Wat is een zuivelkoppeling en hoe werkt het?

Een zuivelkoppeling is een gestandaardiseerde, losneembare verbinding die wordt gebruikt om buizen en slangen in hygiënische leidingsystemen aan elkaar te koppelen. De meest bekende en traditionele variant is de DIN 11851. Voor productieprocessen met modernere en strengere hygiëne-eisen is er de DIN 11853. Het belangrijkste doel van beide koppelingen is het creëren van een lekvrije verbinding die goed gereinigd kan worden, zodat er geen productresten of bacteriën in de leidingen achterblijven.

Hoe werkt een zuivelkoppeling?

De werking van een standaard zuivelkoppeling is gebaseerd op het stevig tegen elkaar drukken van twee metalen leidingdelen met een afdichting ertussen. Een complete koppeling bestaat altijd uit vier vaste onderdelen:

• Het draadstuk: Dit is het metalen deel met buitendraad dat aan de ene buis wordt gelast.
• Het puntstuk: Dit is het metalen deel met een gladde kraag (of flens) dat aan de andere buis wordt gelast.
• De afdichting: Een rubberen ring die tussen het draadstuk en het puntstuk komt te liggen om de verbinding vloeistofdicht te maken.
• De wartelmoer: Dit is de losse moer die over het puntstuk schuift en op het draadstuk wordt gedraaid.

Wanneer de wartelmoer wordt aangedraaid, trekt deze het puntstuk en het draadstuk strak naar elkaar toe. Hierdoor wordt de rubberen afdichting gecontroleerd samengeperst, wat zorgt voor een dichte verbinding waar geen vloeistof doorheen kan lekken.

Waar worden zuivelkoppelingen gebruikt?

De koppelingen worden niet alleen in de zuivelindustrie gebruikt. Ze worden breed toegepast in sectoren waar vloeistoffen of voedingsmiddelen door leidingen stromen en waar hygiëne een rol speelt:

• Zuivelindustrie: Voor het transport van melk, yoghurt, vla en vloeibare kaasproducten.
• Voedingsmiddelen- en drankenindustrie: Bij de productie van sappen, frisdranken, bieren, sauzen en vloeibare vetten.
• Farmaceutische en chemische industrie: Voor het verplaatsen van medicijnen, zalven, cosmetica en andere vloeistoffen die absoluut niet besmet mogen raken met bacteriën of resten van eerdere producties.

De reden voor het gebruik in deze sectoren is dat de leidingen regelmatig moeten worden doorgespoeld via automatische reinigingssystemen (Clean-in-Place of CIP) of gemakkelijk uit elkaar gehaald moeten kunnen worden voor een handmatige schoonmaak.

Welke soorten koppelingen zijn er?

In de praktijk wordt de term ‘zuivelkoppeling’ meestal gebruikt voor de variant met een schroefdraad en een moer. Binnen de moderne DIN 11853-norm (hygiënische buisverbindingen) is een verdeling in drie verschillende typen. De keuze voor een type hangt af van de beschikbare ruimte en hoe vaak de leiding losgemaakt moet worden:

• Schroefkoppelingen (DIN 11853-1): Dit is de klassieke uitvoering met de wartelmoer. Deze variant is vooral handig wanneer de verbinding regelmatig met de hand losgedraaid moet worden.
• Flenskoppelingen (DIN 11853-2): Hierbij worden twee platte metalen schijven (flenzen) met bouten en moeren aan elkaar bevestigd. Dit type wordt vaak gebruikt bij grotere buisdiameters of in vaste, permanente installaties.
• Clampkoppelingen of klemkoppelingen (DIN 11853-3): De leidingdelen hebben hierbij een schuine kraag en worden met een externe klemband (tri-clamp) naar elkaar toe gedrukt. Hiermee kan de verbinding heel snel en zonder gereedschap worden geopend en gesloten.

