Eine Hygiene-Kreiselpumpe ist eine Zentrifugalpumpe, deren medienberührte Bauteile speziell auf die Anforderungen der Lebensmittel-, Getränke-, Pharma- und Kosmetikindustrie ausgelegt sind. Das Förderprinzip entspricht dem einer klassischen Kreiselpumpe, die Konstruktion ist jedoch konsequent auf die rückstandsfreie Reinigung und den Kontaminationsschutz ausgerichtet: hochwertiger, korrosionsbeständiger Edelstahl, elektropolierte Oberflächen und ein spalt- sowie totraumfreies Design sorgen dafür, dass sich keine Rückstände festsetzen können. Wie sich das im Detail auf Aufbau und Betrieb auswirkt, zeigt der Blick auf die Funktionsweise.
Hygiene-Kreiselpumpen
Technische Daten & Eigenschaften:
- Fördermenge: bis zu 300 m³/h
- Förderhöhe: bis zu 120 m
- Druck: bis zu 63 bar
- Viskositäten: bis zu 500 cSt
- Temperaturen: -20 °C bis zu 180 °C
- Gas-Anteile: bis zuo 15 %
- Feststoffe: bis zu 25 % (max. 10 mm)
- pH-Werte: 0 – 14
- Einbauarten: horizontal, vertical
- Tauchfähigkeiten: keine
- selbstansaugen für einige Modelle möglich
- Saughöhe: max. 7 m
- dichtungsloses Design möglich
- ATEX: Ex Zonen 0, 1, 2 und 22
- gem. ISO or EN Standard
- gem. FDA, 3A Sanitary, EHEDG, GMP
- Antriebe: Electro, Hydraulik, Druckluft
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Wie bei jeder Kreiselpumpe übernimmt ein rotierendes Laufrad die eigentliche Förderarbeit. Angetrieben über die Antriebswelle versetzt es das Medium in eine kreisende Bewegung, wodurch eine Zentrifugalkraft entsteht. Die Flüssigkeit wird nach außen an den Laufradrand gedrückt und von dort über das Pumpengehäuse zur Austrittsöffnung geleitet. Am Eintritt entsteht dadurch ein Unterdruck, der kontinuierlich neues Medium nachströmen lässt. Dieses grundlegende Förderprinzip gilt gleichermaßen für Standard- wie für Hygiene-Kreiselpumpen.
Der Unterschied zur Standard-Kreiselpumpe liegt nicht im Förderprinzip, sondern in der konstruktiven Umsetzung. Damit die Pumpe den hygienischen Anforderungen genügt, ist bei jedem Bauteil, das mit dem Medium in Kontakt kommt, die rückstandsfreie Reinigung mitgedacht:
- Laufrad: Meist offen oder halboffen ausgeführt, damit keine Toträume entstehen, in denen sich Produktreste festsetzen können.
- Gehäuse und Dichtungen: Gehäuse, Laufrad und weitere medienberührte Bauteile aus Edelstahl sind spaltfrei konstruiert, sodass keine Zwischenräume für Ablagerungen oder Keimbildung entstehen.
- Wellenabdichtung: In der Regel eine Gleitringdichtung, die auch bei häufigem CIP-Betrieb dicht und verschleißarm bleibt.
- Anschlüsse: Genormte hygienische Verbindungen wie Clamp- oder Milchrohrgewindeanschlüsse. Clamp-Verbindungen lassen sich dabei besonders schnell und ohne Werkzeug öffnen, Gewindeanschlüsse benötigen in der Regel Werkzeug.
In Summe sorgt diese Bauweise dafür, dass die Pumpe während des Betriebs zuverlässig fördert und zwischen den Produktionszyklen vollständig und rückstandsfrei gereinigt werden kann, ohne dass sie dafür demontiert werden muss. Je nach Förderaufgabe kommt dieses Grundprinzip in unterschiedlichen Bauformen zum Einsatz.
Die Hygiene-Ausführung ist prinzipiell für nahezu jeden Kreiselpumpentyp verfügbar, sofern der jeweilige Hersteller diese Variante im Portfolio führt und sie nach entsprechenden internationalen Standards wie EHEDG, 3A Sanitary Standards oder FDA zertifiziert ist.
Die Hygiene-Kreiselpumpen unterscheiden sich in ihrer Bauweise unter anderem nach Stufenzahl, Einbaulage oder Laufradform, die sich dabei nach dem geförderten Medium, dem gewünschten Förderdruck und den Platzverhältnissen vor Ort richten.
- Einstufig oder mehrstufig: Einstufige Ausführungen decken mit einem einzelnen Laufrad die meisten Standardanwendungen ab. Mehrstufige Ausführungen setzen mehrere Laufräder hintereinander ein und erreichen dadurch höhere Förderhöhen bzw. Drücke.
- Horizontal oder vertikal: Die Einbaulage richtet sich nach den räumlichen Gegebenheiten sowie den Anforderungen an Restentleerung und Wellenlagerung vor Ort.
