Stagnationsfreie Armaturentechnik

Kompakt informieren

• Die Sanierung einer bakteriellen Kontamination in einer Trinkwasser-Installation ist aufwendig und kostenintensiv. Die effektive und effiziente Vermeidung von Wasserkontaminationen muss deshalb für Betreiber, Facility Management, Planer, Installateure und Hersteller Trinkwasser führender Produkte im Mittelpunkt hygienetechnischer Anstrengungen stehen.
• Mit der Franke Modular Innovation Cartridge (FRAMIC) wird die Kontaminationsgefahr in Selbstschlussarmaturen auf zwei Arten erheblich verringert: Die hydraulische Steuerung arbeitet isoliert vom Trinkwasser und das Ventil aus Keramikscheiben bietet keinen Nährboden für eine Biofilmansiedelung.

Bakterien und Viren gelten als eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Eine ernste und zunehmende Bedrohung geht von sogenannten fakultativ-pathogenen Infektionserregern aus, die vornehmlich bei geschwächtem Immunstatus Krankheiten verursachen können.

Hierzu zählen unter anderem die wasserassoziierten Erreger Legionella pneumophila und das hochresistente Pseudomonas aeruginosa. Eine Gefährdung – insbesondere für immunsupprimierte Menschen – entsteht, wenn eine infektionsrelevante Konzentration der Bakterien im Trinkwassernetz und seiner angeschlossenen Komponenten vorliegt. Die Trinkwasserqualität in medizinischen Einrichtungen wird als maßgeblicher Verursacher wasserbezogener nosokomialer Infektionen (Krankenhausinfektionen) gesehen.

Für Krankenkassen, Krankenhäuser und Versicherte entstehen durch nosokomiale Infektionen bereits heute jährliche Kosten in Milliardenhöhe. Hinzu kommt der gesamtwirtschaftliche Schaden durch Fehlzeiten der Erkrankten am Arbeitsplatz. Für die Patienten selbst geht eine Krankenhausinfektion oft mit einem längeren Krankenhausaufenthalt einher; im schlimmsten Falle drohen schwerste Erkrankungen und gesundheitliche Langzeitfolgen.

Besonders anfällige Infektionsbereiche sind – nicht nur im Kranken- und Pflegebereich – die Wasser führenden Systeme; Leitungen, Material, Bauart und Funktionalität der Sanitärtechnik können die mikrobielle Beschaffenheit des Trinkwassers nachteilig beeinflussen.

Legionellen, Pseudomonaden und andere Keime in Trinkwasseranlagen langfristig einzudämmen und damit die mikrobiologische Trinkwasser-Qualität sicherzustellen, erfordert nach dem Stand der Wissenschaft die nachhaltige Bekämpfung und bestenfalls die Vermeidung von sogenanntem Biofilm. Dieser gilt als Nährgrundlage und Replikationsumgebung potenziell humanpathogener Keime und Bakterien.

Im Betrieb medizinischer Einrichtungen sind allgemein anerkannte technische Regeln für Trinkwasser-Installationen zur Prävention von wasserassoziierten Infektionen verbindlich einzuhalten. Sie bilden zudem die Grundlage für die Erstellung des vorgeschriebenen Wasserhygieneplans (VDI/DVGW-Richtlinie 6023 Hygiene in Trinkwasser-Installationen; DVGW-Arbeitsblatt W 556 Mikrobiologische Auffälligkeiten in Trinkwasser-Installationen; Methodik und Maßnahmen zu deren Behebung).

Steht nach einer bakteriellen Kontamination die Sanierung oder gar der komplette Austausch einer Trinkwasser-Installation an, sehen sich Eigner und Betreiber aufwendigen und kostenintensiven Investitionserfordernissen gegenüber.

Selbstschlusstechnik weiterentwickelt

Eine richtungweisende, bautechnische Entwicklung zur Förderung hygienisch unbedenklichen Trinkwassers kommt von Franke Aqua-rotter. Mit einem modularen Konstruktionskonzept ist dem Spezialisten für hochleistungsfähige Sanitärlösungen ein innovativer Schritt bei der Weiterentwicklung der Selbstschlusstechnik gelungen:

Die hygienekonforme, keramikbasierte „Franke Modular Innovation Cartridge“ (FRAMCI) besteht aus einer hydraulischen Steuerung, einem keramischen Ventil, der Wasserführung und einem keramischen Mischer. Das Selbstschlussprinzip berücksichtigt – neben den bekannten Funktionsprinzipien der Selbstschlusstechnik – die physikalischen Prinzipien der (Stoß-)Dämpfung.

