Wie wählt man Edelstahl-T-Stücke aus, die für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie geeignet sind?

Anleitung zur Auswahl von Edelstahl-T-Stücken für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie

Die Lebensmittel- und Pharmaindustrie hat strenge Anforderungen an die Hygiene, Korrosionsbeständigkeit, Reinigungsfreundlichkeit und Dichtheit von Rohren und Armaturen. Die Auswahl sollte auf drei Kernaspekten basieren: Mediumeigenschaften, Verfahrensstandards und Compliance-Anforderungen. Sie sollte auch umfassend unter Berücksichtigung von Schlüsselparametern wie Material, Struktur, Verbindungsmethode und Oberflächenbehandlung festgelegt werden. Die spezifischen Schritte und Schlüsselpunkte sind wie folgt: 

I. Priorisieren Sie die Kernbasis für die Auswahl

Mediumeigenschaften: Dies ist die primäre Voraussetzung für die Auswahl. Es ist notwendig, die Zusammensetzung, den pH-Wert, die Temperatur, den Druck und die Reinigungsanforderungen der geförderten Materialien zu klären:

Wenn es sich um gewöhnliche Lebensmittel (z. B. Trinkwasser, Getränke, Milchprodukte) oder neutrale pharmazeutische Flüssigkeiten ohne stark korrosive Bestandteile handelt, können grundlegende hygienische Materialien gewählt werden;

Wenn es sich um salzhaltige Stoffe (z. B. Sojasoße, Einweichflüssigkeit), saure Stoffe (z. B. Essig, Fruchtsäfte, saure Rohstoffe für Medikamente) oder Stoffe mit Chloridionen handelt, sollten Legierungen ausgewählt werden, die gegen Lochfraß und interkristalline Korrosion beständig sind;

Wenn es sich um Kulturmedien für Biopharmazeutika, Impfstoff-Rohlösungen oder Injektionswasser handelt, müssen sie die Anforderungen an Sterilität, Pyrogenfreiheit und Nichtadsorption erfüllen, und die Rohrleitungsfittings sollten so konzipiert sein, dass keine Toträume entstehen.

Branchenkonformitätsstandards: Es muss den verbindlichen Zertifizierungsstandards im Lebensmittel- und Pharmabereich entsprechen, um Produktionszulassungsprobleme aufgrund mangelnder Konformität zu vermeiden:

Lebensmittelindustrie: Einhaltung von GB 4806.9-2016 (Metallmaterialien und -produkte für Lebensmittelkontakt), 3A-Sanitärstandards, FDA 21 CFR 177.2420;

Pharmaindustrie: Einhaltung von GMP (Good Manufacturing Practice), USP <88> (Biokompatibilität von Medizinprodukten) und den relevanten Anforderungen der EP (Europäisches Arzneibuch);

Biopharmazeutika / Injektionslösungen: müssen die Anforderungen für die SIP-Toleranz (Sterilisation vor Ort) erfüllen (typischerweise 121°C, 30-minütige Dampfsterilisation).

Verfahrens- und Betriebsbedingungenparameter: Klären Sie den Nenndurchmesser (DN), den Nenn Druck (PN) und die Betriebstemperatur der Rohrleitung und passen Sie die Druck- und Temperaturbeständigkeit der Dreiwegearmaturen an:

Betriebsdruck: Lebensmittelproduktionslinien sind meist Niederdruckanlagen (PN ≤ 10 bar), während pharmazeutische Reaktoren und Sterilisationssysteme möglicherweise Mitteldruckanlagen sind (PN 10 - PN 25 bar);

Betriebstemperatur: Die herkömmliche Förderung erfolgt bei Raumtemperatur. Sterilisationsprozesse müssen hohen Temperaturen von 121 - 134°C standhalten, und einige Gefrierprozesse müssen tiefen Temperaturen unter -20°C standhalten.

II. Schlüsselpunkte für die Auswahl der Kernparameter

1. Materialauswahl: Priorisieren Sie 304/316L, verwenden Sie Duplexstahl für besondere Bedingungen,

Das Material bestimmt direkt die Korrosionsbeständigkeit und Hygiene, was der Kernschlüssel bei der Auswahl ist:

304 Edelstahl enthält 18% Cr und 8% Ni, ist beständig gegen die Korrosion durch neutrale Medien, hat eine moderate Kostenstruktur und eignet sich für gewöhnliche Lebensmittelproduktionslinien, wie z.B. die Förderung von Trinkwasser, Getränken und Backzutaten sowie die Förderung von neutralen pharmazeutischen Flüssigkeiten und Hilfsstoffen. Beachten Sie, dass 304 nicht beständig gegen Umgebungen mit hohem Salz- und Säuregehalt ist und in Materialien mit einem Cl⁻-Gehalt > 50mg/L anfällig für Lochfraßkorrosion ist.

316L Edelstahl enthält 2-3% Mo-Element, mit einem ultra-niedrigkohlenstoffhaltigen Design (Kohlenstoffgehalt ≤ 0,03%), deutlich verbesserte Beständigkeit gegen die Korrosion durch Chloridionen und interkristalline Korrosion und ist die Hauptauswahl in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie:

Lebensmittelbereich: geeignet für die Förderung von Lebensmitteln mit hohem Salzgehalt (Sojasauce, Einweichbrühe), hohem Säuregehalt (Essig, Fruchtsäfte) und Milchprodukten (mit Milchsäure);,

Pharmazeutischer Sektor: Geeignet für den Transport saurer Rohstoffe, organischer Lösungsmittel, Injektionswasser und Impfstoff-Rohlösung. Kann der SIP-Hochtemperatursterilisation standhalten und birgt kein Risiko der Schwermetallauslaugung.

Duplexstahl 2205 (für besondere Bedingungen) hat eine austenitische + ferritische Duplexstruktur, hohe Festigkeit und eine stärkere Korrosionsbeständigkeit. Geeignet für extrem korrosive Umgebungen, wie z. B. hochkonzentrierte saure und alkalische pharmazeutische Flüssigkeiten, pharmazeutische Hilfsstoffe zur Meerwasserentsalzung und den Transport von chlorhaltigem Desinfektionswasser. Es ist teurer und sollte nur ausgewählt werden, wenn 316L die Anforderungen nicht erfüllen kann.

2. Strukturauswahl: Design ohne tote Ecken, Y-förmige Dreiwegeventile priorisieren

Die Struktur bestimmt die Reinigungsschwierigkeit und das Risiko von Materialrückständen und muss "hygienische tote Ecken" eliminieren:

Nach Strömungskanalstruktur: Y-förmige Dreiwegeventile priorisieren, T-förmige Dreiwegeventile vermeiden

Y-förmiges Dreiwege-Stück: Der Abzweigwinkel beträgt normalerweise 60°, der Strömungskanal ist glatt, der Strömungswiderstand des Fluids ist gering, es gibt keine turbulenten Totwinkel, und es ist weniger wahrscheinlich, dass Materialien verbleiben. Es ist geeignet für Szenarien mit hohen Hygieneanforderungen, wie die Förderung von Milchfermentationsflüssigkeit, Impfstoff-Vorratslösung und Injektionswasser. Insbesondere eignet es sich für die Förderung von viskosen Materialien (wie Sirup, Salbe).

T-förmiges Dreiwege-Stück: Der Abzweigwinkel beträgt 90°, der Strömungskanal hat eine rechtwinklige Totzone, es besteht die Neigung zu Materialrückständen und Bakterienwachstum, und es ist nur für Szenarien mit geringen Hygieneanforderungen geeignet, wie die Abzweige von Reinigungswasser und Kühlwasser in Lebensmittelfabriken sowie die Abwasserableitungssysteme in Pharmafabriken.

Nach Herstellungsprozess: Priorisieren Sie das hydraulische Aufweiten / Schmieden, vermeiden Sie das Gießen

Hydraulisches Aufweiten / Heißpressen: Einmalige Formgebung, die Innenwand des Strömungskanals ist glatt ohne Schweißnähte, keine verbleibenden Totwinkel, erfüllt die Anforderungen an die Hygieneklasse und ist der bevorzugte Prozess in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie;

Schmieden: höhere Festigkeit, geeignet für mittlere und hohe Druckbedingungen, wie z. B. Zuführleitungen von pharmazeutischen Reaktoren und Sterilisationssystemen;

Gegossenes T-Stück: raue Innenwand, neigt zur Verschmutzungshäufung, streng verboten für Materialtransportleitungen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie, nur geeignet für nicht-materialberührende Hilfsleitungen (z. B. Kühlwasser, Abgasableitung).

3. Auswahl der Verbindungsmethode: Schnellmontage / Steckschweißen als Hauptmethode, um eine Balance zwischen einfacher Demontage und Reinigung sowie Dichtigkeit zu erreichen

Die Verbindungsmethoden müssen den Reinigungs- und Wartungsanforderungen entsprechen, um einfache Demontage und zuverlässige Dichtigkeit zu gewährleisten:

Schnellmontage-Klemmverbindung (die am meisten verbreitete) verwendet eine Klemmvorrichtung + Dichtring-Verbindungsmethode, keine Schweißung erforderlich, schnelle Demontagegeschwindigkeit, kann die Montage und Demontage der Leitung innerhalb von 10 Minuten abschließen, geeignet für CIP (Online-Reinigung) und manuelle Reinigung, geeignet für Kernproduktionsleitungen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie, wie z. B. Getränkeabfüllanlagen, Milchfermentationsflüssigkeitstransport und Impfstoff-Rohstofflösungsäste. Der Dichtring sollte aus lebensmittelgeeigneten Materialien (z. B. Silikonkautschuk, Fluorkautschuk) bestehen, um Hochtemperatursterilisation und Säure-Base-Korrosion zu widerstehen.,

Die Schweißverbindung des Sockets hat eine hohe Schweißfestigkeit und eine gute Dichtigkeit, ohne Leckagerisiko. Sie ist für Mittel- und Hochdruck-, Hochreinheitsszenarien geeignet, wie z. B. für die Zuführungsleitungen von pharmazeutischen Reaktoren, Injektionswassersysteme und SIP-Sterilisationsleitungen. Nach dem Schweißen sollte die Schweißnaht poliert werden, um eine glatte Innenwand ohne tote Ecken zu gewährleisten und Materialrückstände zu vermeiden. Gewindeverbindungen (mit Vorsicht verwenden): Gewindeanschlüsse haben Spalten und tote Ecken, in denen Bakterien wachsen können. Sie sind nur für Hilfsleitungen geeignet, die nicht mit Materialien in Kontakt kommen, wie z. B. Reinigungswasser- und Kühlwasseräste. Sie dürfen nicht für den direkten Transport von Lebensmittelmaterialien oder pharmazeutischen Flüssigkeiten verwendet werden.

4. Auswahl der Oberflächenbehandlung: Polieren ist eine feste Anforderung, und je geringer die Rauheit, desto besser.

Die Rauheit der Innenoberfläche beeinflusst direkt die Schwierigkeit der Reinigung und das Risiko des mikrobiellen Wachstums und ist ein Kernindikator für hygienische Drei-Wege-Fittings:

Innere Oberflächenbehandlung: Eine elektrochemische Polierung muss durchgeführt werden (überlegen gegenüber mechanischer Polierung), und die Oberflächenrauhigkeit muss die folgenden Anforderungen erfüllen:

Lebensmittelindustrie: Ra ≤ 0,8 μm; in Anwendungen mit hohen Anforderungen (z. B. Milchprodukte und Brauerei) wird Ra ≤ 0,4 μm benötigt.

Pharmaindustrie: Bei Injektionslösungen und Biopharmazeutika wird Ra ≤ 0,28 μm benötigt, um keine Materialadsorption und keine Bakterienrückstände zu gewährleisten, und es muss die CIP-Reinigungsvalidierung bestehen können.

Äußere Oberflächenbehandlung: Säurebeize und Passivierung oder Sandstrahlen können verwendet werden, um Rostbildung auf der äußeren Oberfläche zu verhindern, ohne die Hygiene zu beeinträchtigen.

III. Auswahlfallen und Akzeptanzkriterien

Die Verwendung von gewöhnlichen Industrie-T-Stücken ist strengstens verboten: Industrie-T-Stücke haben raue Oberflächen, Schweißtotecken, und das Material erfüllt möglicherweise nicht die Lebensmittelkontaktstandards, was leicht zur Produktkontamination führen kann.

Überprüfen Sie die Qualifikationen des Herstellers: Fordern Sie vom Lieferanten Materialprüfberichte (Spektralanalyse), 3A/FDA/GMP-Zertifikate an, um sicherzustellen, dass die Material- und Konformitätsstandards erfüllt werden.

Wichtige Prüfkriterien: Nach der Ankunft überprüfen Sie die Qualität der Innenwandpolitur (keine Kratzer, keine Vertiefungen), die Maßgenauigkeit (Nenndurchmesser, Wandstärke) und führen Sie bei Bedarf einen hydrostatischen Drucktest (1,5-fache des Nenndrucks) durch, um sicherzustellen, dass keine Leckage auftritt.