DeutschesFachbuch.de : Hygienegerechte Apparate und Anlagen In der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie Von Gerhard Hauser


Inhaltsverzeichnis

	Vorwort					XIII

	1	Einleitung				1
		1.1	Oberflächen			3
			1.1.1	Produktberührte Oberflächen		4
				1.1.1.1	Feinstruktur von produktberührten Oberflächen	4
				1.1.1.2	Hygienerelevante Bearbeitungsverfahren	7
				1.1.1.3	Strukturen und Effekte an gegenseitigen Berührflächen von Materialien im Produktbereich	14
				1.1.1.4	Oberflächengeometrie und konstruktive Ausführung von Oberflächen	15
			1.1.2	Nicht produktberührte Oberflächen		20
		1.2	Schweißverbindungen			20
			1.2.1	Nicht rostender Edelstahl		20
				1.2.1.1	Nahtgefüge und-Umgebung	21
				1.2.1.2	Nachbehandlung von Schweißnähten	25
				1.2.1.3	Schweißverfahren	26
				1.2.1.4	Hygieneanforderungen an die Nahtausführung	29
				1.2.1.5	Hygienegerechte Gestaltung von Schweißverbindungen	35
			1.2.2	Kunststoffe		38
				1.2.2.1	Schweißverfahren	39
				1.2.2.2	H ygieneanforderungen	42
		1.3	Lot-und Klebeverbindungen			41
			1.3.1	Löten		42
			1.3.2	Kleben		43
		1.4	Gestaltung von Dichtungen			45
			1.4.1	Statische Dichtungen		45
				1.4.1.1	Metallische Dichtungen	48
				1.4.1.2	Elastomerdichtungen	49
			1.4.2	Dynamische Dichtungen		55
				1.4.2.1	Dichtungen für Längsbewegungen	55
				1.4.2.2	Dichtungen für drehende Bewegungen	58
		1.5	Schraubenverbindungen			61
			1.5.1	Hygienegerechte Schrauben und Muttern		62
			1.5.2	Gestaltung der Verbindung		63
		1.6	Achsen und Wellen			66
		1.7	Wellen-Naben-Verbindungen			68
		1.8	Wellenkupplungen			69
		1.9	Lager			69
		1.10	Getriebe			71
		1.11	Elektromotoren			72

	2	Komponenten von Rohrleitungssystemen				75
		2.1	Rohrleitungssysteme			75
			2.1.1	Werkstoffe und Oberflächenqualität von Rohren		78
				2.1.1.1	Edelstahlrohre	79
				2.1.1.2	Kunststoffrohre	88
				2.1.1.3	Glasrohre	90
			2.1.2	Werkstoffe und Oberflächen von Schläuchen		93
				2.1.2.1	Schläuche mit glatter Innenoberfläche	93
				2.1.2.2	Wellschläuche	95
			2.1.3	Allgemeine Gesichtspunkte der hygienegerechten Gestaltung		96
				2.1.3.1	Selbstentleerung	96
				2.1.3.2	Luft-oder Gaseinschlüsse	100
				2.1.3.3	Totwasserbereiche	102
				2.1.3.4	Isolierung	107
			2.1.4	Leitungselemente		108
				2.1.4.1	Formstücke	108
				2.1.4.2	Schaugläser	110
				2.1.4.3	Dehnungskompensatoren	111
			2.1.5	Anordnung und Befestigung von Rohrleitungen		114
			2.1.6	Prüfung nach Installation des Systems		118
				2.1.6.1	Dichtheitsprüfung	118
				2.1.6.2	Druckprüfung	119
		2.2	Lösbare Verbindungen für Rohrleitungen und Apparateanschlüsse			119
			2.2.1	Edelstahlverbindungen für Prozesse mit Flüssigkeiten		120
				2.2.1.1	Verbindungen mit metallischer Dichtstelle	120
				2.2.1.2	Verschraubungen mit Elastomer- bzw. Piastomerdichtungen	122
				2.2.1.3	Klemmverbindungen	129
				2.2.1.4	Flanschverbindungen	132
			2.2.2	Verbindungen bei Kunststoffbauelementen		135
			2.2.3	Verbindungen für Glasbauteile		137
			2.2.4	Verbindungen für Bauteile aus unterschiedlichen Werkstoffen		138
			2.2.5	Schlauchanschlüsse		138
			2.2.6	Verbindungen für trockene Prozesse		140
		2.3	Armaturen			143
			2.3.1	Schwenkbogen-Schaltelemente		145
			2.3.2	Absperrorgane		147
				2.3.2.1	Drehklappen oder Scheibenventile	149
				2.3.2.2	Kugelhähne	155
				2.3.2.3	Bogenventile	158
				2.3.2.4	Tellerventile	158
				2.3.2.5	Membranventile	169
				2.3.2.6	Quetschventile	177
			2.3.3	Mehrwegeventile		179
				2.3.3.1	Membranventile in Blockausführung	179
				2.3.3.2	Mehrwege-Tellerventile	182
			2.3.4	Ventile zur Probennahme		200
			2.3.5	Bodenventile für Behälter		205
			2.3.6	Armaturen für molchbare Systeme		208
			2.3.7	Regelventile		213
			2.3.8	Andockarmaturen		224
			2.3.9	Sicherheitsventile		216
				2.3.9.1	Überdruckventile	217
				2.3.9.2	Vakuumventile	218
				2.3.9.3	Rückschlagventile	220
		2.4	Pumpen			222
			2.4.1	Allgemeine Hygieneanforderungen		222
			2.4.2	Allgemeine betriebstechnische Anforderungen		226
				2.4.2.1	Kavitation	226
				2.4.2.2	Einbauverhältnisse	227
			2.4.3	Kreiselpumpen		227
				2.4.3.1	Normalsaugende Kreiselpumpen	227
				2.4.3.2	Selbstansaugende Kreiselpumpen	240
			2.4.4	Verdrängerpumpen		244
				2.4.4.1	Betriebsverhalten der Verdrängerpumpen	245
				2.4.4.2	Kreiskolbenpumpen	247
				2.4.4.3	Zahnradpumpen	252
				2.4.4.4	Exzenterschneckenpumpen	252
				2.4.4.5	Sinuspumpen	258
				2.4.4.6	Schlauchpumpen	259
				2.4.4.7	Hubkolbenpumpen	260
				2.4.4.8	Membranpumpen	266
		2.5	Sensoren			270
			2.5.1	Beispiele der produktberührten Bereiche von Sensorelementen		272
			2.5.2	Gestaltung der Prozessanbindung		278

