Stets edel ist ihre Performance – ein guter Grund, sie mit der Hauptrolle zu versehen. Denn Edelstahlarmaturen vermeiden Gräuel wie Korrosion und ermöglichen eine perfekte Hygiene. Weshalb sie häufig als Spezialisten in der Pharma- und Ernährungsbranche besetzt werden. Damit ermöglichen die rostfreien Armaturen ihren Herstellern und Händlern immer häufiger ein Happy End.
Edelstahlarmaturen haben in den vergangenen Jahren eine sehenswerte Erfolgsgeschichte geschrieben. „Die aktuelle Nachfrage ist sehr gut. Insgesamt wird global viel in den Anlagenbau für die pharmazeutische Industrie investiert“, bilanziert Marco Becker, Leiter Vertriebsmarketing bei Gemü. Eine Entwicklung, die gekommen ist, um zu bleiben. „Durch ‚global health trends‘, eine steigende Weltbevölkerung und Industrialisierung in den Schwellenländern wird dieser Trend vermutlich zunächst einmal positiv bleiben“, auch wenn sich die Branche nicht komplett von der Weltkonjunktur abkoppeln könne, so Becker.
Gestiegene Ansprüche
Eine Entwicklung, die auch Mankenberg sieht. „Der Trend geht in den letzten Jahrzehnten immer weiter in Richtung Edelstahl“, erklärt das Unternehmen. In vielen Branchen werde der Werkstoff mehr und mehr nachgefragt. Gründe hierfür seien „höhere Standards auch im Ausland und gesteigerte Qualitäts- und Reinheitsansprüche an die Anlagen“, berichtet Heiko Bischoff, Exportmanager von Mankenberg. Im direkten Vergleich zu Stahl biete Edelstahl ganz andere Qualitäten bei Korrosionsbeständigkeit, Reinheit und Langlebigkeit. Mankenberg hat Edelstahlarmaturen gar zu seinem Standard gemacht – ihr Anteil bei der Produktion beträgt etwa 75 Prozent, Tendenz steigend.
Ein Lob für den Werkstoff, das auch Gemü für diese Armaturen bereithält. In den Branchen Pharma, Food und Biotech „geht es um Keimfreiheit, Aseptik und Sicherheit“, erläutert Vertriebsmarketing-Leiter Becker. Die Oberfläche von Edelstahlarmaturen lasse sich sehr gut bearbeiten und es werde so eine präzise definierbare Oberfläche hergestellt. Damit „lässt sich ein Edelstahlventil oder eine Rohrleitung aus Edelstahl sehr gut reinigen und sterilisieren.“
Korrosionsbeständig
Ihre Korrosionsbeständigkeit erhalten Edelstähle, indem sie eine Passivschicht auf der Oberfläche bilden. Diese chromreiche Metalloxid- bzw. Metalloxidhydratschicht verhindert den direkten Kontakt des Metalls mit dem aggressiven Medium. Wird die Schicht beschädigt, entsteht meist eine neue Schicht — es geschieht eine „Selbstheilung“. Um dies zu gewährleisten, haben Edelstähle einen Chromanteil von mindestens zwölf Prozent und möglichst nicht mehr als 0,12 Prozent Kohlenstoff. Durch Hinzufügen von beispielsweise Molybdän verbessert sich die Beständigkeit erneut.
Edelstähle sind nicht nur korrosionsbeständig und hygienisch, sondern auch verschleißfest, wartungsarm, langlebig, schweißbar und temperaturbeständig.
Für die Pharma- und Getränkeindustrie wird häufig der Edelstahl V2A mit den Werkstoffnummern 1.4301 und 1.4305 verwendet. Der rostfreie Stahl 1.4301 – auch AISI 304 genannt – ist als Chrom-Nickel-Stahl für eine Temperaturbeanspruchung bis zu 600 Grad Celsius zugelassen. Er besitzt auch eine sehr gute Polierfähigkeit.
