkörper zu verhindern.
• Reinigungs-/Sterilisationsanschlüsse: Anschlüsse, die in den Körper des Membranventils eingebaut sind, ermöglichen CIP-Sprühkugeln oder SIP-Verbindungen, alle Innenflächen für die Reinigung und Sterilisation zu erreichen.
• Sanitäre Ventilverbindungen:
  • Klemme: Tri-Clamp-Verbindungen bieten eine leckfreie Abdichtung, einfache Demontage zur Reinigung und eine glatte Innenoberfläche für optimalen Fluss.
  • Flansch: Flanschverbindungen eignen sich für Hochdruckanwendungen und bieten eine sichere, dauerhafte Verbindung. Sanitäre Flansche haben eine glatte Oberfläche, um Bereiche für Produktansammlungen zu minimieren.
  • Schweißen: Stumpfschweißungen bieten eine dauerhafte, leckfreie Verbindung, ideal für Hochdruck- und Hochreinheitsanwendungen. Diese Option erfordert jedoch spezialisierte Schweißausrüstung und Fachkenntnisse.

Lesen Sie unseren Artikel Aktuierung von Membranventilen für weitere Informationen über die verschiedenen Aktuierungsmechanismen für Membranventile.

Zertifizierungen und Vorschriften

Membranventile müssen mehreren Zertifizierungen und Vorschriften entsprechen, um sicherzustellen, dass sie die strengen Standards erfüllen, die für sanitäre Anwendungen erforderlich sind,

• FDA-Konformität: Materialien, die mit dem Produkt in Kontakt kommen, müssen von der FDA zugelassen sein, um sicherzustellen, dass sie sicher für den Einsatz in Lebensmitteln, Pharmazeutika und anderen konsumierbaren Produkten sind.
• USP Klasse VI: USP Klasse VI-Zertifizierung stellt sicher, dass die verwendeten Materialien keine schädlichen Substanzen in das Produkt auslaugen, was sie für pharmazeutische Anwendungen geeignet macht.
• 3-A-Sanitärstandards: 3-A-Sanitärstandards gelten für Milch- und Lebensmittelverarbeitungsgeräte und stellen sicher, dass die Ausrüstung angemessen gereinigt und desinfiziert werden kann.
• EHEDG-Zertifizierung: EHEDG zertifiziert, dass das Ventildesign den höchsten hygienischen Anforderungen entspricht und das Risiko einer Kontamination minimal ist.