Hygienic Design: Hygienegerechte Not-Halt-Schalter, Not-Halt-Taster und HMI-Systeme im Lebensmittelbereich
Wenn Konstruktion über Kontamination entscheidet
Der Ursprung hygienischer Risiken liegt in der Konstruktion – nicht im Betrieb
In einem Molkereibetrieb wurden im Rahmen eines internen Hygiene-Audits wiederholt erhöhte Keimwerte an HMI-Bedienpanels festgestellt – trotz täglicher Reinigung. Die Ursache lag nicht im Reinigungsprozess, sie lag in der Konstruktion: minimale Fugen an Übergängen zwischen Frontfolie und Gehäuse – konstruktiv vorhanden und praktisch nicht erreichbar.
Solche Beispiele sind kein Einzelfall. Kontaminationsrisiken entstehen in hygienekritischen Produktionsumgebungen häufig dann, wenn Bauteile konstruktiv nicht vollständig reinigbar sind. Wo Reinigung physikalisch nicht hinkommt, kann sie auch keine Wirkung entfalten. Die technische Konsequenz ist eindeutig:
Hygiene entsteht nicht nur durch Reinigung – sondern auch durch Konstruktion.
In diesem Text erfahren Sie mehr darüber, worauf beim Einsatz von HMI-Systemen in hygienekritischen Umgebungen zu achten ist – Anforderungen an die Werkstoffauswahl, die Konstruktion, die Schutzart.
Hygienic Design: Kontaminationsrisiken systematisch ausschließen
Hygienegerechte HMI-Systeme folgen keinem Optimierungsansatz, sondern einem Ausschlussprinzip:
Konstruktive Schwachstellen dürfen gar nicht erst entstehen.
Daraus ergeben sich drei zentrale Anforderungen:
1. Geschlossene, fugenfreie Oberflächen
2. Vollständig reinigungsfähige Geometrie
Alle Bereiche eines Systems müssen für Reinigungsmedien erreichbar sein. Wenn Toträume vorhanden sind, bleiben Rückstände bestehen – unabhängig von Reinigungsdauer oder -intensität.
3. Dauerhaft dichte Systemintegration
Dichtheit muss unter realen Bedingungen bestehen bleiben: Hochdruck, Temperaturwechsel und chemische Belastung wirken dauerhaft auf das System ein. Wenn Dichtungen nachlassen, entsteht ein strukturelles Hygienerisiko.
Kritische Zonen bei HMI-Systemen und Not-Halt / Not-Halt-Systemen
Hygienische Schwachstellen entstehen typischerweise nicht im sichtbaren Bedienbereich, sondern an konstruktiven Schnittstellen:
- Übergänge zwischen Front und Gehäuse
- Schraub- und Montagepunkte
- Dichtkanten mit ungleichmäßiger Kompression
- strukturierte oder mikroraue Oberflächen
Diese Bereiche lassen sich unter realen Reinigungsbedingungen oft nicht vollständig dekontaminieren.
Wenn solche Strukturen vorhanden sind, bleibt ein Restrisiko bestehen. Daher vermeiden hygienegerechte Systeme diese Geometrien durch konstruktive Eliminierung.
Reinigungsrealität: Warum IP-Schutzarten entscheidend sind
Industrielle Reinigung bedeutet für die Geräte eine mechanische und chemische Dauerbelastung:
- Hochdruckreinigung
- Heißwasseranwendungen bis etwa 80 °C
- alkalische und saure Reinigungsmittel
- wiederkehrende Desinfektionszyklen
Daraus folgt eine klare technische Anforderung:
- IP66 / IP67 → für geschlossene Systeme ohne direkte Hochdruckbelastung
- IP69K (DIN 40050-9) → für Hochdruck- und Heißwasserreinigung
Wenn eine Anwendung regelmäßig mit Hochdruck gereinigt wird, ist IP69K funktional erforderlich.
Niedrigere Schutzarten können unter diesen Bedingungen langfristig zu Undichtigkeiten führen.
Materialien: Hygienesicherheit ist werkstoffabhängig
Die Materialwahl beeinflusst in hohem Maße, ob ein System dauerhaft hygienisch stabil bleibt.
Edelstahl V4A (1.4404 / 316L) hat sich im Hygienic Design als "Werkstoff der Wahl" etabliert, weil er:
- gegenüber Reinigungschemikalien korrosionsbeständig ist
- ohne zusätzliche Beschichtungen zuverlässig lebensmittelkonform eingesetzt werden kann
- mechanisch stabil bleibt
- eine glatte, porenfreie Oberfläche bietet
Wichtig: Wenn Materialien aufrauen, korrodieren oder chemisch reagieren, entstehen neue Ablagerungsflächen.
Technische Kunststoffe (z. B. PC/ABS, Polyamide) können eingesetzt werden, sofern sie chemisch beständig sind und keine strukturellen Schwachstellen erzeugen.
Dichtungen aus TPE oder Silikon müssen ihre Eigenschaften über den gesamten Einsatzzeitraum behalten – insbesondere unter Temperatur- und Chemikalienbelastung.
Kapazitive Glasoberflächen bieten Vorteile beim Reinigen, können jedoch in Anwendungen mit Handschuhbedienung funktional eingeschränkt sein.
Normen: Hygienic Design ist verbindlich und sicher geregelt
Die Anforderungen an hygienegerechte HMI-Systeme sind normativ klar definiert:
- DIN EN 1672-2:2021-05 definiert grundlegende Hygieneanforderungen an Maschinen für die Lebensmittelverarbeitung
- Richtlinien der EHEDG geben Empfehlungen für hygienegerechtes Design, Materialauswahl und zur Reinigbarkeit in kritischen Bereichen.
