Details

<p>Vorwort xiii</p> <p><b>1 Einleitung </b><b>1</b></p> <p>1.1 Oberflächen 3</p> <p>1.1.1 Produktberührte Oberflächen 4</p> <p>1.1.1.1 Feinstruktur von produktberührten Oberflächen 4</p> <p>1.1.1.2 Hygienerelevante Bearbeitungsverfahren 7</p> <p>1.1.1.3 Strukturen und Effekte an gegenseitigen Berührflächen von Materialien im Produktbereich 14</p> <p>1.1.1.4 Oberflächengeometrie und konstruktive Ausführung von Oberflächen 15</p> <p>1.1.2 Nicht produktberührte Oberflächen 20</p> <p>1.2 Schweißverbindungen 20</p> <p>1.2.1 Nicht rostender Edelstahl 20</p> <p>1.2.1.1 Nahtgefüge und -umgebung 21</p> <p>1.2.1.2 Nachbehandlung von Schweißnähten 25</p> <p>1.2.1.3 Schweißverfahren 26</p> <p>1.2.1.4 Hygieneanforderungen an die Nahtausführung 29</p> <p>1.2.1.5 Hygienegerechte Gestaltung von Schweißverbindungen 35</p> <p>1.2.2 Kunststoffe 38</p> <p>1.2.2.1 Schweißverfahren 39</p> <p>1.2.2.2 Hygieneanforderungen 41</p> <p>1.3 Löt- und Klebeverbindungen 41</p> <p>1.3.1 Löten 42</p> <p>1.3.2 Kleben 43</p> <p>1.4 Gestaltung von Dichtungen 45</p> <p>1.4.1 Statische Dichtungen 45</p> <p>1.4.1.1 Metallische Dichtungen 48</p> <p>1.4.1.2 Elastomerdichtungen 49</p> <p>1.4.2 Dynamische Dichtungen 55</p> <p>1.4.2.1 Dichtungen für Längsbewegungen 55</p> <p>1.4.2.2 Dichtungen für drehende Bewegungen 58</p> <p>1.5 Schraubenverbindungen 61</p> <p>1.5.1 Hygienegerechte Schrauben und Muttern 62</p> <p>1.5.2 Gestaltung der Verbindung 63</p> <p>1.6 Achsen und Wellen 66</p> <p>1.7 Wellen-Naben-Verbindungen 68</p> <p>1.8 Wellenkupplungen 69</p> <p>1.9 Lager 69</p> <p>1.10 Getriebe 71</p> <p>1.11 Elektromotoren 72</p> <p><b>2 Komponenten von Rohrleitungssystemen </b><b>75</b></p> <p>2.1 Rohrleitungssysteme 75</p> <p>2.1.1 Werkstoffe und Oberflächenqualität von Rohren 78</p> <p>2.1.1.1 Edelstahlrohre 79</p> <p>2.1.1.2 Kunststoffrohre 88</p> <p>2.1.1.3 Glasrohre 90</p> <p>2.1.2 Werkstoffe und Oberflächen von Schläuchen 93</p> <p>2.1.2.1 Schläuche mit glatter Innenoberfläche 93</p> <p>2.1.2.2 Wellschläuche 95</p> <p>2.1.3 Allgemeine Gesichtspunkte der hygienegerechten Gestaltung 96</p> <p>2.1.3.1 Selbstentleerung 96</p> <p>2.1.3.2 Luft- oder Gaseinschlüsse 100</p> <p>2.1.3.3 Totwasserbereiche 102</p> <p>2.1.3.4 Isolierung 107</p> <p>2.1.4 Leitungselemente 108</p> <p>2.1.4.1 Formstücke 108</p> <p>2.1.4.2 Schaugläser 110</p> <p>2.1.4.3 Dehnungskompensatoren 111</p> <p>2.1.5 Anordnung und Befestigung von Rohrleitungen 114</p> <p>2.1.6 Prüfung nach Installation des Systems 118</p> <p>2.1.6.1 Dichtheitsprüfung 118</p> <p>2.1.6.2 Druckprüfung 119</p> <p>2.2 Lösbare Verbindungen für Rohrleitungen und Apparateanschlüsse 119</p> <p>2.2.1 Edelstahlverbindungen für Prozesse mit Flüssigkeiten 120</p> <p>2.2.1.1 Verbindungen mit metallischer Dichtstelle 120</p> <p>2.2.1.2 Verschraubungen mit Elastomer- bzw. Plastomerdichtungen 122</p> <p>2.2.1.3 Klemmverbindungen 129</p> <p>2.2.1.4 Flanschverbindungen 132</p> <p>2.2.2 Verbindungen bei Kunststoffbauelementen 135</p> <p>2.2.3 