In der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie ist die CIP-Reinigung (Cleaning-in-Place) ein unverzichtbarer Bestandteil des Produktionsalltags. Anlagen werden dabei ohne Demontage mit Reinigungsmitteln, Laugen und Säuren durchspült – ein Verfahren, das hohe Anforderungen an alle beteiligten Komponenten stellt. Wer eine Pumpe für CIP-Reinigung auswählt, muss weit mehr beachten als die reine Förderleistung. Werkstoffbeständigkeit, Hygienedesign und Temperaturverträglichkeit entscheiden darüber, ob eine Pumpe langfristig zuverlässig funktioniert oder zum Schwachpunkt im System wird.

Dieser Beitrag erklärt, welche technischen Anforderungen CIP-Systeme an Pumpen stellen, welche Bauarten sich bewährt haben und worauf bei der Auswahl in der Praxis zu achten ist.

Was CIP-Reinigung von Pumpen technisch fordert

CIP-Prozesse arbeiten mit aggressiven Medien: Natronlauge, Salpetersäure, Peressigsäure und Desinfektionsmittel zirkulieren bei Temperaturen, die häufig zwischen 60 und 90 Grad Celsius liegen. Eine Pumpe, die in diesen Kreislauf eingebunden ist, muss diese Bedingungen dauerhaft tolerieren, ohne dass Werkstoffe korrodieren, Dichtungen quellen oder Oberflächen rau werden.

Hinzu kommt die Forderung nach totraumfreier Konstruktion. Stagnationszonen, in denen sich Reinigungsmedium oder Produktreste ablagern können, sind in hygienisch kritischen Anlagen nicht akzeptabel. Die Pumpe muss vollständig durchströmbar sein, damit die Reinigungslösung jeden Bereich erreicht und Keimbildung ausgeschlossen wird. Druckstöße und Kavitation, die bei schlecht ausgelegten Systemen auftreten, können Dichtungen und Gehäuse beschädigen und den Reinigungserfolg gefährden.

Geeignete Pumpenbauarten für CIP-Anwendungen

Nicht jede Pumpenart eignet sich gleichermaßen für den Einsatz in CIP-Systemen. Die Auswahl hängt von der Anlagenstruktur, dem Fördermedium und den Reinigungsparametern ab.

Kreiselpumpen

Für dünnflüssige Reinigungsmedien mit niedrigem Feststoffanteil sind Kreiselpumpen eine bewährte Wahl. Sie erzeugen einen gleichmäßigen, pulsationsfreien Förderstrom, lassen sich gut reinigen und sind in hygienischen Ausführungen mit polierten Innenoberflächen erhältlich. Wichtig ist, dass die Pumpe für die verwendeten Chemikalien und Temperaturen ausgelegt ist.

Drehkolbenpumpen

Drehkolbenpumpen bieten durch ihre konstruktionsbedingt totraumarme Geometrie besondere Vorteile in CIP-fähigen Anlagen. Sie fördern schonend, lassen sich vollständig reinigen und eignen sich sowohl für das Fördern von Produkten als auch für den Betrieb im CIP-Kreislauf selbst. In der Pharmazie, Biotechnologie und Lebensmittelverarbeitung sind sie deshalb besonders häufig anzutreffen.

Schlauchpumpen

Die Schlauchpumpe, im süddeutschen Raum auch als Peristaltikpumpe oder Schlauchquetschpumpe bekannt, kommt dann in Betracht, wenn das Medium ausschließlich mit dem Schlauchinnenmaterial in Kontakt treten darf. Das macht sie für bestimmte Dosieraufgaben in CIP-Systemen interessant, schränkt aber die Einsatzmöglichkeiten bei hohen Temperaturen ein, da gängige Schlauchmaterialien thermisch belastet werden.

Werkstoffe und Dichtungen: Beständigkeit als Auswahlkriterium

Die Werkstoffauswahl ist bei Pumpen für CIP-Anwendungen kein Detail, sondern ein zentrales Auswahlkriterium. Edelstahl 1.4404 (316L) hat sich als Standardwerkstoff für medienberührte Teile in hygienischen Anlagen etabliert. Er ist beständig gegenüber den meisten Reinigungs- und Desinfektionsmitteln und erfüllt die Anforderungen relevanter Normen und Zulassungen.

Bei Dichtungen ist Vorsicht geboten: EPDM-Dichtungen eignen sich gut für alkalische Medien, reagieren aber empfindlich auf bestimmte Fettsäuren. PTFE ist chemisch nahezu universell beständig, aber mechanisch weniger flexibel. Viton bietet gute Beständigkeit gegenüber Säuren, ist jedoch bei Laugen und Dampf nur eingeschränkt einsetzbar. Die Dichtungsauswahl muss immer auf das konkrete Reinigungsmittelspektrum der Anlage abgestimmt sein. Wer hier pauschal vorgeht, riskiert vorzeitigen Verschleiß und ungeplante Stillstände.

Oberflächen im Inneren der Pumpe sollten eine Rauheit von Ra 0,8 µm oder besser aufweisen. Rauere Oberflächen bieten Mikroorganismen Anhaftungspunkte, die auch durch intensive Reinigung nicht zuverlässig entfernt werden können.