- EU-Verordnung 10/2011 enthält Regelungen zu Kunststoffen mit Lebensmittelkontakt und ist damit entscheidend für die Materialwahl in der Lebensmittelproduktion und bei Verpackung
- FDA-Regularien (USA) sind relevant für international eingesetzte Anlagen, insbesondere für FDA-konforme Materialien.
- DGUV-Vorgaben betreffen Arbeitssicherheit, Ergonomie und sichere Bedienbarkeit von HMIs auch unter hygienischen Bedingungen
Diese Regelwerke beschreiben konkret, wie Konstruktion, Material und Reinigungseigenschaften ausgelegt sein müssen.
Branchenanforderungen: steigende Sensibilität, steigende Anforderungen an Kontaktelemente, Not-Aus und HMI-Systeme
Die Anforderungen an hygienegerechte HMI-Systeme mit Befehls- und Meldegeräten steigen mit der Produktsensibilität:
- Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Nahrungsmittelmaschinen
Regelmäßige Nassreinigung, hohe Taktung, chemische Belastung - Pharmaindustrie
Aseptische Prozesse, minimale Toleranz für Kontaminationsrisiken
Überall dort, wo Produkte offen verarbeitet oder abgefüllt werden, muss das Hygienic Design besonders konsequent umgesetzt werden.
Kompetenz von Schlegel: Hygienegerechte Baureihen für Not-Halt, Schalter und Taster
Die Georg Schlegel GmbH & Co. KG hat hygienegerechte Anforderungen in ihre Produktentwicklung integriert. Der Hersteller hat Not-Halt-Geräte, die normgerechte Sicherheit mit hoher Reinigungsfreundlichkeit verbinden. Passendene Not-Halt-Schalter sind in der Baureihe Shortron und in der Baureihe Shortron Zwischenbau erhältlich. Durch innovative Dichtungskonzepte wird verhindert, dass Mikroorganismen hinter den Schalter gelangen.
Ein hygienisches Bedienkonzept endet jedoch nicht beim Not-Halt. Für eine durchgängige "Clean Line" an der Maschine sind auch Drucktaster und Meldeleuchten im Hygienic Design erforderlich. Auch hier bietet Schlegel entsprechende Komponenten (Rontron-R-Juwel und Shortron Zwischenbau) an, die sich nahtlos in hygienische Anlagenkonzepte einfügen lassen.
FAQ: Hygienegerechte HMI‑Systeme
Was unterscheidet hygienegerechte HMI‑Systeme von Standard‑HMI‑Systemen?
Hygienegerechte HMI‑Systeme sind speziell für reinigungsintensive und hygienekritische Produktionsumgebungen konstruiert. Sie zeichnen sich durch geschlossene, gut reinigbare Oberflächen, geeignete Schutzarten (z.B. IP69K) sowie materialseitige Beständigkeit gegenüber Reinigungschemikalien und Temperaturbelastungen aus und tragen so zur Langlebigkeit und Sicherheit von Maschinen bei.
Standard‑HMI‑Systeme erfüllen diese Anforderungen konstruktiv in der Regel nicht.
Ab welcher Schutzart sind HMI‑Systeme und Not-Halt-Taster für die Lebensmittelindustrie geeignet?
Für Anwendungen ohne direkte Hochdruck‑ oder Heißwasserreinigung können Schutzarten wie IP66 oder IP67 ausreichend sein.
In Produktionsbereichen mit intensiver Nassreinigung hat sich IP69K (nach DIN 40050‑9) als relevanter Industriestandard etabliert.
Welche Normen und Richtlinien sind für hygienegerechte HMI‑Systeme und Not-Aus-Taster maßgeblich?
Zentrale normative Grundlagen sind:
- DIN EN 1672‑2 (Hygienic Design in der Lebensmitteltechnik)
- EHEDG‑Richtlinien
- EU‑Verordnung 10/2011 (Materialien mit Lebensmittelkontakt)
- Bei internationalen Anwendungen können zusätzlich FDA‑Regularien relevant sein.
Diese Regelwerke definieren Mindestanforderungen und werden bei Audits systematisch herangezogen.
Warum ist Edelstahl V4A (1.4404 / 316L) der bevorzugte Werkstoff?
Edelstahl 1.4404 / 316L bietet eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber aggressiven Reinigungsmedien, ist lebensmittelkonform ohne zusätzliche Beschichtungen und besitzt eine glatte, porenfreie Oberfläche. Dadurch eignet er sich besonders für den dauerhaften Einsatz in hygienekritischen Produktionsumgebungen.
Können kapazitive Touchscreens in der Lebensmittel‑ oder Pharmaindustrie eingesetzt werden?
Ja, kapazitive Glasoberflächen bieten aufgrund ihrer geschlossenen Struktur sehr gute Reinigungseigenschaften für hygienesensible Umgebungen.
In Produktionsbereichen mit Schutzhandschuhpflicht ist jedoch zu prüfen, ob die Bedienbarkeit gegeben ist oder spezielle handschuhkompatible Ausführungen erforderlich sind.
Fazit: Hygiene ist eine konstruktive Entscheidung
Hygienegerechte HMI-Systeme entstehen nicht durch zusätzliche Maßnahmen im Betrieb.
Sie entstehen durch Konstruktion.
Entscheidend sind:
- fugenfreie, vollständig reinigungsfähige Geometrien
- materialseitige Beständigkeit gegenüber realen Prozessbedingungen
- dauerhaft dichte Systemintegration
Wenn diese Faktoren erfüllt sind, lässt sich Hygienesicherheit reproduzierbar herstellen.
Wenn nicht, bleibt sie vom Reinigungsprozess abhängig.
