Kein Problem mit hohen Drücken

Ventile sind unverzichtbare Komponenten in den hygienisch sensiblen Anlagen der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie. Bislang standen für produktberührende Anwendungen der Lebensmittelindustrie keine nach 3-A Sanitary Standards konformen Hochdruckventile zur Verfügung. Die Zertifizierung dieser weltweit akzeptierten Hygiene-Standards umfasst sowohl das Design als auch die Herstellung von Komponenten, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen.

Diese Lücke wollte Bardiani Valvole mit einem neuen Hochdruckventil füllen. Dafür benötigte das Unternehmen aber auch Dichtungen, die den Hygiene- und Design-Vorgaben entsprechen. Es musste eine neue, standardkonforme Haupt-Stangendichtung entwickelt werden, die für Hochdruckanwendungen bis 150 bar geeignet ist. Mit diesen Anforderungen trat der Ventilhersteller an Freudenberg Sealing Technologies heran. Zusätzlich sollte die neue Dichtungslösung auch in der Vorgängergeneration des Hochdruckventils einsetzbar sein.

Das Ergebnis der gemeinsamen Entwicklungsarbeit ist eine Dichtung bestehend aus einer Dichtlippe aus EPDM 302 oder Fluoroprene XP 43 in Kombination mit einem Stützring aus PTFE. Inspirieren ließen sich die Entwickler dabei vom Design einer bewährten Schaftdichtung und eines O-Rings mit Stützring. Es entstand daraus eine neuartige Kombination dieser beiden Elemente.

Um den Entwicklungsprozess so schnell und so wirtschaftlich wie möglich zu gestalten, ließ das Entwicklerteam zunächst werkzeugfrei hergestellte Prototypen anfertigen. Die Validierung der Dichtungen erfolgte anhand dieser Muster. Möglich macht dies der Xpress Service des Dichtungsherstellers. Er bietet gedrehte Dichtungen aus Originalwerkstoffen und Originalprofilen für Prototypen, Ersatzteile oder wirtschaftliche Kleinserien. Durch die werkzeugfreie Herstellung entstehen für den Anwender Kosten- und Zeitvorteile. Das Unternehmen bietet den Service weltweit in zahlreichen Standorten an, wodurch es zum Beispiel auch Ersatzteile schnell liefern kann. Besondere Dreh- und Frästechniken ermöglichen es, individuelle Designs zu realisieren. Auch die Dichtungslösung für das neue Hochdruckventil wurde so hergestellt.

Die nach Hygienic-Design-Vorgaben totraumfreie Konstruktion der Dichtung verhindert, dass sich Rückstände von Prozess- und Reinigungsmedien absetzen. Damit entspricht das Dichtungsdesign allen relevanten Vorgaben für Anwendungen in der Getränke- und Lebensmittelindustrie sowie der pharmazeutischen Industrie. Beide verwendeten Werkstoffe zeichnen sich durch eine sehr gute thermische Beständigkeit und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aus. Zudem erfüllen sie die Anforderungen für den Einsatz in CIP-/SIP-Prozessen (Cleaning In Place/Sterilization In Place).

Fluoroprene XP ist ein hochfluorierter Werkstoff der speziell für extreme Anwendungen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie entwickelt wurde. Er eignet sich für Anwendungen mit Desinfektions- und Reinigungsmitteln, Dampfsterilisationen, hohen Temperaturen (bis 200 Grad Celsius), hohen Konzentrationen von Fetten und Aromen sowie Speiseölen. Die Kombination einer elastischen Dichtlippe mit einem PTFE-Stützring macht die Lösung besonders druckbeständig. Alle verwendeten Dichtungsmaterialien sind konform zur EU (VO) 1935/2004, FDA, USP Chapter 87 und 88 und 3-A Sanitary Standards.

Die Kombination aus neuer Dichtungsgeometrie und bewährten Werkstoffen ergab eine anwendungsspezifische Dichtungslösung, die innerhalb eines kurzen Entwicklungsprozesses entstand. Nach einem umfangreichen Test der Muster auf dem eigenen Prüfstand zeigte sich Bardiani Valvole mehr als zufrieden mit dem Ergebnis der Zusammenarbeit.

David Brenière, Sales Manager Process Industry bei Freudenberg Sealing Technologies, fasst rückblickend zusammen: „Die technische Anfrage von Bardiani Valvole nach einer hygienischen Hochdruck-Stangendichtung war im ersten Blick eine große Herausforderung.“ Dennoch sei es gelungen, schnell eine Lösung vorzustellen – nicht nur auf Papier, sondern als drehtechnisch hergestellte Muster für eine kurzfristige Validierung der neuen Dichtungen. Mit den eigens für diese Anwendung entwickelten Dichtungslösungen ist das neue Ventil das erste nach 3-A Sanitary Standards zertifizierte Hochdruckventil-System für die Lebensmittel-, Getränke und Pharmaindustrie.