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700 mal Ableitfähig emailliert


In der THALE mail 72, Ausgabe Mai 2015, stellten wir zum ersten Mal das neue elektrisch ableitfähige technische Email „THALETEC CONDUSIST“ vor. Nun können wir einen beeindruckenden Erfolg vermelden: Über700 Apparate, Reaktoren, Tanks, Rührwellen, Rührorgane und sonstige Bauteile wurden seit der Markteinführung ableitfähig mit THALETEC CONDUSIST emailliert und ausgeliefert!


Ableitfähiges Email CONDUSIST

Beim Rühren und Einleiten von elektrisch nicht-leitenden Lösungsmitteln und anderen nicht-leitenden Medien entsteht Reibungselektrizität. Diese Reibungselektrizität kann sich derart erhöhen, dass sie sich durch eine elektrisch isolierende Emailschicht des Behälters und der Einbauteile entlädt und zu Beschädigungen der Emailschicht führt.

Das patentierte technische Email THALETEC CONDUSIST leitet kontinuierlich elektrostatische Aufladungen aus dem emaillierten Reaktor ab und verhindert somit Beschädigungen der Emailschicht. Weiterhin wird das Risiko von Zündfunkenbildung verringert und der Anwendungsbereich emaillierter Apparate deutlich erweitert.

CONDUSIST leitet die elektrische Ladung von der produktberührten Oberfläche der Emaillierung ab. Die verbleibende Restladung liegt bei etwa 1% der elektrischen Ladung einer konventionellen technischen Emaillierung. Die CONDUSIST-Emaillierung besteht aus einer elektrisch ableitfähigen Grundemaillierung sowie mehreren Deckemailschichten, die ebenfalls elektrisch ableitfähig sind. Grund- und Deckemail enthalten netzwerkartig angeordnete keramische Partikel (nicht katalytisch wirkend!), die die elektrische Ladung an den Stahlkörper des emaillierten Apparates ableiten.

Schliffbild durch eine CONDUSIST Emalschicht


Wesentliche Vorteile von THALETEC CONDUSIST sind:

  • Die gesamte Emailschicht ist elektrisch ableitfähig; dadurch bleibt die Ableitfähigkeit auch nach korrosivem Angriff des Emails bis zu dessen Nutzgrenze bestehen
  • Chemische Beständigkeit von THALETEC CONDUSIST entspricht der des bekannten RAS-Glases
  • CONDUSIST besitzt keine katalytische Wirkung
  • Farbe hellblau, ähnlich dem THALETEC TPE 2000 (Pharmaglass) für die Herstellung pharmazeutischer Wirkstoffe
  • Es können alle relevanten Bauteile mit einer antistatischen Emaillierung auf der Basis von THALETEC CONDUSIST ausgeführt werden
  • Die Emaillierung erfolgt nach den bekannten Qualitätskriterien der DIN EN ISO 28721-1
  • CONDUSIST kann mittels Hochspannungsprüfung (5KV, Wechselspannung) geprüft werden
  • CONDUSIST ist sowohl für die Erst-Emaillierung im Rahmen der Neuanfertigung emaillierter Apparate und Bauteile, als auch für Reemaillierungen besonders gut geeignet.
  • CONDUSIST besitzt eine hellblaue Farbe, die besonders gerne bei Herstellern von pharmazeutischen Wirkstoffen und solchen Unternehmen eingesetzt wird, bei denen eine visuelle Inspektion des Apparates nach einem Reinigungszyklus relevant ist.

Erwähnenswert ist zudem, dass geteilte Rührer für emaillierte Reaktoren, bei denen Rührwelle und Rührorgan mit Hilfe eines thermischen Querpressverbandes reibschlüssig miteinander verbunden sind, nicht auf zusätzliche ableitfähige Elemente in der Welle-Nabe-Verbindung angewiesen sind, um die Ableitfähigkeit der Emaillierung des Rührorgans zu gewährleisten (Abbildung 2).