Verbindungen für Glasbauteile 137</p> <p>2.2.4 Verbindungen für Bauteile aus unterschiedlichen Werkstoffen 138</p> <p>2.2.5 Schlauchanschlüsse 138</p> <p>2.2.6 Verbindungen für trockene Prozesse 140</p> <p>2.3 Armaturen 143</p> <p>2.3.1 Schwenkbogen-Schaltelemente 145</p> <p>2.3.2 Absperrorgane 147</p> <p>2.3.2.1 Drehklappen oder Scheibenventile 149</p> <p>2.3.2.2 Kugelhähne 155</p> <p>2.3.2.3 Bogenventile 158</p> <p>2.3.2.4 Tellerventile 158</p> <p>2.3.2.5 Membranventile 169</p> <p>2.3.2.6 Quetschventile 177</p> <p>2.3.3 Mehrwegeventile 179</p> <p>2.3.3.1 Membranventile in Blockausführung 179</p> <p>2.3.3.2 Mehrwege-Tellerventile 182</p> <p>2.3.4 Ventile zur Probennahme 200</p> <p>2.3.5 Bodenventile für Behälter 205</p> <p>2.3.6 Armaturen für molchbare Systeme 208</p> <p>2.3.7 Regelventile 213</p> <p>2.3.8 Andockarmaturen 214</p> <p>2.3.9 Sicherheitsventile 216</p> <p>2.3.9.1 Überdruckventile 217</p> <p>2.3.9.2 Vakuumventile 218</p> <p>2.3.9.3 Rückschlagventile 220</p> <p>2.4 Pumpen 221</p> <p>2.4.1 Allgemeine Hygieneanforderungen 222</p> <p>2.4.2 Allgemeine betriebstechnische Anforderungen 226</p> <p>2.4.2.1 Kavitation 226</p> <p>2.4.2.2 Einbauverhältnisse 227</p> <p>2.4.3 Kreiselpumpen 227</p> <p>2.4.3.1 Normalsaugende Kreiselpumpen 227</p> <p>2.4.3.2 Selbstansaugende Kreiselpumpen 240</p> <p>2.4.4 Verdrängerpumpen 244</p> <p>2.4.4.1 Betriebsverhalten der Verdrängerpumpen 245</p> <p>2.4.4.2 Kreiskolbenpumpen 247</p> <p>2.4.4.3 Zahnradpumpen 251</p> <p>2.4.4.4 Exzenterschneckenpumpen 252</p> <p>2.4.4.5 Sinuspumpen 258</p> <p>2.4.4.6 Schlauchpumpen 259</p> <p>2.4.4.7 Hubkolbenpumpen 260</p> <p>2.4.4.8 Membranpumpen 266</p> <p>2.5 Sensoren 270</p> <p>2.5.1 Beispiele der produktberührten Bereiche von Sensorelementen 271</p> <p>2.5.2 Gestaltung der Prozessanbindung 278</p> <p><b>3 Ausgewählte Komponenten und Elemente von offenen Anlagen </b><b>283</b></p> <p>3.1 Allgemeine Anforderungen 286</p> <p>3.2 Kontinuierliche offene Fördereinrichtungen 287</p> <p>3.2.1 Transportband-Anlagen 290</p> <p>3.2.1.1 Nicht modulare Förderbänder 291</p> <p>3.2.1.2 Modulare Förderbänder 296</p> <p>3.2.1.3 Abgrenzungen an Bändern 305</p> <p>3.2.1.4 Umlenk-, Führungs- und Antriebselemente von Bändern 313</p> <p>3.2.1.5 Geräte zur Bandreinigung 324</p> <p>3.3 Anforderungen an relevante Gehäuse, Rahmen und Gestelle 326</p> <p>3.3.1 Gehäuse 326</p> <p>3.3.2 Rahmen und Gestelle 331</p> <p>3.3.3 Füße und Räder von Apparaten und Gestellen 341</p> <p>3.3.4 Plattformen und Leitern über Produktbereichen 347</p> <p><b>4 Behälter, Apparate und Prozesslinien </b><b>351</b></p> <p>4.1 Behälter 352</p> <p>4.1.1 Allgemeine Gesichtspunkte der hygienegerechten Gestaltung 354</p> <p>4.1.1.1 Behälterinnenbereich 355</p> <p>4.1.1.2 Anschluss von Behältern an Rohrleitungssysteme 356</p> <p>4.1.1.3 Außenbereich von Behältern 359</p> <p>4.1.2 Druckbehälter 365</p> <p>4.1.2.1 Stutzen 370</p> <p>4.1.2.2 Schaugläser und Mannlochverschlüsse 373</p> <p>4.1.3 Drucklose Behälter 377</p> <p>4.1.3.1 