Saubere Luft für reine Produktionsbedingungen

Abbildung 4 "Camfil CASE STUDY Nahrungsmittelindustrie Reinraumklassen"

Camfil Airopac 3CPM-HF

Camfil Hi-Flo XLT7

Camil Opakfil Absolute

Verdampfung, Beförderung und Kühlung – Zur Optimierung des Lüftungssystems und damit der Produktqualität bei einem weltweit agierenden Lebensmittelhersteller standen diese drei Produktionsprozesse im Planungsfokus der Camfil-Experten. Während der Gewinnung und Weiterverarbeitung von pflanzlichen Extrakten sollten pro Stunde rund 80.000 m3 Frischluft gemäß Reinraumklasse ISO 5 durch die Hallen geleitet werden. Statt bislang einer Filterstufe sah das speziell auf hohe Luftfeuchtigkeit und stark wechselnde Raumtemperaturen abgestimmte Lüftungskonzept von Camfil nun drei Stufen vor. Diese wurden jeweils mit energiesparsamen Filtermedien ausgestattet, die mit überdurchschnittlich langen Standzeiten aufwarten. Obwohl die zusätzlichen zwei Filterstufen einen größeren Energieaufwand mit sich bringen, ist dieser immer noch geringer, als die vorher nach jedem Verfahren angefallenen Kosten für aufwendige Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen der Luftführungssysteme.

Was in privatem Kontext meist positiv besetzt ist und mit Vitalität und Gesundheit einher geht, kann in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie zur folgenschweren Falle werden: Die Rede ist von der Frischluftzufuhr. Denn der „Feind“ jedes Getränke-, Fleischwaren-, Back- oder Süßwarenherstellers heißt „biologische Kontamination“. Was also für pharmazeutische oder medizintechnische Produktionsbereiche im Hinblick auf Hygiene recht ist, sollte für die Lebensmittelindustrie nur billig sein. Denn auch hier gilt es verstärkt, die Keimkonzentration auf ein tolerierbares Minimum zu reduzieren. Nur so können die zu Recht hohen Verbraucheransprüche an Güte und Haltbarkeit von Nahrungs- und Genussmitteln erfüllt werden.

Während es in anderen Branchen vor allem auf die Gesamtpartikelbelastung der Produktionsumgebung und des Produktes selbst ankommt, stehen gerade bei der Lebensmittelherstellung und -lagerung  Mikroorganismen – also sich vermehrende Partikel – im Fokus. Sie können im Laufe eines Herstellungsprozesses millionenfach in den Produktionsstrom gelangen und dort zur Infektion führen. Damit die Produktionsumgebung keine Quelle für Mikroorganismen darstellen kann, spielt neben einer besonnenen Auswahl der zur Fertigung notwendigen Geräte, Anlagen und Komponenten der hygienische Zustand der Luft eine wichtige Rolle. Hierin befindliche Bakterien, Schimmelsporen, Hefen oder Viren sind potentielle Ursache für einen frühzeitigen Verderb der Ware.

Wenn keine effizienten Luftfiltersysteme zwischengeschaltet sind, haben genau diese Mikroorganismen grundsätzlich Zutritt über die Frischluftzufuhr jeder Produktionshalle. Denn die durchschnittliche Außenluft enthält 200 bis 1.500 Bakterien pro m3. Treffen diese in möglicherweise verstopften Klimaanlagen auf Wärme, Luftfeuchtigkeit oder angesammelte organische Substanzen, ist deren sehr schnelle und millionenfache Vermehrung vorprogrammiert. Mögliche Konsequenzen daraus könnten beispielsweise Produktionsausfälle, Warenrückruf, zusätzliche Kosten für Mängelbeseitigung und Kontrollen, Umsatzeinbußen, Auslistung im Handel und natürlich auch  Imageschäden sein.

