Allgem.Planungshinweise dtsch: Allgem.Planungshinweise

Allgemeine
Planungshinweise
Allgemeine Planungshinweise
Auswahl von Bauteilen
Normen - Richtlinien - Maße Toleranzen
Eine Vielzahl von Normen und Richtlinien beschreibt Abmessungen, Toleranzen und Fertigungsverfahren. Viele dieser Normen sind relativ alt. Mit modernen Fertigungsverfahren sind
häufig wesentlich engere Toleranzen zu erzielen.
Deshalb hat Nocado insbesondere für Bauteile
der nocaplus und nocasept Baureihe eigene, engere Toleranzvorgaben eingeführt, um heutigen
Erwartungen bei anspruchsvollen Aufgabenstellungen zu entsprechen.
Teilweise werden in der Praxis Bezeich nun gen, unter Bezugnahme auf Normen gewählt,
die sich auf nicht mehr gültige Normen beziehen. Hierdurch kommt es häufig zu fehlerhaften Bestellungen und dem Einbau von Bauteilen, die maßlich nicht optimal zusammen
passen. Z.B. wird unter einem Rohr DN 50
nach DIN 11850 Reihe 2 häufig ein Rohr mit
dem Innendurchmesser 49 mm und einer
Wand stärke von 1,5 mm verstanden. Nach
der aktuellen DIN 11850 Reihe 2 weist dieses Rohr jedoch einen Innendurchmesser von
50 mm bei einer Wandstärke von 1,5 mm auf.
Ein Rohr mit 49 mm Innen durchmesser und
1,5 mm Wandstärke ist in der aktuellen DIN
11850 ff nicht mehr verzeichnet.
Nocado fertigt und liefert selbstverständlich
weiterhin diese Bauteile sofern dies vom Kunden
gewünscht wird. Diese Bauteile sind im Katalog
mit dem Zusatz „ähnlich DIN...” versehen, um
darauf hinzuweisen, dass sie zwar (noch)
handelsüblich sind, aber nicht mehr einer DIN
Norm entsprechen. „Ähnlich...” bedeutet jedoch
für Nocado, dass Fertigungsverfahren und Toleranzen der DIN, soweit anwendbar, in vollem
Umfange eingehalten werden.
Auswahl der Komponenten:
Die optimale Auswahl der Komponenten erfordert einen umfangreichen Sachverstand und
Erfahrung.
Nocado vermittelt auf Wunsch entsprechende
Schulungen und Workshops.
Um die Auswahl der Bauteile zu erleichtern, hat
Nocado das Produktprogramm in drei Produktlinien gegliedert.
Für die weitaus meisten Anwendungsfälle ist das
nocanorm Programm ausreichend, es umfasst
im Wesentlichen das bekannte und bewährte
Nocado Produktprogramm und ist in den Werkstoffen AISI 304/304L oder 316L erhältlich.
Das nocaplus Programm wurde vornehmlich für
anspruchsvolle Anwendungen in der Lebensmittel- und der Kosmetikindustrie eingeführt.
Hierbei handelt es sich um Komponenten die
auf Wunsch mit kompletter Dokumentation geliefert werden. Es sind zum einen Komponenten
aus dem nocasept Programm, aber im Werkstoff
AISI 316 L mit kurzen Stutzen für Handschweißungen. Zum anderen sind Komponenten aus
dem nocanorm Programm enthalten die erhöhten Anforderungen bezüglich Hygiene und
Qualität entsprechen müssen.
Das nocasept Programm wurde ursprünglich für
die Pharmaindustrie entwickelt. Inzwischen werden die Bauteile aber auch z.B. bei aseptischen
Prozessen in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Das nocasept Programm ist in sich abgeschlossen und bietet komplett sämtliche Bauteile, vom Rohrbogen bis zum Ventil, zur Erfüllung höchster Ansprüche bezüglich der Qualität und der Dokumentation. Alle nocasept-Teile
sind standardmäßig im Werkstoff 1.4435 und
prinzipiell orbital verschweißbar.
Konstruktionsmaterial, z.B. zur Fertigung von
Sicherheitsbügeln für Fahrgeschäfte oder für
Geländer, Bühnen etc., werden vom Kunden
nach folgenden Kriterien ausgewählt:
• technische Eignung (z.B. Festigkeit)
• rechtliche (ggf. auch versicherungstechnische) Zulässigkeit / Dokumentation
• Optik
• Preis
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Prinzipiell gilt im hygienischen Anlagenbau:
• Die Auswahl der Bauteile sollte primär
nach wir tschaftlichen Gesichtspunktenerfolgen. Hierbei sind neben den Anschaf fungskosten auch folgende Punkte zu berücksichtigen:
o Betriebssicherheit
o Installationskosten
o Betriebskosten u.a.
* Produktverluste
* Reinigungskosten
* Druckverluste
(notwendige Pumpleistung)
• Toträume sind zu vermeiden, oder falls sie
nicht vermieden werden können, sind sie
zu minimieren.