Zielführend ist die mediengetrennte Bauart: Die hydraulische FRAMIC-Steuerung funktioniert als gekapselte Einheit. Sie arbeitet fließdruckunabhängig und bleibt, da isoliert vom Medium Wasser, von wasserinhärenten Feststoffen oder ablagerungsbildenden Schwebeteilchen unbeeinflusst. Das reduziert den Teileverschleiß und erhöht die Lebensdauer der Komponente.

Einen neuen Standard in der sanitärtechnischen Komponentenentwicklung markiert auch das FRAMIC-Ventil, das erstmals in Form eines keramischen Dreischeibenventils mit hydraulischer Steuerung für Selbstschlussarmaturen konzipiert wurde. Das patentierte Ventil besteht aus zwei plangeschliffenen, fest eingebauten Keramikscheiben und einem keramischen Schieber, der über die hydraulische Steuerung linear bewegt wird und dadurch den Öffnungs- oder Schließvorgang bewirkt.

Die gesamte Kartusche arbeitet stagnationsfrei. Auf diese Weise wird das Risiko einer Verkeimung durch Restwasserbestand deutlich minimiert.

Hightech-Material Oxidkeramik

Viele mikrobielle Organismen sind in der Lage, eine Schleimschicht, den Biofilm, aufzubauen. Solche Biofilm-Lebensgemeinschaften verfügen über eine höhere Resistenz gegenüber Umgebungsbedingungen, etwa chemische und physikalische Umwelteinflüsse, als frei schwimmende Zellen. Neben Nährstoffangebot, Wassergehalt, Temperatur und Strömungsbedingungen, beeinflusst die Oberflächeneigenschaft zu besiedelnder Materialien die Entstehung von Biofilmanhaftungen.

Zahlreiche Studienergebnisse, unter anderem aus dem BMBF-Verbundprojekt „Biofilme in der Trinkwasser-Installation“, belegen dies. Die Untersuchungen zeigen, dass polymere Werkstoffe organische Substanzen abgeben oder Verunreinigungen enthalten, die das Biofilmwachstum fördern. Neben der gesundheitlichen Gefahr, die von mikrobieller Kontamination ausgeht, drohen Materialschäden oder Funktionsminderungen von technischen Komponenten.

Für die Entwicklung von FRAMIC entschied sich Franke daher für den oxidkeramischen Werkstoff Aluminiumoxid (Al₂O₃). Der auf Basis synthetischer Rohstoffe hergestellte Hightech-Werkstoff zeichnet sich durch hohen Reinheitsgrad und seine Härte aus.

Wird das Rohmaterial bei einer Temperatureinwirkung zwischen 1200 und 2200 °C gesintert, entsteht eine verdichtete Oxidkeramik mit gleichmäßigem Mikrogefüge. In den nachfolgenden hochpräzisen Feinbearbeitungsverfahren (Schleifen, Läppen, Polieren) wird die Oberfläche des Werkstoffs optimal geglättet. Aus der technischen Keramik gefertigte Scheiben können dadurch dauerhaft als funktionsfähiges Gleit- und Dichtelement eingesetzt werden.

Dank der speziellen Beschaffenheit und Verarbeitung der Oxidkeramik bietet sie auch bei permanentem Wasserkontakt der Bauteile keinen Nährboden für eine Biofilmansiedelung.

Durch Betätigung der Druckkappe (Kolbenstange) werden drei Vorgänge ausgelöst: Der Fluidspeicher wird gefüllt. Dabei fließt das Wasser von Kammer A in die Kammer B durch einen beweglichen Membranring, der einen großen Querschnitt öffnet. Im zweiten Schritt wird der Kraftspeicher mit Energie geladen und eine Feder vorgespannt. Anschließend bewegt sich der weiter unten angebundene Schieber im Ventil nach unten, sodass die Öffnungen der Keramikscheiben übereinander liegen. Der Wasserfluss ist freigegeben. Der Schließvorgang wird durch den Kraftspeicher angetrieben. Dabei schließt sich der bewegliche Membranring und das Rückfließen des Wassers von Kammer B in Kammer A erfolgt auf einem vorgegebenen Weg, der wie bei dem kolbenlosen Selbstschlussprinzip durch eine Ausgleichsbohrung definiert ist. Das Drehen der Nadel entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt eine Schließzeitverlängerung bis zu 60 s. Wird sie im Uhrzeigersinn gedreht, kann die Schließzeit bis auf wenige Sekunden reduziert werden. www.bit.ly/framic

ist Abteilungsleiter Forschung & Entwicklung von Franke Watersystems, Franke Aquarotter, 14974 Ludwigsfelde, thomas.knoerck@franke.com, www.franke.de