Hygienische und aseptische Ventile für anspruchsvolle Molkereiprozesse
Vermischungssichere Ventiltechnik ist an so gut wie allen industriellen Molkereiprozessen beteiligt, von der Milchannahme bis zur Hitzebehandlung und späteren Abfüllung. Eine nahezu unbegrenzt anpassbare Vielfalt an geeigneten Ventiltypen sorgt für die essentielle Produktsicherheit und für die angestrebte Nachhaltigkeit des Prozesses von der Rohmilch zum fertigen Produkt.
Vermischungssichere Ventiltechnik für einen empfindlichen Rohstoff
Vor mehr als fünf Jahrzehnten brachte Otto Tuchenhagen, schon lange als Technikentwickler für die Milchverarbeitung bekannt, neue zuverlässige Ventilkonzepte hervor, die für die Molkereien schnell unverzichtbar wurden. In seinem Werk in Büchen bei Hamburg – heute das GEA Kompetenzzentrum für hygienische Ventiltechnologie – erfand er 1967 das vermischungssichere Doppelsitzventil und legte den Grundstein zur heutigen GEA VARIVENT® Familie von Prozessventilen.
Das GEA VARIVENT® Portfolio bietet nahezu unbegrenzte Funktionsmöglichkeiten für die Milchverarbeitung und steht beispielhaft für den Anspruch von GEA, mit optimierten Technologielösungen sichere, nachhaltige und effiziente Prozesse zu ermöglichen.
Die Fließwege der von GEA angebotenen hygienischen Ventile sind ohne Toträume konstruiert. Ein flexibles Dichtungskonzept sichert dem Anwender alle Möglichkeiten bei der Auswahl der richtigen Dichtung und Materialqualität, z. B. EPDM, FKM, HNBR oder PTFE, je nach Prozesstemperatur, Viskosität und Durchflussgeschwindigkeit am gegebenen Einsatzpunkt.
Vermischungssichere Doppelsitz-Ventiltechnologie nach dem von GEA eingeführten Prinzip steht im Zentrum sicherer Prozesstechniklösungen. Im Molkereiprozess muss jeder ungeplante Kontakt des Produkts mit anderen Medien zuverlässig verhindert werden. Das Doppelsitzventil stellt dies sicher und ermöglicht den Aufbau schaltbarer Fließwege für zwei inkompatiblen Medien, z. B. Produkt und Reinigungsflüssigkeit, ohne das Risiko einer Kontaminierung. Doppelt ausgeführte Ventilsitze schotten die Medien dabei selbst in einem Leckagefall sicher voneinander ab.
Die Entwickler bei GEA bauen ihr Portfolio an hygienischer Ventiltechnik kontinuierlich weiter aus. Zahlreiche Innovationen und Spezialfunktionen haben sich bereits in der Milchverarbeitung und darüber hinaus durchgesetzt.
Prozessoptimierung durch Ventilautomation
Die Ausstattung der Prozessventile mit zentral angesteuerten Steuerköpfen ist heute Standard. Die Gerätekommunikation erfolgt dabei immer seltener rein pneumatisch. Moderne Anlagenkonzepte nutzen stattdessen immer mehr die Möglichkeiten der digitalen Vernetzung von Anlagenkomponenten und erschließen dem Anwender künftig kaum noch verzichtbare Optimierungspotenziale für den effizienten automatisierten Anlagenbetrieb.
Die aktuellen T.VIS® Steuerköpfe auf GEA-Prozessventilen fungieren dabei als Schlüsselkomponenten. Die eingebaute Mess- und Übertragungstechnik sorgt für eine fehlerfreie, automatisch optimierte Steuerung und Überwachung aller Ventilfunktionen nach zentral programmierten Vorgaben. Mit der in den Steuerkopf T.VIS® A-15 integrierten, anwählbaren LEFF®-Funktion zur optimierten Taktung der Ventilteller können Molkereien ihren Prozess nachhaltiger machen und bis zu 90 Prozent an Reinigungsmedien einsparen.
Die Inbetriebnahme erfolgt automatisch innerhalb von Sekunden, auch ohne speziell ausgebildetes Bedienpersonal. Eine konsequente Automatisierung vereinfacht nicht zuletzt das Setup für voll validierbare Prozesse und ermöglicht mit einer modernen IO-Link-Anlagensteuerung beispielsweise die frühzeitige rationelle Einbindung in aufwandsoptimierte Industrie 4.0 Umgebungen.
Milchannahme, -verteilung und -lagerung
Die Steuerung und Überwachung des Produktflusses gehört im Molkereibereich zu den wichtigsten Aufgaben der hygienischen Ventiltechnik direkt bei der Milchannahme und -verteilung.
Umschaltventile dienen zur Zusammenführung von Produkten aus zwei Rohrleitungen bzw. zur Produktverteilung auf zwei Rohrleitungen. Die bei GEA erhältlichen Ventiltypen sind auf die jeweilige Fließrichtung hin ausgelegt.
Probenahmeventile ermöglichen unter anderem die Kontrolle der eingehenden Rohmilch. Zur Hinzunahme weiterer Messsysteme und anderer Funktionskomponenten an Rohrleitungen sind GEA VARINLINE® Prozessanschlüsse erhältlich.
Effizient gesteuerte Wärmebehandlung
Bei der Wärmebehandlung der Milch dienen Regelventile als Stellglieder in Regelkreisen zur Steuerung von Parametern wie Fluss, Druck oder Temperatur, zur Mischung von Flüssigkeiten und besonders zur Temperaturregelung in Wärmetauschern. Solche auf bestimmte Funktionen zugeschnittenen Varianten sind im Katalog GEA VARIVENT® Hygienische Ventile mit Spezialfunktion beschrieben.