De verschillen tussen DIN 11851 en DIN 11853

Het doel van beide koppelingen is gelijk, maar de interne opbouw en de mate van hygiëne verschillen sterk. De voordelen van de modernere DIN 11853 worden duidelijk wanneer deze naast de traditionele DIN 11851 wordt gelegd:

• De centrering: Bij de oudere DIN 11851 zit er wat speling op de schroefdraad, waardoor de buizen niet altijd exact recht tegen elkaar aan zitten. De DIN 11853 centreert zichzelf heel nauwkeurig via een speciale ingebouwde kraag en uitsparing.
• De afdichting: Bij de DIN 11851 ligt de afdichtring redelijk los. Bij de DIN 11853 ligt een O-ring opgesloten in een nauwkeurig gemaakte groef. Wanneer de koppeling wordt aangedraaid, komen de metalen delen op een vast stoppunt tegen elkaar. De O-ring kan hierdoor niet te ver worden platgedrukt en sluit volledig vlak aan op de binnenkant van de buis.
• Het hygiënische resultaat: Door de vlakke aansluiting van de DIN 11853 verdwijnen de kleine spleten of dode ruimtes waar bacteriën of productresten zich kunnen ophopen. Dit maakt de DIN 11853 veel beter geschikt voor automatische spoelsystemen (CIP) dan de traditionele melkkoppeling.

Factoren die meespelen bij de juiste keuze voor een zuivelkoppeling

Bij het inrichten van een hygiënische proceslijn is de keuze van de juiste koppeling afhankelijk van meerdere omstandigheden in de fabriek:

Druk en diameter: De maximale werkdruk is gekoppeld aan de maat van de koppeling. Bij een temperatuur tot 140 °C gelden voor de DIN 11853 de volgende richtlijnen:

• Maten DN10 tot DN41: Maximaal 25 bar
• Maten DN53 tot DN104: Maximaal 16 bar
• Maten DN129 tot DN154: Maximaal 10 bar

Dit zijn de limieten van de koppeling zelf. De werkelijke veilige druk van het hele systeem hangt ook af van de wanddikte van de gebruikte RVS buis of opbouw van de industriele slang en de aanwezigheid van eventuele drukpieken.

Temperatuur en medium: Tijdens het schoonmaken met stoom (vaak tussen de 100 °C en 150 °C) treden temperatuurwisselingen op. Omdat roestvast staal en rubber in een ander tempo uitzetten en krimpen, moet het materiaal van de afdichtring passen bij het proces. Producten met veel vet vragen bijvoorbeeld om een afdichting van FKM of PTFE, terwijl bij watergedragen processen EPDM volstaat.

Laseinden en montage: DIN 11853-koppelingen hebben relatief korte lasuiteinden. Dit maakt ze geschikt voor compacte inbouwmaten en handmatig lassen (TIG) op locatie. Dit is een belangrijk verschil met de verwante DIN 11864-norm (aseptische verbindingen), die langere laseinden heeft die specifiek bedoeld zijn voor automatisch lassen (orbital lassen).

Veelgestelde vragen over zuivelkoppelingen in de praktijk

1. Kunnen DIN 11851 en DIN 11853 onderdelen met elkaar worden gecombineerd?

Dit is een veelvoorkomende vraag, omdat de buitenkant van de koppelingen (de wartelmoer) er vrijwel hetzelfde uitziet. Het korte antwoord is: nee, dit kan niet.
De wartelmoer van een DIN 11851 past soms wel op de schroefdraad van een DIN 11853, maar de aansluiting aan de binnenkant is anders. Het puntstuk en draadstuk sluiten niet op elkaar aan en de afdichtingen hebben een andere vorm. Het combineren van deze twee normen leidt tot lekkages en gevaarlijke ruimtes waar bacteriën kunnen groeien.

2. Hoe vaak moet de afdichtring van een zuivelkoppeling worden vervangen?

Er is geen vaste standtijd te noemen, omdat dit volledig afhankelijk is van het proces. De levensduur hangt af van de temperatuur, de agressiviteit van de reinigingsmiddelen (CIP) en het type product (bijvoorbeeld zuren of vetten). In de praktijk geldt de regel: bij elke demontage voor onderhoud of handmatige reiniging dient de afdichting te worden gecontroleerd. Bij de minste vorm van uitdroging, scheurtjes of blijvende vervorming moet de ring worden vervangen. Bij aseptische processen of kritische productwissels worden afdichtingen uit voorzorg standaard vernieuwd bij demontage.

