Der Unterschied zwischen steriler und hygienischer Förderung liegt im Grad der Keimfreiheit und den regulatorischen Anforderungen an den Förderprozess. Hygienische Förderung minimiert Keimbelastung und verhindert Produktkontamination durch konstruktive Maßnahmen. Sterile Förderung hingegen erfordert vollständige Keimfreiheit und unterliegt strengen Normen, die besonders in der Pharmaindustrie und Biotechnologie gelten. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen rund um beide Konzepte.
Hygienische Förderung bedeutet, dass eine Pumpe so konstruiert ist, dass Produktrückstände leicht entfernt werden können und sich keine Keime oder Bakterien dauerhaft ansiedeln. Sterile Förderung geht einen entscheidenden Schritt weiter: Sie garantiert vollständige Keimfreiheit, schließt jede mikrobielle Kontamination aus und erfüllt dokumentierte Validierungsanforderungen.
In der Praxis bedeutet das: Eine hygienische Pumpe reduziert das Kontaminationsrisiko durch glatte Oberflächen, totraumfreie Bauweise und leichte Reinigbarkeit. Eine sterile Pumpe muss darüber hinaus nachweislich steril betrieben werden können, in der Regel durch validierte Reinigungs- und Sterilisationsverfahren. Während hygienische Anforderungen in der Lebensmittelindustrie oder Kosmetik ausreichend sind, ist sterile Förderung in der Pharmaindustrie, Biotechnologie und bei der Herstellung steriler Medizinprodukte zwingend vorgeschrieben.
Der Begriff „aseptisch“ wird häufig synonym mit steril verwendet, beschreibt aber genauer den Zustand, in dem während des Betriebs keine Mikroorganismen in das System eindringen können.
Hygienische Förderung ist überall dort erforderlich, wo Produkte für den menschlichen Verzehr oder die Körperpflege bestimmt sind und eine Kontamination durch Keime oder Rückstände vermieden werden muss. Typische Branchen sind die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, die Kosmetikherstellung sowie die Milch- und Molkereiverarbeitung.
Konkret betrifft das unter anderem folgende Anwendungsfelder:
In diesen Bereichen gelten Normen wie die EHEDG-Richtlinien (European Hygienic Engineering and Design Group) oder 3-A-Standards, die klare Anforderungen an Werkstoffauswahl, Oberflächengüte und Bauweise definieren. Hygienische Pumpen für Lebensmittel und Kosmetik müssen diese Vorgaben erfüllen, um den gesetzlichen Anforderungen zu entsprechen.
Sterile Förderung ist zwingend erforderlich, wenn das geförderte Produkt in direkten Kontakt mit dem menschlichen Körper kommt, biologisch aktive Substanzen enthält oder wenn eine mikrobielle Kontamination unmittelbare Gesundheitsrisiken verursachen würde. Das betrifft insbesondere die Pharmaindustrie, die Biotechnologie und die Herstellung steriler Medizinprodukte.
Typische Anwendungsfälle für sterile Förderung sind:
In diesen Bereichen schreiben Regularien wie die EU-GMP-Richtlinien (Good Manufacturing Practice) oder die US-amerikanische FDA-Regulierung vor, dass Fördersysteme validiert, dokumentiert und regelmäßig auf ihre sterile Eignung geprüft werden. Ein Versagen des Sterilisationsprozesses kann zu Rückrufaktionen ganzer Produktchargen führen.
Für hygienische und sterile Anwendungen eignen sich vor allem Drehkolbenpumpen, Schlauchpumpen (auch Peristaltikpumpen oder Schlauchquetschpumpen genannt) sowie bestimmte Kreiselpumpen in hygienischer Bauweise. Die Drehkolbenpumpe gilt dabei als erste Wahl für anspruchsvolle hygienische und sterile Prozesse.
Die Drehkolbenpumpe überzeugt durch ihre totraumfreie Konstruktion, glatte Innenoberflächen und die Möglichkeit, vollständig CIP- und SIP-fähig ausgeführt zu werden. Sie fördert Produkte schonend und eignet sich auch für viskose, empfindliche oder partikelhaltige Medien. Für sterile Anwendungen in der Pharmazie und Biotechnologie stehen Aseptik-Baureihen zur Verfügung, die speziell für den Betrieb unter sterilen Bedingungen ausgelegt sind.
Schlauchpumpen, im süddeutschen Raum auch als Peristaltikpumpen bekannt, bieten den Vorteil, dass das Fördermedium ausschließlich mit dem Innenschlauch in Berührung kommt. Das Pumpengehäuse bleibt produktfrei. Diese Eigenschaft macht sie besonders geeignet für sterile Anwendungen, bei denen eine Kreuzkontamination zwischen Pumpenkomponenten und Produkt ausgeschlossen sein muss.
CIP steht für „Cleaning in Place“ und bezeichnet die Möglichkeit, eine Pumpe zu reinigen, ohne sie auseinanderzubauen. SIP steht für „Sterilization in Place“ und bedeutet, dass die Pumpe im eingebauten Zustand sterilisiert werden kann, in der Regel durch Heißdampf oder Heißwasser. Beide Verfahren sind zentrale Anforderungen an Pumpen in der Pharma- und Lebensmittelindustrie.
CIP-fähige Pumpen werden mit Reinigungslösungen durchgespült, die alle produktberührenden Flächen erreichen müssen. Voraussetzung dafür ist eine Konstruktion ohne Toträume, Hinterschneidungen oder schwer zugängliche Bereiche, in denen sich Produktreste ablagern könnten. SIP geht einen Schritt weiter und stellt sicher, dass nach der Reinigung eine vollständige Keimreduktion auf den produktberührenden Flächen erreicht wird.
Pumpen, die für CIP und SIP ausgelegt sind, müssen druckstabile Dichtungen, temperaturbeständige Werkstoffe und eine validierbare Konstruktion aufweisen. In der pharmazeutischen Produktion ist der Nachweis der CIP- und SIP-Eignung Teil der Qualifizierungsdokumentation.
Für sterile Pumpen sind Edelstahl der Güte 1.4404 (316L) oder höherwertige Legierungen vorgeschrieben. Alle produktberührenden Flächen müssen auf eine Rauheit von Ra 0,8 µm oder besser poliert sein. Dichtungswerkstoffe wie EPDM oder PTFE müssen FDA-konform und beständig gegen die verwendeten Reinigungs- und Sterilisationsmittel sein.
Die wichtigsten Anforderungen im Überblick:
Normen wie EHEDG, 3-A und die FDA-Anforderungen nach 21 CFR definieren diese Vorgaben verbindlich. Die Einhaltung dieser Anforderungen ist nicht nur eine regulatorische Pflicht, sondern auch Grundlage für eine erfolgreiche Validierung der Produktionsanlage.
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