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1. Semester; alles

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D. S.
Lernen
D. S.
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über die Betriebstechnik, insbesondere im Bereich der Armaturen und Rohrleitungen. Sie decken Themen wie verschiedene Ventiltypen, ihre Funktionen und Anforderungen an Werkstoffe sowie Oberflächenbehandlungen ab. Die Lernkarten sind ideal für Techniker und Ingenieure, die sich mit der Planung, Installation und Wartung von betriebstechnischen Anlagen befassen, da sie detaillierte Informationen zu Komponenten und Normen liefern.
Karten
60
Lernende
2
Sprache
Deutsch
Kategorie
Technik
Stufe
Andere
Erstellt / Aktualisiert
05.12.2015 / 07.01.2016
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Lernkarten

Was ist Gegenstand der Betriebstechnik und welche Tätigkeitsfelder werden der Betriebstechnik zugeordnet?

  • Allgemein umfasst die Betriebstechnik die technischen Bereiche, die nicht unmittelbar im Produktionsprozess auf das Produkt einwirken, aber durch deren Wirken, der sichere und reibungslose Betrieb eines Gebäudes, einer Anlage, einer Produktion usw. ermöglicht und langfristig aufrechterhalten werden kann.

 

  • Die Betriebstechnik ist verantwortlich für die Bereitstellung, Sicherung und Entsorgung der Betriebs- und Prozessstoffe sowie für die Instandhaltung und Wartung der dazu notwendigen Anlagen, der Produktionsanlagen und der Gebäudeinfrastruktur.

 

  • Zur Betriebstechnik gehören;
    • die Energieversorgungseinheiten (Elektroenergieversorgung, Wasseraufbereitung, Kälteerzeugung, Dampf-, Druckluft-, Vakuum- und Schutzgasbereitstellung)
    • die Sanitär- und Haushalttechnik
    • Bau- und Ingenieurabteilungen
    • Werkstätten und Serviceorganisationen von Betrieben.

Wie unterscheiden sich diskontinuierliche von kontinuierlichen Verfahren?

  • Diskontinuierliche Betriebsweise (batch)
    • Füllung des Apparates, Prozessführung und Entnahme laufen zeitlich nacheinander aB
    • Prozessgrössen werden nach entsprechenden Prozessvorschriften eingestellt und geführt
    • Gesamter Prozess wird als eine Charge betrachtet (Chargenbetrieb)
  • Kontinuierliche Systeme (stationär)
    • Apparatesysteme werden ununterbrochen mit Prozess- und Hilfsstoffen gefüllt
    • Gleichzeitig werden die verarbeiteten Prozessstoffe nach dem Durchlaufen der Stoffwandlung als Produkte ausgestossen
    • Eingangs- und Ausgangströme stehen im Gleichgewicht
    • Prozessgrössen bleiben nach der Anlaufphase im stationären Betrieb über die ganze Produktionszeit an jedem Ort des Systems unverändert

 

Welche Bedeutung und Aufgaben hat die Instandhaltung in einem Produktionsbetrieb?

  • Arbeiten und Massnahmen zur Bewahrung (vorbeugende Wartung) und Wiederherstellung (Instandsetzung) des Soll-Zustands
  • Festlegung und Beurteilung (Inspektion) des Ist- Zustands von technischen Mitteln und Anlagen  (Notfallwartung und –Instandhaltung, Routinewartung/-instandhaltung)
  • Einteilung der Instandhaltungsarbeiten
    • vorbeugende Wartung
    • Notfallwartung
    • Routinewartung

Was sind Normen im Alltag?

  • Technische Beschreibung oder anderes Dokument, das anerkannte Regeln fixiert und die charakteristischen Eigenschaften und Merkmale eines Produkts, eines Prozesses oder einer Dienstleistung beschreibt
  • Dienen der Standardisierung und somit der Rationalisierung der Fertigung, der Austauschbarkeit und der Sicherheit
  • bei Bestellungen und Vertragsabschluesse ist immer darauf zu achten, nach welcher Norm gefertig und geprueft werden soll
  • Normen werden alle 5 Jahren ueberprueft

Welche Organisation ist in der Schweiz für die Normung zuständig und welche Aufgaben erfüllt diese Organisation?

