Deutschland und Europa wollen bis Mitte dieses Jahrhunderts treib­hausgasneutral sein - so die politischen Ziele der Bundesregierung und der Europäischen Union. Das erfordert in allen Sektoren eine fast vollständige Reduzierung der Treibhausgasemissionen. Auf diesem Weg werden sich nicht nur die Energieversorgung in den Bereichen Industrie, Verkehr und Gebäude und viele Produktionsprozesse, son­dern auch die Wirtschaftsstruktur insgesamt grundlegend wandeln müssen. Experten aus Wissenschaft, Unternehmen und Politik be­trachten Wasserstoff mittlerweile als den Schlüssel zum Erreichen der langfristigen Klimaziele. Er soll deshalb ein wichtiges Standbein der Energiewende werden.

Dominik Berger ist Produkt- und Applikationsmanager bei GEMÜ und betreut die neue Generation elektromotorischer Ventilantriebe. Im Interview spricht er über die Motivation für das Projekt, den Mehrwert elektromotorischer Armaturen und über den Trend zur Elektrifizie­rung im Anlagenbau.

Im Kontext von Industrie 4.0 und Internet of Things (loT) sind Digita­lisierung und Autonomisierung in Kombination mit dem Zukunftsthema Künstliche Intelligenz die zentralen Herausforderungen, wenn es um Innovationen geht. Die Anwendung modernster Technologien, gepaart mit dem Erfindergeist innovativer Unternehmen bilden die Grundlage für stetigen Erfolg.

Die Fachzeitschrift PharmaTec hat interessante Fragen vom Markt und Informationen der Business Unit Pharma, Food und Biotech zu einem Fachbeitrag bezüglich Single-Use Komponenten zusammengefasst. Der Fachbeitrag ist in der Zeitschrift PharmaTec, einem Special der Process (Auflage ca. 24.000 Exemplare), veröffentlicht worden.

Gülle und Gärreste aus Biogasanlagen wurden bisher als Wirtschaftsdünger auf Ackerflächen aufgebracht, wo Pflanzen die darin enthal­tenen Kernnährstoffe wie Phosphor, Stickstoff und Kalium aufneh­men. Die Intensivierung der Landwirtschaft führt allerdings zu einer Überdüngung und dadurch zur Belastung von Gewässern. Die Novel­lierung der Düngeverordnung schränkt zulässige Mengen und Zeiten deutlich ein.

Für Landwirte bedeutet dies Aufwand und zusätzliche Kosten für Lagerung, Transport und unter Umständen sogar für die Entsorgung. Für diese „Abfall­problematik" werden Lösungen gesucht. Gleichzeitig hat die Europäische Union Phosphat als wichtige Ressource erkannt, und da insbesondere Gülle reich an Phosphat ist, stellt sie eine wichtige Quelle für die Phosphatgewinnung dar.

Der Anlagenbauer Geltz Umwelttechnologie GmbH hat zur Lösung des Pro- Zur Absicherung der Anlage gegen zu hohen Druck wurden die Verdrängerblems den sogenannten NuTriSep-Prozess entwickelt.

Die Novellierung der „Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft“, kurz TA Luft, sorgte in Fachkreisen für hitzige Diskussionen. Mit der beschlossenen Neufassung herrscht nun Rechts- und Planungssicherheit bei der Genehmigung von mehr als 50.000 Anlagen. GEMÜ zeigt, welche Armaturen aus dem eigenen Sortiment den neuen Mess-, Prüf- und Qualifikationsverfahren standhalten.

Die Druckwechseladsorption (engl. PSA - pressure swing adsorption) ist ein etabliertes Verfahren zur Trennung und Aufreinigung von Gasen. Das Einsatzgebiet dieser Technologie ist vielseitig und technisch weit verbreitet. Während PSA-Anlagen in der Chemietechnik zur Produktion von Industriegasen eingesetzt werden, erfuhren sie zu Hochzeiten der Corona-Pandemie eine starke weltweite Nachfrage zur Herstellung von medizinischem Sauerstoff. Für die Entcarbonisierung der Energiebranche sind sie wiederum ein wichtiger Baustein bei der Erzeugung von grünem Wasserstoff. Das begehrte Gas wird nach der Herstellung durch Elektrolyseverfahren oder Dampfreformierung häufig über PSA-Anlagen gereinigt.

Wir haben eine Vorstellung davon, wie GEMÜ den Weg zu dezentralen autonomen Systemen gehen wird, und wir arbeiten bereits an einigen zukunftsweisenden Projekten, um diesen Weg mitzugestalten und unseren Kunden einen zusätzlichen Mehrwert zu bieten.

