Der mit Endlosfolie und Spezialdichtung bestückte Eingreifstutzen am Entleermodul gestattet den Gebindewechsel ohne Containment-Bruch. (Bild: J. Engelsmann AG)
Immer mehr Produkte müssen unter Containment-Bedingungen gehandelt werden. Hauptabnehmer von Containment-Systemen war aufgrund der gestiegenen Toxizität von Chemikalien und höheren Wirkstoffpotenzen bislang die Chemie- und Pharmaindustrie. Doch auch in anderen Branchen wie der Batterieherstellung steigt der Bedarf an Konzepten zur Abbildung verfahrenstechnischer Prozesse unter Containment-Bedingungen.
Die Einhaltung von Grenzwerten für die Stoffbelastung in einer Anlage basiert aus Sicht der produzierenden Unternehmen auf zwei Notwendigkeiten: Dem Schutz des Personals vor gesundheitlichen Schäden, und die damit verbundene Konformität mit einschlägigen Richtlinien und Verordnungen, sowie die Reinheit der Endprodukte und dem Vorbeugen von Kontaminationen durch andere Produktreste oder Keime.
Geeignete Lösungen müssen in der Lage sein, ein bestimmtes Containment in einem Prozess aufzubauen und aufrechtzuhalten. Die nachfolgenden Beispiele zeigen zwei klassische Schüttgut-Prozesse, die unter Containment-Bedingungen bis OEB 4 durchgeführt werden: Die Entleerung von Big Bags und das Sieben der zu verarbeitenden Produkte.
Big Bags entleeren im Containment
Beim Entleeren von Big Bags unter Containment-Bedingungen muss sichergestellt sein, dass nur minimale Staubemmissionen aus dem Entleersystem entweichen können. Bei einem Containment-Level von OEB 4 wären das weniger als 10 µg Produkt pro m3 Luft
Bei der Aufrechterhaltung des Containments sind drei Prozessabschnitte besonders kritisch:
- Der Anschluss des Big Bag Inliners an das Entleersystem,
- der Gebindewechsel und
- das Abfördern des entleerten Produkts an nachgelagerte Verarbeitungsprozesse.
Wie ein vollständiger Big Bag Entleerprozess inklusive Gebindewechsel im Containment funktioniert, zeigt das Beispiel des Entleersystems JEL SmartCon ES von Engelsmann.
Herzstück der Anlage ist ein Containment-Entleermodul, das aus einer Andockvorrichtung für den Big Bag Inliner und einem Entleergehäuse besteht. Beim Anschluss an die Station führt der Bediener den Inliner in die Andockvorrichtung ein. Durch das Zusammenspiel verschiedener pneumatischer Dichtungen wird gewährleistet, dass der Big Bag sicher und staubdicht während des Entleerprozesses mit dem Anschlusssystem verbunden bleibt und dass das gesamte Modul nach außen hin staubdicht verschlossen ist.
Beim Gebindewechsel entkoppelt der Bediener zunächst mithilfe von Kabelbindern und Schneidwerkzeug den leeren Big Bag von der Station, indem er den Big Bag Inliner knapp über der Andockvorrichtung durchtrennt. Der verbleibende Inlinerrest in der Andockvorrichtung sorgt dafür, dass das Entleergehäuse weiterhin verschlossen bleibt, bevor der Inliner des neuen Big Bags in die Andockvorrichtung eingeführt und über den Inlinerrest gestülpt wird. Ist der neue Big Bag angeschlossen und das Containment sichergestellt, muss vor dessen Entleerung zunächst der Inlinerrest des vorherigen Big Bags aus dem Entleermodul entfernt werden. Dazu öffnet der Bediener den Eingreifstutzen mit Endlosfolie an der Frontseite des Entleermoduls, greift geschützt durch die Folie hinein und zieht den Inlinerrest durch den Eingreifstutzen aus dem System. Blähdichtungen am Eingreifstutzen gewährleisten, dass auch das Ein- und Ausschleusen der Inlinerreste ohne Containment-Bruch funktioniert.