  • Unter Mitarbeit und Einvernehmen interessierter Kreise (unverbindlich) (Private Normen)
  • Gesetzgeber oder Behörden durch Gesetze und Verordnungen (verbindlich)

Welche Art von Norm steht für:

  • SN
  • SN EN
  • ISO
  • DIN EN ISO
  • DIN
  • SN ISO

SN                  Schweizer Norm

SN EN             Auf europäischer Ebene erarbeitete Norm, die in das Schweizer Normenwerk aufgenommen wurde

ISO                 Internationale Organisation für Standardisation

DIN EN ISO     Auf der Grundlage einer internationalen Norm übernommene Europäische Norm, die ins Deutsche Normenwerk aufgenommen wurde

DIN                 Deutsches Institut für Normung/ Deutsche Norm

SN ISO            Auf internationaler Ebene erarbeitete Norm, die ins Schweizer Normenwerk aufgenommen wurde

Was sind Fliessschemata und welche Arten von Fliessschemata gibt es nach der DIN EN ISO 10628?

  • Darstellung des Aufbaus von Verfahren und Anlagen sowie Darstellung von Verfahrensabläufen, Stoff und Energieflüssen
  • Grundfliess-, Verfahrensfliess-, Rohrleitungs- und Instrumentenfliessschemata (R&I-Fliessschemata)

Wie sind Fliessschemata formell aufgebaut?

  • gibt einen allgemeinen Ueberblick ueber eine Anlage
    Mit graphischen Symbolen und Schriftzeichen (vereinfachte zeichnerische Darstellung von Aufbau und Funktion der verfahrenstechnischen Anlage)
  • Dienen der Verständigung der an der Entwicklung, Planung, Montage und Betreiben von Anlagen und dem Verfahren

Erläutern Sie den Unterschied von:

  • Grundfliessschemata
    • mit Grundinformation:
    • mit Zusatzinfo:
  • Verfahrensfliessschemata
  • Rohrleitungsschemata & Instrumentenfliessschemata
    • Mit Grundinfo:
    • Mit Zusatzinfo:
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  • Grundfliessschemata
    • Einfache, abstrakte Darstellung eines Verfahrens/ Verfahrenstechnischer Anlage
    • Darstellung in Rechtecken (stellen Verfahren, Verfahrensschritte, Grundoperationen, Verfahrenstechnische Anlagen bei Anlagenkomplexen, Teilanlagen, Anlageteile dar) durch Linien (Fliesslinien für Stoffe/ Energien) verbunden
    • Symbolisieren wesentliche Verfahrensschritte sowie Hauptstofffluss eines Verfahrens mit Benennung der Ein- & Ausgangsstoffe
    • Hauptproduktlinien: 1mm
    • untergeordnete Stoff-/ Energieleitungen: 0.5mm
    • Mit Grundinformation:
      • Hauptinformationen (Ein-, Ausgangsstoffe in Form von Hilfsrechtecken mit Hilfslinien an die jeweilige Fliesslinie, Fliessrichtung der Hauptstoffe, Hauptflusslinie stärker gezeichnet)
    • Mit Zusatzinfo:
      • zusätzlich Hauptstoff zwischen den Rechtecken von Energie/Energieträgern benannt, charakteristische Betriebsbedingungen, wärmephysikalische Eigenschaften in Form von Kästchen mit Bezugslinien an die jeweilige Bezugsstelle
  • Verfahrensfliessschemata
    • Detaillierter, mehr Infos
    • Fliesswege -und richtungen der Ein- und Ausgangsstoffe und der Energien
    • Durchfluesse bzw. Menge der Ein- und Ausgangsstoffe
    • Bezeichnung Energie bzw. Energietraeger
    • charakteristische Betriebsbedinungen
    • Mit Grafischen Symbolen für Apparate und Maschinen inkl. Fliesslinien für die Stoff- und Energieströme
    • Anlagenteile, Maschinen, Rohrleitungen mit genormten Bildzeichen, Kurzzeichen und Kennbuchstaben

Was sind Armaturen?

  • Komponenten in Rohrleitungen, Regeleinrichtungen, Apparaten und Anlagen
  • Dienen zum Sperren und Öffnen von Rohrleitungen, Verteilen wsund Regulieren von Stoffströmen, Absichern von Räumen und Medienströmen, Festlegung und Regelung von physikalischen Zuständen in Rohrleitungen, Apparaten und Anlagen

Was ist der Unterschied zwischen einer Schaltarmatur und einer Stellarmatur?