Behälterformen 377</p> <p>4.1.3.2 Deckel 381</p> <p>4.1.3.3 Ränder 382</p> <p>4.1.4 Silos für Feststoffe 384</p> <p>4.1.4.1 Massenfl uss 385</p> <p>4.1.4.2 Kernfl uss 387</p> <p>4.1.4.3 Silogestaltung 388</p> <p>4.2 Beispiele von Apparaten und Maschinen 390</p> <p>4.2.1 Apparate ohne bewegte Elemente 390</p> <p>4.2.1.1 Wärmeübertragungssysteme 390</p> <p>4.2.1.2 Röhrenwärmetauscher 392</p> <p>4.2.1.3 Statische Mischer 398</p> <p>4.2.1.4 Statische Filterapparate 399</p> <p>4.2.2 Apparate und Maschinen mit bewegten Elementen 410</p> <p>4.2.2.1 Rühr- und Mischapparate 411</p> <p>4.2.2.2 Zentrifugen 416</p> <p>4.2.2.3 Maschinen nach Normen des CEN/TC 153 für die Lebensmittelindustrie 423</p> <p>4.2.3 Isolatoren 428</p> <p>4.3 Beispiele von Prozesslinien- und Anlagenbereichen 437</p> <p>4.3.1 Beispiele für geschlossene Prozesse 437</p> <p>4.3.1.1 Mischanlage für alkoholfreie Getränke 437</p> <p>4.3.1.2 Anlagen für Wasser mit defi nierten Reinheitsanforderungen 439</p> <p>4.3.1.3 Gewürzverarbeitung als Beispiel eines Trockenprozesses 446</p> <p>4.3.2 Abfüll- und Verpackungsmaschinen als Beispiel für offene Prozesse 448</p> <p>4.3.2.1 Rundläufer-Maschinen 454</p> <p>4.3.2.2 Lineare Abfüll- und Verpackungsmaschinen 468</p> <p><b>5 Anlagengestaltung </b><b>475</b></p> <p>5.1 Grundlegende Voraussetzungen für Hygienic Design innerhalb eines Gesamtkonzepts 477</p> <p>5.1.1 Projektmanagement 478</p> <p>5.1.1.1 Projektierungsorganisation 480</p> <p>5.1.1.2 Masterplan 483</p> <p>5.1.1.3 Integration und Vernetzung hygienischer Systeme 485</p> <p>5.1.2 Defi nition von hygienerelevanten Zonen 489</p> <p>5.1.2.1 Hygienezonen in der Lebensmittelindustrie 489</p> <p>5.1.2.2 Zonen in der Pharmaindustrie 493</p> <p>5.1.3 Kontaminationsgefahren durch die Umgebung 496</p> <p>5.1.3.1 Umwelteinfl üsse 496</p> <p>5.1.3.2 Schädlinge 497</p> <p>5.2 Außenbereiche von Anlagen 500</p> <p>5.2.1 Strukturen für das Betriebsgelände 502</p> <p>5.2.2 Gestaltung des Betriebsgeländes 508</p> <p>5.2.3 Gebäude 515</p> <p>5.2.3.1 Außenwände 517</p> <p>5.2.3.2 Dächer 524</p> <p>5.2.3.3 Fenster 532</p> <p>5.2.3.4äußere Tore und Türen 536</p> <p>5.2.3.5 Verladestellen, Plattformen and Verladeschleusen 544</p> <p>5.3 Innenbereiche von Gebäuden 552</p> <p>5.3.1 Rechtliche Vorgaben 553</p> <p>5.3.1.1 Lebensmittelindustrie 553</p> <p>5.3.1.2 Pharmaindustrie 556</p> <p>5.3.2 Empfehlungen für die Ausführung der baulichen Gestaltung 557</p> <p>5.3.2.1 Allgemeine Anforderungen an die Raumanordnung 558</p> <p>5.3.2.2 Böden 572</p> <p>5.3.2.3 Wände 584</p> <p>5.3.2.4 Decken 593</p> <p>5.3.2.5 Innere Raumtore und -türen 600</p> <p>5.3.3 Ver- und Entsorgung sowie Ausstattung von Räumen 607</p> <p>5.3.3.1 Luft 608</p> <p>5.3.3.2 Wasser 633</p> <p>5.3.3.3 Beleuchtung 645</p> <p>5.3.3.4 Elektroinstallation 652</p> <p>5.3.3.5 Grenzen von Hygienezonen 659</p> <p><b>6 Reinigung und Reinigungssysteme </b><b>681</b></p> <p>6.1 Reinigung und Keimabtötung 685</p> <p>6.1.1 Alkalische Mittel 