Doppelsitzventile sind pneumatisch betätigte Ventile mit zwei unabhängigen Ventilkegeldichtungen, die durch eine atmosphärische Leckagekammer getrennt sind und es ermöglichen, dass zwei verschiedene Produkte oder Flüssigkeiten durch denselben Ventilkörper strömen, ohne dass eine Kreuzkontamination auftreten kann. Sie sind die Standard-Absperrvorrichtung überall dort, wo hygienische Prozessleitungen gleichzeitig Produkt- und Reinigungsströme führen müssen – von der Ventilmatrix in der Molkerei bis hin zu pharmazeutischen Abfüllanlagen. Falls eine Dichtung verschleißt, leitet die Leckagekammer austretende Flüssigkeit an einen externen Ablauf ab, bevor sie den gegenüberliegenden Produktstrom erreichen kann.

Die Alfa Laval Unique Mixproof Reihe zählt zu den am häufigsten spezifizierten Familien hygienischer Doppelsitzventile in der Produktion. Gefertigt aus produktberührtem Edelstahl 1.4404 (316L) mit einer inneren Oberflächengüte von Ra < 0,8 µm erfüllen diese Ventile die Werkstoff- und Reinigbarkeitsanforderungen von Lebensmittel-, Getränke- und Life-Science-Betrieben. Über die gesamte Reihe beträgt der maximale Produktdruck 10 bar (145 psi), die Temperaturspanne reicht von −5 °C bis +140 °C je nach Elastomerklasse, und jedes Ventil wird werkseitig eingestellt und geprüft ausgeliefert. Die Druckluftbetätigung hält das Ventil im stromlosen Zustand geschlossen und federgesichert.

Euroflow liefert das komplette Alfa Laval Unique Mixproof Portfolio einschließlich der Varianten CIP, Process, Tank Outlet und UltraPure. Jede Variante adressiert eine spezifische Prozessanforderung: das Leiten von Reinigungsmedien, kosteneffektive Leitungsabsperrung, direkte Tankbodenmontage oder die vollständige Rückverfolgbarkeit von Komponenten für hochreine Anwendungen. Die folgenden Abschnitte erläutern diese Typen, die bedienten Branchen sowie die technischen Details, damit Ingenieure und Einkaufsteams das richtige Doppelsitzventil für den jeweiligen Einsatzpunkt auswählen können.

Standard Unique Mixproof

Das Standard Unique Mixproof Doppelsitzventil ist die umfangreichste Plattform der Baureihe. Es unterstützt bis zu 16 Kegelkonfigurationen, vier Konfigurationsstufen (Basic, SeatClean, HighClean, UltraClean) und optionale SpiralClean-Leckagekammerspülung. Die Größen reichen von DN 38 bis DN 150 in ISO- und DIN-Ausführung. Der Stellantrieb ist wartungsfrei, aber reparierbar, und das modulare Design ermöglicht die unabhängige Konfiguration von Kegelbaugruppen, Dichtelementen und Gehäusekombinationen. Produktberührte Dichtungen sind in EPDM, HNBR, NBR und FPM erhältlich, um verschiedene chemische und thermische Belastungen abzudecken.

Unique Mixproof CIP

Die CIP-Variante ist ein leichteres, speziell für die Verteilung von Reinigungsmedien entwickeltes Doppelsperr- und Entlüftungsventil. Es kann CIP-Fluid unter Druck in den zu reinigenden Bereich leiten oder über die Oberseite einer Tankreinigungsvorrichtung führen. Basierend auf der Unique Einsitzventil-Plattform ist die CIP-Variante in ISO-Größen von DN 25 bis DN 101,6 und DIN-Größen von DN 25 bis DN 100 erhältlich. Das Gewicht liegt je nach Größe und Typ zwischen 8,3 kg und 25 kg. Wenn eine Prozessleitung eine dedizierte Reinigungskreis-Absperrung anstelle der vollständigen Produktumschaltung benötigt, reduziert das CIP-Ventil sowohl Gewicht als auch Installationskosten.

Unique Mixproof Process

Die Process-Variante wird von Alfa Laval als kompakte, kosteneffektive Version des Premium-Unique-Mixproof beschrieben. Es handelt sich um ein Doppelsitzventil mit Sitzhub, ausgelegt auf denselben maximalen Produktdruck von 10 bar und ausgestattet mit zwei unabhängigen Kegeldichtungen, die eine atmosphärische Leckagekammer bilden. Die verfügbaren Größen entsprechen dem Spektrum der gesamten Baureihe (ISO 25–101,6, DIN 25–100). Das Process-Ventil ist für Druckspitzen ausgelegt und eignet sich für Molkerei-, Lebensmittel- und Getränkeleitungen, bei denen die grundlegende hygienische Doppelsitzventil-Funktion benötigt wird, ohne den vollen Optionsumfang der Standardplattform.

