Putztag im Chemiewerk

Reinigungskonzepte in der Chemie-Industrie

Anlagenbau
Chemie
Pharma
Ausrüster
Planer
Betreiber
Einkäufer
Manager

23.03.2016 In der Chemie ist die sachgemäße Reinigung von Anlagen und -komponenten eine wichtige Aufgabe. Der Beitrag beschreibt, welche Aspekte bei der Wahl von Konzept und Technik eine Rolle spielen, und wo Manipulatorik und Robotik künftig wichtig werden.

Anzeige

Entscheider-Facts für Betreiber

  • Über Effizienz im Betrieb entscheiden nicht nur IE4-Motoren und Wärmerückführung – sondern auch das regelmäßige Reinigen von Komponenten.
  • Darum ist es für Betreiber wichtig, ein für ihre Anlagen passendes Reinigungskonzept zu entwickelt. Zur Wahl stehen mobile wie stationäre Lösungen.
  • Eine optimale Lösung ermöglicht eine konstante Produktqualität, geringe Stillstände und den Schutz der mit der Reinigung beauftragten Mitarbeiter.

Reinigungsarbeiten gehören nicht zum Kerngeschäft der Chemie-Industrie, sind aber Voraussetzung für reibungslose und effiziente Abläufe. Durch das sachgemäße Reinigen von Fertigungsanlagen bleibt die Produktqualität konstant, was ein maßgeblicher Faktor für den Markterfolg ist. Auch gilt es, interne Betriebsvorschriften zu erfüllen und allgemeine Standards einzuhalten. Für Anlagenbetreiber ist es daher wichtig, das richtige Reinigungskonzept zu wählen und intern oder in Kooperation mit Dienstleistern umzusetzen. Die Möglichkeiten sind vielfältig, von Cleaning-in-Process-Anlagen (CIP) über mobile Systeme am Standort bis hin zur Demontage und Reinigung von Teilen an externen Waschplätzen. Auch hinsichtlich der Reinigungstechnik gibt es einige Varianten, wobei Höchstdrucktechnik in vielen Fällen die effizienteste Methode ist.

Von Anlage zu Anlage verschieden
Die Entscheidung, wie eine Produktionsanlage am besten zu reinigen ist, hängt zum einen vom  Aufbau am jeweiligen Standort ab, zum anderen vom gewünschten Grad der Reinigung. CIP-Anlagen arbeiten vollautomatisch, ermöglichen kontinuierlich hohe Standards und reduzieren die Stillstandzeit erheblich. Mobile Systeme dagegen schaffen maximale Flexibilität. In beiden Fällen ist allerdings eine recht hohe Investition in die Technik nötig. Im Vergleich dazu sind an Dienstleister ausgelagerte Reinigungsarbeiten variabel hinsichtlich Kostenstruktur und Planung. Welches Konzept sich eignet, variiert von Anlage zu Anlage. Beispiel Reaktoren und Kessel: Hierbei handelt es sich um elementare Bestandteile von Produktionsanlagen, die sich in der Reinigung als anspruchsvoll erweisen. Verschiedene Geometrien, integrierte Mischer, Heizungen oder Leitern und unterschiedliche Materialien von Edelstahl über Gummi bis hin zu Keramik sind zu berücksichtigen. Will ein Anlagenbetreiber Stillstandzeiten vermeiden, muss er im laufenden Betrieb eine hohe Sauberkeit ermöglichen. In diesem Fall kann sich die Investition in CIP-Systeme mit Hochdruck- oder Höchstdrucktechnik lohnen. Diese führen, je nach Anwendungsfall, regelmäßig oder nach einem Produktionszyklus ein Reinigungsprogramm durch. Für ein bestmögliches Resultat sind aufeinander abgestimmte Reinigungsköpfe, Düsentechnik, Pumpen, Reinigungsmittel, Wasserdruck, -temperatur und -fördermenge entscheidend. Denn ist das CIP-System auf die jeweilige Anlage hin zugeschnitten, profitiert der Betreiber von reibungslosen Abläufen und minimierten Produktionsausfällen.

