Inhaltsverzeichnis
1. Der Klassiker: Standard-Membranventil
2. Zeitgemäßer: Das Multiportventil
3. Ring- oder Blocksystem?
Die Technologie, Ringsysteme mit ca. vier bis zehn Medien zu entwickeln, basiert auf folgender Annahme: Verschiedene Medien, die in Abhängigkeit des Produktionsverfahrens über Standard-Membran-Ventile einem Ring definiert zu- oder abgeführt werden, können optimal durch die Anlagenbereiche transferiert werden. Hierbei fungiert das Ringsystem als Knotenpunkt, an dem die Medien eingespeist werden, also zum Beispiel Produkt, WFI, Reinstdampf, Steril-Luft oder Ansatzmedien, um bedarfsgerecht in nachgeschaltete Anlagenbereiche geleitet zu werden. Ein solcher Knotenpunkt kann auch zusätzliche Funktionselemente wie Probeentnahmestellen oder den Anschluss für Zirkulationsmedien beinhalten.
Der Klassiker: Standard-Membranventil
Klassisch werden solche Lösungen aus Standard-Membranventilen aufgebaut und sind durchaus funktionelle Verteilsysteme, die jedoch in der Praxis, vor allem im Hinblick auf zukünftige Optimierungswünsche, auch gravierende Nachteile haben. Da das Innenvolumen der Rohrleitungen technologiebedingt sehr groß ist, beanspruchen die Systeme in der Anlage viel Platz. Zudem müssen zahlreiche Komponenten miteinander verbunden werden. So sind beispielsweise bei einem siebenfach Ventilringsystem mindestens acht und bis zu zwölf Schweißstellen je nach Ventiltyp oder Verrohrung notwendig. Jede einzelne muss für die Zertifizierung endoskopisch geprüft und dokumentiert sein. Für den Anlagenbauer bedeuten zusätzliche Schweißverbindungen damit einen beachtlichen Kostenfaktor.
Im Betrieb ergeben sich dann weitere Herausforderungen, die nicht einfach zu lösen sind. So ist abhängig von der Einbaulage der Ventile eine hundertprozentige Restentleerung nicht immer möglich. Bei In-Out-Prozessen besteht zudem die Gefahr der Medienverschleppung und es muss geprüft werden, ob und wann Zwischenreinigungen notwendig sind. Der Reinigungsaufwand richtet sich dann nach der Ventilposition im Ring und kann sehr material-, energie- und zeitintensiv sein. Dabei dauern bei der großen Bauweise die Sterilisationsprozesse recht lange, weil sich das System nur langsam aufheizt. Das kostete Energie und für die Membranen bedeutet dieser langwierige Prozess thermischen Stress. Sie verschleißen dadurch schnell. Anlagenstillstand, Serviceaufwand und erneute Sterilisation sind die Folge.
Zeitgemäßer: Das Multiportventil
Dank moderner Fertigungstechnologien gibt es heute effizientere Alternativen, VA-Materialien können schneller bearbeitet werden und komplexe Freiformflächen und Verrundungen der Innengeometrie in Ventilknoten lassen sich dreidimensional mit CAD-Systemen simulieren und mit den entsprechenden Werkzeugen fertigen. So entstanden die Multiportventile Robolux von Bürkert Fluid Control Systems, durch deren Nutzung es mittlerweile möglich ist, auch komplexere Knotenpunkte mit einer großen Anzahl von Teilnehmern und Funktionen zu realisieren, die dennoch vergleichsweise wenig Platz benötigen und bessere fluidische Eigenschaften haben.
Die Robolux-Multiportventile sind Druckluft betrieben und zeichnen sich durch ihre besonders guten fluidischen Eigenschaften, gute Reinigungseigenschaften und hohe Prozesszuverlässigkeit aus. Basierend auf der Membranventiltechnologie verbinden die patentierten Ventile unabhängige Umschaltfunktionen für zwei Prozesse in einem Gehäuse mit nur einer Membran und nur einem Doppelantrieb. Dadurch reduziert sich die Anzahl der benötigten Schweißverbindungen in den Verteilanlagen. Zudem benötigt ein solches Multiportventil ca. 40 % weniger Platz und lässt sich einfacher montieren als herkömmliche Lösungen. Anlagen können folglich deutlich kleiner dimensioniert werden. Im Betrieb vereinfachen und verkürzen sich Reinigungs- und Sterilisationsprozesse. Das geringe Innenvolumen und die Reduzierung von Totraum beschleunigen die Reinigung, verringern den Energieeinsatz und erhöhen so die Prozesseffizienz. Von kürzeren Sterilisationszeiten profitiert zudem die Lebensdauer der Membranen und der Wartungsbedarf sinkt.
Ring- oder Blocksystem?
Ringsysteme können sehr flexibel aus Robolux-Modulen realisiert werden. Der 7-fach-Ring beispielsweise verfügt über einen geringen Bauraum und hat dank der gerichteten Durchströmung gute Fluidikeigenschaften. Sie ermöglicht 100 % Selbstentleerung des Gesamtsystems. Zudem sind nur vier Membranen und zwei Schweißstellen zwischen den Modulen notwendig.
Die Auswahl an für Ringsysteme geeigneten Edelstahl-Modulen mit denen sich 3– bis n-fach Ringe aufbauen lassen, ist groß. So gibt es Transferknoten mit zwei Ein- und drei Ausgängen ebenso wie Cross-Flow-Knoten mit je zwei Ein- und Ausgängen. Letzteres ermöglicht Fluidiksysteme mit gerichteter Durchströmung. Durch den entgegensetzten Transfer der Medien kann der Ventilknoten effektiv durchströmt und gereinigt werden. Horizontal wird das Produkt durch den Knoten geleitet, vertikal „entgegengesetzt“ strömt Reinigungsmedium durch den Knoten.
Alternativ können Ringsysteme aber auch funktional als kompakte Ventilblöcke aufgebaut werden. Bei größeren Stückzahlen halten sich auch hier die Fertigungskosten in Grenzen und es erschließen sich weitere Vorteile: Das Volumen ist besonders klein, es gibt keine Schweißstellen zwischen den Ventilen und der Block wird optimal durchströmt. Das Robolux-Fluidikkonzept wird so durch seine Flexibilität im Anlagenbau Energie-, Zeit- und Raumeffizienz steigern. (eve)
Technische Daten der Multiportventile: hier.pro/yzpx2
Kontakt:
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