Unique Mixproof Tank Outlet

Tank-Outlet-Ventile werden direkt am Tankboden oder an Tankwänden an Ein- und Auslässen montiert und gewährleisten vollständige Entleerbarkeit und Reinigbarkeit bis in den Tankinnenraum. Zu den Montageoptionen gehören ein Standard-Tankflansch oder ein optionaler Stutzen-Flansch, und Alfa Laval liefert passende Schweißvorrichtungen für jede Nennweite. Langstroke-Varianten sind für Größen einschließlich DN 63,5 und DN 76,1 verfügbar. Die modulare Plattform verwendet dieselbe Stellantriebs- und Kegelkonfigurationsarchitektur wie das Standard Unique Mixproof, und das Leckageerkennungsrohr bietet von außen Sichtbarkeit auf jeden internen Dichtungsverschleiß.

Unique Mixproof UltraPure

Die UltraPure-Variante richtet sich an pharmazeutische, biotechnologische und andere hochreine Anwendungen. Sie wird mit dem Alfa Laval Q-doc-Dokumentationspaket für die vollständige Rückverfolgbarkeit aller Komponenten geliefert, verwendet EPDM-Elastomere gemäß FDA und USP Klasse VI und ist mit Oberflächengüten bis Ra 0,5 oder Ra 0,4 EP erhältlich. Die Abmessungen folgen ASME BPE von 1½" bis 4". Der Betriebsdruck beträgt 10 bar; der Temperaturbereich reicht bis +125 °C für Standardelastomere, wobei die Gehäusesterilisation (SIP) bis 140 °C für bis zu 40 Minuten ausgelegt ist.

Milchverarbeitung und Lebensmittelproduktion

In Molkereibetrieben sitzen Doppelsitzventile an jeder Kreuzung in der Ventilmatrix zwischen Annahme, Lagerung, Pasteurisierung und Abfüllung. Zwei Produktströme teilen sich häufig dasselbe physische Rohrsegment. Während der CIP-Reinigung kann eine Leitung Lauge (1 kg NaOH pro 100 l Wasser für 1 %-Konzentration) oder Säure (0,7 l 53 % HNO₃ pro 100 l Wasser für 0,5 %-Konzentration) führen, während die benachbarte Leitung weiterhin Produkt enthält. Das Doppelsperr- und Entlüftungsprinzip stellt sicher, dass jede Leckage über die atmosphärische Kammer austritt, anstatt einen der beiden Ströme zu kontaminieren. Die empfohlene minimale CIP-Geschwindigkeit beträgt 1,5 m/s. Bei viskosen Produkten wie Sahne, Joghurt oder Soßen empfiehlt Alfa Laval, den Reinigungsvolumenstrom zu erhöhen.

Tank-Outlet-Ventile erfüllen hier eine besondere Rolle. Bündig am Tankboden montiert, eliminieren sie Toträume und gewährleisten die vollständige Entleerbarkeit – eine regulatorische Anforderung in der Milchindustrie. Die von Alfa Laval mitgelieferte Schweißvorrichtung hält den Flansch während des Impulsschweißens ausgerichtet, und der konische Ventilsitz muss je nach spezifischer Montageanleitung nach unten (zur Rohrleitung) oder nach oben (in den Tank) zeigen, um die korrekte Dichtungsgeometrie sicherzustellen.

Getränkeherstellung

Getränkebetriebe führen viele Produkte durch gemeinsame Rohrleitungen – von aromatisierten Wässern über Säfte und Erfrischungsgetränke bis hin zu Reinigungslösungen. Bei jedem Wechsel muss das vorherige Produkt vollständig ausgespült werden, ohne Restmischung. Doppelsitzventile an jedem Knotenpunkt der Matrix ermöglichen gleichzeitige CIP in einem Kreislauf, während der benachbarte Kreislauf in Produktion bleibt. Die Sitzhubdauer während der CIP-Reinigung darf 10 Sekunden nicht überschreiten, und Alfa Laval empfiehlt, den Sitzhub oder Sitzdrücken jeweils in der Mitte jedes CIP-Schritts durchzuführen.

Pharmazeutische Industrie und Biotechnologie

Pharmazeutische Prozessleitungen stellen höchste Anforderungen an die Spezifikation. Das Unique Mixproof UltraPure erfüllt diese mit ASME-BPE-Maßen, FDA- und USP-Klasse-VI-konformen EPDM-Dichtungen und optional elektropolierten Oberflächen. Das Q-doc-Paket liefert die vollständige Rückverfolgbarkeit aller produktberührten Komponenten. Dampfsterilisation vor Ort (SIP) bei 140 °C für bis zu 40 Minuten wird unterstützt. Wenn Standard-EPDM- oder HNBR-Elastomere für spezifische chemische Belastungen nicht ausreichen, stehen FPM-Dichtungen über die breitere Unique Mixproof Plattform zur Verfügung.

