Lechler GmbH Precision Nozzles · Nozzle Systems P.O. Box 12 23 72544 Metzingen / Germany Phone: +49 (0 ) 71 23 962-0 E-Mail: info@ lechler.de
Getränkeindustrie
Aseptische Abfüllung
3. Auflage
Inhalt / Navigation n Einleitung und Allgemeines n Kaltaseptische Abfüllung (CAF - Cold Aseptic Filling) n Rotationsdüsen und DoppelstockRotationslanze von Lechler n Lechler Düsen und Zubehör im Hygienic Design n Reinigung im Reinraum n Reinigungsmechanismen n Weitere Elektronische Unterlagen n Bestellung über den Online Shop n Ansprechpartner
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Inhaltsverzeichnis n Einleitung und Allgemeines Lechler Düsen und rotierende Reinigungsköpfe für die CIP/SIP-Reinigung
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n Kaltaseptische Abfüllung (CAF - Cold Aseptic Filling) Lechler Düsen im kaltaseptischen Füller Lechler Zweistoffdüsen für die Flaschenentkeimung Lechler Düsen für die Außendesinfektion Injektorkreis Behandlungszonen CIP-Außenreinigung mit hygienegerechten Lechler Düsen und Rotationsreinigern
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n Rotationsdüsen und Doppelstock-Rotationslanze von Lechler Technische Daten Volumenstrom Rotationsdüsen Typ »FoamWhirly« Volumenstrom Doppelstock-Rotationslanze mit »FoamWhirly« Rotoren
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n Lechler Düsen und Zubehör im Hygienic Design Merkmale Anwendungsbereiche Übersicht
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n Reinigung im Reinraum Beispiel für die Reinigung im Reinraum Lechler MicroWhirly Rotationsreiniger Lechler MicroWhirly PVDF Ausführung
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n Reinigungsmechanismen CIP Reinigung von Behältern und Anlagen mit Lechler Rotationsdüsen Physikalische Reinigung 1 Physikalische Reinigung 2 Physikalische Reinigung 1+2 Chemische Reinigung Thermischer Reinigungseffekt Sprühschatten
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n Weitere Elektronische Unterlagen
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n Bestellung über den Online Shop
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n Ansprechpartner
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Aseptische Abfüllung
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n Einleitung und Allgemeines Die Technologie der kaltaseptischen Abfüllung war in der Getränkeindustrie bisher auf die Abfüllung von Containern sowie KEG´s und die eigentlichen Weichverpackungen begrenzt. Erst mit den Anforderungen des Marktes und der Herausforderung Kunststoffbecher sowie PET-Flaschen mit mikrobiologisch empfindlichen Getränken zu füllen, befassten sich die Anlagenbauer für Flaschenabfüllanlagen mit dieser Thematik. Insbesondere der gestiegene Qualitätsanspruch und die nicht vorhandene Möglichkeit PETFlaschen mit ausreichenden Pasteurisationseinheiten zu beaufschlagen, bedingen demnach aseptische Abfüllungen, um u.a. den Einsatz von Konservierungsstoffen zu eliminieren und neue Verpackungsformen auf dem Markt zu etablieren.
Abb. 1: PET-Asept Füller der Firma Krones sind im Reinraum aufgestellt. Die Anlagenteile müssen durch ein fest installiertes Düsensystem in regelmäßigen Abständen gereinigt werden [KRONES]
Kaltaseptische Abfüllanlagen bedingen neue Anlagenkonzepte in der Desinfektion bzw. Sterilisation von Flaschen und Verschlüssen, in der Reinigungs- und Desinfektionstechnologie, der Anlagen- und Maschinenhygiene sowie im Handling der Mitarbeiter. Flaschenrinser bzw. Sterilisator sowie Füller und Verschließer sind in Reinräumen aufgestellt, die auf der Isolatortechnologie aufgebaut sind.
Lechler Düsen und rotierende Reinigungsköpfe für die CIP/SIP-Reinigung In regelmäßigen Abständen muss eine Außendesinfektion über ein fest installiertes Düsensystem erfolgen, welches auch zur automatischen Haftschaumreinigung eingesetzt wird. Diese so genannten CIP (Clean in Place) und SIP (Sterilize in Place) Prozesse sorgen dafür das biologische Risiko minimal zu halten. Aus Sicht des Düsenherstellers gibt es gerade in diesem Bereich zahlreiche Lösungen, die im Hinblick auf optimale Abb. 2: Hygienisch gestalHygiene das Gesamtergebnis positiv beeinflussen teten Düsen und können. Zubehörteile zeichnen sich durch ein spezielles Lechler bietet für diese Applikation Düsen und ro- verschmutzungsunemptierende Reinigungsköpfe an, die sich in der Praxis findliches Design und eine hohe Oberflächengüte bewährt haben und großtechnisch eingesetzt wer- aus. Die Düsen können den. Darunter befindet sich auch eine spezielle überall dort eingesetzt Auswahl von Düsen im “hygienic Design”. Lechler werden, wo hohe hygienische Ansprüche gestellt ist zudem Mitglied der EHEDG. werden.
