Selbstreinigende Filter im Hygienic Design

Auf Basis eines Forschungsprojektes mit der Universität Karlsruhe wurde das WTSRF-Selbstreinigende Filter von Wolftechnik jetzt im EHEDG-Design weiterentwickelt.

Die Komponenten bei Anlagen im Lebensmittel- und Hygienebereich müssen vor jeder Benutzung gereinigt werden können. Produktberührte Flächen dürfen Mikroorganismen keinerlei Raum zum Einnisten bieten. Das stellt hohe Anforderungen an die Konstruktion der Bauteile. Gehäuse dürfen keine unnötigen Ecken, Kanten und Toträume aufweisen.
Rohrleitungsstutzen müssen optimal angebracht sein. Dichtungen müssen plan abschließen und Zwischenräume komplett ausfüllen. Auch Sensoren müssen hygienegerecht eingebaut werden. Nur so lassen sich Gehäuse und Innenraum einfach und rückstandsfrei reinigen.
Durch eine kompromisslose Gestaltung der Prozesskomponenten im Hygienic Design, nach den Richtlinien der European Hygienic Engineering & Design Group (EHEDG), lassen sich Lebensmittel auch im Chargenbetrieb ohne Zerlegung der Bauteile nur durch Spülen (clean-in-place) sicher und in gleichbleibender Qualität sowie mit einer angemessenen Haltbarkeit herstellen.

Selbstreinigende Filtersysteme
Selbstreinigende Filtersysteme von Wolftechnik werden vielfältig eingesetzt. In der Lebensmittelindustrie beispielsweise als Umwälzfilter für Speiseöl, Kochwasser oder Waschwasser sowie als Feinfilter für Schokolade, Sirup oder Gelatine. Durch die ständige Reinigung der Filteroberfläche wird ein Zusetzen des Filters verhindert.
Beim WTSRF-Selbstreinigenden Filter aus Edelstahl mit Kantenspaltelement sind Reinigbarkeit und Handling bereits optimal gestaltet. Das gesamte Gehäuse kann zur besseren Zugänglichkeit in einem fahrbaren Gestell frei drehbar gelagert werden. So kann auch bei schräg gestelltem Filter das Filterelement zusammen mit dem Abstreiferkäfig einfach nach oben aus dem Gehäuse herausgezogen werden. Der komplette Innenraum des Gehäuses wird dadurch frei. Durch die spezielle Stutzenlage von Eintritt, Austritt, Rückspülung und Ablass kann das Filtersystem komplett restentleert werden.
Im Inneren des Druckbehälters des selbstreinigenden Filtersystems befindet sich ein Kantenspaltelement, welches durch eine Welle in eine kontinuierliche Drehbewegung versetzt wird. Die Spaltweite ist dabei die Filterfeinheit. Das Filtrat strömt von außen nach innen durch das Kantenspaltelement. Die Welle wird mit einem Drehstrom-Schnecken-Getriebemotor angetrieben.
An der Seite des Kantenspaltelements steht ein fest montiertes Abstreiferblech (Abschaber), welches die Partikel von der Oberfläche des Kantenspaltelements abstreift. Diese Partikel sedimentieren zum Boden, von wo die Abschlämmung wahlweise manuell oder durch eine automatische Abschlämmvorrichtung erfolgt.

Optimierung im EHEDG-Design
Der bewährte WTSRF-Selbstreinigende Filter aus Edelstahl mit Kantenspaltelement bietet durch seine drehbare Aufhängung und einfache Bedienbarkeit ein gutes Handling und einfaches, manuelles Reinigen. Die Aufgabenstellung lautete, das Filtersystem so weiterzuentwickeln, dass es nur durch Spülen gereinigt werden kann, ohne dieses öffnen zu müssen (clean-in-place).
Der Reinigungsaufwand in manchen Lebensmittelbranchen beläuft sich auf bis zu 25 % der Produktionszeiten. Durch eine hygienegerechte Gestaltung (Hygienic Design) wird der Reinigungsaufwand vermindert (Zeit, Manpower, Konzentration von Reinigungsmitteln). Zudem wird die Umwelt entlastet, sowie die Produktqualität verbessert.
Um die Aufgabe zu lösen, griff Wolftechnik das Ergebnis eines gemeinsamen Forschungsprojektes mit dem Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik (MVM) der Universität Karlsruhe auf und wandte sich an studentec, ein studentisches Ingenieurbüro der Universität Karlsruhe am Institut für Technologie. Der bestehende WTSRF-Selbstreinigende Filter sollte im Hinblick auf Hygienic Design (EHEDG) überarbeitet und damit weiterentwickelt werden.
Beim Hygienic Design spielen gleich mehrere Aspekte eine Rolle, darunter die eingesetzten Werkstoffe, deren Oberflächen, die Gestaltung des Prozessumfelds und die der Anlagenkomponenten. Am neu entwickelten WTSRF-EHEDG-Selbstreinigenden Filter wurden insbesondere die Wellendurchführung, sämtliche Dichtungen und alle Ecken und Kanten auf ein Hygienic Design nach den Richtlinien der EHEDG umkonstruiert. Zudem wurden alle Toträume ohne Umspülung eliminiert, was dazu führte, dass der Antrieb (Motor) und der Eintrittsstutzen nun oben am Gerät angebracht sind und der Austrittsstutzen nach unten zeigt. Innen im Behälter fallen die glatt polierten Oberflächen und Radien auf, die keine Haftung für Verunreinigungen zulassen. Der Behälter kann mit Reinigungsmedium durchspült werden und ist danach ohne ein manuelles Nachputzen frei von Restverunreinigungen einschließlich Mikro­organismen.