Positionierung im Prozessablauf

In einer typischen Prozesslinie befinden sich Doppelsitzventile zwischen Tanks, Wärmetauschern, Homogenisatoren und Abfüllanlagen. Sie steuern, welcher Strom welches Ziel erreicht. Vorgeschaltet liefern Prozesspumpen das Produkt mit Drücken bis 10 bar. Nachgeschaltet leitet das Ventil die Flüssigkeit entweder zur nächsten Verarbeitungsstufe oder in einen CIP-Rücklaufkreislauf. Da interne Leckagen über den Leckagekammerauslass von außen sichtbar sind, können Bediener Dichtungsverschleiß während des Normalbetriebs erkennen, ohne das Ventil öffnen zu müssen.

Das Doppelsperr- und Entlüftungsprinzip

Ein Doppelsitzventil enthält zwei unabhängige Ventilkegeldichtungen – einen oberen Kegel und einen unteren Kegel – jeweils mit eigenem Dichtring. Zwischen ihnen befindet sich eine Leckagekammer, die in jedem Betriebszustand unter atmosphärischem Druck steht. Entwickelt eine der Dichtungen eine Leckage, fließt das Produkt in diese Kammer und wird über einen externen Auslass abgeleitet, anstatt in den gegenüberliegenden Produktstrom zu gelangen. Diese Anordnung bietet zwei Barrieren gegen Kreuzkontamination, die jeweils unabhängig überprüfbar sind.

Das Ventil ist im Normalzustand geschlossen. Ein pneumatischer Stellantrieb, betrieben mit Druckluft typischerweise im Bereich von 600–800 kPa (6–8 bar), hebt die Kegel gegen die Federkraft an, um den Hauptströmungsweg zu öffnen. Wird der Luftdruck weggenommen, drückt die Feder beide Kegel in die geschlossene Position zurück. Die Stellantriebsbaugruppe enthält eine vorgespannte Feder, und Alfa Laval kennzeichnet jedes Gerät mit einem Warnhinweis gegen Demontage, da die unter Spannung stehende Feder bei Öffnung des Gehäuses ein Verletzungsrisiko birgt.

Während der CIP-Reinigung wird jeder Ventilsitz einzeln angehoben. Der obere Sitzhub erfolgt während der Reinigung des oberen Ventilkörpers; der untere Sitzdrücken erfolgt während der Reinigung des unteren Ventilkörpers. Die Luftanschlüsse werden durch das Steuerungssystem sequenziert. Sie dürfen niemals gleichzeitig druckbeaufschlagt werden (insbesondere AC1 und AC3), da dies beide Kegel anheben und einen direkten Strömungsweg zwischen Prozess- und Reinigungsleitung schaffen würde.

Dichtungsarchitektur und Werkstoffe

Produktberührte Stahlteile der gesamten Unique Mixproof Baureihe bestehen aus Edelstahl 1.4404 (316L). Weitere Stahlteile werden aus 1.4301 (304) gefertigt. Innenflächen sind auf Ra < 0,8 µm (Ra < 32 µ-Zoll) poliert; Außenflächen weisen eine halbglänzende Oberfläche von Ra < 1,6 µm auf. Die UltraPure-Variante bietet optionale Oberflächengüten bis Ra 0,4 EP.

Die Elastomerauswahl richtet sich nach Produkt und Reinigungschemie. EPDM deckt das breiteste Temperaturfenster ab, ausgelegt von −5 °C bis +140 °C bei der CIP-Variante und von −5 °C bis +125 °C bei der Process- und Standardvariante. HNBR reicht von −5 °C bis +125 °C. FPM steht für aggressive chemische Umgebungen zur Verfügung. Stellantriebsdichtungen bestehen aus NBR, Führungsstreifen aus PTFE. Dichtringsets und O-Ring-Sets sind in 10er-Packungen für die Wartungsbevorratung erhältlich.

Auswahlfaktoren

Die Auswahl zwischen Varianten und Größen umfasst mehrere Parameter:

Druck. Alle Varianten haben einen maximalen Produktdruck von 1000 kPa (10 bar) und unterstützen volles Vakuum am unteren Ende. Varianten wie Standard oder Tank Outlet unterstützen SpiralClean bei einem empfohlenen Mindestdruck von 2 bar (29 psi). Der Haltedruck am unteren Kegel der CIP-Variante beträgt 600 kPa (6 bar).

