Hygienic Design: Kabeldurchführungen und Materialien für Food & Pharma

In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie gelten besonders hohe Anforderungen an Hygiene, Sauberkeit und Prozesssicherheit. Alle Komponenten einer Maschine oder Anlage müssen so gestaltet sein, dass sich weder Schmutz noch Mikroorganismen festsetzen können. Das betrifft nicht nur produktberührende Teile, sondern auch elektrische Komponenten wie Kabel, Steckverbinder und Kabeldurchführungen. Das Konzept des Hygienic Design sorgt dafür, dass diese Elemente den branchenspezifischen Vorschriften entsprechen und zugleich eine lange Lebensdauer gewährleisten. Neben der Materialwahl spielt auch die konstruktive Ausführung eine zentrale Rolle, da sie die Reinigung, Wartung und Betriebssicherheit direkt beeinflusst.

Was bedeutet Hygienic Design?

Hygienic Design beschreibt die hygienegerechte Gestaltung von Maschinen und Bauteilen mit dem Ziel, eine möglichst einfache Reinigung und Kontaminationsvermeidung zu gewährleisten. Dabei geht es um die Kombination aus Geometrie, Materialauswahl und Montagekonzept. Zu den wichtigsten Grundprinzipien zählen:

• glatte, fugenfreie Oberflächen ohne Toträume,
• beständige Materialien gegen Reinigungs- und Desinfektionsmittel,
• korrosionsfreie Verbindungselemente,
• abgerundete Konturen, die Flüssigkeiten gezielt ableiten,
• eine Vermeidung von horizontalen Flächen, auf denen sich Wasser oder Produktreste ansammeln.

Normative Grundlagen sind unter anderem die EHEDG-Richtlinien, die DIN EN 1672-2, sowie FDA– und IP69K-Anforderungen. Diese Standards definieren die Konstruktionskriterien, Prüfmethoden und Reinigungsvalidierungen für hygienische Anlagenkomponenten.

Vergleich: Hygienic Design vs. Standard-Kabeldurchführung

Ein zentraler Unterschied zwischen herkömmlichen und hygienischen Kabelsystemen liegt in der Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit. Während Standardverschraubungen häufig über Gewindespalten und raue Oberflächen verfügen, sind Hygienic-Design-Lösungen komplett glatt, totraumfrei und aus nicht-porösen Materialien gefertigt.

Merkmal	Standard-Kabeldurchführung	Hygienic-Design-Kabeldurchführung
Material	Messing, Kunststoff	Edelstahl V4A (1.4404)
Oberfläche	Rau, mit Gewindekanten	Poliert, Ra < 0,8 µm
Dichtung	Gummi, teilweise nicht FDA-konform	FDA-konforme Silikon- oder EPDM-Dichtung
Reinigbarkeit	Eingeschränkt	Hochdruck- und dampfreinigungsfest
Hygiene	Risiko für Schmutzablagerung	Totraumfreie Bauweise, selbstentwässernd

Dieser direkte Vergleich zeigt, warum der Einsatz hygienischer Komponenten in sensiblen Umgebungen unerlässlich ist.

Aufbau und Funktionsprinzip hygienischer Kabeldurchführungen

Hygienic-Design-Kabeldurchführungen verbinden Funktionalität mit absoluter Dichtheit. Im Gegensatz zu Standardverschraubungen verfügen sie über spezielle Geometrien, abgerundete Übergänge und vollständig geschlossene Oberflächen. So werden Toträume und Schmutznester vermieden. Die Abdichtung erfolgt durch FDA-konforme Elastomere, die dauerhaft elastisch bleiben und Temperaturzyklen standhalten.

Typische Merkmale:

• Gehäuse aus Edelstahl V4A (AISI 316L),
• polierte, porenfreie Oberflächen (Ra < 0,8 µm),
• selbstabdichtende Übergänge,
• totraumfreie Bauweise,
• Schutzart IP68/IP69K,
• Dichtungen aus Silikon oder EPDM,
• Farbkennzeichnung (z. B. blaue Dichtungen) zur optischen Kontrolle.

Entscheidend ist, dass bei der Montage keine offenen Spalten entstehen und die Verschraubung auch nach wiederholter Reinigung dicht bleibt.

Materialien und ihre hygienischen Eigenschaften

Die Materialauswahl entscheidet über Lebensdauer und Hygienetauglichkeit. Neben Edelstahl sind auch Kunststoffe mit FDA- oder ECOLAB-Zertifizierung gängig. Eine Übersicht zeigt die wichtigsten Werkstoffe und Einsatzbereiche:

Material	Eigenschaften	Typische Anwendung
Edelstahl (V4A / 1.4404)	Hohe Korrosionsbeständigkeit, glatte Oberflächen, ideal für Nasszonen	Gehäuse, Verschraubungen, Schutzrohre
Silikon (FDA-konform)	Temperaturbeständig bis 180 °C, flexibel, chemikalienresistent	Dichtungen, Ummantelungen
EPDM	Gute Chemikalienbeständigkeit, langlebig in trockenen Bereichen	Dichtungen, Flanschabdichtungen
PTFE / FEP	Extrem glatte Oberfläche, nicht haftend, hitzebeständig	Sensorleitungen, Isolation
TPE	Abriebfest, öl- und fettbeständig	Kabelmäntel, bewegliche Leitungen

Oberflächen und Reinigung

Eine hygienische Oberfläche ist glatt, hart und frei von Poren. Edelstahl wird häufig elektropoliert, um mikroskopische Unebenheiten zu reduzieren. Dadurch sinkt die Reinigungszeit, der Chemikalienverbrauch und das Risiko biologischer Anhaftungen. In Verbindung mit geprüften Reinigungsmitteln (ECOLAB-konform) bleibt die Materialqualität auch bei häufigen Desinfektionszyklen stabil.