Aseptik-Baureihen für sterile CIP-Anforderungen

In der Pharmaindustrie, Biotechnologie und in Teilen der Lebensmittelverarbeitung reicht CIP-Fähigkeit allein nicht aus. Hier sind Pumpen gefragt, die zusätzlich SIP-fähig (Sterilization-in-Place) sind und aseptischen Anforderungen genügen. Solche Pumpen müssen Dampfsterilisation bei Temperaturen um 121 bis 134 Grad Celsius standhalten, ohne dass Dichtungen oder Gehäuseoberflächen dauerhaft beeinträchtigt werden.

Aseptik-Baureihen sind speziell für diese Anforderungen konstruiert: Alle medienberührten Teile sind aus hochwertigen Edelstahllegierungen gefertigt, die Oberflächengüte entspricht den Vorgaben der EHEDG und FDA, und die Gehäusegeometrie ist so gestaltet, dass kein Totraum verbleibt. Für sterile Anwendungen in der Pharmazie oder Biotechnologie ist die Drehkolbenpumpe in einer entsprechenden Aseptik-Ausführung häufig die technisch überlegene Lösung, da sie sowohl Produkt- als auch Reinigungsmedien sicher fördert und die geforderten Reinigungsgrade zuverlässig erreicht.

Häufige Fehler bei der Pumpenauswahl für CIP-Systeme

Ein verbreiteter Fehler ist die Auswahl einer Pumpe allein nach Fördermenge und Druckangaben, ohne die chemische Beständigkeit der Werkstoffe zu prüfen. Gerade wenn Reinigungsmittel oder Desinfektionsmittel nachträglich im Betrieb gewechselt werden, kann dies zu Materialunverträglichkeiten führen, die erst nach Wochen oder Monaten sichtbar werden.

Ein weiterer Fehler betrifft die Temperaturauslegung. Viele Standardpumpen sind für Betriebstemperaturen bis 40 oder 60 Grad Celsius ausgelegt. CIP-Prozesse mit heißen Laugen oder Dampfphasen können diese Grenzen überschreiten, was zu Dichtungsversagen oder Maßveränderungen an Kunststoffkomponenten führt.

Auch die Unterschätzung von Druckstößen ist ein häufiges Problem. Beim Anfahren und Abschalten von CIP-Kreisläufen entstehen Druckspitzen, die schlecht ausgelegte Pumpengehäuse oder Verbindungsstellen belasten. Eine sorgfältige hydraulische Auslegung des Gesamtsystems, nicht nur der Pumpe allein, ist deshalb unerlässlich.

Pumpenauswahl für CIP: Worauf es in der Praxis ankommt

Die wichtigste Grundlage für eine fundierte Pumpenauswahl ist eine vollständige Spezifikation des CIP-Prozesses: Welche Reinigungsmittel werden eingesetzt, in welchen Konzentrationen, bei welchen Temperaturen und Drücken? Erst wenn diese Parameter feststehen, lässt sich die Werkstoff- und Bauartauswahl sicher treffen.

Darüber hinaus sollte die Pumpe so in das System integriert werden, dass sie ohne großen Aufwand inspiziert und bei Bedarf gewartet werden kann. Kurze Stillstandzeiten sind in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie ein wirtschaftlicher Faktor. Eine regelmäßige Wartung nach Herstellervorgabe verlängert die Lebensdauer erheblich und sichert die Reinigungsleistung des Gesamtsystems.

Wer EHEDG-Konformität oder FDA-Zulassung benötigt, sollte diese Anforderungen bereits bei der Anfrage kommunizieren. Nicht jede Pumpe, die als „hygienisch“ bezeichnet wird, erfüllt die formalen Zertifizierungsanforderungen, die in regulierten Branchen vorgeschrieben sind.

Wie Steinle Industriepumpen GmbH bei der Pumpenauswahl für CIP-Systeme unterstützt

Wir bei Steinle Industriepumpen GmbH beraten Betriebe aus der Lebensmittel-, Getränke-, Pharma- und Biotechnologiebranche bei der Auswahl und Beschaffung von Pumpen für CIP-fähige und aseptische Anwendungen. Unsere Produktpalette umfasst Drehkolbenpumpen in Aseptik-Ausführung, hygienische Kreiselpumpen sowie Schlauchpumpen für spezifische Dosieraufgaben.

Technische Beratung auf Basis Ihrer konkreten Prozessparameter (Reinigungsmittel, Temperaturen, Drücke)
Drehkolbenpumpen in Aseptik-Baureihe für sterile und CIP/SIP-fähige Anwendungen
Hygienische Kreiselpumpen mit EHEDG-konformer Konstruktion und lebensmittelechten Werkstoffen
Unterstützung bei der Werkstoff- und Dichtungsauswahl für Ihr spezifisches Reinigungsmittelspektrum
Lieferung von Ersatzteilen und Dichtungssätzen für unsere Pumpen

Wenn Sie eine Pumpe für Ihr CIP-System suchen oder Ihre bestehende Anlage auf Eignung prüfen möchten, sprechen Sie uns direkt an. Kontaktieren Sie uns für eine unverbindliche Fachberatung durch unser erfahrenes Team.