The top 5 challenges in sealing mixers and agitators!

Mixers and agitators place special demands on dynamic sealing solutions.

Mixers and agitators are used in the food and beverage industry as well as in the pharmaceutical industry. Machine builders and operators of mixers and agitators are often faced with special challenges.

Challenge 1: Hygienic manufacturing & cleaning processes

The hygienic production of the various products in the food and beverage industry requires special attention when choosing a sealing solution. In the past, mixing shafts were often sealed with stuffing box packings. This solution is unsuitable from a hygienic point of view. A suitable sealing solution must comply with hygienic design. A component in hygienic design is designed to be cleanable and excludes microbial and particulate contamination of the end product in a hygiene-critical production environment. Hygienic seals must therefore be designed to be free of dead space.

The media in the production cycle as well as the cleaning cycle must be safely sealed. The cleaning processes are carried out by means of CIP (Clean-In-Place) as well as SIP (Sterilization-In-Place). The CIP process is a cleaning method in which individual fully automated processes run according to strictly specified parameters. The cleaning temperatures are determined according to the application and are usually around 90°C. The CIP process is followed by sterilization using the SIP process. Here, in automated processes, active microorganisms are killed at around 140°C using hot water or steam, depending on the application. The use of chemical disinfectants is also possible during this process.

Sealing solutions must therefore be particularly temperature-resistant, resilient, and have excellent chemical media resistance.

Challenge 2: Abrasive media

Abrasive media also present special challenges for sealing solutions in the food and beverage industry. Abrasive media can be crystalline structures such as sugar, as well as powders, grains and many other organic and inorganic starting materials for the end product.

These dry ingredient blends require outstanding wear resistance of the seal materials and compounds as they are mixed together at high peripheral speeds.

Challenge 3: Vacuum mixing

In the food, pharmaceutical and cosmetics industries, the starting media are often mixed under high pressure and vacuum. The process steps take place one after the other or in parallel in a closed system. The materials of the sealing solutions must therefore be able to withstand high pressures and extreme vacuum processes in addition to all other requirements.

Challenge 4: Contamination

The choice of a suitable sealing solution prevents negative effects on the production of food and beverages. A negative impact could be, for example, cross-contamination of different formulations, which could render a complete batch unusable. If contamination that was trapped in the seal and then later leaked into the batch that could have dangerous consequences. But wear and tear on a sealing solution can also lead to leakage, which can shut down production. In the case of a dry run, it must also be ensured that the sealing solution can withstand this stress.

All this means a high demand on the sealing solutions: Several times a day, different dry and/or liquid ingredients are mixed together under the influence of high temperatures and sometimes under vacuum, cleaning processes with chemical cleaning cycles take place, the mixing process is repeatedly stopped and started.

Challenge 5: Requirements & Certificates

A suitable sealing solution should meet all essential certifications for the food and pharmaceutical sector, so that machine builders and operators of mixing plants and agitators can be sure that their equipment complies with all regulations and requirements. Particularly noteworthy are: EC 1935/2004, FDA and USP Class VI.

https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2004:338:0004:0017:de:PDF

https://www.fda.gov/

https://www.usp.org/

The perfect sealing solution for mixers and stirrers: Garlock PS-SEAL ®

The PS-SEAL® product family stands for reliable sealing of rotating shafts at high circumferential speeds, high pressures, and extreme temperatures. Abrasive media are sealed just as reliably as aggressive media.

Garlock PS-SEAL®:

Useable under high pressure and in extreme vacuum
Very suitable for high circumferential speed
Temperature resistant from -90°C up to +260°C
Excellent chemical resistance
Useable in food and pharma applications due to FDA conformity, EC 1935/2004, and USP Class VI
SIP/CIP compatible
Good dry running capability
Wear resistant and low friction

Garlock PS-SEAL® – in countless configurations and lip and seal materials to meet any individual requirement.

PS-SEAL® sealing solutions meet many different requirements faced by plant designers and operators due to their unlimited combination possibilities.

Die Top-5-Herausforderungen bei der Abdichtung von Mischern und Rührwerken!

Mischer und Rührer stellen besondere Anforderungen an dynamische Dichtungslösungen.

Industrielle Mischer und Rührwerke kommen sowohl in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie als auch in der Pharmaindustrie zum Einsatz. Maschinenbauer und Betreiber industrieller Mischer und Rührer werden oft vor besondere Herausforderungen gestellt.

Herausforderung 1: Hygienische Herstellung & Reinigungsprozesse

Die hygienische Herstellung der verschiedenen Produkte in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie erfordert eine besondere Beachtung bei der Wahl der Dichtungslösung. In der Vergangenheit wurden Mischwellen häufig mit Stopfbuchspackungen abgedichtet. Diese Lösung ist vom hygienischen Standpunkt gesehen ungeeignet. Eine geeignete Dichtungslösungen muss dem Hygienc Design entsprechen. Ein Bauteil im hygienischen Design ist reinigungsgerecht gestaltet und schließt in einer hygienekritischen Produktionsumgebung die mikrobielle und partikuläre Kontamination des Endproduktes aus. Hygienische Dichtungen müssen also totraum-frei ausgelegt sein.

