Pneumatischer selbstreinigender Filter für das Filtrationsprojekt zur Tomatenverarbeitung

Der Kunde ist ein großer, in Nordchina ansässiger Hersteller von Tomatenprodukten, der hauptsächlich Tomatenmark, gehackte Tomaten und Tomatenketchup produziert. In der vorgelagerten Produktionsstufe enthält das rohe, gehackte Tomatenmark aus der Zerkleinerungsanlage grobe Verunreinigungen wie Tomatenhäute, harte Stiele, unzerkleinerte Fruchtstücke und geringe Mengen an Rankenresten. Gelangen diese Verunreinigungen in die nachfolgenden Konzentrations-, Sterilisations- und Abfüllprozesse, verstopfen sie nicht nur die Strömungskanäle von Plattenwärmetauschern und Verdampfern, sondern beeinträchtigen auch die Konsistenz und das Aussehen des Endprodukts.

Der bestehende Vibrationssiebfilter des Kunden hatte sich aufgrund häufiger Verstopfungen, des hohen Reinigungsaufwands und der Unfähigkeit zum kontinuierlichen Online-Betrieb zu einem Engpass in der gesamten Produktionslinie entwickelt. Angesichts der bevorstehenden Hochsaison benötigte der Kunde dringend ein Grobfiltrationsgerät, das hohen Temperaturen standhält, säure- und alkalibeständig ist und eine automatische Online-Schlackeabfuhr ermöglicht.

Nach der Erfassung der Produktionsprozessparameter vor Ort identifizierte unser technisches Team drei zentrale Herausforderungen, die bewältigt werden mussten:

Aufgrund der spezifischen Betriebsbedingungen des Kunden haben wir die folgende empfohlen: pneumatischer selbstreinigender Filter JYSCF-219-316L und nahm gezielte Anpassungen gemäß den Hygieneanforderungen der Lebensmittelverarbeitungsindustrie vor.

Das Gehäuse und das Keildrahtsieb bestehen aus Edelstahl SS316L, der eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber den organischen Säuren in Tomatenmark bei hohen Temperaturen sowie gegenüber 2%iger Natronlauge und Zitronensäure als Reinigungslösung aufweist. Die Filtrationsgenauigkeit wurde auf 18 mm eingestellt. Diese Größe hält Tomatenhäute, harte Stiele und größere Fruchtstücke effektiv zurück, während feine Partikel, die den Prozessanforderungen entsprechen, passieren können. So wird eine übermäßige Filtration vermieden, die die Ausbeute des Endprodukts beeinträchtigen könnte. Ein- und Auslass sind mit DN80-Schnellkupplungen nach DIN 11851 ausgestattet, um den Rohrleitungsstandards des Kunden vor Ort zu entsprechen. Dies erleichtert die tägliche Demontage und Inspektion sowie die Zirkulation der CIP-Reinigungsflüssigkeit.

Das Kernstück der Reinigungsvorrichtung ist eine von einem pneumatischen Zylinder aus Edelstahl SS304 angetriebene, hin- und hergehende Schaberplatte. Die Schaberkante liegt eng am Keildrahtsieb an. Bei jeder Zylinderbewegung entfernt der Schaber kraftvoll Tomatenhäute und Faserreste, die an der Innenwand des Filtersiebs haften. Diese werden anschließend über das elektrische Kugelventil DN100 am Ablassanschluss abgeführt. Um den hohen Temperaturen standzuhalten, wurden sowohl die Zylinderdichtungen als auch die Dichtungen des Kugelventils auf Fluorelastomer (FKM) mit einer Temperaturbeständigkeit von 150 °C aufgerüstet.

Die Anlage wurde in vertikaler Ausrichtung mit seitlichem Einlass und untenliegendem Auslass an der Rohrleitung zwischen der Brecherförderpumpe und dem Puffertank installiert. Die gesamte Installation, einschließlich Rohrleitungsanschluss, Druckluftleitung und elektrischer Verkabelung für das Kugelventil, dauerte nur einen halben Tag.

Die größte Herausforderung bei der Inbetriebnahme bestand darin, die optimale Reinigungsfrequenz und Entleerungsdauer zu ermitteln. Aufgrund der stark haftenden Eigenschaften der Tomatenhaut erwies sich die anfänglich eingestellte automatische Reinigung alle vier Stunden als unzureichend. Der Differenzdruck im Filter erreichte bereits nach zwei Stunden den Alarmwert. Unsere Ingenieure passten die Parameter vor Ort an, indem sie die Zylinderreinigung auf einmal alle 1,5 Stunden reduzierten. Jeder Zyklus umfasste drei hin- und hergehende Reinigungsbewegungen. Zudem verlängerten sie die Öffnungszeit des Auslassventils von sechs auf zwölf Sekunden, um sicherzustellen, dass die abgeriebenen Verunreinigungen ausreichend Zeit zum Ausstoßen hatten. Nach diesen Anpassungen blieb der Differenzdruck während des gesamten Betriebs stabil unter 0,04 MPa.

Der Kunde legte besonderen Wert auf die Effektivität der CIP-Reinigung nach der täglichen Produktion. Bei der praktischen Validierung wurde nach dem Abschalten und Entleeren der Anlage 30 Minuten lang eine 2%ige Natronlauge, anschließend 20 Minuten lang eine 2%ige Zitronensäurelösung und abschließend mit klarem Wasser bis zur Neutralität gespült. Nach Abschluss des CIP-Programms zeigte die Inspektion der demontierten Sieboberfläche keine Tomatenfaserreste oder Ablagerungen. Die sandgestrahlte Innenfläche des Gehäuses war weiterhin glatt und wies keine Stellen auf, an denen sich Material anhaften konnte. Das elektrische Kugelventil funktionierte während des gesamten abwechselnden Säure-Base-Spülvorgangs einwandfrei und ohne Leckagen an der Dichtung.

Einen Monat nach Beginn der Hochsaison zeigte unsere Nachuntersuchung, dass die automatische Reinigungsrate des Filters über 98 % erreichte. Nur zweimal führten größere Rebenfragmente aus der vorgelagerten Quetschmaschine zu einer vorübergehenden Verstopfung des Auslasses. Die Zylinderabstreifer beseitigten diese jedoch umgehend, ohne die Produktionslinie zu unterbrechen. Die Reinigungsfrequenz der nachgelagerten Wärmetauscher wurde von wöchentlich auf alle drei Wochen erhöht. Dies belegt, dass die 18-mm-Grobfiltration die wichtigsten, die Wärmetauscher beschädigenden Verunreinigungen effektiv zurückhält.