	3	Ausgewählte Komponenten und Elemente von offenen Anlagen				283
		3.1	Allgemeine Anforderungen			286
		3.2	Kontinuierliche offene Fördereinrichtungen			287
			3.2.1	Transportband-Anlagen		290
				3.2.1.1	Nicht modulare Förderbänder	291
				3.2.1.2	Modulare Förderbänder	296
				3.2.1.3	Abgrenzungen an Bändern	305
				3.2.1.4	Umlenk-, Führungs- und Antriebselemente von Bändern	313
				3.2.1.5	Geräte zur Bandreinigung	324
		3.3	Anforderungen an relevante Gehäuse, Rahmen und Gestelle			326
			3.3.1	Gehäuse		326
			3.3.2	Rahmen und Gestelle		331
			3.3.3	Füße und Räder von Apparaten und Gestellen		341
			3.3.4	Plattformen und Leitern über Produktbereichen		347

	4	Behälter, Apparate und Prozesslinien				351
		4.1	Behälter			352
			4.1.1	Allgemeine Gesichtspunkte der hygienegerechten Gestaltung		354
				4.1.1.1	Behälterinnenbereich	355
				4.1.1.2	Anschluss von Behältern an Rohrleitungssysteme	356
				4.1.1.3	Außenbereich von Behältern	359
			4.1.2	Druckbehälter		365
				4.1.2.1	Stutzen	370
				4.1.2.2	Schaugläser und Mannlochverschlüsse	373
			4.1.3	Drucklose Behälter		377
				4.1.3.1	Behälterformen	377
				4.1.3.2	Deckel	381
				4.1.3.3	Ränder	382
			4.1.4	Silos für Feststoffe		384
				4.1.4.1	Massenfluss	385
				4.1.4.2	Kernfluss	387
				4.1.4.3	Silogestaltung	388
		4.2	Beispiele von Apparaten und Maschinen			390
			4.2.1	Apparate ohne bewegte Elemente		390
				4.2.1.1	Wärmeübertragungssysteme	390
				4.2.1.2	Röhrenwärmetauscher	392
				4.2.1.3	Statische Mischer	398
				4.2.1.4	Statische Filterapparate	399
			4.2.2	Apparate und Maschinen mit bewegten Elementen		410
				4.2.2.1	Rühr-und Mischapparate	411
				4.2.2.2	Zentrifugen	416
				4.2.2.3	Maschinen nach Normen des CEN/TC 153 für die Lebensmittelindustrie	423
			4.2.3	Isolatoren		428
		4.3	Beispiele von Prozesslinien- und Anlagenbereichen			437
			4.3.1	Beispiele für geschlossene Prozesse		437
				4.3.1.1	Mischanlage für alkoholfreie Getränke	437
				4.3.1.2	Anlagen für Wasser mit definierten Reinheitsanforderungen	439
				4.3.1.3	Gewürzverarbeitung als Beispiel eines Trockenprozesses	446
			4.3.2	Abfüll- und Verpackungsmaschinen als Beispiel für offene Prozesse		448
				4.3.2.1	Rundläufer-Maschinen	454
				4.3.2.2	Lineare Abfüll- und Verpackungsmaschinen	468