Die Wettbewerbsfähigkeit von Ländern und Firmen hängt künftig in zunehmendem Maß davon ab, wie sie die digitale Transformation voranbringen.

Das Internet, cloudbasierte Software und Datenspeicherlösungen, moderner, leistungsfähiger Mobilfunk, soziale Netzwerke sowie das Internet der Dinge (loT)-das alles sind Technologien, die leistungsfähige Mikroelektronik voraussetzen bzw. durch diese überhaupt erst effizient möglich werden. Gerade virtuelle Kommunikation und Online-Meetings haben in den vergangenen Monaten einen Boom erfahren und sind heute fester Bestandteil unseres Lebens. Das Gleiche gilt für die künstliche Intelligenz, die uns bereits tagtäglich begegnet, z. B. wenn wir die Spracheingabe beim Mobiltelefon, das Navigationssystem im Auto oder Horne-Entertainmentsysteme nutzen. Technisch gesehen können diese digitalen Kommunikationssysteme als das zentrale Nervensystem von Wirtschaft und Gesellschaft bezeichnet werden.

Die letzten Jahre hat GEMÜ konsequent an der Umsetzung einer Plattform für elektrische Ventile gearbeitet und sich als Vorreiter der Elektrifizierung in der Prozesstechnik positioniert.

Wozu eigentlich elektrische Ventile?
Die Gründe für die Verwendung elektrischer Ventile sind ebenso unterschiedlich wie vielfältig: Es geht dabei um die Reduzierung der Energiekosten und der Geräuschbelastung, um mobile Anlagen oder Kleinanlagen ohne Druckluftversorgung, hohe Regelperformance, Digitalisierung, flexible Funktionen, Parametriermöglichkeiten, Diagnosemöglichkeiten- um nur einige Beispiele zu nennen.

Die Business Uni! Semiconductor hat sich als zentrales Ziel gesetzt, ihren Kunden umfassende Lösungen für alle Bereiche der Halbleiterfabrik anzubieten. Je nach eingesetztem Medium kommen dabei unterschiedliche Werkstoffe zum Einsatz.

Für die meisten Prozessmedien werden Ventile aus hochreinen Kunststoffen eingesetzt, da bei anderen Werkstoffen die Gefahr besteht, dass Partikel ausgespült werden, die den Prozess dann kontaminieren könnten.

Heute sind wir einem Geheimnis auf der Spur, nämlich der Dauerdichtheit der GEMÜ Membrane Code SM. Was ist der Grund dafür, dass diese Membrane praktisch nicht nachgezogen werden muss?

Um diese Frage zu beantworten und herauszufinden, welche Parameter für die besonderen Eigenschaften verantwortlich sind, betrachten wir alle einzelnen Merkmale der GEMÜ Membrane 5M.

GEMÜ entwickelt Methodik zur quantitativen Beurteilung des L/D-Verhältnisses bei Mehrwege-Ventilblöcken.

Auch heute noch werden im Rohrleitungsbau einfache Durchgangsventilkörper mit Rohrfittingen zusammengeschweißt. Diese haben jedoch durch die relativ großen Toträume einen erheblichen Nachteil – speziell was die Reinigbarkeit betrifft. Deshalb wurde 1993 bei GEMÜ der erste einfache Mehrwege- Ventilkörper, das T-Ventil, selbstentleerend und ganz ohne Schweißnähte entwickelt. Heute stellen die Mehrwege-Ventilblöcke die fortschrittlichste Lösung dar, um den hohen und komplexen Anforderungen im Anlagenbau der pharmazeutischen, biotechnologischen und chemischen Industrie sowie der Lebensmittelindustrie gerecht zu werden.

Der wachsende Elektrifizierungstrend ist auch in der Prozessindustrie spürbar. Immer häufiger werden energieeffizientere Alternativen zu Druckluftsystem nachgefragt. Doch, jedes Antriebsprinzip hat Vor- und Nachteile. Somit stellt sich nicht die generelle Frage nach dem „besten“ Antriebsprinzip, sondern die Frage, welches Antriebssystem für welche Anwendung am geeignetsten ist. Konsequenter Weise muss für jede Anwendung nicht nur das geeignete Ventilprinzip, sondern auch das optimale Antriebsprinzip ausgewählt werden – gemäß dem Motto „für jede Anwendung den richtigen Antrieb“. Durch jahrelange Erfahrung sowohl im Bereich der elektrischen, pneumatischen als auch manuellen Ventilantriebe, steht GEMÜ Anwendern als kompetenter Partner bei der Auswahl der Ventilantriebe zur Seite. Hauptbetrachtungsmerkmale zur Auswahl des idealen Antriebsprinzips sind häufig Kosten, Risiko, Performance und Verfügbarkeit.