Pharma auf Wachstumskurs
Eigenschaften, die sich die Armaturenbranche zunutze macht. Gefragt sind sie in der Pharma-Branche, die sich seit Jahren auf Wachstumskurs befindet. Der weltweite Umsatz mit Arzneimitteln betrug 2014 laut dem deutschen Bundesverband der Pharmazeutischen Industrie e.V. (BPI) insgesamt 846,4 Milliarden Euro – was ein Plus von 6,4 Prozent gegenüber dem Vorjahr bedeutet. Zu den größten Wachstumsmärkten gehört Lateinamerika mit einem Anstieg um 17 Prozent, gefolgt von Nordamerika mit 12 Prozent sowie Asien, Afrika und Australasien mit 6 Prozent. Von den absoluten Umsatzzahlen her ist der nordamerikanische Markt mit 322,5 Milliarden Euro am größten, Rang zwei geht an Asien, Afrika und Australasien mit 246,8 Milliarden Euro und Rang drei an die EU mit 213,8 Milliarden Euro. Also werden „etwas mehr als 70 % des Gesamtumsatzes auf dem Weltpharmamarkt von Nordamerika, Europa und Japan erzielt“, erklärt der BPI.
Ein großes Potenzial bergen die BRICS-Staaten Brasilien, Russland, Indien, China und Südafrika, auch wenn sich das wirtschaftliche Wachstum der fünf Schwellenländer in den vergangenen Jahren etwas abschwächte: Für sie werden in den kommenden Jahren wachsende Umsätze prognostiziert. „Die Bedeutung der Arzneimittelmärkte in den BRICS-Staaten wird für die pharmazeutische Industrie weiter zunehmen“, betont der BPI.
Lebenserwartung steigt
Der BPI sieht mehrere Gründe für das künftige Wachsen des Pharma-Marktes: „Viele Krankheiten sind bis heute nicht therapierbar, die Lebenserwartung der Menschen steigt und das veränderte Konsumverhalten sowie die Suche nach mehr Lebensqualität erhöhen die Nachfrage nach gesundheitsbezogenen Leistungen und Produkten.“
Ein weiterer wichtiger Markt für die Hersteller und Händler von Edelstahlarmaturen ist die Ernährungsindustrie. Profitabel, allerdings von der Umsatzentwicklung her global nicht überall auf Wachstumskurs. Beispiel Deutschland. Hier ging der Umsatz im März 2016 im Vorjahresvergleich um 3,1 Prozent zurück. Die mittelfristigen Geschäftserwartungen der Branche für 2016 sind aus Sicht der Bundesvereinigung der Deutschen Ernährungsindustrie (BVE) angesichts der Umsatzeinbußen 2015 verhalten. Der BVE rechnet für 2016 mit Stagnation.
Gründe für die verhaltenen Erwartungen in Deutschland gibt es mehrere. „Für die Unternehmen der Ernährungsindustrie nehmen Unsicherheiten und Ertragsdruck zu“, erklärt Laura Busch, Referentin beim BVE. Hohe Lohnkosten, ein zunehmender Fachkräftebedarf sowie die steigenden Anforderungen der Verbraucher an Qualität und Nachhaltigkeit beschäftigen die Unternehmen 2016 laut einer BVE-Umfrage am meisten. „Die zunehmende Marktkonzentration und Konsolidierung in der Ernährungsindustrie, das wachsende Informationsbedürfnis der Verbraucher zu Herkunft und Produktionsmethoden, aber auch hohe Preise und Knappheit bei einzelnen Rohstoffen sowie immer mehr Regulierung und Bürokratie stellen weitere Belastungen dar.“
Pharma-Armaturen als Vorbild
Dennoch: Das Konsumklima in Deutschland zeigt sich laut BVE „besser als bei den europäischen Nachbarstaaten.“ Die deutschen Verbraucher seien bereit, für höherwertige Produkte auch mehr Geld auszugeben. Trotz des recht sensiblen Marktes der Ernährungsindustrie handelt es sich um einen sehr großen Markt, der unbedingt in hoher Zahl Edelstahlarmaturen für seine Produktion benötigt. Denn unterm Strich steigt der weltweite Bedarf an Lebensmitteln aufgrund der wachsenden Weltbevölkerung von heute 7,1 Milliarden Menschen auf 9,1 Milliarden Menschen im Jahr 2050.
Beide Märkte – Pharma und Ernährungsindustrie – nähern sich bei ihren Anforderungen an Armaturen zunehmend an. Aufgrund steigender Erwartungen sehen Experten für die Nahrungsmittelproduktion fast schon vergleichbare Pharma-Armaturen voraus.