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  • Schaltarmatur haben Wert von 0 bis 1 (Ein/Aus)
  • Stellarmatur kann beliebige Stellung einnehmen (Auf-Stopp-Zu) (von 0-100%)
     

 

Welche Armaturen können im aseptischen Bereich verwendet werden?**

  • Aseptisch = keimfrei (steril)
  • Membranventile, Schlauchquetschventile, spezielle Tellerventile (mit doppelter Tellerabdichtung oder Edelstahl-Faltenbalg), Doppelsitz-Leckageventile

Benennen und begründen Sie die wichtigsten gestalterischen Kriterien zum Einbau von Armaturen der Lebensmittel und Pharmaindustrie.

  • Unlösbare Schweissverbindungen sind lösbaren Verbindungen vorzuziehen
  • Rohrleitungswege
    • kurz, gerade, mit Gefälle verlegt
    • Vermeidung von Stufen
    • Aseptisch: geschweisst oder mit Sterilflanschen/-verschraubungen
  • Anschlussstutzen
    • bündig mit Kesselinnenseite verschweisst
    • Stutzen, Zu- und Abführungen, Flanschverbindungen auf Minimum beschränken
  • Dichtungen
    • Vermeiden von metallischen Kontaktflächen (ausser bei Schweissverbindungen)
    • Verwenden von lösbaren Verbindungen mit Zentrierung und axialem Anschlag zur Definition des Vorspanndruckes
    •  Nur passende, unbeschädigte Dichtungen verwenden
  • Kopfräume mit Entlüftungsmöglichkeit
  • Schwer zu reinigende Tot- und Hohlräume vermeiden
    • Einbauten quer oder entgegen Strömungsrichtung
    • Rohrabsperrungen an beiden Enden mit Spezialventilen
    • Spezialventile mit reduziertem Totzonenanteil
    • Hohe Strömungsgeschwindigkeiten
  • Behälter-Bodenauslaufventil an tiefster Stelle bzw. mit Drainagevertiefung zur Restentleerung
  • Entwässerung am tiefsten Punkt

Welche Aufgaben und welchen Funktionsumfang haben Stellantriebe?

  • Können manuell, pneumatisch, elektromagnetisch, elektromechanisch oder elektromotorisch betrieben werden
  • Können mit Wegsensoren und Endlagerschaltern ausgerüstet werden
  • Elektrische Stellantriebe können vollwertige Prozessregler sein

Anforderungen  an Armaturen (Oberflächen) im aseptischen Bereich***

  • unterliegen den Anforderungen des Hygienic Design
  • Korrosionsbeständig
  • nicht toxisch
  • nicht absorbierend
  • reinigbar, wenn nötig desinfizierbar/sterilisierbar
  • keine Toträume bilden

Welches sind die allgemeinen Anforderungen an Konstruktionsstoffe & deren Oberflächen?

  • Alle Materialien sollten über ein Zertifikat- bzw. Konformitätsbestätigung entsprechend 21 CFR der FDA verfügen
  • Oberfläche darf nicht mit Werkstoff oder Reinigungsmedium reagieren
  • muss reinigbar und falls erforderlich desinfizierbar/ sterilisierbar sein
  • glatte Oberfläche mit RA(Mittelrauwert) <0.8 Mikrometer
  • elektropoliert (galvanischer Prozess) –> korrosionsbeständig, geringe Produkthaftung/Belagbildung, gut reinigbar
  • 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

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?

  • AISI 316L (DIN 1.4435/ EN X2CrNiMo 18-14-3, C-Gehalt <0.03%) wegen hohen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit, verbesserte Schweissbarkeit

  • Eisen-Chrom-Nickel- (Molybdän-) Stahl

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

Welche Anforderungen müssen Klebstoffe und Schmiermittel erfüllen?

  • Konformitätsbetätigung
  • Keine örtliche Korrosion bewirken
  • Darf Produkt nicht toxisch beeinträchtigen
  • Schmiermittel wenn möglich ausserhalb Produktbereich
  • Klebstoffe speziell
    • Durchgehend geklebt
    • Mechanisch stabil unter den vorgesehenen Anwendungsbedingungen

Warum dürfen thermische Isolierstoffe keine Chloride enthalten?

  • Chloride erhöhen das Risiko mikrobieller Verschmutzung oder Korrosion der Verkleidung

 

Was sind Transmitterflüssigkeiten?

  • Für Signalübertragung verwendet (nicht Produktberührt) (Analoganzeige durch Druckänderung)
  • Glysantin & Silikonöl

Wie entsteht Rouging?

Was ist Rouging?

Wieso entsteht Rouging?

  • Passivierung von Edelstahloberflächen:
    • Chromoxidreiche Passivschicht (70% Cr-Oxid, 30% Fe-Oxid, Verhältnis 1,5) durch zur Verfügung stellen von Sauerstoff
    • ist thermodynamisch stabil
    • Cr-Oxid bleibt an der Oberfläche und bildet eine regelmässige und homogene Schicht (verhindert Korrosionen durch Undurchlässigkeit von oxidierenden Stoffen)
    • Entfernen von freiem Eisen auf der Metalloberfläche
    • Rouging: Schwermetalloxid-Partikel (Fe-Oxide)
      • Entsteht durch Störung des dynamischen Gleichgewichts wie
      • Erhöhung der Temperatur WFI (Water for Injection = Reinwasser) > 60°C (Affinität von Fe zu Sauerstoff wird erhöht)
      • und durch nichtvorhandensein von Sauerstoff (Repassivierungs-Reaktion verringert sich, Passivschicht kollabiert und führt zu einer flächigen, uniformen Korrosion -> Fe-Oxid angereicherte Schicht)
      • Rouging führt zu ich ablösenden Schwermetallpartikeln, Erhöhung der Mikro-Rauheit der Edelstahloberfläche, Partikelkontamination von WFI und Reinstdampf, erschwert Wärmeaustausch
    • Reduktion von Rouging-Bildung:
    • Reduktion von WFI Betriebstemperatur
    • Verwendung einer geeigneten Gasatmosphäre im WFI-Tank
    • Regelmässige Reinigung (=Derouging und Repassivierung)

Nenne die Farbe zu den Zugehoerigen Stoffen

  • Wasser
  • Dampf
  • Luft
  • brennbare Gase
  • nicht brennbare Gase
  • Saeuren
  • Laugen
  • brennbare Fluessigkeiten
  • nichtbrennbare Fluessigkeiten
  • Sauerstoff

 

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Nenne Bedeutung von folgenden Kennzeichen:

Erstbuchstabe: F; L; P; T; V; W

Folgebuchstabe: C; H; I; L; R; +; -

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wie werden im allgemeinen Rohrleitungen bezeichnet?

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Definiere 'Hygienic Design'

Reinigungsgerechte resp. reinigungsfreundliche Gestaltung von Bauteilen, Komponenten und Produktionsanlagen.

Ziel ist eine moeglichst gute Reinigbarkeit und das Vermeiden von Schmutzansammlungen (Totbereiche)

was ist der Teil 21 des CFR?

  • CFR = Code of Federal Regulation
  • Teil 21 des CFR enthaelt Bestimmungen an Lebensmittel und Medikamente fuer die USA
  • 21 CFR Zertifikatsbestaetigt sollten alle Materialien:
    • von Geraete und Anlagen aus der Lebensmittel- und Biotechnologie
    • die mit Produkt in Beruehrung kommen koennten waehrend Lagerung und Transport

==> ACHTUNG: Z.T. gibt es Abweichungen in der nationalen Gesetzgebung!

 

welche allgemeinen Anforderungen bestimmen die Gestaltung von Komponenten, Maschinen und Anlagen?

  • DIN Anforderungen
  • Maschinen-, Komponenten- und Verfahrenstechnische Anforderungen
  • Produktspezifische Anforderungen
  • Maschinenumfeld
  • Fertigung und Montage

was ist der Produktbereich, Spritzbereich, Nicht-Produktbereich?

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warum ist die Wahl der Werkstoffe und Werkstoffoberflaeche wichtig?

  • Schluesselrolle beim 'Hygienic Design'
  • verhindert nachteilige Auswirkungen durch Reaktionen zwischen Werkstoff, Produkt und Reinigungsmedien
  • Einfluss auf Reinigbarkeit

was sind die Anforderungen an Werkstoffe?

  • allgemeine Anforderungen
    • haltbar
    • reinigbar
    • wenn erforderlich desinfizierbar (sterilisierbar)
    • widerstandsfaehig gegen Brueche, Risse, Absplittern, Abblaettern und Abtragen
    • Verhinderung von Eindringen unerwuenschter Stoffe
  • zusaetzliche Anforderungen
    • korrosionsbestaendig
    • nicht toxisch
    • nicht absorbierend

was sind die Anforderungen an Oberflaechen im Produktebereich?

  • allgemeine Anforderungen
    • reinigbar
    • falls erforderlich, desinfizierbar / sterilisierbar
  • zusaetzliche Anforderungen
    • glatt
    • aus einem Stueck oder versiegelt
    • selbsttaetig ablaufend (Neigungswinkel >3 Grad)
    • gut zugaenglich fuer Inspektion (nur bedingt umsetzbar)

was bedeutet Elektropolieren?

Vorteile?

  • anodische Abtragung von Metall, wobei das Metall E- aufnimmt (Anode).
  • Vorteile:
    • metallische Reinheit und Passivitaet
    • hoechste Korrosionsbestaendigkeit
    • Entgratung im Mikro- und Makrobereich
    • geringe Produktanhaftung bzw. verringerte Belagbildung
    • günstiges Reinigungsverhalten
    • weitgehende Partikelfreiheit
    • Verfahrens- und Produktneutralität
    • dekoratives und ansprechendes Aussehen

was sind die allgemeinen Auswahlkriterien von Werkstoffen?

  • Oberflaechenbeschaffenheit
  • mechanische Eigenschaften
  • Thermisches Verhalten
  • Chemische Bestaendigkeit
  • Verarbeitbarkeit

was sind Edelstaehle?

Eigenschaften?

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  • korrosions- / saeurebestaendige Eisenlegierungen (-> 10.5% Chrom, -< 1.2% Kohlenstoff)
  • Eigenschaften:

    • Hohe Korrosionsbeständigkeit

    • Hitzebeständig

    • Lebensmitteltauglich

    • Gute Verarbeitbarkeit

    • Leichte Reinigung

    • Hohe Festigkeit

    • Attraktives Aussehen

    • Bilden eine sich selbst wiederherstellende Oberflächenschicht (Passivschicht), die dem Werkstoff seine hohe Korrosionsbeständigkeit verleiht

    • Eigenschaften können durch die Legierungszusammensetzung verändert werden

was ist der weitverbreitester Stahl in der BT?

  • Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl nach 316L oder DIN 1.4435
    • Stahl nach DIN ist teurer und weniger verfuegbar, dafuer ist Korrosionsschutz besser

was sind Thermoplaste, Elastomere?

  • Thermoplaste
    • Kunststoffe, welche bei Erhöhung der Temperatur nach Überschreiten des Erweichungspunktes schmelzen, sich warmverformen lassen und nach der Abkühlung wieder erstarren, der Vorgang ist beliebig oft wiederholbar
  • Elastomere
    • Kunststoffe, die sich bereits bei geringer Kraftwirkung dehnen und biegen lassen und ohne Krafteinwirkung wieder zurückstellen und ihre ursprüngliche Form einnehmen, sie sind Makromoleküle, die lediglich durch wenige chemische Vernetzungsbrücken miteinander verbunden sind
    • enthalten Weichmachern => altern und muessen ausgewechselt werden
    • Verwendung: Dichtungen
    • Bsp: : Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) => am weitverbreitetsten

was sind die allgemeinen Anforderungen an Klebstoffe und an Klebeverbinungen?

  • Anforderungen an Klebstoffe
    • Konformitätsbestätigung
    • Keine örtliche Korrosion bewirken
    • Darf Produkt nicht toxisch beinträchtigen
  • Anforderung an die Klebeverbindung
    • Durchgehend geklebt

=> weit verbreitet bei Single-Use Reaktoren

    • Mechanisch stabil

wo werden Schmierstoffe eingesetzt?

Anforderungen?

  • Einsatz
    • Schmiermittel allgemein
    • Schmiermittel für Maschinenteile und Ausrüstungen
    • Tennmittel allgemein
    • Trennmittel für Dichtungen, Dichtungsringen und beim Folienziehen
    • Korrosionsschutz
  • Anforderungen an Schmierstoffe
    • Konformitätsbestätigung
    • Keine örtliche Korrosion bewirken
    • Darf Produkt nicht toxisch beinträchtigen
  • Gestaltung der Schmierstelle
  • Wenn möglich ausserhalb der produktberührten Fläche, ansonsten konstruktive Lösungen zum Auffangen bzw. Abtrennen der Schmierstoffe
  • Bei inneren Lagern und Schmierstellen möglichst Nutzung des Produktes bzw. Produktinhaltsstoffe als Schmierstoff oder konforme Schmiermittel

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