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Produktrückgewinnungssysteme: GEA VARICOVER® reduziert den Wasserverbrauch nachhaltig und minimiert Produktverluste

Der Wasserverbrauch von Molkereien, Brauereien oder bei der Herstellung von Kosmetikartikeln steht kontinuierlich auf dem Prüfstand.

Produktrückgewinnungssysteme: GEA VARICOVER® reduziert den Wasserverbrauch nachhaltig und minimiert Produktverluste
Die modernen GEA VARICOVER®-Produktrückgewinnungssysteme erlauben dabei die Überwachung der Molchposition in Echtzeit über Magnetsensoren.

Ein traditionsreiches Verfahren, das so genannte Molchen von produktführenden Rohrleitungen, macht es möglich, bei der Rohrreinigung nachhaltig Wasser zu sparen und Produktverluste bei Flüssigprozessen zu minimieren. Produktrückgewinnungssysteme von GEA sorgen für einen möglichst verschwendungsfreien Rohstoffeinsatz und optimieren gleichzeitig den Wasserverbrauch bei der aufwendigen Rohrreinigung. Dieses Prinzip findet mit dem Fortschreiten der Flüssigprozesstechnologie sukzessiv Eingang in die Welt der Batch-Prozessanlagen. Bei der Verarbeitung von Molkereiprodukten, Getränken, fließfähigen Lebensmitteln oder Pflegeprodukten dient der Molch als hygienisch sauberer Schieber, um wertvolle Produktreste aus zu reinigenden Rohrleitungen auszutreiben. Hochwertiges Produkt bleibt dadurch im Prozess, statt mit dem Abwasser verloren zu gehen.

Erhebliche zusätzliche Optimierungspotenziale für eine nachhaltige Anlagentechnik liegen in der fortschreitenden Digitalisierung aller Prozesstechnologien. Wie die meisten Ventilsysteme wird die Molchtechnik schon heute in der Regel über zentral verbundene Steuerköpfe in automatische Prozessabläufe integriert. Elektronische Steuerköpfe der neuesten Generation ermöglichen eine immer einfachere, fehlerfreie Einrichtung und Bedienung und erweiterte Funktionen zur Prozesssteuerung und -überwachung. Die modernen GEA VARICOVER®-Produktrückgewinnungssysteme erlauben dabei die Überwachung der Molchposition in Echtzeit über Magnetsensoren. Ihre mechanischen und elektronischen Komponenten bilden eine in sich abgestimmte Einheit auf der Grundlage des kombinations- und servicefreundlichen GEA VARIVENT® Baukastensystems.

Eine konsequente Automatisierung, wie sie mit diesen Lösungen möglich wird, vereinfacht das Setup für voll validierbare Prozesse und ermöglicht mit einer modernen IO-Link-Anlagensteuerung beispielsweise die frühzeitige Einbindung in Industrie 4.0 Umgebungen. Die Möglichkeiten reichen bis zu einer Vernetzung mit dem Enterprise-Ressource-Planning-System (ERP) des Unternehmens für eine optimale Ressourcennutzung.

Der Kniff mit dem Schieber

In der Regel durchfließen Verarbeitungsmedien wie Joghurt, Smoothies oder Pflegecremes völlig nach außen abgeschlossene und möglichst totraumfreie Rohrsysteme mit eng getakteten CIP-/SIP-Zyklen (Cleaning In Place/Sterilization In Place), bei denen alle produktberührten Flächen vor der nächsten Produktcharge rückstandslos gereinigt und ggf. sterilisiert werden. Zuerst muss jedoch jedes Mal der größte Teil an noch vorhandenen Produktresten ausgeschoben oder – weniger ressourcenfreundlich – ausgespült werden.

Im Mittelpunkt von Produktrückgewinnungssystemen steht der sogenannte Molch (engl. pig oder scraper), ein beweglicher Pfropfen, dessen Prinzip aus der Überwachungstechnik für Öl- und Gaspipelines entstammt. Der Molch wird dort, ausgestattet mit Sensoren für Kontrollmessungen, durch die Rohrleitung zu dem zu untersuchenden Kontrollabschnitt bewegt. Das passiert durch ein Treibmedium wie Luft, Wasser, Kohlendioxyd oder Stickstoff. Der Molch besteht aus verschiedenen elastischen Kunststoffen, die das Rohr gut abdichten. Dass durch diesen zusätzlichen Schritt sehr viel weniger Spülwasser für die anschließende Reinigung benötigt wird, erweist sich heute als wichtiger Fortschritt für einen ökologisch nachhaltigen Wassereinsatz.