• Die beste Verbindung ist „keine Verbindung”, es ist somit sinnvoller z.B. ein Rohr
mit fünf Auszügen anfertigen zu lassen, als
es aus fünf T-Stücken zusammen
zu schweißen.
Im Werk vorgefertigte Baugruppen sind im
Allgemeinen hochwertiger als solche, die während der Montage hergestellt werden.
Rohrleitungssysteme in automatisierten Anlagen
werden, von Ausnahmen z.B. in der Pharmazie
abgesehen, im Allgemeinen nicht vollständig entleert.
o Luft- oder andere Gasblasen verbleiben
selbst bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten häufig in der Rohrleitung. Dies ist
der häufigste Grund für unzureichende
Reinigungsfähigkeit und damit verbundener Produktkontamination.
o Exzentrische Reduzierungen können helfen, dass Gasblasen entweichen können.
Aus ästhetischen Gründen werden Rohrtrassen üblicherweise parallel zu den Wänden auf-
gebaut. Die kürzeste Verbindung zwischen zwei
Punkten ist jedoch eine Gerade. Kürzere Rohrleitungen mit weniger Bögen sind wir tschaftlicher, nicht nur im Hinblick auf Instal lations-,
sondern ganz besonders auch bei den Betriebskosten.
Strömungsgeschwindigkeiten
• Prinzipiell gibt es kaum eine Beschränkung
in der maximal zulässigen Ström ungs ge schwin dig keit. Die Unterschreitung von
minimalen Strömungsgeschwindig keiten
hingegen bereitet in der Praxis häufiger
Probleme:
o Bei Wasser oder wasserähnlichen Flüssigkeiten ist ab etwa 3,5 m/s mit einer Geräuschentwicklung zu rechnen, deshalb
wird dies meist als obere Grenze angesehen. Flüssigkeiten mit höherer Dichte oder
höheren Viskositäten sollten langsamer
strömen. Bei Gasen sind die Strömungsgeschwindigkeiten deutlich höher. Übliche
maximale Geschwindigkeiten bei Kohlendioxyd ist etwa 30 m/s, bei Druckluft etwa 50 m/s und bei Dampf etwa 100 m/s.
o Bei steigender Strömungsgeschwindigkeit
steigt der Druckverlust. Dies ist jedoch
bei kurzen Rohrleitungen kaum von praktischer Bedeutung.
o Kleine Nennweiten und hohe Strömungsgeschwindigkeiten sind zu bevorzugen,
denn hierdurch
* sinken Anschaffungs- und Installationskosten
* verringern sich Produkt-, Spülwasserund Reinigungsmittelverluste
* wird die CIP-Reinigung effektiver und
– die Mischzonen
– Reinigungsmittelmengen
– Wärmeabstrahlungen
werden verringert
o Üblicherweise werden wasserähnliche
Pro dukte bei Strömungsge schwindig keiten geförder t, bei denen sicher eine
turbulente Strömung vorherrscht (in
realen Prozessen häufig schon ab etwa
0,3 m/s).
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Laminare Strömung
Turbulente Strömung
o Bei zu geringen Strömungsgeschwindigkeiten können sich eventuell vorhandene Feststoffe, absetzen.
* Rohwasserleitungen verschlammen leicht
bei zu geringen Strömungsgeschwindigkeiten.
* Strömungsgeschwindigkeiten von über
1,6 m/s sind auch aus diesem Grunde
meist empfehlenswert.
o Der Einfluss der Strömungsgeschwindigkeit bezüglich der Produktschädigung
durch Scherkräfte kann bei den meisten
Anwendungen vernachlässigt werden.
Viele, meist ältere Literaturangaben entsprechen nicht mehr dem aktuellen
Stand von Wissenschaft und Technik.
* Beim schnellen Schließen eines Scheibenventils kommt es durch einen
Strömungsabriss zu einem Unterdruck
an der Scheibe und im Bereich der
Scheibenventildichtung. Ab Strömungsgeschwindigkeiten von ca. 2,5 m/s sollte das Ventil nur mit deutlich verminderter Geschwindigkeit geschlossen
werden, um Druckschläge zu reduzieren und eine Beschädigung des Ventils
zu verhindern.
Materialauswahl
Edelstahl
• Edelstahl in den Qualitäten AISI 304 / 304
L ist beständig gegen die meisten Lebens-
und Genussmittel und die in diesem Zusammenhang eingesetzten Reinigungsmittel.
• Korrosion beruht selten auf einer falschen
Materialauswahl sondern ist meist auf Verarbeitungsfehler zurück zu führen.
• Bei hohen Gehalten an Halogeniden (z.B.
Chlorid) insbesondere bei erhöhten
Temperaturen oder bei hohen Säurekonzentrationen sollten höherwertige Edelstähle oder andere Metalle eingesetzt werden.
