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PD-Technologie

für Dosier- und Regelaufgaben

Für Dosier- und Regelaufgaben in sterilen oder hygienischen Prozessen müssen Anlagenplaner und -betreiber oft einen Kompromiss eingehen. Herkömmliche Membranventile eignen sich zwar gut für die Reinigung, allerdings werden Anforderungen an die Regelbarkeit nur mit unzureichender Genauigkeit erfüllt. Auf der anderen Seite zeichnen sich Sitzventile durch eine hohe Regelgüte aus, sind aber schlechter zu reinigen.

FDA-konformer Werkstoff mit hoher chemischer Beständigkeit

Die so genannte PD-Technologie (plug diaphragm technology) vereint nun die Vorteile beider Ventilarten und wurde dafür mit dem ACHEMA Innovation Award 2018 ausgezeichnet. Die Trennung des medienberührenden Bereichs vom Antrieb erfolgt dabei durch eine konusförmige Membrane aus modifiziertem PTFE. Der Werkstoff PTFE besteht aus linearen, extrem langen Kohlenstoffketten, die ausschließlich von Fluoratomen umgeben sind. Diese schirmen die Kohlenstoffatome räumlich ab und schützen so das Molekül vor chemischen Angriffen – auch bei höheren Temperaturen. Als noch etwas besser geeignet gilt modifiziertes PTFE (TFM™). TFM™ besitzt dieselben Vorteile wie PTFE, weist darüber hinaus jedoch ein dichteres und porenärmeres Polymergefüge auf, was zu einer geringeren Permeabilität sowie einer glatteren Oberfläche führt. Deshalb eignet sich die GEMÜ Membrane für CIP-/SIP-Anwendungen und besitzt zudem eine Zulassung der U.S. Food and Drug Administration (FDA).

Membrane mit Parabolkegel-Ausführung

Bei herkömmlicher Bauweise können Membranventile vorwiegend nur in Grobregelanwendungen eingesetzt werden, da hier keine Möglichkeit besteht, eine definierte Querschnittsfläche freizugeben. Die einzigartige Membrane aus PTFE kann jedoch auch als Parabolkegel ausgeführt werden. Dabei ist eine Anpassung der Geometrie möglich, mit der Regelkennlinien realisiert werden können. Damit erreicht die Armatur eine ähnliche Regelgenauigkeit wie Standard-Regelventile mit Regelkegel, ohne deren Nachteile hinsichtlich der Reinigbarkeit aufzuweisen. Denn durch den sogenannten Aufzugeffekt an der Spindel wird bei diesen Armaturen Medium in die Dichtpackung transportiert und bei der Reinigung der Anlage nicht mehr entfernt, wodurch sich in diesem Bereich Bakterien vermehren können. Auch in den Falten der Faltenbälge, die als Antriebsabdichtung eingesetzt werden können, kann sich Medium absetzen. Eine ausreichende Reinigung ist aufgrund der gering turbulent umströmten Bereiche nicht bzw. nur mit einem erhöhten Aufwand möglich.

Ausführliche Tests und Simulationen

Die PD-Technologie hingegen dichtet den Ventilkörper hermetisch vom Antrieb ab und hält üblichen Betriebsbedingungen Stand. Zahlreiche Tests im eingebauten Zustand zeigen, dass die Dichtheit im Dauerlauf gemäß DIN EN 12266 gegeben ist. Auch die Simulation einer Dampfsterilisierung mit Reindampf 135 ⁰C ergab keinerlei Nachteile gegenüber herkömmlichen Membranen. Im hauseigenen Sterilprüfstand wurden die Anforderungen sogar übertroffen. Zudem erreichten die Ventile mit PD-Technologie doppelt so viele Schaltwechsel wie vergleichbare Membranventile (Taktzyklus 5 Sek. offen und 5 Sek. geschlossen). So wurde das pneumatische Regelventil 567 Bio Star Control auf über 7 Mio. Schaltwechsel und das neue Füllventil F40 sogar auf über 10 Mio. Schaltwechsel erfolgreich getestet.

Folgende Produkte beruhen auf der PD-Technologie oder stellen modifizierte Ausführungen dar:

  • Füllventil-Plattform GEMÜ F40, F60, F62
  • Aseptisches Regelventil GEMÜ 567
  • Produktreihe GEMÜ iComLine