Digitalisierung, Industrie 4.0, IoT, autonomes Fahren, sind nur einige Beispiele von aktuellen Trends, die die Nachfrage nach Mikrochips vorantreiben und immer höhere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit moderner Mikrochips stellen.  Um die Leistungsfähigkeit weiter zu steigern, bedarf es jedoch ebenfalls einer Verbesserung der Fertigungstechnologien.

In sterilen und aseptischen Abfüllprozessen ist für die Auswahl geeigneter Ventiltechnik das ausschlaggebende Kriterium, dass die Antriebseinheit und das Betriebsmedium hermetisch voneinander getrennt sind. Zudem muss die Ventiltechnik den bestehenden Betriebs-, Reinigungs- (CIP) und Sterilisationsbedingungen (SIP) standhalten. Neben verschiedenen sauren und alkalischen Reinigungsmitteln herrschen während der Sterilisation Temperaturen von bis zu 140 °C vor. 

Einer der anspruchsvollsten Märkte für den Armaturenbau stellt die Pharmabranche dar. Damit sterile Prozesse garantiert werden können, sind für den komplexen Aufbau pharmazeutischer Anlagen Armaturen für höchste Ansprüche erforderlich. Hier kommt insbesondere den Ventilen aus rostfreiem Chromnickelstahl eine besondere Bedeutung zu: Sie sollen unter anderem ein bestmögliches Reinigungsverhalten und maximale Korrosionsresistenz aufweisen. Um eben diese Aspekte zu erfüllen, liegt der Fokus neben dem grundsätzlichen Hygienic Design dieser Ventile vor allem auf einer funktionalen Oberfläche der produktberührenden Bereiche. Die Herstellung dieser Oberflächen im Ventilkörper ist deshalb eng mit einem anspruchsvollen und validen Prozess verbunden, welcher von der spanabhebenden bis hin zur nasschemischen Veredelung sämtliche Bereiche der Fertigung miteinander kombiniert. Dabei spielen auch innovative Fertigungsverfahren, die Einhaltung qualitativer Vorgaben und ein fundiertes Hersteller Know-how in allen Bereichen eine entscheidende Rolle.

Die Herstellung von Pharmazeutika ist komplex und anspruchsvoll. Neben der Produktentwicklung nimmt vor allem der Herstellungsprozess eine zentrale Funktion ein. Um kostenintensive Produktionsausfälle zu vermeiden und eine optimale Produktqualität zu gewährleisten, müssen die eingesetzten Produktionsanlagen höchsten Qualitätsansprüchen genügen.
Eine tragende Rolle im Produktherstellungsprozess nimmt die aseptische Ventiltechnik ein. Sie ermöglicht das Verteilen, Zusammenführen und die Regulierung von Medienströmen unter sterilen Prozessbedingungen.
Die sichere Funktion der hierbei eingesetzten Membranventile ist besonders von den zum Einsatz kommenden Dichtwerkstoffen, den Membranen, abhängig. Durch teilweise extreme Bedingungen in den Produktionsanlagen während den Produktherstellungs-, Reinigungs- und Sterilisationsprozessen ergeben sich mitunter widersprüchliche Anforderungen an die Eigenschaften der eingesetzten Dichtelemente. Die Entwicklung von Materialmischungen und Herstellverfahren sowie Qualifizierungs- und Freigabeprozessen unter Beachtung internationaler Vorschriften und Normen stellt sich deshalb als hochkomplex dar und erfordert neben fundierten Kenntnissen über Werkstoffe und chemisch-physikalische Prozesse spezifisches Know-how.

In ultracleanen und aseptischen Abfüllprozessen werden Bei der Herstellung komplexer, hochwertiger Pharmazeutika stehen besonders die Produktqualität und die Sicherheit der Verbraucher im Vordergrund. Pharmazeutische Herstellprozesse unterliegen deshalb Standards und Richtlinien, durch deren Einhaltung die Qualität gesichert werden soll.

Um Kreuzkontamination, Staub- oder Schmutzansammlungen und sonstige Effekte, welche die Qualität des Produktes beeinträchtigen, zu vermeiden, muss die Produktionsausrüstung entsprechend ausgestaltet sein.

Die Regulierung von Medien in der Produktionsanlage unter aseptischen Bedingungen während der Herstellung oder der Reinigung und Sterilisation erfolgt mithilfe geeigneter Ventiltechnik. Nach dem Leitfaden der Guten Herstellungspraxis (GMP) muss diese leicht und gründlich reinigbar sein und darf für die Produkte, mit welchen sie während der Produktion in Kontakt kommt, keine Gefahr darstellen bzw. diese negativ beeinträchtigen. Insbesondere die Membranventiltechnik erfüllt diese Kriterien.