Wechselarmatur zur pH-Messung in Hygieneprozessen

Sauber rein und raus

Dass Sensoren korrekt messen, wird in prozesstechnischen Anlagen als selbstverständlich vorausgesetzt. Im Bereich der Life-Science- und Lebensmittelindustrie kommt hinzu, dass das installierte Messequipment den jeweiligen hygienischen Anforderungen der Industrien gerecht werden muss.

Die einfachste Art der Installation einer pH-Messstelle in diesen Industrien ist der Einsatz eines entsprechenden Sensors unter Verwendung einer hygienischen Fest-Einbau-Armatur. In vielen Fällen müssen Sensoren zyklisch gereinigt werden, um jederzeit korrekte Messwerte sicherzustellen. An diesen Stellen empfiehlt sich der Einsatz von Prozess-Wechselarmaturen. Mit diesen können Sensoren im laufenden Prozess gereinigt und kalibriert werden.

Aus hygienischer Sicht steht die Befürchtung der Betreiber im Raum, dass durch das Verfahren der Armatur eine Verunreinigung erfolgen könnte. Für sterile Prozesse geeignete Wechsel-Armaturen müssen daher so konstruiert sein, dass:

  • Fehlbedienungen vermieden werden,
  • sie kontaminationsfrei verfahren,
  • sie keine Ansatzstellen für Verschmutzungen bieten,
  • kein Eintrag von Fremdmedium während der Servicezeit erfolgt, und die
  • Reinigung und Sterilisierung sicher gewährleistet sind.
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CPA875 Die Armatur bietet die passende Ausführung für alle hygienischen Prozesse  Foto: Endress+Hauser

CPA875 Die Armatur bietet die passende Ausführung für alle hygienischen Prozesse
Foto: Endress+Hauser

Die Armatur Cleanfit CPA875 wurde genau für diese Anforderungen entwickelt. Sie verhindert beispielsweise das Verfahren der Armatur in den Prozess ohne dass ein Sensor eingebaut ist. Auch der Ausbau des Sensors an der Messposition wird konstruktiv verhindert.

Eine besondere Problemstellung ist beispielsweise das Verhalten der Armatur bei einem Druckluftausfall während des laufenden Prozesses. Steht der Produktionsprozess unter Überdruck, werden die heute üblichen Armaturen ungewollt in eine Zwischenposition verfahren. Dadurch kann es zu Kontaminationen kommen. Diese Gefährdung wird bei der neuen Cleanfit Wechselarmatur durch eine automatische Endlagensicherung verhindert.

Ein weiterer Vorteil der Cleanfit Wechselarmatur sind unterschiedliche Eintauchtiefen, wie sie für Messungen in Rohrleitungen oder Behältern häufig gefordert werden. So können Medien in Behältern mit Kühl- oder Heizmantel unterschiedliche Messwerte je nach Eintauchtiefe des Sensors aufweisen. Die Wechselarmatur ist daher mit zwei unterschiedlichen Eintauchtiefen (36 und 78 mm) verfügbar. Beide Versionen können sowohl manuell als auch automatisiert, pneumatisch bedient werden.

Konstruktion vermeidet Kontamination
Das Ziel der Sensorreinigung in der Servicekammer ist es, eine korrekte Messung sicherzustellen. Außerdem darf das Produkt nicht durch den Reinigungsprozess kontaminiert werden. Dementsprechend darf die Servicekammer vor dem Wiedereinfahren des Sensors in den Prozess keine Verunreinigungen aufweisen. Diese wurde deshalb so gestaltet, dass flüssige Medien frei und restlos abfließen können. Die Anordnung des Zu- und Ablaufs sowie die Strömungsführung zusammen mit einer Oberflächenrauigkeit von <0,78/ 0,38 µm führen dazu, dass auch feste Anhaftungen abgelöst und entfernt werden. Eine dritte Rastposition der Sensorführung macht die zusätzliche Reinigung der Dichtfläche der Prozessdichtung möglich.