	5	Anlagengestaltung				475
		5.1	Grundlegende Voraussetzungen für Hygienic Design innerhalb eines Gesamtkonzepts			477
			5.1.1	Projektmanagement		478
				5.1.1.1	Projektierungsorganisation	480
				5.1.1.2	Masterplan	483
				5.1.1.3	Integration und Vernetzung hygienischer Systeme	485
			5.1.2	Definition von hygienerelevanten Zonen		489
				5.1.2.1	Hygienezonen in der Lebensmittelindustrie	489
				5.1.2.2	Zonen in der Pharmaindustrie	493
			5.1.3	Kontaminationsgefahren durch die Umgebung		496
				5.1.3.1	Umwelteinflüsse	496
				5.1.3.2	Schädlinge	497
		5.2	Außenbereiche von Anlagen			500
			5.2.1	Strukturen für das Betriebsgelände		502
			5.2.2	Gestaltung des Betriebsgeländes		508
			5.2.3	Gebäude		515
				5.2.3.1	Außenwände	517
				5.2.3.2	Dächer	524
				5.2.3.3	Fenster	532
				5.2.3.4	Äußere Tore und Türen	536
				5.2.3.5	Verladestellen, Plattformen and Verladeschleusen	544
		5.3	Innenbereiche von Gebäuden			552
			5.3.1	Rechtliche Vorgaben		553
				5.3.1.1	Lebensmittelindustrie	553
				5.3.1.2	Pharmaindustrie	556
			5.3.2	Empfehlungen für die Ausführung der baulichen Gestaltung		557
				5.3.2.1	Allgemeine Anforderungen an die Raumanordnung	558
				5.3.2.2	Böden	572
				5.3.2.3	Wände	584
				5.3.2.4	Decken	593
				5.3.2.5	Innere Raumtore und -türen	600
			5.3.3	Ver- und Entsorgung sowie Ausstattung von Räumen		607
				5.3.3.1	Luft	608
				5.3.3.2	Wasser	633
				5.3.3.3	Beleuchtung	645
				5.3.3.4	Elektroinstallation	652
				5.3.3.5	Grenzen von Hygienezonen	659

	6	Reinigung und Reinigungssysteme				681
		6.1	Reinigung und Keimabtötung			685
			6.1.1	Alkalische Mittel		686
			6.1.2	Saure Mittel		687
			6.1.3	Tenside		688
			6.1.4	Desinfektionsmittel		689
				6.1.4.1	Alkalische Desinfektionsmittel	690
				6.1.4.2	Neutrale Desinfektionsmittel	691
				6.1.4.3	Saure Desinfektionsmittel	692
		6.2	Maßgebende Effekte bei der Reinigung			693
			6.2.1	Einflüsse der Reinigungssubstanzen		694
				6.2.1.1	Zeiteffekte	695
				6.2.1.2	Temperatureinflüsse	696
				6.2.1.3	Effekte der Benetzung	697
			6.2.2	Physikalische Reinigungseffekte		700
				6.2.2.1	Nassverfahren	701
				6.2.2.2	Trockenverfahren	709
		6.3	Effekte der Desinfektion			712
			6.3.1	Chemische Wirkung		712
			6.3.2	Physikalische Einflüsse		712
				6.3.2.1	Nasse Hitze	713
				6.3.2.2	Autoklavieren	714
				6.3.2.3	Trockene Hitze	714
				6.3.2.4	UV-Strahlung	715
				6.3.2.5	Sterilfiltration	715
		6.4	Gestaltung von Reinigungsanlagen und -geräten			715
			6.4.1	Anlagen für die automatische In-place-Nassreinigung geschlossener Prozesse (ClP-Prozesse)		716
				6.4.1.1	Verlorene Reinigung	720
				6.4.1.2	Gestapelte Reinigung	723
				6.4.1.3	Komponenten und Geräte für CIP-Anlagen	726
			6.4.2	Automatische In-place-Trockenreinigung geschlossener Prozesse		743
			6.4.3	Automatische In-place-Nassreinigung offener Apparate		744
			6.4.4	Reinigungsgeräte und -verfahren für die Führung von Hand		744
				6.4.4.1	Nieder-und Hochdruckgeräte für die Nassreinigung	745
				6.4.4.2	Schaum- und Gelreinigung	747
				6.4.4.3	Scheuer-und Wischgeräte für die Nassreinigung	749
				6.4.4.4	Trockenes Absaugen mit Sauggeräten	754
				6.4.4.5	Trockeneisreinigung	759
			6.4.5	Out-of-place-Nassreinigung		760
				6.4.5.1	Ultraschallreinigung	762
				6.4.5.2	Reinigungs- und Desinfektionstauchbäder	763
		6.5	Anforderungen an die Reinigung und Reinigungsvalidierung			763
			6.5.1	Anforderungen in der Lebensmittelindustrie		764
			6.5.2	Anforderungen in der Pharmaindustrie		767