3. Waarom blijft de koppeling lekken, ook na het strakker aandraaien van de moer?

Wanneer een traditionele DIN 11851-koppeling lekt, is de eerste reactie in de werkplaats vaak om de wartelmoer met een hamer of koppelingssleutel extra strak aan te slaan. Dit verergert het probleem meestal. Door de extreme kracht wordt de rubberen afdichtring (de D-ring) platgedrukt en in de leiding geperst. De ring raakt hierdoor beschadigd en sluit niet meer af. De oorzaak van de lekkage is meestal een versleten ring, vuil op het dichtvlak of een leiding die niet goed is uitgelijnd.

Praktijkproblemen en productoplossingen

Bij het gebruik van zuivelkoppelingen treden in de praktijk specifieke problemen op die de productie kunnen verstoren. Voor elk van deze problemen is er een gerichte productoplossing beschikbaar:

Probleem 1: Vreten en koudlassen van de schroefdraad

Omdat zuivelkoppelingen volledig van roestvast staal (rvs) zijn gemaakt, ontstaat bij het droog in elkaar draaien van de schroefdraad snel wrijving. Dit kan leiden tot ‘koudlassen’ (galling), waarbij de schroefdraad van de moer en het draadstuk in elkaar smelten. De koppeling zit dan muurvast en is onbruikbaar geworden.

De productoplossing: Het gebruik van wartelmoeren die aan de binnenzijde zijn voorzien van een speciale coating (zoals een zilver- of PTFE-laag). Deze coating vermindert de wrijving aanzienlijk, waardoor de delen niet in elkaar vreten. Een alternatief is het consequent gebruiken van een speciale, voedingsmiddelengeschikte montagepasta tijdens de assemblage.

Probleem 2: Productophoping en bacteriegroei bij slangaansluitingen

Wanneer een zuivelkoppeling op een flexibele slang wordt gemonteerd met standaard slangklemmen, ontstaat er aan de binnenzijde vaak een kleine overgang of een ‘stapje’. In deze randen hopen productresten zich op. Zelfs bij een automatische CIP-reiniging spoelen deze restanten niet altijd weg, wat een risico vormt voor de hygiëne.

De productoplossing: Volledig geassembleerde slangleidingen met een hygiënische persing. Hierbij wordt de zuivelkoppeling met een rvs-huls extreem strak op de slang geperst. De binnenzijde van de koppeling loopt hierdoor naadloos over in de binnenwand van de slang. Er zijn geen spleten of randen meer aanwezig, waardoor de reinigbaarheid optimaal is.

Probleem 3: Losschietende verbindingen door trillingen

In proceslijnen waar pompen of kleppen harde drukstoten of trillingen veroorzaken, kunnen traditionele schroefkoppelingen na verloop van tijd langzaam loslopen. Dit zorgt voor gevaarlijke situaties en productverlies.

De productoplossing: De overstap naar DIN 11853-3 clampkoppelingen of flenskoppelingen. Een clampverbinding wordt geborgd met een stevige klemband en een vleugelmoer of zeskantmoer. Deze constructie is vele malen beter bestand tegen trillingen en kan bovendien worden voorzien van een extra borgsegment dat ongewenst loslopen voorkomt.

De juiste zuivelkoppeling voor het proces

Zuivelkoppelingen lijken op het eerste gezicht misschien simpele onderdelen, maar ze zijn onmisbaar voor een veilige en schone installatie. Of het nu gaat om de juiste normering, de passende rubberkwaliteit of het voorkomen van bacteriegroei: elke keuze telt om een productieproces betrouwbaar te laten draaien.

Door de vele verschillende standaarden, maten en materialen kan het selecteren van de exacte koppeling een flinke puzzel zijn. Het is echter niet nodig om dit zelf uit te zoeken. De specialisten van Hydynamic hebben de benodigde kennis en het juiste assortiment in huis om hierbij snel te ondersteunen.

Voor zowel losse componenten als volledig geassembleerde slangleidingen kan er contact worden opgenomen met Hydynamic voor deskundig advies en een vrijblijvend voorstel. Hydynamic denkt graag mee over de beste oplossing voor het proces!