Eine wichtige Rolle bei der Hygienisierung in der Lebensmittel- und Arzneimittelherstellung nimmt beispielsweise das Prinzip der Dampftrocknung in Reinräumen ein. „Bei diesem Verfahren werden die zu trocknenden Komponenten dem aus destilliertem Wasser erzeugten Dampf ausgesetzt, der möglichst kondensatfrei sein muss“, erläutert Mankenberg. Ein Flüssigkeitsabscheider trennt unter Betriebsdruck selbsttätig das Kondensat aus dem Dampf und nutzt hierzu das Fliehkraftprinzip. Das Zusammenwirken von hohen Temperaturen und dem sehr reaktionsfreudigen reinen Wasser führe schnell zu interkristalliner Korrosion, auch ‚Kornzerfall‘ genannt. Daher verwendet das Unternehmen bei der Materialauswahl einen kohlenstoffarmen Edelstahl, „der selbst bei Abscheidung aggressivster Medien eine hohe Korrosionsbeständigkeit gewährleistet.“
Druckregler für Dampf
Für einen komplexen Herstellungsprozess werden zahlreiche Druckregler für Dampf benötigt. So wird in der Getränkeindustrie das Getränk oftmals mit Kohlensäure versetzt. Wegen des hohen Druckzustands ist das angelieferte CO2 flüssig und wird erst bei der Entspannung gasförmig. Wieder werden Druckminderventile gebraucht, die dies bewerkstelligen.
Und so arbeitet ein Druckminderer: Durch das kontrollierte Verdampfen von flüssigem CO2, das aus der Flaschenbatterie kommt, entsteht Gas. Das gewonnene Gas wird später dem Mineralwasser zugegeben. „Bei der CO2-Druckminderung sollte die Armatur einen hohen Durchfluss-Kennwert haben“, so Mankenberg, „da sonst der Regler durch thermische Expansion zum Vereisen neigt. Das Ventil friert quasi zu.“
Ventile übernehmen in der Pharma- und Ernährungsproduktion eine große Zahl an Funktionen wie Mischen, Teilen, Entleeren, Zuführen oder Reinigen, wobei es sich fast immer um sterile Prozesse handelt. Daher setzt beispielsweise Gemü auf die Mehrwege-Ventilblock-Technik. Zu achten ist dabei auf ein geringes Restvolumen und darauf, dass keine internen Schweißnähte vorhanden sind. Edelstahl ist hierbei der bevorzugte Werkstoff.
Trend zur Heißsterilisation
Bei der Entwicklung von Ventilen für die Branchen Pharma und Ernährungsindustrie müssen die Hersteller grundsätzlich darauf achten, Hohlräume, Spalten, Ecken und Toträume so gering wie möglich zu halten – ansonsten steigt das Risiko von Korrosion und Bakterienwachstum.
Die verwendeten Armaturen sind zahlreich – sie reichen von Absperr- und Regelhähnen über Membranventile, Absperr- und Regelklappen sowie Stellventile bis hin zu Sicherheitsventilen.
Pharma- und Ernährungsindustrie ersetzen zunehmend die Kaltsterilisation durch die Heißsterilisation: Auf diese Entwicklung müssen sich die Hersteller von Edelstahlarmaturen einstellen. Auch die Dichtungen sind auf steigende Reinigungstemperaturen auszulegen.
Die individuellen Anforderungen von Kunden und die Vielseitigkeit von Edelstahl etwa bei der Verwendung von kritischen Medien in der Lebensmittelbranche und in der pharmazeutischen Industrie haben bei dem Unternehmen Berluto dazu geführt, das Edelstahl-Programm auszubauen. Daher biete man heute zahlreiche unterschiedliche Schwimmerventile aus Edelstahl an. Kein Einzelfall.
Spezialisten im Blickpunkt
Investitionen, die für die Armaturenbranche unterm Strich also lohnenswert sind. Denn es gibt keinen Zweifel daran, dass die Anforderungen an Komponenten in der Pharma- und Ernährungsindustrie steigen und diese Branchen mit Blick auf die wachsende Weltbevölkerung einen großen Bedarf haben. Edelstahlarmaturen werden zunehmend ins Scheinwerferlicht rücken. Bühne frei für die Spezialisten…
Zu sehen sind neueste Entwicklungen aus dem Bereich der Industriearmaturen auf der Valve World Expo, die vom 29. November bis 1. Dezember 2016 auf dem Düsseldorfer Messegelände stattfindet.