Produktrückgewinnungssysteme: GEA VARICOVER reduziert den Wasserverbrauch nachhaltig und minimiert Produktverluste
GEA VARICOVER® reduziert den Wasserverbrauch nachhaltig und minimiert Produktverluste.

Wie der Produktfluss und die Rohrreinigung soll auch der zwischengeschaltete Molchprozess ohne Eingriff in das geschlossene Leitungssystem ablaufen. Moderne Rückgewinnungssysteme besitzen dafür am Anfang des jeweiligen Rohrabschnitts eine ans Rohr angesetzte, automatisch arbeitende Molchsendestation. Sie nimmt den Molch solange auf, wie Produkt, Spülwasser oder Reinigungsmedien durch die Leitung fließen. Bei den Systemen von GEA ist das zugehörige Molchgehäuse im Durchmesser erweitert und verfügt über besondere Greifer und Federn. Der Molch wird mit einem definierten Bewegungsspielraum kontinuierlich von den fließenden Medien umströmt und bleibt so hygienisch sauber. Kommt der Molch anschließend zum Einsatz, erwartet ihn am Ende des Rohrabschnitts eine Molchfangstation und die Rückführung in die Sendestation. Zwei Ventile regeln jeweils den erforderlichen Zu- und Abfluss des Treibmediums.

Möglichkeiten von Rückgewinnungssystemen sind bei weitem nicht ausgereizt

Je nachdem, wie fortschrittlich eine Anlage diese und weitere Prozesse durchführt, ergeben sich große Unterschiede von Betrieb zu Betrieb im Wasserverbrauch. Die Möglichkeiten von Rückgewinnungssystemen sind bei weitem nicht ausgereizt, die Optimierungspotenziale aber je nach Produkt und Anlagenstruktur unterschiedlich groß. „Je viskoser das Produkt, zum Beispiel Joghurt, und je länger der molchbare Rohrabschnitt, desto mehr Rückgewinn und desto größer die Einsparung im Wasserverbrauch“, lautet die Formel bei Christian Blecken, verantwortlich für System und Application Support im GEA Kompetenzzentrum für hygienische Rückgewinnungstechnik in Büchen. Auch die Häufigkeit der Chargenwechsel, bei denen der Molch zum Einsatz kommen kann, spielt eine Rolle.

Die Investition in Molchtechnik kann sich beim Neubau, aber auch bei der Nachrüstung von Anlagen auszahlen. Christian Blecken zählt die Voraussetzungen auf: „Wichtig ist nur, dass der Rohrabschnitt einen gleichbleibenden Durchmesser hat und keine Einbauten aufweist, so dass der Molch weder steckenbleibt noch seine dichtende Wirkung verliert.“ Dagegen sind gewöhnliche Rohrbögen und T-Anschlüsse kein Problem für den Molch, vor allem nicht in der von GEA bevorzugten einteiligen Doppelkugelform: „Diese smarte Form hat den Vorteil, dass der Molch sich in der Krümmung nicht einmal biegen muss“, freut sich Christian Blecken.

Nicht wenige Betriebe nutzen die Vorteile der Rückgewinnungstechnik in sämtlichen Prozessstufen von der Rohstoffannahme über den Transport zu Prozess- und Lagertanks bis hin zur Abfüllung. Auch hier gibt es einen Leitsatz zum Optimierungspotenzial: „Je näher an der Abfüllung, desto edler das zurückzugewinnende Produkt“, erklärt Pascal Baer, im schweizerischen Kirchberg als leitender GEA Produktmanager für aseptische Komponenten verantwortlich. Die sind erforderlich, wenn man Fließmedien in den kontaminationsempfindlicheren Hygieneklassen UltraClean und Aseptic, etwa H-Milchprodukte, verarbeiten möchte. Dazu sind zum Beispiel in aseptischen Molchsystemen alle eingebauten Ventilstangen zusätzlich gegen die Atmosphäre abgedichtet.

Molchsysteme sind darüber hinaus auch in explosionsgeschützten Ausführungen erhältlich, etwa für alkoholische Produkte. Durch die große Bandbreite an Lösungen kann die Rückgewinnungstechnik für nahezu jede Fließproduktart zum Einsatz kommen. Hier sind Unternehmen und Betrieben keine Grenzen gesetzt.

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