Die JEL SmartCon ES Entleerstation kann nachgelagert mit verschiedenen Förder- und Dosierorganen kombiniert werden. Entscheidend beim Anbau nachgelagerter Organe ist, dass die Produktübergabe staubdicht ausgeführt und das Containment nicht gefährdet ist.
Video: Containment Big Bag Entleerstation JEL SmartCon ES
Sieben im Containment
Siebmaschinen kommen in vielen verfahrenstechnischen Prozessen zum Einsatz: als Schutzsiebe zur Abtrennung von Fremdkörpern im Produkt, zur Abscheidung von Über- oder Feinkorn oder zum Klassieren eines Produkts in vorgegebene Kornspektren. Um Siebprozesse im Containment abbilden zu können, müssen verschiedene Voraussetzungen erfüllt sein:
- Die staubdichte ein-und auslaufseitige Anbindung der Siebmaschine an den Prozess,
- die Dichtigkeit des Siebtrogs während des gesamten Siebvorgangs, und
- der Wechsel des Siebeinlegers muss ohne Containment-Bruch möglich sein.
Das neue Containment-Sieb JEL Konti II CTM von Engelsmann ist bis OEB 4 einsetzbar. Auch dieses Vibrationssieb folgt einem Single-Use-Konzept, das mit Spezialfolie arbeitet. In diesem Fall wurde eine vorhandene Standard-Version adaptiert, die einen wichtigen Vorteil hat: Der Siebeinleger kann beim Siebeinlegerwechsel wie eine Schublade stirnseitig aus dem Siebtrog gezogen werden. Das Sieb muss vorher also weder zerlegt, noch vom Produktstrom getrennt werden.
Die JEL Konti II CTM wird ein- und auslaufseitig z.B. mit staubdichten Manschetten an den Prozess angebunden. Der Edelstahltrog mit Deckel dichtet optimal nach außen ab. Vor dem Einschubschacht des Siebeinlegers ist eine Dichtkonsole mit pneumatischer Dichtung angebaut, durch die der Siebeinleger später herausgezogen und in einem Foliensack deponiert wird.
Beim Einlegerwechsel wird zunächst ein Auflagetisch nach oben geklappt, auf den der Siebeinleger beim Herausziehen abgelegt werden kann. Mit einer Montagehilfe und vorbereiteten Foliensäcken "baut" der Bediener einen Folienbehälter, der an die Dichtkonsole am Einlegerschacht staubdicht angedockt wird. Geschützt durch die Folie kann er nun in den Schacht greifen und den Siebeinleger aus der Maschine in den Foliensack ziehen. Um den Folienbehälter mit dem kontaminierten Einleger von der Maschine zu entkoppeln, wird er vor der Dichtungskonsole mit zwei Kabelbindern abgebunden und mit einem Schnitt dazwischen durchtrennt.
Beim Einschieben eines neuen Siebeinlegers beginnt der Prozess von vorne: Der neue Einleger wird in einen Foliensack gepackt und angedockt. Da beim Abtrennen des Foliensackes immer ein Folienrest in der Dichtungskonsole zurück bleibt, der den Einlegerschacht verschließt, muss dieser zunächst herausgezogen und im Folienbehälter deponiert, bevor der neue Siebeinleger eingeschoben werden kann. So bleibt das System während des gesamten Siebprozesses geschlossen.
Die beiden Beispiele zeigen, dass es auch unter Containment-Bedingungen möglich ist, Big Bag Handling - und Siebprozesse effizient, sicher, aber auch wirtschaftlich zu gestalten. Besondere Vorteile haben Betreiber, die Big Bags entleeren und anschließend sieben müssen. Beide Verfahrensschritte basieren auf demselben Containment-Konzept und können optimal miteinander kombiniert werden.