Die Medien im Produktionszyklus sowie der Reinigungszyklus müssen sicher abgedichtet sein. Die Reinigungsprozesse werden mittels CIP (Clean-In-Place) sowie SIP (Sterilization-In-Place) durchgeführt. Der CIP-Prozess ist eine Reinigungsmethode, bei der nach streng vorgegebenen Parametern einzelne vollautomatisierte Prozesse ablaufen. Die Reinigungstemperaturen werden gemäß der Anwendung festgelegt und liegen meist bei rund 90°C. Nach dem CIP-Verfahren erfolgt als mögliche Erweiterung die Sterilisation mittels SIP-Verfahren. Hier werden in automatisierten Prozessen aktive Mikroorganismen je nach Anwendung bei rund 140°C mittels Heißwasser oder Dampf abgetötet. Die Zuhilfenahme von chemischen Desinfektionsmitteln ist ebenfalls während dieses Prozesses möglich.

Dichtungslösungen müssen demnach besonders temperaturbeständig, belastbar und hervorragend chemisch medienbeständig sein.

Herausforderung 2: Abrasive Medien

Abrasive Medien stellen Dichtungslösungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie ebenfalls vor besondere Herausforderungen. Abrasive Medien können kristalline Strukturen wie Zucker sowie Pulver, Körner und viele weitere organische und anorganische Ausgangsstoffe des Endprodukts sein.

Diese trockenen Zutatenmischungen erfordern eine herausragende Verschleißfestigkeit der Dichtungs-Werkstoffe und Materialien, da diese bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten miteinander vermischt werden.

Herausforderung 3: Vakuum-Mischen

In der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetik-Industrie werden häufig die Ausgangs-Medien unter hohem Druck und Vakuum vermischt. Die Verfahrensschritte laufen dabei nacheinander oder parallel in einem geschlossenen System ab. Die Werkstoffe der Dichtungslösungen müssen deshalb neben allen anderen Anforderungen auch hohen Drücken und extremen Vakuumprozessen standhalten können.

Herausforderung 4: Kontamination

Die Wahl einer geeigneten Dichtungslösung beugt negativen Auswirkungen auf die Produktion von Lebensmitteln- und Getränken vor. Eine negative Auswirkung könnte z.B. die Kreuzkontamination verschiedener Rezepturen sein, die das gewünschte Ergebnis und somit eine komplette Charge unbrauchbar macht. Eine Verunreinigung, die in der Dichtung eingeschlossen war, und dann später in die Charge durchsickert, könnte gefährliche Konsequenzen nach sich ziehen. Doch auch der Verschleiß einer Dichtungslösung kann zu Leckagen führen, die zur Stilllegung der Produktion führen können. Bei einem Trockenlauf muss ebenfalls gewährleistet sein, dass die Dichtungslösung dieser Beanspruchung standhält.

Dies alles bedeutet eine hohe Anforderung an die Dichtungslösungen: Mehrfach am Tag werden verschiedene trockene und/oder flüssige Zutaten unter Einfluss von hohen Temperaturen und manchmal sogar unter Vakuum miteinander vermischt, finden Reinigungsprozesse mit chemischen Reinigungszyklen statt, wird der Mischvorgang wiederholt gestoppt und gestartet.

Herausforderung 5: Anforderungen & Zertifikate

Eine geeignete Dichtungslösung sollte alle wesentlichen Zertifikate für den Lebensmittel- und Pharmabereich erfüllen, damit Maschinenbauer und Betreiber der Mischanlagen und Rührwerke sicher gehen können, dass ihre Anlagen allen Vorschriften und Anforderungen entsprechen. Besonders hervorzuheben sind hier: EC 1935/2004, FDA und USP Class VI.

https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2004:338:0004:0017:de:PDF

https://www.fda.gov/

https://www.usp.org/

Die perfekte Dichtungslösung für Mischer und Rührer: Garlock PS-SEAL®

Die Produktfamilie PS-SEAL® steht für die zuverlässige Abdichtung rotierender Wellen bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten, hohen Drücken und extremen Temperaturen. Abrasive Medien werden genauso sicher abgedichtet wie aggressive Medien.

Garlock PS-SEAL®:

einsetzbar bei Druck und extremem Vakuum
sehr gut geeignet für hohe Umfangsgeschwindigkeiten
temperaturbeständig von -90 °C bis +260 °C
temperaturbelastbar von -90 °C bis +260 °C
hervorragend chemisch medienbeständig
einsetzbar im Lebensmittel- und Pharmabereich durch FDA Konformität, EC 1935/2004 und USP Class VI
SIP/CIP fähig
gute Trockenlaufeigenschaften
reibungsarm und hoch verschleißfest

Garlock PS-SEAL® – in unzähligen Konfigurationen und Lippen- und Dichtungs-Materialien, um jeder individuellen Anforderung gerecht zu werden.

PS-SEAL® Dichtungslösungen werden aufgrund ihrer unbegrenzten Kombinations-Möglichkeiten vielen unterschiedlichen Anforderungen, vor die Anlagenentwickler und -Betreiber gestellt werden, gerecht.