In der industriellen Produktion bestehen für jeden Prozess klare Vorgaben an Reinheit und Hygiene, doch in der Lebensmittelindustrie und der pharmazeutischen Produktion gelten besonders strenge Regeln, um eine Verunreinigung von Verzehrprodukten zu verhindern. In beiden Branchen werden deshalb spezielle hygienische Maschinen und Anlagen verwendet. Besonders wichtig sind dabei die Hygienepumpen, welche im direkten Kontakt mit den Produkten stehen.
Hygienepumpen sind Pumpen, die speziell für den Einsatz in sensiblen, hygienekritischen Prozessen entwickelt wurden. Sie fördern Medien so, dass eine Kontamination durch Keime, Rückstände oder Fremdstoffe zuverlässig ausgeschlossen wird, und ermöglichen dadurch eine sichere, produktschonende Förderung in der Nahrungsmittel-, Getränke-, Kosmetik- und Pharmaindustrie.
Wie funktionieren Hygienepumpen?
Um den besonderen Anforderungen dieser Branchen zu genügen, weisen Hygienepumpen konstruktive Details auf, die sie von anderen Bauarten unterscheiden. Dabei stehen folgende Eigenschaften im Mittelpunkt:
- Reinigbarkeit
- Spaltfreiheit
- Totraumfreiheit
Damit sie leicht gereinigt werden können, werden für die Konstruktion von Hygienepumpen Materialien und Oberflächen verwendet, die möglichst glatt und für die regelmäßige Reinigung mit Säure und Lauge geeignet sind. Als Werkstoff für medienberührende Teile hat sich Edelstahl der Güte 1.4404 (316L) etabliert, ergänzt durch FDA-konforme Dichtungswerkstoffe wie EPDM, PTFE oder Silikon. Spalten werden etwa durch den Einsatz von spaltfreien O-Ringen mit metallischem Anschlag vermieden. Toträume sind Bereiche innerhalb einer Pumpe, in denen geförderte Flüssigkeit zurückbleiben und so zur Verkeimung führen kann, etwa an den Laufrädern oder den Leitschaufeln von hygienischen Kreiselpumpen. Um sie zu vermeiden, werden solche hygienischen Pumpen mit offenen Laufrädern und Leitschaufeln ausgeführt.
Dieses Prinzip des Hygienedesigns verlangt, dass eine Pumpe vollständig gereinigt und desinfiziert werden kann, ohne dass sie dafür demontiert werden muss. Cleaning-in-Place (CIP) und Sterilization-in-Place (SIP) gehören deshalb zu den zentralen Funktionsmerkmalen moderner Hygienepumpen. Damit Reinigungs- und Desinfektionsmittel den gesamten Strömungsweg durchspülen können, muss die Pumpe druckfest, temperaturbeständig und chemikalienresistent sein.
Auch die Peripherie einer Hygienepumpe muss für den Einsatz in der Nahrungsmittel- und pharmazeutischen Industrie geeignet sein, damit Ablagerungen und Kontaminationen im Betrieb vermieden werden. Das betrifft vor allem den Antrieb. Motoren und Getriebe, die in der Lebensmittelindustrie und im Pharmabereich eingesetzt werden dürfen, verfügen wie die Pumpen selbst über Gehäuse, deren Oberflächen totraumfrei und gut zu reinigen sind sowie aus widerstandsfähigen Materialien bestehen, denen auch aggressive Säuren und Laugen nichts anhaben können. Außerdem sind sie so konstruiert, dass Spritzwasser nicht ins Innere des Gehäuses eindringen kann.
Wo werden Hygienepumpen eingesetzt?
Traditionell ist der Pharmabereich noch strenger als andere Branchen, was die Anforderungen an Reinheit und Hygiene betrifft. Hier war schon immer nicht nur Keimarmut gefordert, sondern Aseptik beziehungsweise Sterilität, also eine möglichst vollkommene Keimfreiheit. Inzwischen haben sich die Pharma- und die Lebensmittelindustrie jedoch angenähert, denn auch die Hersteller von Nahrungsmitteln wollen Risiken durch mangelnde Hygiene so weit wie möglich vermeiden. Daraus erklärt sich auch, warum hygienische Pumpen namhafter Hersteller meist für alle Industrien geeignet sind, die spezielle Anforderungen an die Hygiene stellen, von der pharmazeutischen Produktion über die Lebensmittelindustrie bis zur Kosmetikproduktion.
In der Praxis sind Hygienepumpen an zahlreichen kritischen Kontrollpunkten im Einsatz, etwa:
- Beim Transport empfindlicher Rohstoffe
- Bei der Dosierung von Zutaten
- Beim Befüllen steriler Behälter
Konkrete Anwendungsfelder sind dabei unter anderem:
- Molkerei- und Milchprodukteverarbeitung
- Herstellung viskoser Lebensmittel wie Saucen, Pasten oder Fruchtzubereitungen
- Getränkeabfüllung
- Sterile Prozesse in der Pharma- und Biotechnologiebranche
Welche Hygienestandards gelten für Hygienepumpen?</h2>
Um sicherzugehen, dass eine Pumpe für die hygienische Förderung in der Lebensmittelindustrie oder für das Handling empfindlicher pharmazeutischer Medien geeignet ist, sollten Anlagenbetreiber auf anerkannte Standards und Zertifizierungen achten. Diese unterscheiden sich in Herkunft, Geltungsbereich und Prüftiefe, ergänzen sich in der Praxis aber gegenseitig.
EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group)
Die EHEDG ist eine 1989 gegründete Stiftung mit Sitz in den Niederlanden, in der sich Maschinen- und Komponentenhersteller, Lebensmittelproduzenten, Forschungsinstitute und Gesundheitsbehörden zusammengeschlossen haben. Sie veröffentlicht Richtlinien für hygienegerechte Konstruktion und bietet Herstellern an, ihre Produkte nach diesen Anforderungen bewerten und zertifizieren zu lassen. Im Pumpenbereich steht dabei die Frage im Mittelpunkt, ob sich das Bauteil im eingebauten Zustand vollständig reinigen lässt, ohne demontiert zu werden.
3-A Sanitary Standards (3-A SSI)
3-A Sanitary Standards Inc. ist eine unabhängige, gemeinnützige Organisation aus den USA. Sie entwickelt Normen für die hygienische Konstruktion, Fertigung und Installation von Anlagen und Maschinen und stammt ursprünglich aus der Milchverarbeitung. Heute gelten die Standards branchenübergreifend für die Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie. Geprüfte Ausführungen dürfen das 3-A Symbol tragen, das international als Nachweis für hygienegerechte Konstruktion anerkannt ist.
FDA-Konformität (USA)
Die US-amerikanische Food and Drug Administration regelt im Code of Federal Regulations, insbesondere in Title 21 CFR, welche Materialien mit Lebensmitteln in Kontakt kommen dürfen. Für Hygienepumpen betrifft das vor allem Elastomere und Kunststoffe in Dichtungen, Membranen und Schläuchen. Wichtig zu wissen: FDA-Konformität bezieht sich auf den Werkstoff und dessen definierte Einsatzbedingungen, nicht automatisch auf die komplette Pumpe. Sie ist Pflicht für den Export in die USA und dient darüber hinaus weltweit als gängige Referenz für die Werkstoffauswahl.
GMP-Richtlinien
Good Manufacturing Practice, auf Deutsch gute Herstellungspraxis, beschreibt ein Qualitätssicherungssystem für Herstellung, Prüfung und Dokumentation in regulierten Industrien. In Europa ist der EU-GMP-Leitfaden (EudraLex Volume 4) das zentrale Regelwerk für die Arzneimittelherstellung, in den USA setzt die FDA vergleichbare cGMP-Anforderungen durch. GMP betrifft nicht nur das Bauteil selbst, sondern auch Anlagenqualifizierung, Reinigungsvalidierung und lückenlose Dokumentation. Für Hygienepumpen bedeutet das, dass neben der Konstruktion auch Werkstoffzeugnisse, Oberflächennachweise und Prüfprotokolle vorliegen müssen.
Im Mittelpunkt der Hygiene-Untersuchungen unabhängiger Organisationen stehen Aspekte wie die Oberflächenqualität, die Werkstoffauswahl, die Konstruktion und auch die Dokumentation. Hygienepumpen, die den Eignungstest dieser Organisationen bestanden haben, erhalten ein entsprechendes Zertifikat. Manche Konzerne erarbeiten darüber hinaus eigene Unternehmensstandards, die über die Anforderungen der genannten Organisationen hinausgehen können.
Welche Bauvarianten von Hygienepumpen gibt es?
Grundsätzlich können verschiedene Pumpentechnologien auch unter den besonderen Anforderungen der Lebensmittelindustrie und der pharmazeutischen Produktion eingesetzt werden. Kreiselpumpen in Hygieneausführung kommen oft zum Einsatz, wenn niedrigviskose Fördermedien gepumpt werden müssen. Hygienekreiselpumpen gibt es auch für das Handling größerer Fördermengen in mehrstufigen Ausführungen, also mit mehreren hintereinander angeordneten Laufrädern. Die vertikale Ausführung stellt sicher, dass auch diese Pumpen vollständig restentleert werden können, denn das restlose Ablaufen der Flüssigkeit verhindert die Gefahr von Verkeimung.
Bei hochviskosen Medien eignen sich hingegen hygienische Verdrängerpumpen besonders gut. Exzenterschneckenpumpen und Drehkolbenpumpen können dickflüssige Medien wie Saucen oder Pasten druckvoll, aber gleichzeitig schonend fördern. Auch Schraubenspindelpumpen gibt es in hygienischer Ausführung, welche sich besonders bei schmierenden und reinen Flüssigkeiten eignen und auch Medien mit hoher Viskosität transportieren können, selbst bei hohen Fördermengen. Doch auch weitere Technologien, wie zum Beispiel Schlauchpumpen oder Membranpumpen, werden von Pumpenherstellern in Hygieneausführung angeboten. Insbesondere bei Dosieranwendungen, zum Beispiel bei Abfüllanlagen oder Zumischungen, zeichnen sich hygienische Verdrängerpumpen aus.
eine Hygiene-Kreiselpumpe
(verschiedene Designs möglich, je nach Hersteller)
eine Hygiene-Verdrängerpumpe
(verschiedene Typen, hier als Drehkolbenpumpe)
Wählen Sie oben anhand der Bilder den gewünschten Hygienepumpentyp aus, um mehr darüber zu erfahren oder eine unverbindliche Anfrage für diese zu stellen.