686</p> <p>6.1.2 Saure Mittel 687</p> <p>6.1.3 Tenside 688</p> <p>6.1.4 Desinfektionsmittel 689</p> <p>6.1.4.1 Alkalische Desinfektionsmittel 690</p> <p>6.1.4.2 Neutrale Desinfektionsmittel 691</p> <p>6.1.4.3 Saure Desinfektionsmittel 692</p> <p>6.2 Maßgebende Effekte bei der Reinigung 693</p> <p>6.2.1 Einfl üsse der Reinigungssubstanzen 694</p> <p>6.2.1.1 Zeiteffekte 695</p> <p>6.2.1.2 Temperatureinfl üsse 696</p> <p>6.2.1.3 Effekte der Benetzung 697</p> <p>6.2.2 Physikalische Reinigungseffekte 700</p> <p>6.2.2.1 Nassverfahren 701</p> <p>6.2.2.2 Trockenverfahren 709</p> <p>6.3 Effekte der Desinfektion 712</p> <p>6.3.1 Chemische Wirkung 712</p> <p>6.3.2 Physikalische Einfl üsse 712</p> <p>6.3.2.1 Nasse Hitze 713</p> <p>6.3.2.2 Autoklavieren 714</p> <p>6.3.2.3 Trockene Hitze 714</p> <p>6.3.2.4 UV-Strahlung 715</p> <p>6.3.2.5 Sterilfi ltration 715</p> <p>6.4 Gestaltung von Reinigungsanlagen und -geräten 715</p> <p>6.4.1 Anlagen für die automatische In-place-Nassreinigung geschlossener Prozesse (CIP-Prozesse) 716</p> <p>6.4.1.1 Verlorene Reinigung 720</p> <p>6.4.1.2 Gestapelte Reinigung 723</p> <p>6.4.1.3 Komponenten und Geräte für CIP-Anlagen 726</p> <p>6.4.2 Automatische In-place-Trockenreinigung geschlossener Prozesse 743</p> <p>6.4.3 Automatische In-place-Nassreinigung offener Apparate 744</p> <p>6.4.4 Reinigungsgeräte und -verfahren für die Führung von Hand 744</p> <p>6.4.4.1 Nieder- und Hochdruckgeräte für die Nassreinigung 745</p> <p>6.4.4.2 Schaum- und Gelreinigung 747</p> <p>6.4.4.3 Scheuer- und Wischgeräte für die Nassreinigung 749</p> <p>6.4.4.4 Trockenes Absaugen mit Sauggeräten 754</p> <p>6.4.4.5 Trockeneisreinigung 759</p> <p>6.4.5 Out-of-place-Nassreinigung 760</p> <p>6.4.5.1 Ultraschallreinigung 761</p> <p>6.4.5.2 Reinigungs- und Desinfektionstauchbäder 763</p> <p>6.5 Anforderungen an die Reinigung und Reinigungsvalidierung 763</p> <p>6.5.1 Anforderungen in der Lebensmittelindustrie 764</p> <p>6.5.2 Anforderungen in der Pharmaindustrie 767</p> <p><b>7 Bewertung und Testen von hygienegerecht gestalteten Komponenten und Apparaten </b><b>771</b></p> <p>7.1 Beispiele für Bewertungssysteme 772</p> <p>7.1.1 Verfahren in Europa 772</p> <p>7.1.1.1 Konformitätsbewertung des Herstellers nach der Maschinenrichtlinie 773</p> <p>7.1.1.2 Zertifi zierung nach Maschinenrichtlinie durch BGN 774</p> <p>7.1.1.3 Zertifi zierung nach Leitlinien der EHEDG 775</p> <p>7.1.1.4 Qualifi ed Hygienic Design des VDMA 776</p> <p>7.1.2 Verfahren in den USA 777</p> <p>7.1.2.1 Zertifi zierung nach 3-A-Normen 777</p> <p>7.1.2.2 NSF-Zertifi zierung 778</p> <p>7.1.2.3 USDA-Zertifi zierung 779</p> <p>7.2 Testmethoden 780</p> <p>7.2.1 Reinigbarkeitstests 781</p> <p>7.2.1.1 Abstrichtests mit Mikroorganismen als Testsubstanzen 784</p> <p>7.2.1.2 Ausgusstest mit mikrobieller Verschmutzungsmatrix für kleinere Bauteile von geschlossenen Anlagen (EHEDG-Reinigbarkeitstest) 786</p> <p>7.2.1.3 Test mit organischer Verschmutzungsmatrix für mittelgroße Bauteile geschlossener