	7	Bewertung und Testen von hygienegerecht gestalteten Komponenten und Apparaten				771
		7.1	Beispiele für Bewertungssysteme			772
			7.1.1	Verfahren in Europa		772
				7.1.1.1	Konformitätsbewertung des Herstellers nach der Maschinenrichtlinie	773
				7.1.1.2	Zertifizierung nach Maschinenrichtlinie durch BGN	774
				7.1.1.3	Zertifizierung nach Leitlinien der EHEDG	775
				7.1.1.4	Qualified Hygienic Design des VDMA	776
			7.1.2	Verfahren in den USA		777
				7.1.2.1	Zertifizierung nach 3-A-Normen	777
				7.1.2.2	NSF-Zertifizierung	778
				7.1.2.3	USDA-Zertifizierung	779
		7.2	Testmethoden			780
			7.2.1	Reinigbarkeitstests		781
				7.2.1.1	Abstrichtests mit Mikroorganismen als Testsubstanzen	784
				7.2.1.2	Ausgusstest mit mikrobieller Verschmutzungsmatrix für kleinere Bauteile von geschlossenen Anlagen (EHEDG-Reinigbarkeitstest)	786
				7.2.1.3	Test mit organischer Verschmutzungsmatrix für mittelgroße Bauteile geschlossener Anlagen (EHEDG-Reinigbarkeitstest)	792
				7.2.1.4	ATP-Test für Bauteile von geschlossenen Anlagen (VDMA-Reinigbarkeitstest)	793
				7.2.1.5	Riboflavin-Test für Apparate geschlossener Anlagen	795
				7.2.1.6	Fluoreszin-Test für offene Apparate (IPA-Reinigbarkeitstest)	795
				7.2.1.7	Farbeindringtest zur Unterstützung von Reinigbarkeitstests	797
				7.2.1.8	Reinigbarkeitstest für Anlagen	797
			7.2.2	Tests zur Sterilisierbarkeit und Pasteurisierbarkeit geschlossener Bauteile		799
				7.2.2.1	Prüfung der Sterilisierbarkeit in der Biotechnologie	800
				7.2.2.2	EHEDG-Testfürdieln-Iine-Dampfsterilisierbarkeit	802
				7.2.2.3	Pasteurisierbarkeitstest (EHEDG-Test)	805
			7.2.3	Dichtheitstest		806
				7.2.3.1	EHEDG-Durchdringungstest mit Mikroorganismen als Tracer	807
				7.2.3.2	Verfahren zur Prüfung der Leckagesicherheit für biotechnische Anlagen	807
				7.2.3.3	Vakuumtest	809

	8	Abschließende Aspekte zu den hygienischen Anforderungen an den Anlagenbau				811
		8.1	Anforderungen an die Konstruktion			811
		8.2	Raumzuordnung			815
		8.3	Raumausführung			815
		8.4	Führung von Versorgungsleitungen			815
		8.5	Anordnung und Ausführung von Ablaufeinrichtungen			816
		8.6	Anordnung und Gestaltung von Raumausrüstungen			816
		8.7	Gebäudegestaltung			817
		8.8	Außenbereiche von Anlagen			817
		8.9	Ausblick			818

	Literatur					821
	Stichwortverzeichnis					843
	Quellenverzeichnis					859