• Beim Kalt-Verformen verändert sich die
Edelstahlstruktur. Hierdurch sinkt die Korrosionsbeständigkeit. Durch eine gezielte
Wärmebehandlung kann die Struktur weitgehend wieder hergestellt werden (siehe
auch nocaplus Programm).
• Die Korrosionsbeständigkeit ist insbesondere auch von der Oberflächengüte abhängig.
Durch elektrolytisches Polieren wird nicht
nur die Rauhtiefe reduziert, sondern auch
der Korrosionsschutz erhöht.
Interkristalline Korrosion
Dichtungen
• Die Dichtungsqualität hat einen entscheidenden Einfluss auf die Standzeit der
Dichtung. Neben der Geometrie sind die
Rezeptur und das Herstellungsverfahren für
die Funktion und Lebensdauer entscheidend. Trotz gleicher chemischer Bezeichnungen unterscheiden sich Dichtungen u.a.
durch Zusätze und ganz besonders auch
durch den Vernetzungsgrad.
• Für Dichtungsqualitäten gibt es zwar eine
Fülle von Analyseverfahren, aber keine
Normen oder Richtlinien, die die Leistungsfähigkeit einer Dichtung besser mess-
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bar machen. Nur durch umfangreiche Versuche ist es möglich, Dichtungen zu optimieren.
• Für die Auswahl von Dichtungen sind folgende Angaben notwendig:
o Produkte (auch CIP/SIP) in Kontakt mit
der Dichtung inkl.
* Kontaktdauer
* Konzentration
* Temperatur bzw. Temperaturwechsel
* Schaltzyklen
• Zu hohe produktspezifische Temperatu ren können die Struktur der Dichtung zerstören. Obwohl sie intakt aussieht kann
sie defekt sein.
o Übliche Temperaturangaben beziehen
sich auf trockene Luft und sind deshalb
für die Praxis unbrauchbar.
o Die zulässigen Temperaturen sind für
Flüssigkeiten oder Dampf in der Regel
deutlich geringer.
• Neben der Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit ist insbesondere das Quellverhalten von Dichtungen entscheidend für ihre Eignung.
• Die Werkstoffe für Nocado-Scheibenventildichtungen werden gemäß den FDA-Richtlinien gefertigt.
• Häufig kann die für den Einsatzfall optimale
Dichtung nur durch einen vor Ort-Versuch
ermittelt werden. Folgende Angaben sollen die Auswahl erleichtern, sie basieren auf
Erfahrungen aus der betrieblichen Praxis
und stellen keine Garantiewerte dar:
o Silikon in Nocado-Qualität hat sehr gute
Allround-Eigenschaften. Es ist
* preiswert
* beständig z.B. gegen:
– Warmwasser 100°C
– Natronlauge 2 %, 90°C (Einwirkzeit
max. 45 Minuten, bei Lauge-Temperaturen über 60°C darf das Ventil
nicht geschaltet werden)
– Salpetersäure 1,5 %, 40°C
– Phosphorsäure 1,5 %, 40°C
– Peressigsäure/Wasserstoffperoxid
0,7 %, 40°C
– dampfsterilisierbar 121°C (Einwirkzeit max. 60 Minuten)
o EPDM in Nocado-Qualität hat ausgezeichnete Allround-Eigenschaften
* hohe Standzeiten
* beständig z.B. gegen:
– Warmwasser
130°C
– Natronlauge
5 %, 95°C
– Salpetersäure
3 %, 60°C
– Phosphorsäure
3 %, 80°C
– Peressigsäure, Wasserstoffperoxid
0,7 %, 40°C
– dampfsterilisierbar 130°C
o HNBR in Nocado-Qualität ist ein extrem
robuster, sehr universell einsetzbarer
Werkstoff mit folgenden Eigenschaften:
* sehr hohe Standzeiten
* einsetzbar auch für vollentsalztes Wasser (bei geringer Schalthäufigkeit) und
für fetthaltige Produkte
* beständig z.B. gegen:
– Warmwasser
130°C
– Vollentsalztes Wasser 85°C
– Natronlauge
5 %, 100°C
– Salpetersäure ist nicht für HNBR zu
empfehlen
– Phosphorsäure
2 %, 60°C
– Peressigsäure, Wasserstoffperoxid
0,7 %, 40°C
– dampfsterilisierbar
130°C
(141°C, wenn Einwirkzeit max. 20
Minuten)
o FPM in Nocado-Qualität; insbesondere für
Anwendungen, wo sich dieser Werkstoff
bereits bewährt hat. Z.B. bei bestimmten
Kohlenwasserstoffverbindungen, Aromen
und bei fetthaltigen Produkten
Technische Modifikationen, Preisänderungen und Irrtümer vorbehalten
W-1-1/2/3-0.2.0-03-01
Nocado GmbH & Co. KG · Kirchweg 3 · D-26629 Großefehn · Telefon +49 (0) 4943 202-128 · Telefax +49 (0) 4943 202-176
e-mail: [email protected] · Internet: http://www.nocado.de

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