Wie man Leckagen bei der Dichtheitsprüfung erkennt

Technischer Leitfaden für den Vakuumlecktester · AT2E Frankreich

Das Prinzip: zwei Drücke, ein Gleichgewicht

Jeder Behälter hat einen Innendruck und einen Außendruck. Je nach Verpackungsprozess nimmt dieses Verhältnis eine der folgenden drei Formen an:

Verpackungsart	Druckverhältnis
Atmosphärisch	Innen = Außen. Keine Veränderung der Atmosphäre.
Positiver Druck	Intern > extern. Kohlensäurehaltige Getränke mit zugesetztem CO₂.
Unterdruck (Teilvakuum)	Innen < Außen. Heißverpackung: Beim Abkühlen des Produkts verringern die kondensierten Dämpfe das Innenvolumen und erzeugen ein Vakuum.

Wenn die Dichtigkeit der Versiegelung beeinträchtigt ist, gleichen sich die Drücke gemäß dem natürlichen Verhalten von Gasen aus. Ist ein Behälter nicht ordnungsgemäß verschlossen, kann Luft – und damit Mikroorganismen – in das Produkt eindringen und ein direktes Kontaminationsrisiko darstellen. Wie viele abgestandene Limonaden würden Sie trinken? Die Dichtigkeit der Versiegelung ist unerlässlich.

Die beiden grundlegenden Essays

1. Unterdrucktest (Vakuumtest)

Dies ist die Standardmethode zur Dichtigkeitsprüfung von flüssigen Produkten. Der Behälter wird kopfüber oder seitlich in die Kammer gestellt, wobei stets darauf geachtet wird, dass die Flüssigkeit im Inneren den Dichtungsbereich – den Verschluss oder Deckel – vollständig bedeckt. Anschließend wird der Außendruck unter den Innendruck des Behälters reduziert.

Durch die Erzeugung dieses Druckunterschieds – innen höher als außen – entsteht eine ausgleichende Kraft. Ist die Abdichtung fehlerhaft, tritt Flüssigkeit aus. Der Test wird trocken durchgeführt: Das Leck wird sichtbar, ohne den Behälter zu öffnen oder aufzuschneiden.

Bei gashaltigen Produkten (kohlensäurehaltige Getränke, stickstoffgefüllte Behälter) wird der Test mit dem Eintauchen in Wasser in der Kammer kombiniert. Durch die allmähliche Reduzierung des Außendrucks zeigen die Luftblasen präzise den Druckschwellenwert an, ab dem der Behälter undicht wird.

Ein entscheidender Unterschied: Bei einem Leck tritt sichtbare Flüssigkeit aus; ein Mikroleck lässt nur Gas durch – die Öffnung ist zu klein für Wassermoleküle, aber durchlässig für kleinere Gasmoleküle. Ein Behälter ohne sichtbares Leck ist nicht unbedingt hundertprozentig luftdicht.

2. Positivdruckprüfung

Bei diesem Test wird Luft in die Kammer eingeblasen, um einen Außendruck zu erzeugen, der den Innendruck des Behälters übersteigt und somit das Druckgefälle umkehrt. Die Ergebnisse werden anhand der Verformung des Behälters ausgewertet: Eine schwache Dichtung versagt unter der Einwirkung der äußeren Kraft.

Dieser Test eignet sich besonders zur Simulation von Vertriebs- und Transportbedingungen. Ein in der Höhe – wo der Luftdruck niedriger ist – versiegelter Container ist beim Erreichen seines Bestimmungsortes auf Meereshöhe einem höheren Außendruck ausgesetzt. Pro 1000 Metern Höhenverlust steigt der Luftdruck um etwa 100 Millibar.

Praxisbeispiel: Ein Kunde verpackte Joghurt in Acapulco (Meereshöhe) und lieferte ihn nach Toluca (2.660 m). Die Deckel kamen abgelöst an. Mithilfe einer Vakuumkammer wurden die Höhenbedingungen am Zielort simuliert und der genaue Druckschwellenwert ermittelt, bei dem die Behälter brechen würden. Dadurch konnte der Prozess angepasst werden.

Eine Kammer, zwei Versuche

Ein Vakuumleckprüfgerät mit vollständiger Spezifikation kann sowohl Unter- als auch Überdruck mit einem einzigen Gerät überwachen. Viele Hersteller bieten nur Vakuumtests an, aber diejenigen, die in unterschiedlichen Höhenlagen vertreiben oder mit verschiedenen Behältertypen arbeiten, benötigen beides. Die Kammer deckt diesen gesamten Bereich ab.

Kalibrierung des Drucksensors

Die wichtigste zu kalibrierende Variable ist der Drucksensor, der das angelegte Vakuum bzw. den Überdruck überwacht. Es wird empfohlen, ein hermetisch abgedichtetes Referenzmanometer in die Kammer einzubauen und zu überprüfen, ob der Sensor an mehreren Druckpunkten korrekte Werte erfasst. Das Manometer muss hermetisch abgedichtet sein, da sonst ein Vakuum eindringt und die genaue Erfassung externer Druckänderungen verhindert wird. Die empfohlene Mindestkalibrierungshäufigkeit beträgt sechs Monate.