Wenn Flexibilität zählt
Um jederzeit flexibel dort reinigen zu können, wo es nötig ist, fällt oftmals die Entscheidung für den Einsatz mobiler Systeme. Dabei reichen die Möglichkeiten von Trockeneisstrahlen über chemische Lauge- oder Säurebehandlungen bis hin zur Höchstdrucktechnik. Letztere vermeidet giftige Dämpfe oder Schlacken, die durch chemische Reinigung entstehen, ebenso wie Beschädigungen von Beschichtungen oder innenliegenden Bauteilen. Um von diesen Vorteilen zu profitieren, verfügen große Anlagen häufig über ein zentrales oder mehrere dezentrale Hochdruckgeräte. Für die Wasserentnahme gibt es zwei Varianten: Entweder transportieren Schläuche das Wasser vom Hochdruckgerät zu den Waschplätzen. Was gegebenenfalls dazu führt, dass der Anwender sehr lange Schläuche verlegen und sichern muss. Oder – der komfortablere Weg – vom Hochdruckgerät verlaufen Leitungen zu Entnahmestationen, wo der Anwender sein Wasserwerkzeug direkt anschließen kann. Sicherheitssysteme überwachen alle Abläufe. Das Ergebnis in beiden Fällen: Die Reinigungsenergie gelangt auf Knopfdruck punktgenau an den Ort, wo Reinigungsbedarf besteht. Natürlich gibt es auch die Möglichkeit, Bestandteile einer Anlage auszubauen und einem Dienstleister zum Reinigen an einem externen Waschplatz zu übergeben. Dieser Weg ist variabler hinsichtlich Kostenstruktur und Planung, erfordert allerdings, für die Dauer der Reinigung Teile der Anlage zu schließen. Wärmeübertrager beispielsweise werden häufig auf diese Weise gereinigt. Zwei Herausforderungen stehen dabei im Fokus: Zum einen folgt ihr Aufbau komplexen Geometrien. Zum anderen führen Erhitzungs-und Abkühlungsprozesse zu teilweise hartnäckigen Ablagerungen von Kalziumcarbonat über Oxide bis zu Sulfiden. Um hier gute Ergebnisse erzielen zu können, sind je nach Verunreinigungsgrad Höchstdrucksysteme von 500 bis 2.500 bar nötig. Für die Innenreinigung sind (selbst-)angetriebene Düsen, Einzeldüsensysteme oder semiautomatisierte Düsensysteme im Einsatz.

Wenn die Grundreinigung ansteht
Selbst wenn sämtliche Reinigungsarbeiten kontinuierlich durchgeführt werden, ist bei Chemieanlagen in einem bestimmten Turnus eine Grundreinigung fällig. ln diesem Fall werden alle Bestandteile der Anlage zerlegt, gereinigt und repariert, die für Produktivität und Werterhalt eine Rolle spielen. Dazu zählen unter anderem Rohrbündel aus Wärmeübertragern, Rohrstücke und Filterkörbe, Gehäuse und Ventile. Für die Reinigung gibt es verschiedene Hochdruck-Wasserwerkzeuge, von Hochdruck-Pistolen über Heißwassersysteme bis 800 bar bis hin zu Höchstdruck-Systemen bis 2.500 bar. Nach der Reinigung werden sämtliche Teile dahingehend überprüft, ob Reparaturen oder ein Austausch nötig sind. Ist alles erledigt, kann die Anlage den Betrieb wieder aufnehmen. Neben dem Aufrechterhalten des nötigen Sauberkeitslevels spielen Vorschriften rund um Gesundheit und Sicherheit eine immer größere Rolle. Dabei steht die Sicherheit des Bedieners im Vordergrund, ohne dass Produktivität und Effizienz aus dem Blick geraten. Hier sind verschiedene Lösungen im Kommen. Ist das Wasserwerkzeug beispielsweise auf einem Manipulator installiert, also einem mobilen Werkzeugträger, lässt es sich via Joystick bewegen und bedienen. Ein Kontakt zu giftigen oder schädlichen Substanzen ist damit ausgeschlossen. Außerdem ist ein Arbeiten mit Rückstoßkräften über 250 N möglich, was in der Bedienung durch Personen nicht zulässig ist.  Eine andere Variante sieht vor, dass der Anwender von einer Sicherheitskabine aus arbeitet. Über eine Lanze und ein Lenkrad kann er sowohl den Tisch, auf dem das zu reinigende Objekt montiert ist, als auch das Wasserwerkzeug fernsteuern.

FAQ der Reinigung

Warum sollte ich eigentlich…

  • … Wärmeübertrager reinigen?
    Schmutzige oder blockierte Wärmeübertrager ziehen hohe Energieverluste und damit Kosten nach sich. Das Erhalten der ordnungsgemäßen Funktion ermöglicht Effizienz und eine konstante Prozesstemperatur.
  • … Tanks reinigen?
    Hier spielt die ECD-Dokumentation eine Rolle (European Cleaning Document). Darin ist der Industrie-Reinigungsstandard für Lebensmittel- und Chemiekonzerne vorgegeben, um Tankwagen/-container zur Befüllung freizugeben.
  • … Rohre reinigen?
    Im Lauf der Zeit lagern sich Schicht für Schicht Sulfite, Salze oder Kalkstein an – bis zur totalen Blockade, wenn nicht früh genug reagiert wird.

Hier gelangen Sie zur Homepage des Anbieters.

Auf unserem Portal finden Sie weitere Beiträge rund um das Thema Reinigung.

Heftausgabe: April 2016

Über den Autor

Alexander Reger, Leiter Anwendungstechnik, Woma
Loader-Icon