Sen­si­ble Rühr­pro­zes­se prä­zi­se überwachen

Im Food- und Beverage-Bereich, bei­spiels­wei­se bei der Her­stel­lung von Milch­pro­duk­ten, Soft­drinks oder Func­tio­n­al Food, müs­sen ver­schie­de­ne Pro­dukt­be­stand­tei­le mit­ein­an­der ver­mischt wer­den – ein Pro­zess, der sowohl mög­lichst scho­nend, hygie­nisch als auch effi­zi­ent von­stat­ten­ge­hen soll. Um die­sen Anfor­de­run­gen zu begeg­nen und selbst höchs­te Ansprü­che an Sicher­heit und Ste­ri­li­tät erfül­len zu kön­nen, hat die Arma­tu­ren­werk Hötens­le­ben GmbH (AWH) das neue Magnetrühr­sys­tem VPure­Mix mit spe­zi­el­ler Sen­so­rik ent­wi­ckelt. Dank der magne­ti­schen Kupp­lung besteht kei­ne phy­si­sche Ver­bin­dung zwi­schen Tan­kin­ne­rem und ‑äuße­rem, was die Risi­ken einer kon­ven­tio­nel­len Wel­len­durch­füh­rung wie Lecka­gen oder Kon­ta­mi­na­tio­nen eli­mi­niert. Der kera­misch gela­ger­te Misch­kopf sorgt dank gerin­ger Scher­kräf­te zudem für eine scho­nen­de Mischung des Pro­dukts und für eine risi­ko­freie Tankent­lee­rung selbst im lau­fen­den Betrieb. Der gekap­sel­te Sen­sor erfasst dabei per­ma­nent sämt­li­che Funk­tio­nen und zeigt sie direkt an einer Kon­troll­ein­heit an. Sogar die Dreh­rich­tung des Rühr­werks kann auf die­se Wei­se über­prüft wer­den. Das neue Rühr­sys­tem wird auf der drink­tec 2017 vorgestellt.

„In der Lebens­mit­tel- oder Geträn­ke­her­stel­lung geht es oft dar­um, Inhalts­stof­fe gleich­mä­ßig über das gesam­te Volu­men eines Pro­duk­tes zu ver­tei­len, bei Soft­drinks bei­spiels­wei­se die zuge­ge­be­nen Geschmacks­stof­fe“, so Mar­tin Jas­pers, Pro­dukt­ma­na­ger bei AWH. „Die­ser Pro­zess muss natür­lich mög­lichst hygie­nisch ablau­fen.“ Aus die­sem Grund sind Antriebs­ein­heit und Misch­kopf des VPure­Mix-Rühr­sys­tems durch eine magne­ti­sche Kupp­lung mit­ein­an­der ver­bun­den, so dass es im Gegen­satz zu einer her­kömm­li­chen Wel­len­durch­füh­rung kei­ne phy­si­sche Ver­bin­dung zwi­schen dem Inne­ren und Äuße­ren des Tanks, etwa über Wel­le, Dich­tung oder O‑Ring gibt. Auf die­se Wei­se sind kei­ne Lecka­gen oder Kon­ta­mi­na­tio­nen mög­lich und die Inte­gri­tät von Behäl­ter sowie Pro­dukt wird zu kei­nem Zeit­punkt gefährdet.