- Offenes oder halboffenes Laufrad: Offene Laufräder gelten als unempfindlich gegenüber Feststoffanteilen im Medium. Halboffene Laufräder werden für höher beanspruchte Anwendungen angeboten.
Außerdem lassen sich Hygiene-Kreiselpumpen mit Zusatzausstattung kombinieren, etwa einer hygienischen Motorabdeckung gegen Spritzwasser, einer geschmierten Gleitringdichtung bei kristallisationsneigenden Medien, einer langgekuppelten Ausführung für heiße Produkte oder einem Heizmantel, wenn das Medium eine bestimmte Temperatur halten muss.
Gegenüber Standard-Kreiselpumpen und alternativen Fördertechnologien bieten Hygiene-Kreiselpumpen eine Reihe von Vorteilen, die sie zur ersten Wahl für sensible Prozesse machen:
- Weniger Kontaminationsrisiko im Alltag: Weil sich keine Produktreste in der Pumpe festsetzen, sinkt das Risiko von Verkeimung und Kreuzkontamination zwischen unterschiedlichen Chargen spürbar, ganz ohne zusätzlichen Aufwand im laufenden Betrieb.
- Kürzere Stillstandzeiten: Die vollständige Entleerbarkeit erlaubt eine effiziente Reinigung im CIP-/SIP-Verfahren, ohne dass eine Demontage nötig ist. Das verkürzt die Zeit zwischen zwei Produktionschargen.
- Hohe Prozesssicherheit: Zertifizierungen nach EHEDG, 3-A Sanitary Standards oder FDA-Vorgaben schaffen Nachweisbarkeit gegenüber Auditoren und Kunden und sorgen dafür, dass die Pumpe zuverlässig innerhalb der geforderten Hygienestandards arbeitet.
- Korrosionsbeständigkeit: Der eingesetzte Edelstahl ist beständig gegen aggressive Reinigungsmittel wie Säuren und Laugen, die im CIP-Betrieb regelmäßig zum Einsatz kommen.
- Effizienter Betrieb: Auch in hygienischer Ausführung erreichen Kreiselpumpen einen energieeffizienten und laufruhigen Betrieb. Eine gut abgestimmte Wellenlagerung trägt zusätzlich zu geringem Verschleiß bei.
- Einfacher Service: Der modulare Aufbau vieler Baureihen ermöglicht einen vergleichsweise schnellen Dichtungswechsel, ohne dass dafür immer die komplette Pumpe demontiert werden muss.
Wie sich diese Vorteile in der Praxis niederschlagen, zeigt sich branchenübergreifend in ganz unterschiedlichen Anwendungsfeldern.
Überall dort, wo Flüssigkeiten unter kontrollierten Hygienebedingungen gefördert werden müssen, kommen Hygiene-Kreiselpumpen zum Einsatz. Die folgenden Branchen und Prozesse zählen zu den typischen Einsatzgebieten:
- Lebensmittelindustrie: Beim Fördern von Aromen, Konzentraten, Ölen, Sirup oder Säften sowie beim Umgang mit Prozesswasser in der Lebensmittelproduktion sind Hygiene-Kreiselpumpen die gängige Wahl.
- Getränkeindustrie und Brauereien: In Brauereien werden Hygiene-Kreiselpumpen für das Fördern von Maische, Würze, Most und Hefe eingesetzt, häufig auch für den CIP-Rücklauf während der Reinigung. Gerade hier eignen sich selbstansaugende Ausführungen, da im Brauprozess und bei der Hefepropagation phasenweise gasbeladene Medien auftreten. In der Getränkeherstellung allgemein kommen sie zudem bei Limonade, Bier, Wein und Spirituosen zum Einsatz.
- Molkereiwirtschaft: Milch und Milcherzeugnisse stellen besonders hohe Anforderungen an Restentleerbarkeit und Reinigungsfähigkeit. In diesem Bereich kommen häufig genormte Anschlüsse wie Milchrohrgewinde oder Clamp-Verbindungen zum Einsatz.
- Pharma- und Kosmetikindustrie: Beim Fördern von hochreinem Wasser, WFI (Water for Injection), Nährlösungen oder Wirkstofflösungen gelten in der Pharmaproduktion strengste Hygieneanforderungen. Auch für Laugen, Säuren und Desinfektionsmittel in der Verfahrenstechnik sowie für Rezepturen in der Kosmetikproduktion kommen entsprechend zertifizierte Pumpen zum Einsatz, häufig mit EHEDG- oder GMP-Nachweis.
- Wasseraufbereitung: In Prozessen mit hohen Reinheitsanforderungen an das Wasser, etwa in der Ultrafiltration, übernehmen Hygiene-Kreiselpumpen die zuverlässige Förderung, ohne das aufbereitete Medium zu beeinträchtigen.
- CIP- und SIP-Reinigungskreisläufe: Nicht nur als Produktpumpe, auch innerhalb der Reinigungssysteme selbst werden Hygiene-Kreiselpumpen eingesetzt, um Reinigungs- und Desinfektionsmedien durch die Anlage zu zirkulieren.
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