Abbildung 2: Welle-Nabe-Verbindung zwischen Welle-Nabe-Verbindung zwischen vollständig ableitfähig emaillierter Rührerwelle und vollständig ableitfähig emailliertem Rührorgan ohne zusätzliches leitfähiges Element innerhalb der Welle-Nabe-Verbindung



Was drin ist, bleibt drin

Abbildung 3: Ergebnis des Auslaugungstests von THALETEC CONDUSIST und einem herkömmlichen Pharma-Email. Messwerte in ppm

Der Auslaugungstest nach DIN ISO 719 beschreibt eine Vorgehensweise, um die aus dem Email in Lösung gehenden Stoffe bei Beanspruchung durch kochendes Wasser zu ermitteln. Bei dem Versuch wird Glasgrieß bei 98°C über 60 Minuten ausgelaugt. Anschließend werden die in Lösung gegangenen Elemente ermittelt.

Abbildung 3 zeigt das Ergebnis eines Auslaugungstests gemäß DIN ISO 719 für THALTEC CONDUSIST sowie für ein herkömmliches „Pharma Email“, welches auf dem technischen Stand von 2001 ist.

Deutlich zu erkennen ist, dass, wie bei allen Emails, besonders die Elemente Natrium und Silizium ausgelaugt werden. Da Natrium und Silizium auch die Hauptbestandteile aller Technischer Emails sind, ist dies auch nicht weiter verwunderlich. Weiterhin ist erkennbar, dass THALETEC CONDUSIST aufgrund seiner guten chemischen Beständigkeit für diese Elemente niedrigere Auslaugungswerte zeigt als ein herkömmliches Pharma Email. Im Vergleich zu herkömmlichen Pharma Emails zeigt CONDUSIST nur bei Kalium wahrnehmbare Auslaugungseffekte, während ein herkömmliches Pharma Email auch bei Niob, Tantal, Wolfram, Strontium und Zinn Auslaugungseffekte aufweist.

Besonders hervorzuheben ist, dass der Netzwerkbildner, der für das Erzielen einer elektrischen Ableitfähigkeit in THALETEC CONDUSIST enthalten ist, nicht ausgelaugt wird.

 

 

 


CONDUSIST für alle Fälle

Die von THALETEC seit 2015 ausgelieferten, über 700 Aufträge gingen je zur Hälfte in chemische und pharmazeutische Anwendungen. Bei den chemischen Anwendungen dominieren wiederum solche aus der Feinchemie.

Reemaillieren mit CONDUSIST ist möglich

Wichtig zu wissen: Bei Ihnen vorhandene emaillierte Apparate können von THALETEC mit CONDUSIST neu emailliert werden, auch wenn sie von anderen europäischen Herstellern gefertigt wurden. Mit einer Reemaillierung ist es somit zu überschaubaren Kosten möglich, vorhandene Technologie einem Upgrade zu unterziehen. Sprechen Sie uns an; wir beraten Sie gerne!

Abbildung 4: Anteil der verschiedenen Anwendungsbereiche von THALETEC CONDUSIST seit Markteinführung 2015


Ableitfähiges Email ist grundlegend aber nicht alles!

Selbstverständlich ist das Email bzw. die Emaillierung ausschlaggebend für einen optimierten Appa-rat, wenn es darum geht, Schäden durch elektrostatische Entladungen zu vermeiden und die Be-triebssicherheit zu erhöhen. Allerdings ist die Emaillierung nicht alles: Auch das am emaillierten Ap-parat verbaute Zubehör muss für die Anwendung in Prozessen mit Elektrostatik geeignet sein.

THALETEC bietet daher ein umfassendes Programm an Zubehör rund um den emaillierten Apparat an, so dass dieser in jeder Hinsicht für Prozesse mit dem Risiko elektrostatischer Aufladungen geeignet ist. Dazu zählen zum Beispiel:

  • Elektrisch leitfähige Flanschdichtungen THALETEC CONDUSEAL
  • Elektrisch leitfähige Einleitrohre
  • Elektrisch leitfähige Reinigungsdüsen für die CIP Reinigung
  • Bodenauslaufventile mit elektrisch leitfähigem Wellbalg und Ventilsitzen
  • Schnellverschlussdeckel mit elektrisch leitfähigen Formsitz

 

 


Abbildung 5: CONDUSEAL Flanschdichtung mit Erdungsband und Erdungsscheibe

Die THALETEC CONDUSEAL gemäß Flyer K100 ist eine elektrisch ableitfähige Flachdichtung Geomet-rie in Anlehnung an DIN 28148) mit Erdungsanschluss für emaillierte Apparate. Sie wird vorzugsweise dann eingesetzt, wenn es aufgrund der Prozessführung oder der Medien im Apparat zu elektrostati¬schen Entladungen kommen kann. CONDUSEAL Flachdichtungen werden zudem dann eingesetzt, wenn der emaillierte Apparat mit einer elektrisch ableitfähigen Emaillierung, wie zum Beispiel THALETEC CONUSIST (Flyer K098) ausgestattet ist.