Mehr Effi­zi­enz durch pro­blem­lo­sen Trockenlauf

Dar­über hin­aus sor­gen die leis­tungs­fä­hi­gen Magne­ten für eine mühe­lo­se Dreh­mo­men­tüber­tra­gung ohne dabei Scher­kräf­te zu ent­wi­ckeln. Das gewähr­leis­tet auch bei hohen Dreh­zah­len einen sanf­ten, pro­dukt­scho­nen­den Misch­be­trieb. Ent­schei­dend ist dies vor allem bei Anwen­dun­gen mit Bak­te­ri­en- oder Hefe­kul­tu­ren: „Bei Fer­men­ta­ti­ons­pro­zes­sen sol­len durch den Misch­pro­zess Nähr­stof­fe oder Gase im Medi­um gleich­mä­ßig auf die Mikro­or­ga­nis­men ver­teilt und ent­ste­hen­de Wär­me abge­lei­tet wer­den“, so Jas­pers. „Bei zu hohen Scher­kräf­ten kön­nen aller­dings die Zell­wän­de der Bak­te­ri­en zer­stört wer­den, was es unbe­dingt zu ver­mei­den gilt.“

Gegen­über ande­ren magnet­ge­trie­be­nen Mixern zeich­net sich das Modell von AWH zusätz­lich durch eine abso­lut schwin­gungs­freie Kera­mi­kla­ge­rung aus: Die Lager­buch­se aus Sili­zi­um­kar­bid und der Lager­zap­fen aus Zir­ko­ni­um­di­oxid sind che­misch inert, USP class VI-zer­ti­fi­ziert und nahe­zu rei­bungs­frei. Somit ist auch hier eine Ver­un­rei­ni­gung des Pro­dukts aus­ge­schlos­sen. Die spe­zi­el­le Kom­bi­na­ti­on von Kera­mi­ken sorgt außer­dem dafür, dass selbst ein Tro­cken­lauf pro­blem­los mög­lich ist. „Das Medi­um kann im lau­fen­den Rühr­pro­zess aus dem Tank ent­nom­men wer­den, das heißt man kann das Sys­tem ein­fach leer­lau­fen las­sen und Rest­men­gen des Pro­dukts müs­sen nicht ver­schenkt wer­den“, erklärt Jas­pers. Bei­de völ­lig war­tungs­freie Kera­mik­bau­tei­le sind aus einem Stück her­ge­stellt, ohne Fur­chen, Ecken oder Kan­ten, an denen sich das Pro­dukt fest­set­zen könn­te. Um eine Kon­ta­mi­na­ti­on des Medi­ums durch die Kera­mi­kla­ger selbst aus­zu­schlie­ßen, wur­de der VPure­Mix durch ein unab­hän­gi­ges Insti­tut sowohl im Tro­cken­lauf als auch im Betrieb mit par­ti­kel­frei­em Was­ser auf Abrieb getestet.

Ver­ein­fach­te Mischkopf-Reinigung

Der Edel­stahl-Misch­kopf, der aus zwei Rin­gen und vier Flü­gel­blät­tern zusam­men­ge­setzt ist, zeich­net sich zudem durch eine offe­ne Kon­struk­ti­on aus, so dass ein bar­rie­re­frei­er Zugang für Rei­ni­gungs­mit­tel aller Art sicher­ge­stellt ist. Ins­be­son­de­re bei Behand­lun­gen mit Dampf, über­hitz­tem Was­ser oder Auto­kla­vie­ren ist somit eine rück­stands­lo­se Rei­ni­gung garan­tiert. Auch der Ver­brauch von Reinst- und die Ent­ste­hung von Abwas­ser wird ver­rin­gert, was zu einer Reduk­ti­on der Anla­gen­still­stän­de und zu einer mas­si­ven Zeit­er­spar­nis führt. „Vie­le bis­he­ri­ge Misch­kopf­mo­del­le sind geschlos­sen gebaut“, erklärt Jas­pers. „In die­sen Fäl­len erreicht das Rei­ni­gungs­mit­tel nicht so leicht alle Ecken und Kan­ten, eine gründ­li­che Rei­ni­gung nimmt dem­entspre­chend mehr Zeit in Anspruch.“