Anlagen (EHEDG-Reinigbarkeitstest) 792</p> <p>7.2.1.4 ATP-Test für Bauteile von geschlossenen Anlagen (VDMA-Reinigbarkeitstest) 793</p> <p>7.2.1.5 Ribofl avin-Test für Apparate geschlossener Anlagen 795</p> <p>7.2.1.6 Fluoreszin-Test für offene Apparate (IPA-Reinigbarkeitstest) 795</p> <p>7.2.1.7 Farbeindringtest zur Unterstützung von Reinigbarkeitstests 797</p> <p>7.2.1.8 Reinigbarkeitstest für Anlagen 797</p> <p>7.2.2 Tests zur Sterilisierbarkeit und Pasteurisierbarkeit geschlossener Bauteile 799</p> <p>7.2.2.1 Prüfung der Sterilisierbarkeit in der Biotechnologie 800</p> <p>7.2.2.2 EHEDG-Test für die In-line-Dampfsterilisierbarkeit 802</p> <p>7.2.2.3 Pasteurisierbarkeitstest (EHEDG-Test) 805</p> <p>7.2.3 Dichtheitstest 806</p> <p>7.2.3.1 EHEDG-Durchdringungstest mit Mikroorganismen als Tracer 807</p> <p>7.2.3.2 Verfahren zur Prüfung der Leckagesicherheit für biotechnische Anlagen 807</p> <p>7.2.3.3 Vakuumtest 809</p> <p><b>8 Abschließende Aspekte zu den hygienischen Anforderungen an den Anlagenbau </b><b>811</b></p> <p>8.1 Anforderungen an die Konstruktion 811</p> <p>8.2 Raumzuordnung 815</p> <p>8.3 Raumausführung 815</p> <p>8.4 Führung von Versorgungsleitungen 815</p> <p>8.5 Anordnung und Ausführung von Ablaufeinrichtungen 816</p> <p>8.6 Anordnung und Gestaltung von Raumausrüstungen 816</p> <p>8.7 Gebäudegestaltung 817</p> <p>8.8 Außenbereiche von Anlagen 817</p> <p>8.9 Ausblick 818</p> <p>Literatur 821</p> <p>Stichwortverzeichnis 843</p> <p>Quellenverzeichnis 859</p>

Dr. Gerhard Hauser ist ein anerkannter Fachmann fur Hygiene-Technologie. Er war u. a. Vorsitzender der Gruppe 'Design Principles' der European Hygienic Engineering & Design Group, Mitglied des deutschen Spiegelgremiums des europaischen Normenausschusses CEN TC 153 sowie Vorsitzender des deutschen Ausschusses fur Getrankeschankanlagen des Bundesministeriums fur Arbeit.

In der Lebensmittel-, der kosmetischen, pharmazeutischen und chemischen Industrie sowie in der Biotechnologie ist zum Schutz vor Kontamination ein hygienischer Produktionsprozess sehr wichtig. Sichere Qualitatsprodukte lassen sich nur mit Anlagen herstellen, die sich zuverlassig reinigen lassen. Deshalb spielt bei der Herstellung hochreiner Produkte "Hygienic Design" moderner Anlagen, Apparate, Komponenten und Prozessraume eine entscheidende Rolle. In allen Industriezweigen konnen dadurch erhebliche Kosten fur den Reinigungsaufwand und zur Reduzierung der Umweltbelastung eingespart werden.<br> Das vorliegende Werk baut auf dem Buch Hygienische Produktionstechnologie auf und beschreibt die Komponenten und Bauteile, die fur die Konstruktion hygienegerechter Apparate und Anlagen benotigt werden. Es richtet sich besonders an Ingenieure im konstruktiven Bereich in der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie, aber auch an Betriebsangehorige, die fur Qualitat, Risikoanalysen und Produktsicherheit bei der Produktherstellung verantwortlich sind.

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