Kabel und Steckverbinder im Hygienic Design

Auch Kabel und Steckverbinder müssen den hohen Anforderungen genügen. Neben chemischer Beständigkeit zählt die Resistenz gegen Feuchtigkeit, Druck und thermische Belastung.

• PUR-/TPE-Kabelmäntel: hohe Flexibilität, abriebfest, beständig gegen Öle und Reinigungsmittel.
• PTFE-Isolierungen: für extreme Temperaturen und aggressive Medien.
• Vergossene Steckverbinder: spaltfrei, glatte Übergänge, Edelstahlgehäuse.
• Edelstahl-Schutzrohre: mechanischer und hygienischer Schutz in Nasszonen.

Praxisbeispiele aus der Industrie

• Abfüllanlagen in Molkereien: Edelstahlverschraubungen mit Silikondichtungen gewährleisten Dichtheit trotz täglicher Reinigung mit Heißwasser und Laugen.
• Brauereien: TPE-Mantel-Leitungen widerstehen CO₂, Druckluft und Reinigungsmitteln.
• Pharma-Reaktoren: PTFE-isolierte Leitungen halten chemische Dämpfe und Heißdampf stand – essenziell für Sterilprozesse.

Normen und Zertifizierungen im Überblick

Norm / Zertifikat	Geltungsbereich	Beschreibung
EHEDG	Lebensmittel, Pharma	Richtlinien zur hygienischen Konstruktion von Maschinen und Komponenten
DIN EN 1672-2	Lebensmittelmaschinen	Anforderungen an Hygiene und Reinigbarkeit
FDA 21 CFR	USA	Materialzulassung für Lebensmittelkontakt
3-A Sanitary	Milch- und Getränkeindustrie	Standards für hygienische Prozesse und Komponenten
ECOLAB	Reinigung	Prüfung der Beständigkeit gegenüber Reinigungsmitteln
IP69K	Schutzart	Staubdicht und hochdruckwasserfest

Vorteile von Hygienic-Design-Kabelsystemen

• Reduziertes Kontaminationsrisiko und erhöhte Produktsicherheit
• Schnelle, effiziente Reinigung und geringerer Chemikalienverbrauch
• Längere Lebensdauer und geringere Wartungskosten
• Nachvollziehbare Konformität mit EHEDG-, FDA- und GMP-Standards
• Verbesserte Dokumentation und Auditfähigkeit
• Beitrag zur Nachhaltigkeit durch geringeren Ressourcenverbrauch

FAQ: Häufige Fragen zu Hygienic Design bei Kabelsystemen

Welche Norm gilt für Hygienic Design?
Die wichtigsten Regelwerke sind EHEDG, DIN EN 1672-2, FDA und IP69K. Sie definieren Bauweise, Materialien und Reinigbarkeit.

Was bedeutet IP69K bei Kabelverschraubungen?
Diese Schutzart steht für absolute Dichtheit gegenüber Staub und Hochdruckwasser – ein Muss in Nassbereichen.

Welche Materialien sind für die Lebensmittelindustrie zugelassen?
Vor allem Edelstahl V4A, Silikon (FDA-konform), PTFE, EPDM und TPE – alle mit hoher chemischer und thermischer Beständigkeit.

Wie erkenne ich eine hygienische Kabeldurchführung?
An polierten Edelstahloberflächen, abgerundeten Formen und totraumfreier Bauweise. Außerdem sind oft blaue, FDA-konforme Dichtungen sichtbar.

Zukunftsperspektiven

Mit zunehmender Automatisierung wächst die Zahl hygienisch sensibler Sensoren und Aktoren. Intelligente Verkabelungssysteme mit antibakteriellen Oberflächen und integrierter Selbstdiagnose werden künftig Standard sein. Ebenso denkbar sind selbstreinigende Oberflächen auf Basis nanostrukturierter Materialien oder Additive, die das Wachstum von Mikroorganismen hemmen.

Hygienic Design ist in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie eine Grundvoraussetzung für sichere, effiziente und nachhaltige Produktionsprozesse. Kabeldurchführungen, Steckverbinder und Materialien müssen technisch robust und hygienisch einwandfrei konstruiert sein. Unternehmen, die konsequent auf Hygienic-Design-Komponenten setzen, profitieren von längerer Lebensdauer, geringeren Ausfallzeiten und höherer Prozesshygiene. Ein ganzheitlicher Ansatz – von der Werkstoffwahl über die Montage bis zur regelmäßigen Validierung – schafft Vertrauen, Qualität und Zukunftssicherheit.