Der Erfolg dieser konstruktiven Lösung wird durch das EHEDG-Zertifikat für die Reinigbarkeit der Spülkammer belegt werden. Reinigbarkeit im Sinne der EHEDG bedeutet an dieser Stelle, dass die Servicekammer nach Verunreinigung mit Geobacillus stearothermophilus und anschließender Reinigung keine Rückstände aufweist. Die Reinigung erfolgt dabei nach folgender Prozedur: Kaltwasser (max. 20 °C) für mindestens eine Minute, anschließend Spülung mit 63 °C warmer, einprozentiger Reinigungslösung und abschließend eine Spülung mit Kaltwasser (max. 20 °C) für mindestens eine Minute. Eine anschließende Sterilisierung garantiert die Kontaminationsfreiheit.

Eine Besonderheit der neuen Wechselarmatur im Vergleich zu bisherigen Armaturen ist die spaltfreie Prozessdichtung. Dieses Prinzip wird bereits seit Jahren im Rohrleitungsbau für hygienische Prozesse verwendet. Hierbei wird eine spezielle Formdichtung von beiden Seiten so gefasst, dass, anders als bei O-Ringen, keine Spalten entstehen können.

Um höchsten hygienischen Anforderungen gerecht zu werden, wurde für die Ausführung der Doppelservicekammer ein bewährtes Prinzip aus dem Bereich hochsteriler Anwendungen übernommen. Die Konstruktion dieser Version mit dynamischen Dichtungen nach dem Spritzenprinzip bewirkt, dass beim Verfahren der Armatur in die Messposition zu keinem Zeitpunkt nichtsterile Bereiche in bereits sterile Bereiche gelangen und damit zu einer Kontamination führen. Auch bei dieser Version soll ein EHEDG-Zertifikat die Bakteriendichtheit und damit die Prozesssicherheit der Konstruktion belegen. Entsprechende Tests wurden bereits durchgeführt.

Die neue Wechselarmatur mit Doppelservicekammersystem bietet die Möglichkeit einer Trennung zwischen Servicekammer und Prozess über mehrere Dichtungen hinweg. Die Frontkammer wird hierbei als Sperre verwendet. Wenn sie kontinuierlich gespült wird (beispielsweise mit WFI, AIS), ist sichergestellt, dass selbst bei einer Verletzung der Prozessdichtungen kein Reinigungsmedium in den Prozess gelangen kann.
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Entscheider-Facts
Für Betreiber und Ausrüster

  • Wechselarmaturen für pH-Sensoren vereinfachen deren Kalibrierung und stellen damit sicher, dass korrekte Messwerte zur Verfügung stehen. Allerdings sind die Anforderungen in hygienischen Prozessen hoch.
  • Die neue Wechselarmatur Cleanfit CPA875 ist so konstruiert, dass es keine Ansatzstellen für Verschmutzungen gibt und Fehlbedienungen vermieden werden.
  • Der Einsatzbereich der Wechselarmatur reicht von der manuell bedienten über die pneumatisch bediente bis hin zur vollautomatisierten Messstelle mit Einbindung in Leitsysteme.
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Zur Technik
Wechselarmatur
Dort, wo Sensoren zyklisch gereinigt werden müssen, empfiehlt sich der Einsatz von Prozess-Wechselarmaturen. Die Armatur Cleanfit CPA875 zeichnet sich durch technische Details wie eine Einfahr- und Endlagensicherung, eine zertifizierte Reinigbarkeit und Bakteriendichtheit sowie eine Oberflächenrauigkeit von Ra<0,76 bzw. 0,38 µm aus. Die Armatur verfügt über eine spaltfreie Prozessdichtung und eine selbstentleerend konstruierte Servicekammer. Die Version mit Doppelservicekammersystem arbeitet nach dem Spritzenprinzip. Die verwendeten mediumsberührenden Materialien entsprechen den Anforderungen der FDA, USP Class VI <87> und <88> sowie EUVO 1935/ 2004.

Dr. Hermann Straub, Produktmanager Armaturen, Endress+Hauser Conducta GmbH+Co.KG, Gerlingen

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