Aufgabenstellung

Zur absoluten Vermeidung solcher Szenarien und zur weiteren Absicherung von den Erzeugnissen und Produktionsprozessen hat sich ein international agierender Lebensmittelhersteller von den Luftfilterlösungen aus dem Hause Camfil überzeugen lassen: Dreh- und Angelpunkt seiner Produktionsketten ist die Gewinnung und Weiterverarbeitung eines Pflanzenextraktes mit Hilfe von heißem Wasser und dessen anschließender, schrittweiser Verdampfung über diverse Temperaturkaskaden. „Zur Konzeption einer geeigneten Luftfilterlösung mussten im Unternehmen Verdampfungs-, Beförderungs- und anschließende Kühlprozesse als wesentliche Produktionsschritte berücksichtigt werden,“ erläutert Frank Gänshirt, Segmentleiter Food bei Camfil. So werden hier täglich circa 16.600 Tonnen Rohstoffe verarbeitet, die letztlich 2.700 Tonnen Fertigerzeugnisse ergeben. Da es sich um saisonale Produktionszyklen handelt, spielt auch die zur Fertigung notwendige Frischluft von 80.000 m3 pro Stunde eine nicht unerhebliche Rolle bei der Sicherstellung möglichst stillstandfreier Abläufe.

Hierzu war von Unternehmensseite die Erreichung der Reinraumklasse ISO 5 gefragt, was gemäß EN ISO 14644 folgenden Partikelzahlen pro Größe und m3 Luft entspricht: s. Abbildung 4 "Camfil CASE STUDY Nahrungsmittelindustrie Reinraumklassen".

Die Kombination aus hoher Luftfeuchtigkeit mit unzureichender, einstufiger Luftaufbereitung via G4-Filterkassette führte bis dahin zu starken Verschmutzungen in den Luftführungssystemen des Werkes. Um den hygienischen Produktanforderungen gerecht zu werden, musste im Anschluss an jedes Produktionsverfahren ein hoher Reinigungs- und Desinfektionsaufwand in Kauf genommen werden.

Dreistufige Luftfilterlösung von Camfil

Dass eine effektive Luftfilterlösung zunächst mit höheren Energiekosten zu Buche schlagen würde, war allen Beteiligten schnell klar. Camfils Konzept war allerdings ein dreistufiges System mit effizienten Filtern: Die erste Filterstufe bestand aus rund 40 Taschenfiltern der Klasse F7 nach EN 779:2012 – zudem eingestuft in die Energieeffizienz-Klasse A (siehe unten). Die zweite Stufe wurde mit circa 40 Hochtemperatur-Kompaktfiltern ebenfalls der Klasse F7 bestückt. Für die dritte Filterstufe wählte Camfil 40 Schwebstofffilter der Klasse H13 aus, die eine effiziente Partikelabscheidung auch bei großen Luftmengen gewährleisten. Der hohe Reinigungs- und Desinfektionsaufwand oder gar Anlagenstillstände aufgrund hoher Luftfeuchtigkeit sind heute kein Thema mehr. Der Qualitätsanspruch gemäß ISO 5 kann problemlos gehalten werden und die bisherigen Kosten durch Betrieb und Wartung des Lüftungssystems sind insgesamt sogar gesunken. Außerdem konnte die Modifizierung der Lüftungsanlage auch zur Steigerung der Produktqualität beitragen. Denn mikrobiologische Analysen bestätigen, dass durch das neue Lüftungssystem heute nahezu alle Mikroorganismen aus der Luft eliminiert werden und die Fertigung kontaminationsfrei von statten gehen kann.

1. Filterstufe: Hi-Flo XLT7 Taschenfilter, Filterklasse F7 (s. Abbildung 1):
- niedrige Anfangsdruckdifferenz
- geringer Energieverbrauch
- neu entwickeltes Medium für die Filterklassen M6 – F9
- bewährtes, konisches Taschendesign
- lange Standzeiten

2. Filterstufe: Airopac 3CPM-HF Kompaktfilter, Filterklasse F7 (s. Abbildung 2):
- hoher Wirkungsgrad
- lange Standzeiten
- einfache und schnelle Montage
- Hochtemperaturverträglich bis 110°C

3. Filterstufe: Opakfil Absolute Kompakt-/HEPA-Filter, Filterklasse H13 (s. Abbildung 3):
- Abscheideleistung 99,95 % im MPPS (die am meisten durchdringende Partikelgröße)
- ausgelegt für Temperaturen bis zu 70°C und Luftfeuchtigkeit bis zu 100 %
- lange Standzeit und voll veraschbar
- für hohe Luftmengen geeignet (bis zu 3.000 m3 pro Stunde)

Effiziente Filtertechnik statt „Bakterienschleudern“

Steigende Markt- und kontinuierlich wachsende Gesetzesanforderungen weisen dem Thema Hygiene in der Lebensmittelindustrie eine immer größere Bedeutung zu. Entsprechend war auch die Luftqualität im Produktionsprozess niemals wichtiger als heute. Nur mit effizienten Filter- und Umluftsystemen lassen sich Mikroorganismen in der Luft reduzieren.