Für vermischungssichere Absperrfunktionen in diesem Bereich werden Doppelsitzventile eingesetzt.
Hygienisch sichere CIP-Reinigung
Rohrleitungen und Fließwege müssen in Molkereiverfahren an jedem Prozesspunkt durch geregelte Reinigungszyklen konsequent von Produktrückständen befreit werden, damit es nicht zu einer Keimbelastung kommen kann, für die das nährstoffreiche Medium Milch besonders anfällig ist. Fest installierte Cleaning-in-Place-Kreisläufe lassen die Reinigung zeitsparend erfolgen, ohne dass dafür der Prozess unterbrochen werden muss.
Die benötigten Ventilknoten werden mit Doppelsitzventilen ausgestattet, damit eine Kontamination des Produkts mit dem Reinigungsmittel sicher ausgeschlossen ist. Bei der weniger kritischen Zuführung der Reinigungsmedien können Einsitzventile oder auch GEA Scheibenventile zum Einsatz kommen. Für starke Säuren oder Basen empfehlen sich Ventile der Bauart VESTA® Typ H_A aus dem GEA Programm für aseptische Ventiltechnik.
Ressourcensparende Produktrückgewinnung
Je näher eine Produktcharge ans Prozessende gelangt, desto höher der bereits gebildete Wert für den Produzenten, und desto wichtiger wird es, Produktrückstände aus den Rohren zurückzugewinnen, bevor sie bei der nächsten Reinigung verloren gehen. Das Molchen der Rohrleitungen vor dem ersten Ausspülen minimiert den Produktverlust und spart Spülwasser. Beim GEA VARICOVER® Molchsystem wird dafür ein druckluft-, gas- oder wassergetriebener Molch als Schieber durch das Rohr hindurch und anschließend zurück in die Molchstation geführt. Das lohnt sich besonders bei zähflüssigen Produkten wie Joghurt, die stärkere Rückstände in den Rohren hinterlassen.
Durch die Produktrückgewinnung lässt sich der gleiche Ertrag mit weniger Rohmilch und weniger Spülwasser erzielen. So gestalten Molkereien ihren Prozess noch wirtschaftlicher und dabei verantwortungsvoll im Umgang mit der Natur.
Innovationen für spezielle Sicherheitsanforderungen
Amerikanische Molkereien sowie globale Unternehmen, die auf weltübergreifend einheitliche Prozesse Wert legen, müssen bei der Einrichtung ihrer Ventilsysteme die in den USA geltenden PMO-Richtlinien berücksichtigen. GEA Ingenieuren ist es erstmals gelungen, Doppelsitzventile für die Milchverarbeitung zu entwickeln, die unter diesen Richtlinien jetzt eingesetzt werden dürfen und entsprechend eine zusätzliche Absicherung gegenüber möglichen Leckage- und Druckschlagrisiken bieten. Besonders druckschlagsichere Balancer an beiden Ventilsitzen und ein im Leckageraum erzeugter Unterdruck schützen das Produkt vor jeglichem Kontakt mit dem Reinigungsmedium. Dadurch ist es heute auch unter den PMO-Auflagen möglich, effiziente, schaltbare Reinigungsprozesse zu implementieren und kostenintensive Stillstandzeiten zu vermeiden.
Zusätzliche und spezialisierte Prozesslösungen von GEA
Zahlreiche Komponenten und integrierte Lösungen hält GEA zur Abdeckung weiterer Prozessstationen und -anforderungen vor. Für Molkereianwendungen in entsprechenden Hygieneklassen – z. B. bei der aseptischen Abfüllung haltbarer Milchprodukte – stehen spezielle Ventilserien wie GEA D-Tec® (Hygieneklasse UltraClean) oder GEA Aseptomag® (Hygieneklasse Aseptic) zur Verfügung.
Für Anwendungen, bei denen es wichtig ist, die perfekte Verarbeitungstemperatur durchgängig beizubehalten, hat GEA beheizbare doppelwandige VARIVENT® Gehäuse entwickelt – eine Lösung, die bei der Schokoladenproduktion heute zum Standard zählt.
GEA bietet außerdem zahlreiche Systeme mit integrierten hygienischen Ventilen für spezielle Prozessaufgaben an. Das Spektrum an kundenspezifisch zugeschnittenen Lösungen für die milchverarbeitende Industrie reicht von Misch- und Entgasungsstationen über Systeme zur Cross-Flow Membranfiltration bis hin zu GEA BATCH FORMULA® High-Shear-Mischern.
Im Gesamtprogramm der GEA Gruppe weitere Technologien für die Milchverarbeitung in großer Zahl erhältlich – von Pumpen und Tankreinigern über Milchseparatoren bis zu Homogenisatoren und Trocknern.
Kostensparende Wartungs- und Ersatzteilkonzepte
Einen nicht unwesentlichen Gesichtspunkt beim Einsatz hygienischer Ventiltechnik stellt auch die Ersatzteillogistik dar. Konsequent standardisierte Baumodule mit geringer Teilvielfalt senken beim GEA Ventilprogramm die Betriebskosten für Wartung und Ersatzteillagerung. Das GEA Servicenetz steht im Bedarfsfall mit schneller Hilfe zur Verfügung.
Seit den Tagen Otto Tuchenhagens und genauso in künftigen Epochen wegweisender Innovationen können sich Anwender auf ihren Vorsprung mit hygienischer Ventiltechnik von GEA verlassen, wenn es um sichere Molkereiprodukte und nahhaltige, effiziente Prozesse geht.
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