Изпълнителни механизми и задвижвания за хранително-вкусовата промишленост

АвтоматизацияСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 7, 2012

Спецификите на приложението поставят високи изисквания към конструкцията и използваните материали

     Пневматичните, хидравлични и електрически задвижващи и изпълнителни механизми играят ключова роля в съвременното автоматизирано производство на храни и напитки. Освен постигането на висока оперативна ефективност, спецификата на приложението им поставя и високи изисквания към конструкцията и използваните материали, които трябва да отговарят на европейските стандарти за хигиена във всички участъци на производствената система.

Нормативни изисквания към механизмите
Съществуват редица международни и европейски документи, които на основата на предварителни и задълбочени проучвания дават препоръчителни, а в някои случаи и задължителни норми. Изпълнението на такива изисквания гарантира постигането на качествен от гледна точка на хигиената дизайн на технологичното оборудване. В Европа оперира Европейска група за хигиенен инженеринг и дизайн (European Hygienic Engineering & Design Group), в която членуват повече от 1600 фирми, научни институти и други организации, чиято цел е създаването на препоръчителни и задължителни норми в помощ на проектантите на ново оборудване в областта на хранително-вкусовата промишленост. Като част от него, изпълнителните механизми и задвижвания също трябва да съответстват на строгите хигиенни изисквания в хранителната и пакетиращата индустрия. Те трябва да бъдат с технически, конструктивни и експлоатационни възможности, които осигуряват протичането на производствения процес или предлагането на храните по начин, който не води до замърсяването им. Конструкцията им трябва да бъде изработена от гладки материали, без пукнатини и дефекти и да позволява ефективно почистване, измиване и дезинфекция. Също така, те трябва да предпазват храната от замърсяване, да не задържат бактерии, смазочни течности или други замърсители, които биха могли да навредят на потребителите. Ето защо задвижващите и изпълнителни механизми, използвани в хранително-вкусовата промишленост, трябва да бъдат произведени от подходящи материали и проектирани по начин, който елиминира евентуални места за събиране на бактерии и други вредни микроорганизми. Корпусът им трябва да бъде подходящ за контакт с храна, устойчив на чести взаимодействия с вода, киселинни и алкални препарати, пара и различни видове санитарни почистващи разтвори.

Изисквания към пневматичните линейни задвижвания
Машините, използвани при производството на храни и напитки, използват различни типове задвижки и изпълнителни механизми, в зависимост от това къде се намират в оборудването за обработка и как са защитени от миещи процеси. За приложения, които изискват задвижката да влезе в пряк контакт с водна струя от съоръженията за измиване, се препоръчват цилиндри с бутален прът, предвид по-доброто им уплътнение. За разлика от тях, носещата конструкция на безпрътовите пневматични задвижвания е проектирана да поема натоварването през целия ход на машинната част, поради което те не могат да бъдат напълно запечатани, така че да се предотврати навлизането на течности във вътрешните компоненти на задвижката.

Дори и работните части на типичните бутални цилиндри да не влизат в контакт с обработвания хранителен продукт или неговата опаковка, неизбежно се случва части от производствената машина, включително и задвижките, да бъдат полети или изпръскани. Въпреки че тези остатъци се отстраняват редовно от оборудването, те пак могат да станат среда за развитие на бактерии, гъбички, плесени и други микроорганизми, които биха замърсили хранителния продукт или неговата опаковка. От най-голямо значение са патогенните микроорганизми като Listeria и Escherichia coli. Те могат да паразитират в оборудването и при благоприятни условия да се размножат по време на производствения процес, замърсявайки и произвежданите хранителни продукти или напитки. Като вероятни места за развитието им могат да се окажат различни грапавини по повърхнините на технологичното оборудване, пукнатини и различни тесни места, затрудняващи достъп на миещи препарати. Следователно, неравности и пукнатини, където микроорганизмите могат да се установят и размножават, задължително трябва да се избягват.