Temperaturbereich. Die Elastomerklasse bestimmt die Obergrenze. Standard-EPDM deckt die meisten Molkerei- und Getränkeanwendungen bis +125 °C ab. Bei kurzzeitigen Temperaturüberschreitungen während der Sterilisation reicht die EPDM-Auslegung der CIP-Variante bis +140 °C. Hochreine SIP-Zyklen bei 140 °C für 40 Minuten werden bei der UltraPure unterstützt.

Baugröße. ISO-Größen von 25 mm bis 101,6 mm und DIN-Größen von DN 25 bis DN 150 sind über die gesamte Baureihe verfügbar. Die UltraPure verwendet ASME-BPE-Maße von 1½" bis 4". Langstroke-Optionen für Tank Outlet sind in Modellen für 63,5 mm und 76,1 mm Rohre erhältlich.

Oberflächengüte und Rückverfolgbarkeit. Die standardmäßige interne Politur von Ra < 0,8 µm erfüllt die meisten Anforderungen der Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Pharma und Biotech können Ra 0,5 oder Ra 0,4 EP sowie das Q-doc-Dokumentationspaket für die Compliance erfordern.

Konfigurationstiefe. Das Standard Unique Mixproof unterstützt bis zu 16 Kegelkonfigurationen und vier Reinigbarkeitsstufen (Basic, SeatClean, HighClean, UltraClean). Die Process-Variante bietet eine einfachere, kostengünstigere Konfiguration für grundlegende Aufgaben. Die CIP-Variante ist zweckgebaut für die Medienverteilung im Reinigungskreislauf.

Vergleich mit anderen Ventiltypen

Einsitzventile schließen einen Strömungsweg mit einem Kegel und einer Dichtung. Sie sind einfacher und kostengünstiger, können aber keine mischsichere Trennung gewährleisten. Wo zwei Prozessleitungen aufeinandertreffen und mit einem sicher überwachten Ablauf zwischen ihnen abgesperrt werden müssen, kann ein Einsitzventil kein Doppelsitzventil ersetzen. Darüber hinaus ermöglicht die Doppelsitzbauweise eine Sitzhub-Reinigung, ohne den Prozessfluss in der benachbarten Leitung zu unterbrechen.

Absperrklappen bieten eine hohe Durchflusskapazität in einem kompakten Scheibenkörper. Sie eignen sich gut für Absperranwendungen in großen Nennweiten, verfügen aber weder über die doppelte physische Barriere noch über die unabhängige Sitzhub-Reinigungsfunktion. In hygienischen Ventilmatrizen mit mehreren Produkten werden Absperrklappen typischerweise auf Versorgungs- oder unkritische Absperrpositionen beschränkt, bei denen kein Kontaminationsrisiko besteht.

Elektronische Steuerung mit ThinkTop

Die Alfa Laval ThinkTop Steuerungs- und Anzeigeeinheit wird direkt auf dem Stellantrieb montiert. Sie liefert Stellungsrückmeldung, Magnetventilsteuerung für die Sitzhub-Sequenzierung und Diagnosedaten. Wenn ein ThinkTop installiert ist, müssen 180 mm (7,1") zur Gesamtventilhöhe (Maß B) hinzugerechnet werden. Die ThinkTop V-Serie ist für die UltraPure-Variante erhältlich und integriert die Ventilüberwachung in die validierte Anlagenautomation. Weitere Informationen zur Prozesssteuerung finden Sie auch bei unseren Stellungsrückmeldern und Stellungsreglern.

Wartung und Sicherheit

Alfa Laval konstruiert den Stellantrieb als nicht zerlegbare, versiegelte Einheit. Die interne Feder steht jederzeit unter Vorspannung, und alle Stellantriebsgehäuse tragen entsprechende Warnhinweise gegen Demontage. Der Buchsentausch am Stellantriebsjoch ist die primäre vor Ort durchführbare Stellantriebswartung und erfordert einen 27 mm (1 1/16") Rohr-Steckschlüssel sowie einen Zentrierdorn (Alfa Laval Teilenummer 9614198401) zum Ausrichten des Schafts gegen den Federversatz. Das Anzugsmoment für die Buchse beträgt 10 Nm (7 lb-ft), erreichbar durch Handanzug.

Kegeldichtungen, O-Ringe, Lippendichtungen und Führungsringe sind routinemäßige Verschleißteile. Alfa Laval spezifiziert silikonbasiertes Fett aus dem Service-Kit für Kegeldichtringe und Molykote Longterm 2 Plus für die Stellantriebsschaftschmierung bei bestimmten Varianten. Alle produktberührten Dichtungen sollten Alfa Laval Originalteile sein, um die Garantie aufrechtzuerhalten. Schutzeinrichtungen müssen mindestens alle 12 Monate visuell geprüft werden.