Da er nach oben offen ist, kann der Misch­kopf des VPure­Mix sogar ein­fach abge­nom­men und ein neu­er auf­ge­setzt wer­den. Der Motor, der sich mit­tels Fre­quenz­um­rich­ter stu­fen­los auf bis zu 490 Umdre­hun­gen regeln lässt, ist nur mit einer ein­fa­chen Klam­mer befes­tigt. Er kann je nach Bedarf um 360° geschwenkt und damit selbst bei engen Platz­ver­hält­nis­sen am Tank pro­blem­los unter­ge­bracht wer­den. Zudem las­sen sich auch Getrie­be und Tank­be­fes­ti­gung des Mixers ohne gro­ßen Auf­wand rei­ni­gen, da der Ver­zicht auf her­vor­ste­hen­de Bol­zen und Schrau­ben für glat­te Ober­flä­chen sorgt. Eine anti­bak­te­ri­el­le Lackie­rung der Antriebs­ein­heit redu­ziert die Ver­kei­mungs­ge­fahr zusätzlich.

Umfang­rei­che Fehlermeldungsanzeige

Eine wesent­li­che Beson­der­heit des Magnetrühr­sys­tems VPure­Mix ist jedoch die gekap­sel­te Sen­so­rik, die eine per­ma­nen­te Über­wa­chung, Regu­lie­rung und Daten­er­fas­sung des Misch­vor­gangs ermög­licht. Es erlaubt bei­spiels­wei­se die Kon­trol­le über ent­schei­den­de Infor­ma­tio­nen wie die Posi­ti­on des Misch­kopfs, die Dreh­zahl oder einen pro­duk­ti­ons­be­ding­ten Still­stand und garan­tiert so ein Höchst­maß an Pro­dukt­si­cher­heit. „Es han­delt sich um einen Zwei-Hall-Sen­sor, bei dem der Impuls von einem auf den ande­ren über­springt, so dass sogar die Dreh­rich­tung des Misch­kopfs bestimmt wer­den kann“, so Jas­pers. „Der Sen­sor gibt pro Umdre­hung einen Impuls aus: Wenn er Strom bezieht, leuch­tet die LED an der Kon­ver­ter­ein­heit grün, wird ein Feh­ler fest­ge­stellt, leuch­tet sie rot.“

Über einen Stan­dard­an­schluss kön­nen die Daten des Sen­sors unkom­pli­ziert auf eine bereits im Betrieb vor­han­de­ne Soft­ware über­tra­gen und die genau­en Feh­ler­mel­dun­gen aus­ge­le­sen wer­den. Zudem lässt sich die kom­pakt design­te Kon­ver­ter­ein­heit durch eine um 90° dreh­ba­re Hal­te­rung nahe­zu frei um die Antriebs­ein­heit posi­tio­nie­ren, wodurch sicher­ge­stellt wer­den kann, dass die LED jeder­zeit sicht­bar ist. Dar­über hin­aus ist die Kon­ver­ter­ein­heit in einer Edel­stahl- statt wie üblich in einer Plas­tik­röh­re unter­ge­bracht, so dass sie beim Ein- oder Aus­bau des Motors nicht beschä­digt wer­den kann.

Online-Kon­fi­gu­ra­tor

Der VPure­Mix ist in den Ver­sio­nen LS50 bis LS2000 für Misch­vo­lu­mi­na von 20 bis 2000 l erhält­lich. Im Lau­fe des Jah­res sol­len wei­te­re Model­le für Misch­vo­lu­mi­na bis 20.000 l hin­zu­kom­men. Ein Online-Kon­fi­gu­ra­tor auf der AWH-Home­page hilft zudem, das geeig­ne­te Modell für die jewei­li­ge Anwen­dung zu bestim­men: „Es müs­sen ledig­lich ein paar Eck­da­ten wie Behäl­ter­bo­den, ‑durch­mes­ser und ‑volu­men oder Vis­ko­si­tät des Medi­ums ange­ge­ben wer­den“, so Jaspers.

Arma­tu­ren­werk Hötens­le­ben GmbH auf der drink­tec 2017: Hal­le B3 – Stand 506