Die CONDUSEAL Flanschdichtung besteht aus einer PTFE Hüllendichtung mit Weichstoffeinlage, an der ein Erdungsband aus leitfähigem PTFE befestigt ist. Am Ende des Erdungsbandes befindet sich eine Erdungs Unterlegscheibe aus nichtrostendem Stahl, die unter eine der Losflansch Schrauben gelegt wird. Die Erdungs Unterlegscheibe verfügt über eine Verzahnung, die beim Anziehen der Flanschschraube zur sicheren elektrischen Kontaktierung dient. Alternativ kann das Erdungsband über einen zweiten Hohlniet aus Edelstahl direkt mit vorhandenen Erdungsbolzen verschraubt werden.

THALETEC CONDUSEAL-Flachdichtungen sind in den Nennweiten DN 25 bis DN 600 verfügbar. Die verwendeten produktberührten Werkstoffe sind FDA zugelassen und verfügen über ein ADCF Zertifikat.


Elektrisch leitfähige Einleitrohre

Virginales PTFE (weiß) ist per se nicht elektrisch leitfähig. Durch Zuschlagstoffe, die in die PTFE Sintermasse eingebettet und dann beim Sintern des Bauteils darin eingebaut werden, kann PTFE elektrisch leitfähig gemacht werden. Dabei ändert sich die Farbe der Bauteile von weiß in schwarz.

Einleitrohre, die dem Schutz von Behälterstutzen dienen und die eingeleiteten Medien (Flüssigkeiten oder Feststoffe) von der Behälterwand fernhalten, sind bei THALETEC sowohl in virginalem PTFE als auch elektrisch leitfähig mit FDA zugelassenem PTFE für Nennweiten DN 25 bis DN 400 verfügbar (Ersatzteilkatalog K048). Die geraden Einleitrohre sind in ihrer Länge so ausgelegt, dass sie in etwa doppelt so lang sind wie der zylindrische Bereich des jeweiligen Behälterstutzens. Außerdem ist das Ende der Einleitrohre mit einem winkeligen Abschnitt versehen, um das definierte Abtropfen von Flüssigkeitsresten sicherzustellen. Die elektrisch leitfähigen Einleitrohre sind mit einer Erdungslasche versehen. Diese ist unbedingt erforderlich, um die Erdung des im Einbauzustand sonst nicht geerdeten Bauteils sicherzustellen.

Abbildung 6: Einleitrohr aus elektrisch leitfähigem PTFE mit Erdungslasche


Elektrisch ableitfähige CIP Systeme

Die Reinigung emaillierter Apparate erfolgt häufig mit CIP Systemen, also mit rotierenden oder stati¬schen Sprühkugeln, durch die ein Reinigungsmedium im Behälter verteilt wird, mit hohem Impuls im Behälter verteilt wird und Rückstände löst und wegspült. THALETEC bietet mit den Systemen „RotoCIPPY“ und „StatiCIPPY“ (gemäß Flyer K082) zwei Sprühsysteme an, die speziell für die Anforderungen emaillierter Apparate entwickelt wurden. Erfolgt das Reinigen mit nichtleitenden Lösungsmitteln, sollten die Reinigungsdüsen aus elektrisch leitfähigen Werkstoffen gefertigt sein. Daher bietet THALETEC die beiden Sprühsysteme auch in einer leitfähigen Version mit FDA Zeugnis und ADCF Zertifikat an.

