Sparsame Zerstäuberdüsen in der Getränkeproduktion

Reinigung und Desinfektion in der Flaschen-Waschanlage

In der Brauerei unseres Kunden laufen pro Stunde 35.000 Bierflaschen durch eine automatisierte Abfüllanlage. Nach dem Befüllen und Verschließen erreichen die Flaschen eine Waschstraße, wo sie bisher mit antimikrobieller Lösung aus Wasser und Chlordioxid „abgeduscht“ wurden. Für die Reinigung und Desinfektion installierte man zunächst Spritzdüsen mit flachem Strahlmuster.

Jeweils drei Düsen wurden dabei in Form eines Dreiecks angeordnet. Wie in Abb.2 zu erkennen ist, trifft somit ein Strahl von oben auf die Flaschen (1), zwei weitere Waschdüsen spritzen die Reinigungslösung seitlich direkt unter den Verschluss (2+3). Durch diese Anordnung säubert jedes Düsen-Trio die Bierflaschen vollständig von allen Seiten, sodass Keime keine Chance haben.

Achtung: Rutschgefahr!

Weniger zufriedenstellend war hingegen die Menge an Flüssigkeit, die beim Waschen der Flaschen verbraucht wurde. Von Aspekten der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit einmal abgesehen, überschwemmte das großzügig verspritzte Desinfektionsmittel den Boden rund um die Waschanlage. Das wiederum führte zu Rutschgefahr und Mehraufwand bei der Reinigung der Halle.

Um die Situation zu verbessern, kamen Mitarbeiter zunächst auf die Idee, den Druck in der Leitung zu verringern. Weniger Druck bedeutet einen kleineren Volumenstrom, sodass insgesamt weniger Liquid durch die Leitung floss. Ein Erfolg? Leider nein: Weil die Reinigungsleistung des schwächeren Strahls nicht mehr ausreichend war, scheiterte dieser Versuch in der praktischen Umsetzung. Gefragt war also eine Lösung, die den Verbrauch der antimikrobiellen Lösung reduziert, ohne dass die Hygiene darunter leidet.

Unkompliziert optimiert

Nach Rücksprache mit einem Druckluftspezialisten entschied sich der Getränkeproduzent für Flachstrahl-Sprühdüsen aus Edelstahl. Im umfangreichen Portfolio des amerikanischen Herstellers EXAIR, dessen DACH-Vertriebspartner die deutsche Firma EPUTEC Drucklufttechnik GmbH ist, wurde schnell ein passendes Modell gefunden. Konkret fiel die Wahl auf die außenmischende Zerstäuberdüse EF1040SS, die ein schmalwinkliges Flachstrahl-Sprühmuster erzeugt und aus korrosionsbeständigem Material (Edelstahl Typ 303) gefertigt ist.

Besonders erfreulich war die Tatsache, dass die alten Flüssigkeitsdüsen einfach 1:1 durch die empfohlenen Sprühdüsen ersetzt werden konnten. Deren Flachstrahl erreicht mehrere Flaschen gleichzeitig und bedeckt den definierten Zielbereich absolut gleichmäßig. Die Menge der Lösung steuert der Bediener durch den Flüssigkeitsdruck und das manuelle Flüssigkeitsnadelventil. So kann er die exakte Menge an Reinigungslösung einstellen, die er zum Desinfizieren der Flaschen benötigt – und muss nicht mehr befürchten, damit den Boden zu überschwemmen.

Präziser Powerstrahl

Die Wahl einer außenmischenden Düse mag im ersten Moment verwundern, weil der standardisierte Waschvorgang und die niedrige Viskosität der Reinigungslösung eigentlich für eine innenmischende Baureihe sprechen. Damit wäre es jedoch nicht möglich gewesen, die individuelle Durchflussmenge der Medien unabhängig voneinander zu regeln. Und genau dieser zusätzliche Spielraum hat hier den Unterschied gemacht. Denn im Gegensatz zu den Waschdüsen, die vorher verwendet wurden, lässt sich jetzt der Flüssigkeitsdruck reduzieren, während gleichzeitig der Luftdruck erhöht wird. Das Ergebnis ist ein schlagkräftiger Strahl, der den klebrigen Bierschaum zuverlässig entfernt und insgesamt weniger Flüssigkeit verbraucht.

Zerstäuberdüsen senken Verbrauch um 20 %

Das Beispiel der Flaschenreinigung zeigt uns, dass oft bereits kleine Dinge einen Unterschied machen. Und diese müssen weder aufwendig noch teuer sein, man muss nur die Möglichkeiten kennen! In diesem Fall haben bereits ein paar neue Düsen ausgereicht, um den Kunden zufriedenzustellen:

• Die Durchflussmenge wurde reduziert und der Verbrauch an Desinfektionsmittel ist jetzt geringer: Für die gleiche Anwendung verbraucht die Flaschen-Waschanlage inzwischen etwa 20 % weniger Flüssigkeit, was angesichts der Produktionsmenge eine große Ersparnis bedeutet.
• Das Sprühmuster entspricht dem der zuvor verwendeten Düsen, keine größeren Umbauten nötig – und trotzdem sind alle hygienischen Anforderungen voll erfüllt.
• Die Verschmutzung des Bodens liegt nun innerhalb eines vertretbaren Rahmens.

Zusatzinformationen / Kastentext

Vielfältige Zerstäuberdüsen: Grundsätzlich kommen Zerstäuberdüsen immer dann zum Einsatz, wenn ein (zäh)flüssiger Stoff in Form feinster Tropfen benötigt wird. Abhängig von der Art des Betriebes kann es sich dabei um Öl, Lack, Schmierstoff, Konservierungsmittel oder einfach Wasser handeln, das als Sprühnebel aufgetragen werden soll. Austrittswinkel, Sprühbild, Tropfengröße und Sprühmenge variieren dabei je nach Anforderungsprofil und Anwendungsbereich. Selbst hartnäckiger Staub, der in Fertigungsanlagen die Prozesssicherheit stört, lässt sich auf diese Weise binden.

Zweistoffdüsen: Im Gegensatz zu Spritzdüsen haben Zerstäuberdüsen nicht eine, sondern zwei Druckleitungen. Durch eine Leitung fließt das Medium, das zerstäubt werden soll. Der andere Anschluss ist für die Druckluft reserviert, die als Hilfsmedium dient. Trifft die Druckluft auf die Flüssigkeit, wird diese „atomisiert“ und zu einem Sprühstrahl geformt. Da hierbei zwei verschiedene Medien beteiligt sind, spricht man auch von „2-Stoff-Düsen“. Bei Zweistoffdüsen unterscheiden wir innenmischende und außenmischende Modelle. Das bedeutet, dass sich die Medien entweder gleich in der Düse miteinander vermischen, oder erst nach dem Austritt durch separate Öffnungen aufeinandertreffen.