Seit 50 Jahren liefert Camfil Filtertechnik für raumklimatische Bedingungen aller möglichen Einsatzbereiche. „Mit hohen Ansprüchen an Forschung, Entwicklung und Qualitätskontrolle konzipiert und vertreiben wir richtungsweisende Produktlösungen für Luftfiltersysteme und Reinraumtechnik – speziell auch für die Lebensmittelindustrie“, so Gänshirt.

Folgende branchenspezifischen Produktstandards sind bei Camfil abrufbar:

- Bekämpfung mikrobiologischer Kontamination
- Lebensmittelzertifizierung für prozessnahe Komponenten
- Erfüllung der EU-Richtlinie EC 1935/2004 bei allen für die Lebensmittelindustrie relevanten Produkten
- Produkte entsprechen der HACCP-Risikostufe (Hazard Analysis and Critical Control Points)
- Rückverfolgbarkeit, Identifizierung und Kennzeichnung von Filtern
- garantierter Abscheidegrad gemäß EN 779:2012
- modulare und flexible Filterlösungen
- einfache und sichere Handhabung
- schnelle und effiziente Wartung
- maßgeschneiderte Zugänglichkeit z. B. für In-Situ-Tests
- Korrosionsbeständigkeit (Edelstahl, Kunststoffe, Polyesterharz)

Entscheidungshilfe Energieeffizienz-Klassifizierung

Im Durchschnitt werden derzeit zehn bis 20 Prozent des gesamten Gebäude¬stromverbrauchs für Heizung, Lüftung und Klimatisierung aufgewendet. Zur Senkung der damit verbundenen C02-Emissionen fordert die Europäische Union mit entsprechenden Richtlinien eine effizientere Energienutzung besonders in öffentlichen und gewerblich genutzten Immobilien. Neben Nachhaltigkeits- und Umweltargumenten erfordern kontinuierlich steigende Strompreise energieein¬sparende und damit Betriebskosten senkende Maßnahmen. Ziel vieler Facility-Manager ist es, Luftfilter innerhalb der erforderlichen Filterklasse auszuwählen, die möglichst effektiv arbeiten und zugleich wenig Strom verbrauchen. Bislang war in Ermangelung einer einheitlichen Produktdeklaration eine Sondierung des Filtermarktes nur durch den Vergleich durchschnittlicher Wirkungsgrade mög¬lich, sehr aufwendig und nur eingeschränkt zielführend.

Den Luftfiltervergleich ein Stück transparenter und damit einfacher machen – mit diesem Anspruch haben die nach Eurovent zertifizierten Luftfilterhersteller im letzten Jahr ein europaweit einheitliches Klassifizierungssystem verabschiedet und sich zur Kommunikation aller für den Kauf wichtigen Informationen verpflichtet. So bein¬halten deren Produktlabel künftig die Filterklasse mit dem via EN 779:2012 neu definierten Mindestwirkungsgrad sowie zusätzliche Daten über den Anfangswir¬kungsgrad, den jährlichen Energieverbrauch sowie die für Luftfilter neu definier¬ten Energieeffizienz-Klassen A bis G. Darüber hinaus integriert Camfil künftig die Energieeffizienz-Klassifizierung und gegebenenfalls Informationen über den Mindestwirkungsgrad in den Produktnamen seiner Luftfilter. Beispiels¬weise erhält der Hi-Flo XLT7 die Ergänzung A50+ für die Energieklasse A und eine Mindesteffizienz von über 50 Prozent.

Je mehr Staubpartikel ein Luftfilter aufnimmt, desto größer ist der Energieauf¬wand zur Erzeugung einer konstanten Luftstromleistung durch den Ventilator. Die Berechnung der neuen Energieeffizienz-Klassen basiert sowohl auf der Mes¬sung der Filtereffizienz als auch dem Druckverlust als Folge zunehmender Staubaufnahme. Dazu wird während eines simulierten Testjahres im Labor ein repräsentativer Wert für den Energieverbrauch auf Basis des durchschnittlichen Druckverlustes während dieser Zeit ermittelt. Dieser Energiewert dient der Zu¬ordnung einer Energieklasse zwischen A (= niedrigster Energieverbrauch) und G (= höchster Energieverbrauch).