Abbildung 7: THALETEC RotoCIPPY System; die Bauteile sind auch aus ableitfähigem PTFE mit FDA  und ADCF Zertifikat verfügbar



Bodenauslaufventile

Auch der Ventilsitz von Bodenauslaufventilen (Flyer K016) wird aus PFTE gefertigt. Für Prozesse mit elektrisch nicht leitenden Medien und dem Risiko elektrostatischer Aufladungen können Ventilsitze ebenfalls aus elektrisch leitfähigem, FDA zugelassenem PTFE gefertigt werden. Wie bei den Einleitrohren ist es auch bei Ventilsitzen von großer Bedeutung, dass diese im Einbauzustand elektrisch geerdet sind.

Darüber hinaus ist auch der Wellbalg aus leitfähigem PTFE gefertigt, so dass auch hier elektrostati-sche Aufladungen ausgeschlossen sind.

Abbildung 8: THALETEC Bodenauslaufventil mit optional elektrisch ableitfähigem TPFE ausgeführten Ventilsitz, Wellbalg und Ventilkolben


Schnellöffnungsdeckel THALETEC QuickPort

Der Mannlochdeckel THALETEC QUICKPORT gemäß Flyer K022 ist ein Mannlochdeckelsystem, auf dem zusätzlich zu einem dichtungslos eingeschmolzenen Schauglas ein Schnellöffnungsdeckel der Nennweite DN 150 montiert ist. Der Schnellöffnungsdeckel ist nach den neuesten Erkenntnissen und der systematischen Auswertung von Erfahrungen von Kunden mit Schnellöffnungsdeckeln an emaillierten Apparaten entwickelt worden und eliminiert alle bekannten Nachteile. Der Schnellverschlussdeckel ist vollständig aus Edelstahl gefertigt und besitzt ein Schauglas aus hochwertigem Borosilikatglas mit einem Einblick von vollen 150 mm. Ein Dichtungssitz aus einem hochwertigen, elektrisch leitfähigen und GMP gerechten PTFE Compound dient als Dichtelement und gleichzeitig als Einfüllschürze und Tropfschutz. Optionen, wie ein Anschlussadapter, eine Verschlussschraube, die gleichzeitig als Schlüssel gegen das unbefugte Öffnen des Schnellverschlussdeckels dient und ein Rastbolzen, der das unbeabsichtigte Zufallen des Schnellverschlussdeckels verhindert, ergänzen diesen innovativen Deckel. Das zweite Schauglas auf dem Mannlochdeckel kann für eine Leuchte verwendet werden, wodurch die sonst als Beleuchtungsstutzen genutzte Behälteröffnung als Prozessanschluss zur Verfügung steht.


Abbildung 9: Mannlochdeckel Quickport mit Schnellverschlussdeckel DN 150



Wichtig: Inertisierung „trotz“ Leitfähigkeit weiterhin erforderlich

Hin und wieder wird von Herstellern emaillierter Apparate und Bauteile der Eindruck erweckt, dass bei Verwendung leitfähiger Emaillierungen sowie leitfähiger Einbauteile den Anforderungen des Explosionsschutzes ausreichend genüge getan wurde. Dem ist nicht so! Völlig unabhängig von den ergriffenen Maßnahmen ist es im Falle der Gefahr des Entstehens zündfähiger Atmosphären im Apparat grundsätzlich erforderlich, das Zündpotenzial zu vermeiden. Dies kann durch Inertisierung des Gasraumes des Apparates erfolgen.

Beratung gewünscht? Sprechen Sie uns an!

Dieser Beitrag beschreibt im Wesentlichen alle sinnvollen und zweckmäßigen technischen Lösungen, elektrische Leitfähigkeit im emaillierten Apparat herzustellen und zu gewährleisten. Sprechen Sie unsere Experten an, falls noch Fragen offen sind. Wenden Sie sich einfach an den für Sie zuständigen Gebietsleiter, wenn Sie weitere Beratung zum Thema Elektrostatik benötigen. Oder senden Sie eine kurze E-Mail an process(at)thaletec.com. Wir melden uns dann umgehend.

Maßnahmen bei Elektrostatik kennenlernen

Lernen Sie in einem unserer Workshops (siehe Flyer K101) mehr über die Entstehung, das Ableiten und das sichere Handling von Elektrostatik in emaillierten Apparaten. Wir zeigen Ihnen, wie Sie mit präventiven Maßnahmen Beschädigungen und Ausfälle Ihrer Apparate vermeiden können.


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