KMU-innovativ Entwicklung einer neuartigen Dampf-CIP Anlage zur Reinigung von Behältern (SteamCIP)

Problemstellung
In der Lebensmittelindustrie werden eine Vielzahl an Behältern, beispielsweise zur Zwischenspeicherung oder Mischung von Produkten, eingesetzt. Die Integration regelmäßiger Reinigungsprozesse in den Herstellungsprozess sichert dabei die sehr hohen Qualitätsansprüche der Produkte in den Behältern. Zunehmende Flexibilitätsanforderungen, wie schnelle Produktwechsel und kleine Chargen, erhöhen die Bedeutung wirtschaftlicher Reinigungsprozesse. Die bisher etablierte Behälterreinigung, bei der durch Umpumpen und Zirkulieren große Mengen an alkalischen Reinigungsfluiden eingesetzt werden, ist mit einem hohen Ressourcenverbrauch verbunden. Aus ökonomischer Sicht und unter Umweltgesichtspunkten besteht daher großer Optimierungsbedarf.

Ziel
Das KMU-innovativ-Projekt SteamCIP entwickelt eine mobile Cleaning-in-Place (CIP)-Reinigungsanlage, die mit einem Dampferzeuger sowie einem Pumpensystem ausgestattet ist. Die neue Reinigungsanlage bietet den Vorteil, großvolumige Behälter sehr schnell zu fluten und alle verschmutzten Innenoberflächen auch bei komplex gestalteten Behältern gleichmäßig mit dem Reinigungsmedium in Kontakt zu bringen. Dadurch wird die Verschmutzung mit einer sehr geringen Menge an Reinigungsmedium gelöst und in kurzer Zeit sicher beseitigt. Reinigungszeiten sowie der Wasser- und Chemikalienverbrauch, können deutlich reduziert werden.

Vorgehensweise
Im Projekt wird eine Demonstratoranlage für das Dampf-CIP-Verfahren für Behälter mit einem Fassungsvermögen bis zu 10.000 Liter entwickelt. Mit Hilfe von Reinigungsversuchen mit integrierter Dampfphase werden die Betriebsparametereinstellungen für einen minimalen Ressourcenverbrauch beziehungsweise eine optimale Reinigungszeit ermittelt. Die geplante Integration einer speicherprogrammierbaren Steuerung wird den Einsatz der Anlage als dezentrales Reinigungssystem ermöglichen und die Bedienung erleichtern. Zusätzlich wird das Projektteam eine Chemikaliendosierung in den Dampferzeuger integrieren, um das Anwendungsspektrum der Anlage branchenübergreifend zu erweitern. Eine Einsatzerprobung im industrienahen Umfeld wird die Entwicklungsergebnisse validieren und die Anlageneffizienz verifizieren.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Der Demonstrator wird nach Projektende zur industriefertigen Lösung weiterentwickelt und als eine ressourceneffiziente Alternative zu den bisherigen Behälterreinigungsverfahren zunächst der Lebensmittelbranche angeboten. Dabei wird eine Reduzierung der Gesamtreinigungszeit um mindestens 20 Prozent sowie eine Reduzierung des Reinigungsmittelverbrauchs um bis zu 50 Prozent erwartet. Die Dampf-CIP-Anlage wird dem Anwender schnelle Chargenwechsel im Betrieb ermöglichen und bietet damit die Chance, dynamisch auf Marktanforderungen zu reagieren. Eine Erweiterung des Anwendungsbereichs auf die biotechnologische, pharmazeutische, medizinische und chemische Industrie wird angestrebt.

• FRANK Hochdruck- und Dampftechnologie GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein