Hans-Robert Koch
Maschinen, Anlagen und Komponenten im Nahrungsmittelbereich – dazu zählen auch Gehäuse- und Schaltschrank-Systeme – müssen hygienegerecht gestaltet sein. Hygienic Design umfasst dabei Gestaltungsprinzipien zur Vermeidung konstruktiver Schwachstellen, die hygienebezogene Gefährdungen begünstigen. Im Fokus steht, dass sich Materialien, Oberflächen und konstruktive Elemente leicht reinigen lassen. Verschmutzungen aller Art dürfen sich nicht festsetzen oder dauerhaft verbleiben. So sind Hersteller von Apparaten in der Lebensmittelindustrie u. a. gefordert, folgende Prinzipien einzuhalten:
- Auswahl und Einsatz geeigneter und gut reinigbarer Werkstoffe
- Herstellung ausreichend glatter, leicht zu reinigender Oberflächen
- konsequente Vermeidung nicht zugänglicher und nicht einsehbarer Stellen
- ausreichende Ablaufmöglichkeiten
- wartungsfreundliche Gestaltung
Bereits im Planungs- und Entwicklungsstadium von Anlagen sollten hygienegerechte Gestaltungsprinzipien durch spezielle Gehäusesysteme konsequent berücksichtigt und umgesetzt werden. Bosch Packaging Technology zeigt mit seiner jüngsten Entwicklung, dem Dosiersystem BDK 2000 A, wie eine hygienegerechte Anlagengestaltung die Reinigbarkeit deutlich verbessert. Dabei setzt das Unternehmen auch auf Hygienic Design-Gehäusesysteme von Rittal.
Als einer der führenden Anbieter von Gesamtlösungen für die Verpackungs- und Prozesstechnik hat sich Bosch Packaging Technology im Süßwaren-Bereich auf die Herstellung und Verpackung von Hart- und Weichbonbons, Gummi- und Geleeartikeln, Kaugummis, Candy- und Cerealien-Riegeln sowie Schokolade spezialisiert. Dabei bietet das Unternehmen mit dem BDK 2000 A für Süßwaren-Hersteller neue Möglichkeiten der energieeffizienten Produktion von Zucker-Glucose-Lösungen für Hart- und Weichkaramellen. Mit dem Konzept des wasserlosen Kochverfahrens setzt man bewusst auf Ressourcenschonung und Betriebskostenreduzierung. Dabei hat Bosch bei der Verpackung seiner Technologie neben optischen auch hygienekritische Aspekte berücksichtigt. „Wenn es um Innovationen geht, dann komplettieren wir das Gesamtbild einer Anlage auch hinsichtlich Hygienic Design“, so Dipl. Wirtsch.-Ing. Andreas Leitze, Product Management Packaging Technology Confectionery & Chocolate bei Bosch in Viersen.
Um den empfindlichen elektrischen Bereich der Anlage mit SPS-Steuerung vor eindringender Feuchtigkeit und Nässe sicher zu schützen, sind zwei Hygienic-Design-Gehäuse (800 x 1000 x 300 mm) von Rittal im vorderen Bereich der Dosieranlage montiert. Tägliche Nassreinigungen mit Strahlwasser – bei Milchprodukten auch mit Natronlauge – verlangen dabei den Schutzgehäusen einiges ab. „Wenn man im Süßwarenbereich reinigt, wird alles unter Wasser gesetzt“, so Leitze. Damit die Elektronik die Reinigungsprozeduren schadlos übersteht, verfügen die Edelstahl-Gehäuse über Schutzart IP 66.
Im Vergleich mit herkömmlichen Gehäusen, die hinsichtlich der Reinigbarkeit Schwachstellen haben, sind diese bei den Hygienic-Design-Gehäusen konsequent vermieden. Gezielt eliminiert sind etwa Spalten oder außen liegende Scharniere, in denen sich Bakterien oder andere Mikroorganismen festsetzen können. Sämtliche Komponenten des Hygienic-Design-Baukastens – bis hin zu den Vorreiberverschlüssen – wurden auf Hygiene ausgelegt. Die Hygienic-Design-Gehäuse ermöglichen durch konsequente Vermeidung nicht zugänglicher und nicht einsehbarer Stellen sowie durch ausreichende Ablaufmöglichkeiten eine deutlich einfachere Reinigung. „Dadurch reduzieren wir bei den Reinigungsprozessen zudem den Wasser- und Energieverbrauch,“ fügt Leitze hinzu.
Für eine einfachere Reinigung sorgt u. a. auch die spezielle Dachkonstruktion der Gehäuse. Wo reguläre Schaltschränke ein flaches Dach aufweisen, fällt bei den Hygiene-Gehäusen die starke Dachneigung ins Auge. Entsprechend den Vorgaben der EHEDG sind die Wandgehäuse standardmäßig mit angeschrägtem Dach – und zwar mit einer Neigung von 30° ausgestattet. Bei der Dachneigung geht es um mehrere Aspekte: Auf dem Gehäuse darf sich nichts abstellen lassen, die Fläche muss optimal einsehbar sein und Flüssigkeiten sollen – auch beim Reinigen – schnell und sicher ablaufen. Dabei hat sich bei der neuen Bosch-Lösung unbemerklich ein Nebeneffekt eingestellt. Die schräge Dachkonstruktion der Gehäuse sorgt für deutlich optimiertes Design der gesamten Dosieranlage. „Wir achten bei unseren Anlagen auf klare Linien, eindeutige Strukturen und auf ein einheitliches Erscheinungsbild. Die optisch ansprechende Schrägdach-Konstruktion der Hygienic-Design-Gehäuse hat Entscheidendes zum Design der Gesamtanlage beigetragen“, erklärt Leitze.
Auch bei der Abdichtung der Türen zeigen die Hygienic-Design-Gehäuse gegenüber herkömmlichen Gehäusesystemen deutliche Vorteile. Statt Polyurethan setzt man auf Silikon, das beständiger gegen Reinigungsmittel ist. Alle Dichtungen und Kunststoffe sind blau eingefärbt und somit bei Beschädigung leichter als Fremdkörper im Nahrungsmittel festzustellen. Ein problemloser Austausch der Dichtung ist zudem gewährleistet. „Blau ist eine Signalfarbe im Food-Bereich – und zugleich ein Markenzeichen unserer Hygienic-Design-Gehäuseserie,“ so Heinz Schmitt, zuständig für das Branchenmanagement Nahrungs- und Genussmittelindustrie bei Rittal in Herborn. Dadurch, dass die Dichtungen außen liegend angebracht sind, ist eine leichte und effektive Reinigung gewährleistet. Das überstehende Schrägdach verhindert als Tropfkante zudem, dass sich Rückstände auf der oberen Türdichtung festsetzen. Herkömmliche Gehäuse, deren Dichtung innenliegend ist, müssen demgegenüber zur gründlichen Reinigung erst vom Fachpersonal geöffnet werden.
Beste Voraussetzungen für eine schnelle und gründliche Reinigung schaffen auch die speziellen Vorreiberverschlüsse. Das Schließsystem wurde gezielt für Hygiene-Anwendungen entwickelt. Das von außen knopfartig aussehende Schließsystem ist so gestaltet, dass es keine scharfen Ecken und Kanten aufweist. Die gerundeten Oberflächen bieten keine Nistplätze für Schmutz – und lassen sich schnell und sicher reinigen. Ein weiterer Aspekt: Das Schließsystem bietet höchsten Schutz vor unbefugtem Zugriff.
Was die Hygienic-Design-Gehäuse können – und wo sie deutlich mehr Hygiene bieten als konventionelle Edelstahlgehäuse, wurde kürzlich in einem unabhängigen Reinigungstest des Fraunhofer Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) ermittelt – und präzise auf den Punkt gebracht. Im direkten Vergleich zwischen zwei Produkten aus dem Rittal-Katalog – einem Hygienic-Design-Kompaktgehäuse und einem Edelstahl-Gehäuse der im Markt etablierten AE-Serie mit ähnlicher Geometrie bzw. Größe – ging es darum, geringste Spuren von Lebensmittelrückständen nach einer professionell durchgeführten Reinigung akribisch aufzuspüren.
Bei dem bis ins Detail geplanten Labortest wurden beide Probanden zunächst über eine robotergeführte Druckluft-Spritzpistole mit einem fluoreszierend markierten Milchprodukt eingenebelt. Nachgestellt wurde hier eine Kontamination, die voll und ganz dem Alltag bei offenen Prozessen in der Lebensmittelproduktion entspricht. Danach wurde eine 24-stündige Pause eingelegt, sodass die Prüfsubstanz antrocknen konnte.
Im nächsten Schritt wurden die Gehäuse mit einem unbeheizten Hochdruckreiniger bei 30 bar gereinigt, bevor wieder eine 24-stündige Trockenpause auf dem Programm stand. Buchstäblich Farbe bekennen mussten die beiden Kandidaten bei der Fluoreszenzauswertung, die in einem abgedunkelten Raum stattfand. Selbst winzigste Rückstände des Milchproduktes wurden hier mit einer UV-A-Lichtquelle sichtbar gemacht. Während beim Hygienic-Design-Gehäuse keinerlei Rückstände feststellbar waren, wirkte das konventionelle Edelstahlgehäuse nur auf den ersten Blick wirklich sauber. Beim genaueren Hinsehen zeigten sich winzige Reste der fluoreszierenden Testsubstanz an den für das Strahlwasser schwerer zugänglichen Stellen und den hygienetechnischen Problemzonen wie den Scharnieren, Dichtungen oder dem Ringspalt des Schließsystems. Bei den Hygienic-Design-Gehäusen hingegen konnten auch an den Nivellierfüßen und Kabelverschraubungen keinerlei Verunreinigungen festgestellt werden.
Zum Abschluss des Reinigungsberichts fiel das Fazit der Teststelle entsprechend positiv aus: „Das Hygienic-Design-Gehäuse ermöglicht durch konsequente Vermeidung nicht zugänglicher und nicht einsehbarer Stellen sowie durch ausreichende Ablaufmöglichkeiten eine deutlich einfachere Reinigung.“
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Schaltschränke im Hygienic Design
Zusatzinformationen zur Bosch BDK 2000 A
Die Hygienic-Design-Gehäuse (HD) von Rittal erfüllen alle Anforderungen an die reinigungsgerechte Gestaltung von Produktionsanlagen der Nahrungs- und Genussmittelindustrie. Dies bestätigt seit April 2008 der Fachausschuss Nahrungs- und Genussmittel der berufsgenossenschaftlichen Prüf- und Zertifizierungsstelle mit dem „BG-Prüfzert“-Zeichen. Die Auszeichnung hilft, sichere und gesundheitsgerechte Produkte zu identifizieren.
Die gesetzliche Grundlage zur Verleihung des Hygienic Designs ist die 9. Verordnung zum Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (GPSG), die der europäischen Maschinenrichtlinie (RL 98/37/EG, allgemeine Anforderungen an die hygienische Konstruktion von Nahrungsmittelmaschinen enthält Anhang 1, Punkt 2.1) entspricht. Dabei erfüllen die HD-Gehäuse die Präzisierungen dieser Anforderungen nach DIN EN 1672-2:2005 und werden in die Rubrik „Lebensmittelbereich“ eingeordnet. „Bei bestimmungsgemäßem Betrieb sind alle äußeren Oberflächen als Lebensmittelbereich anzusehen“, so der Prüfbericht. Das Prüfverfahren wurde nach GS-NG 2 (Prüfgrundsätze für Nahrungsmittelmaschinen 10/99) und GS-NG 5 (übergreifende Prüfgrundsätze für Hygieneanforderungen 04/95) durchgeführt.
Zur bestimmungsgemäßen Verwendung der HD-Gehäuseserie heißt es im Prüfbericht: „Der Kompaktschalt-Schrank HD ist geeignet für die Aufnahme von elektrischen Betriebsmitteln der Nahrungs- und Genussmittelindustrie. Er ist beständig gegenüber in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie üblicherweise eingesetzten Reinigungs- und Desinfektionsmitteln. Er ist staubdicht und schützt die eingebauten Komponenten gegen starkes Strahlwasser (Schutzart IP66).“
Die Hygienerisikobetrachtung bestätigt zudem, dass der Werkstoff Edelstahl 1.4301 und die Silikondichtungen für Türen und Verschlüsse keine unerwünschten Gerüche, Farb- oder Geschmacksstoffe auf das Lebensmittel übertragen, weder zu Kontaminationen führen noch eine nachteilige Beeinträchtigung auf das Lebensmittel ausüben. Im Weiteren wird bescheinigt, dass die Oberflächen geschlossen, ausreichend glatt sowie reinigbar sind. Alle festen Verbindungen sind hygienisch einwandfrei ausgeführt. Hinterschneidungen, Spalte, Risse, hervorstehende Ränder, innere Vorsprünge und Toträume sind vermieden. Der Abfluss von Flüssigkeiten vom Dach ist durch entsprechende Neigung (>3°) gewährleistet. HD-Gehäuse von Rittal überbieten die Anforderungen mit einer Neigung von 30°.Das Hygienic Design orientiert sich zudem auch an der DIN EN ISO 14 159 sowie an Dokument 13 der EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group) Guideline Hygienic Design von Apparaten für offene Prozesse, das in Zusammenarbeit mit 3-A und NSF International erstellt wurde.