Aseptische Abfüllung
Abb. 3: Die “European Hygienic Engineering and Design Group” (EHEDG) ist eine Arbeitsgemeinschaft von Ausrüstungsherstellern, der Lebensmittelindustrie, Forschungsinstituten und öffentlichen Gesundheitsbehörden. Zielsetzung ist die Förderung hygienegerechter Lösungen während des Herstellungsprozess von Lebensmitteln.
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n Kaltaseptische Abfüllung (CAF - Cold Aseptic Filling) Aseptische Abfüllung in Kunststoffflaschen bedeutet eine getrennte Entkeimung von Produkt, Behälter und Verschlüssen sowie eine Zusammenführung der drei Komponenten unter keimfreien Bedingungen.
Pasteurisierung
Heißabfüllung
Kaltabfüllung (CAF) Verfahrensablauf
Reinraum
Rinsen Sterilisierung Ziel der aseptischen Abfüllung ist es, eine schnelle Abfüllen Rinsen Verkeimung der gespülten Flaschen zu verhindern. Die Auswahl des Desinfektionsmittels und Inertisierung Abfüllen Verschlussdie Einsatzbedingungen wie Konzentration, Verschließen Inertisierung desinfektion Einwirkzeit, Temperatur, pH-Wert und nicht zuletzt Verschließen die gleichmäßige Benetzung der Oberfläche entscheiden dann über den Erfolg des Verfahrens. Abb. 4: Vergleich der Anlagenkomponenten zwischen
Kaltabfüllung und Heißabfüllung
Die Asept-Anlage besteht aus den Modulen 2 Sterilisator (1), Rinser (2), Füller (3), Inertisierung 3 1 und Verschließer (4), die meist in einer Blockaufstellung über Neck-Handling-Sterne (Klammern) gekoppelt sind. Diese Module befinden sich im Reinraum. Eine Desinfektion/ Sterilisation aller Außenflächen im Reinraum muss in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden. 4 Hygienisch gestaltete Lechler Düsen werden dafür erfolgreich von der Getränkeindustrie eingesetzt Abb. 5: Aufbau einer kaltaseptischen Abfüllanlage (Abb. 6).
Abb. 6: Abfüllanlage mit Rotationsreinigern für die CIP Außenreinigung [KRONES]
Aseptische Abfüllung
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Lechler Düsen im kaltaseptischen Füller Abbildung 7 zeigt schematisch den Aufbau einer kaltaseptischen Abfüllanlage. Lechler Düsen werden dabei in den folgenden Teilbereichen eingesetzt: 1. 2. 3. 4.
Injektion von PES (Peressigsäure + Dampf) Externe Besprühung mit PES CIP-Außenreinigung CIP-Außenreinigung
Zweistoffdüsen Flachstrahldüsen Rotationsdüsen/Rotationslanzen Flachstrahl/Zungendüsen
Die einzelnen Teilbereiche werden auf den Folgeseiten näher beschrieben.
Position Rotationsreiniger
Rinserkreis
Injektor PES
Dampf
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Externe Besprühung
2
Injektor 1
Rinser Vorbereich
Füller Vortisch
Füllerkreis
Flascheneinlauf Flaschenauslauf
Abb. 7: Reinraumbereich einer kaltaseptischen Abfüllanlage mit schematischer Darstellung der Teilbereiche Flaschenentkeimung und CIP-Außenreinigung mit Rotationsreinigern
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Lechler Zweistoffdüsen für die Flaschenentkeimung Aufgabe der Zweistoffdüsen: ÜInnendesinfektion der Flasche durch ein Peressigsäure-/Heißdampf-Gemisch ÜMöglichst gleichmäßige Verteilung und Zerstäuben des PES-/Dampf-Gemischs in der Flasche über die gesamte Innenoberfläche Sobald die Flasche in Position gebracht wurde, gibt die Präzisionsdüse Peressigsäure in einem Heißdampfgemisch ab. Die Regelung der Flüssigkeitsmenge erfolgt über eine vorgeschaltete Dosierpumpe. Um eine gleichzeitige Zuführung von Dampf und Säure sicherzustellen, erfolgt das Öffnen und Schließen über Magnetventile.
Lechler Düsen für die Außendesinfektion ÜDie Außendesinfektion der Flaschen mit PES wird mit Einstoff Flachstrahldüsen vorgenommen
Abb. 8: Großes Bild: Lechler Zweistoffdüse während der Entwicklungsphase im Labor in Metzingen. Kleines Bild: Lechler Düsen im Injektorkreis [KRONES]
Injektorkreis Behandlungszonen 1.) Injektion von Dampf und Desinfektionsmittel + externe Besprühung mit Desinfektionsmittel
Rinserkreis
Injektor PES
Dampf
2.) Einwirkzeit
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3.) Injektion von Dampf und Desinfektionsmittel 4.) Pyrometer – Überprüfung der Flaschentemperatur
Externe Besprühung
2
Injektor 1
Nach einer definierten Einwirkzeit wird im aseptischen Rinser der Desinfektionsmittel-Rückstand von den Flaschen entfernt.
