Betriebstechnik Werkstoffe
Kontrollfragen
Kontrollfragen
-
- 1 / 17
-
Flashcards
Welches sind die allgemeinen Anforderungen an Konstruktionsstoffe & deren Oberflächen?
Material soll über Zertifikat- bzw. Konformitätsbestätigung entsprechend 21 CFR der FDA verfügen
Oberfläche darf nicht mit Werkstoff, Desinfektionsmitteln oder Reinigungsmedium reagieren
glatte Oberfläche mit RA (Mittelrauwert) < 0.8 Mikrometer
elektropoliert (umgekehrter galvanischer Prozess) → korrosionsbeständig, geringe
Produkthaftung/Belag-Bildung, ansprechendes Aussehen, metallische Reinheit und Passivität,
Darf nicht toxisch sein/ Produkt nicht toxisch beeinträchtigen
Darf keine Substanzen aufnehmen (absorbieren), mit denen er in Berührung kommt
Oberfläche aus einem Stück oder versiegelt
Selbsttätig ablaufend (Neigungswinkel > 3°)
Gut zugänglich für Inspektionen
Haltbar
Widerstandfähig gegen Brüche, Risse, Absplittern, Abblättern, Abtragen
Eindringen unerwünschter Stoffe verhindern
Inwieweit gelten die Gestaltungskriterien für hygienegerechte Maschinen, Apparate und Komponenten der EHEDG auch für biotechnologische Anwendungen?
Rostfrei → Legierungen auf Eisenbasis mit mindestens 11% Chromanteil (Edelstahl)
Reinheitsgrad → Einschlüsse im Bereich der Oberfläche stören die Ausbildung einer gleichförmigen chromoxidreichen Passivschicht
Keine Schweissanlauffarben
Warum sind im produktberührten Bereich rostfreie Edelstähle einzusetzen?
Hohe Korrosionsbeständigkeit
Hitzebeständig
Lebensmitteltauglich
Gute Verarbeitbarkeit
Leichte Reinigung
Hohe Festigkeit
Attraktives Aussehen
Bilden Passivschicht (sich selbst widerherstellende Oberflächenschicht)
Welches ist der bevorzugte Stahl im Fermenterbau?
Rostfreier Stahl aus Eisenlegierungen mit Chrom und Kohlenstoff
In Biotechnologie: 316L (DIN 1.4435/ EN X2CrNiMo 18-14-3, C-Gehalt <0.03%, Cr 18%, Ni 14%, Mo 3%)
wegen hohen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit, verbesserte Schweissbarkeit
In Lebensmittelindustrie: 304L (DIN 1.4307 EN X2CrNi 18-9, C-Gehalt <0.03%, Chrom 18%, Nickel 9%)
Welche Arten Kunststoffe gibt es? Wie verformt man sie?
Thermoplaste: schmelzen bei Erhöhung der Temperatur, erstarren nach Abkühlung → wiederholbar z.B. Polyethylene, Polyamide,→bei Single-Use
Duroplaste: erstarren durch chemische Reaktion, Aushärten mittels Strukturveränderung → nicht umkehrbar z.B. Harze, Lacke
Elastomere: Makromoleküle, die durch wenige chemische Vernetzungsbrücken miteinander verbunden sind. Lassen sich dehnen und biegen und gehen ohne Krafteinwirkung in die Ausgangsform zurück. z.B. Silikon, Teflon, Viton, Kautschuk
Warum werden Elastomere bevorzugt für Dichtungsanwendungen eingesetzt?
Z.B. Synthesekautschuk (EPDM – Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk)
Lassen sich bei geringer Kraftwirkung dehnen und biegen und nehmen wieder ihre ursprüngliche Form
ein.→hat aber eine kurze Lebensdauer
Welche Anforderungen müssen Kunststoffe erfüllen?
Übereinstimmung mit den behördlichen Vorschriften und Empfehlungen
Verträglichkeit mit Nahrungsmitteln und Zutaten
Chemische Beständigkeit gegen Reinigungs- und Desinfektionsmittel
Temperaturbeständigkeit und Dampfbeständigkeit (CIP/SIP)
Beständigkeit gegen Spannungsrisse
Hydrophobe Eigenschaft / Reaktionsfähigkeit der Oberfläche
Reinigbarkeit, Einfluss von Oberflächenstruktur und Glattheit, Restschmutzansammlung
Adsorption / Desorption
Festigkeit, Elastizität
Welche Anforderungen müssen Klebstoffe und Schmiermittel erfüllen?
Anforderung an Klebestoffe und Schmiermittel
Konformitätsbetätigung
Keine örtliche Korrosion bewirken
Darf Produkt nicht toxisch beeinträchtigen
(Schmiermittel wenn möglich ausserhalb Produktbereich)
Anforderung an Klebeverbindung
Durchgehend geklebt
Mechanisch stabil unter den vorgesehenen Anwendungsbedingungen
Was sind thermische Isolierwerkstoffe? Anforderungen?
Thermische Isolation von Behältern und Rohrleitungen
Dürfen keine örtliche Korrosion bewirken
darf keine Chloride enthalten
Warum dürfen thermische Isolierstoffe keine Chloride enthalten?
• Chloride erhöhen das Risiko mikrobieller Verschmutzung oder Korrosio
Was sind Transmitterflüssigkeiten?
Für Signalübertragung verwendet (nicht produktberührt) (Analoganzeige durch Druckänderung)
Z.B. Glysantin & Silikonöl
Was ist Rouging?
Passivierung von Edelstahloberflächen→Roststreifen auf Oberfläche nach z.B. Fermentation
Entsteht in Aufreinigungsbehälter, Fermenter, CIP-Anlagen, WFI Erzeugern, Autoklaven etc.
Wieso entsteht Rouging?
Mit steigender Temperatur nimmt die Affinität des Fe zu Sauerstoff relativ mehr zu als bei Cr zu
Sauerstoff.
Aufgrund des praktisch nicht Vorhandenseins von Sauerstoff in heissem WFI verringert sich die
Repassivierungs-Reaktion im Vergleich zur Depassivierungs-Reaktion
Cr-Oxid bleibt an der Oberfläche und bildet eine regelmässige und homogene Schicht (verhindert
Korrosionen durch Undurchlässigkeit von oxidierenden Stoffen)
Durch das Entfernen von freiem Eisen auf der Metalloberfläche entstehen Fe-Oxide → Rouging
Was kann bei Rouging passieren?
Schwermetallpartikel lösen sich ab
Erhöhung der Mikro-Rauheit der Edelstahloberfläche
Partikelkontamination von WFI und Reinstdampf
erschwert Wärmeaustausch
Wie reduziert man Rouging-Bildung?
Verwendung des richtigen Stahles
Oberflächenbehandlung
Reduktion der WFI-Betriebstemperatur
Verwendung einer geeigneten Gasatmosphäre
Regelmässige Reinigung (= Derouging und Repassivierung)
Mit was wird ein modernes Derougingverfahren durchgeführt?
Sie verwenden neutrale Reinigungslösungen anstelle von aggressiveren sauren Chemikalien
Welche Schwierigkeiten birgt Derouging?
Jedes System ist beinahe einzigartig + Alte Systeme sind sehr schwierig zu reinigen
Unterschiedliche Rougingzusammensetzung → Schwierigkeit: Meistens keine Probestücke erhältlich
Fe-Oxide sind teilweise kaum löslich
Keine Zeitfenster wegen Produktionsausfallkosten
Dampfsysteme oft nur mit sehr grossem Aufwand reinigbar