Материали, подходящи за мокри среди
Задвижките, използвани в ХВП, трябва да бъдат изработени от устойчиви на корозия материали и внимателно защитени от контакт с вода, хранителни продукти или химикали. Освен това, механизмите трябва да имат необходимата якост в широк температурен диапазон, да са с достатъчна дълготрайност и износоустойчивост, да не са токсични, да нямат абсорбиращи способности, да бъдат устойчиви на напукване, лющене и износване. Неръждаемата стомана обикновено отговаря на всички тези изисквания. Алуминиевите сплави, като материал за изработка на задвижващите и изпълнителни механизми, са подходящи за сухи производствени процеси, тъй като в тях не се налага употребата на силно разяждащи почистващи разтвори. Някои други метални сплави също са подходящи за приложение в ХВП при определени условия. Сплави, съдържащи олово, мед или други токсични метали трябва да се избягват в подобни приложения. Повърхностните покрития, използвани за намаляване на корозията на компонентите, също трябва да бъдат одобрени за употреба в производството на храни и напитки.

На строги изисквания подлежат и уплътненията, присъединителните детайли и смазочните течности на изпълнителните механизми и задвижките. Уплътненията е необходимо да бъдат изработени от материали, подходящи за употреба в среди с повишени хигиенни изисквания и да бъдат устойчиви на въздействието на използваните почистващи решения.

Проектиране и производство
Окончателната обработка на контактните повърхности на механизмите с хранителните суровини и продукти трябва да гарантира минимална грапавост, за да могат те да бъдат лесно почиствани. Повърхностите трябва да бъдат равни, непрекъснати, без пукнатини и драскотини, които могат да задържат нечистотии и микроорганизми след почистване. Неразглобяемите съединения в конструкцията на изпълнителните механизми, например връзката между корпуса на двигателя и шнеков цилиндър, могат да бъда осъществени на базата на заварка или уплътнени, но при всички положения не трябва да затрудняват почистването. Важно е уплътнението между цилиндровата глава и блока на двигателя да бъде изравнено със съседните повърхности. Ако то е изпъкнало или вдлъбнато, създава опасност от събиране на влага, хранителни остатъци и бактерии. В случаите, когато задвижката се комплектова с О-пръстен, той трябва напълно да запълва празнината между двете части. Скобите, използвани в задвижки за мокри приложения, също трябва да са водоустойчиви. Препоръчително е да се избягват шестоъгълни болтове, цилиндрични зенкери, винтове с канали или ситно назъбени скоби, тъй като всички те имат потенциал да събират остатъци.

Независимо дали задвижките са хидравлични, пневматични или електрически, корпусът им трябва да бъде плътно запечатан и да не позволява проникването на прах и вода. За приложения в хранително-вкусовата промишленост се препоръчва използването на изпълнителни механизми и задвижки с клас на защита IP65 или IP67, а за екстремни условия - IP69K.

Поддръжка на оборудването
Влажните работни среди като цяло са голямо предизвикателство за оборудването. Поради тази причина е необходимо да се подберат задвижки и изпълнителни механизми специално изпълнение и да се осъществяват чести проверки на състоянието им. Препоръчват се периодични инспекции на оборудването за всякакви признаци на корозия, износване на уплътненията, разхлабени компоненти и др.

Почистването на оборудването, като част от поддръжката и изискванията на производството, е от съществено значение за премахване на замърсявания от различен характер и предотвратяване на развитието на микроорганизми от всякакъв вид. Механизмите, които по конструктивни причини са трудни за почистване, се налага по-често да се подлагат на съответните процедури за отстраняване на неблагоприятни последици от замърсявания, да се използват по-агресивни химически средства и да се осъществява по-продължителен почистващ и обеззаразителен цикъл. За да бъдат почистени ефикасно, работните повърхности трябва да са с ниска грапавост, без пукнатини и остри ъгли, без издатини и без "мъртви зони", не само при тяхното проектиране и изработка, но и по време на целия жизнен цикъл на технологичното оборудване.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top