Rin Vor FlaschenAbb. 9: Injektorkreis mit den 4 Behandlungszonen einlauf
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CIP-Außenreinigung mit hygienegerechten Lechler Düsen und Rotationsreinigern Die Düsen müssen so im Raum ausgerichtet werden, dass möglichst alle Bereiche der Anlage durch die Strahlen der Düsen beaufschlagt werden. Für Bereiche, die entweder schlecht durch die Rotationsreiniger erreichbar sind oder ein besonders hohes biologisches Risiko darstellen, werden zusätzlich zu den Rotationsreinigern einzelne Düsen verwendet (Abbildung 10). Der Strahl dieser Düsen wird auf diese Bereiche ausgerichtet. Sowohl für Rotationsreiniger als auch für einzeln ausgerichtete Düsen bietet Lechler verschiedene hygienegerechte Lösungen an. Abbildung 10 zeigt einen Aseptik-Verschließer der Firma Krones. Lechler hat hierfür in Zusammenarbeit mit dem Kunden eine optimale Lösung erarbeitet.
1 Rotationsdüsen und Rotationslanzen
3
360° Reinigung mit langsamer Rotation. n hygienegerechte Konstruktion n Kräftige Flachstrahlreinigung n
2 Ausgerichtete Zungendüse
1
Feinjustierung mit Kugelgelenk n hygienegerechte Konstruktion n scharfer, kräftiger Strahl, Strahlwinkel 140° n
3 Ausgerichtete Flachstrahldüse
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Feinjustierung mit Kugelgelenk n hygienegerechte Konstruktion n Strahlwinkel 90° oder 120° n
Auf den folgenden Seiten können Sie weitere Informationen zu den dargestellten Düsen erhalten.
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Abb. 10: Aseptik-Verschließer der Firma Krones mit verschiedenen hygienegerecht konstruierten Düsen für die CIP Reinigung [KRONES]
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Aseptische Abfüllung
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n Rotationsdüsen und Doppelstock-Rotationslanze von Lechler Dieser neuen Rotationsdüsen bestehen aus einem Käfig mit 3 Flachstrahldüsenöffnungen, die einen kräftigen Strahl erzeugen und bei kurzem Abstand zur Oberfläche eine intensive Reinigung ermöglichen. Die Abdeckung beträgt dabei 360°. Durch strömungsoptimierte Innengeometrien kann die Rotationsgeschwindigkeit klein gehalten werden. Der Strahlzerfall in einzelne Tropfen ist dadurch geringer und folglich wird die zu reinigende Oberfläche intensiver durch den Strahl beaufschlagt. Dieser Effekt wirkt sich positiv auf das Reinigungsergebnis aus. Eine Besonderheit dieser Rotationsdüse ist die Möglichkeit 2 Rotoren an einer Lanze anzubringen. Abb. 11: Rotationsreiniger der Baureihe »Foam Whirly« zeichnen sich durch langsame Rotation und Die Rotoren müssen dabei nicht zwingend vertikal kräftige Flachstrahlen aus untereinander angeordnet sein, sondern können über Rohrbögen auch versetzt platziert werden. Die Verwendung von 2 Rotationsdüsen an einer Rohrleitung sorgt für eine intensivere Reinigung und resultiert in einem geringeren Aufwand für die Verrohrung. Die Düsen werden von Lechler unter dem Namen “FoamWhirly” angeboten.
Technische Daten Optimierte d.h. verlangsamte Rotation, da durch bessere Reinigungswirkung. n Materialien FDA konform (PEEK und 1.4404) n Rautiefe < 0,8 µm n Betrieb in jeder Lage möglich n Für die Schaumreinigung geeignet n Betriebsdruck: 0,5 - 3 bar n kurzzeitig auch Einsatz mit Dampf oder Luft n Dauerbetriebstemperatur: 100°C n Betriebstemperatur kurzzeitig: 140°C n Wirkungsradius max. 0,5 m n drei Varianten erhältlich: 1) Enddüsen entweder mit Federstecker oder 2) Gewinde 3) Doppelstock-Rotationslanze mit Abb. 12: Rotationsdüsen Gewindeanschluss der Baureihe »Foam n
Whirly« mit Gewindeanschluss (oben) und Federstecker (unten)
Aseptische Abfüllung
Abb. 13: Rotationslanze mit 2 »FoamWhirly« Rotoren
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Volumenstrom Rotationsdüsen Typ »FoamWhirly«
Die angegebenen Volumenströme beziehen sich auf Wasser Strahlwinkel
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