Редуктори за производството на храни и напитки

• Едно от основните предизвикателства във връзка с хигиенния дизайн при редукторите е фактът, че това са сложни механизми, съставени от съвкупност от зъбни предавки и подвижни елементи със специфична геометрия
  
  
• Отлична алтернатива на конвенционалната конфигурация от електродвигател и предавателна кутия е използването на мотор-редуктор или барабанен мотор – решения от типа “всичко в едно” в общ корпус
  
  
• Освен на спецификациите на конкретен клас, сертифициран за използване в хранително-вкусовия сектор, редукторните масла в тази индустрия е необходимо да отговарят и на редица други изисквания

Хранително-вкусовата промишленост (ХВП) е сред най-взискателните по отношение на оборудването индустрии. Високите стандарти във връзка с хигиената, качеството и безопасността в този сектор засягат както дизайна на технологичните системи, така и материалите за изработката им, а също и използваните греси и смазочни вещества. Критични фактори за промишлената техника в цеховете за производство и преработка на хранителни продукти са екстремните температури, необходимостта от често и интензивно почистване с пара, водни струи под налягане, силни детергенти и агресивни дезинфектанти. Ето защо всички системи в пряк или косвен досег с продукцията трябва да са устойчиви на корозия и на директни щети вследствие на излагане на стандартни работни условия, както и да не отделят опасни за здравето частици, замърсявания, химикали, масла и смазки.

Сред ключовите компоненти на технологичните системи в ХВП са редукторите, чиято задача е да намаляват оборотите на въртене на двигателите, повишавайки въртящия им момент без сериозни загуби на мощност.

Предизвикателства пред ОЕМ производителите

OEM оборудването, стриктно адаптирано към конкретното приложение, е предпочитан избор за компаниите от хранително-вкусовия сектор, чиято дейност подлежи на строги законови регулации. За производителите на оригинално оборудване обаче може да е истинско изпитание да проектират и изработват компоненти за използваните в бранша машини, технологични системи и линии, тъй като всяко несъответствие с действащите санитарни норми може да коства на предприятията не само скъпи престои (до 20% от годишните приходи), но и целия им корпоративен имидж.

Макар тези норми да варират в зависимост от това в коя държава е позиционирано производството и какви са вътрешнофирмените стандарти и политики, на изискванията им е задължително да отговарят всички части и възли на оборудването в прилежащия технологичен парк, включително редукторите. Необходимо е както отделните компоненти, така и системата в цялост да се характеризират с оптимално хигиеничен дизайн, елиминиращ риска от натрупване на частици от продукти, замърсявания или други субстанции и позволяващ лесно и безпроблемно почистване и стерилизиране, както и с неръждаеми и високоиздръжливи на механични и химически въздействия повърхности.

Едно от основните предизвикателства във връзка със санитарния дизайн при редукторите е фактът, че това са сложни механизми, съставени от съвкупност от зъбни предавки и други подвижни елементи със специфична геометрия. Другото – че тези механизми се използват практически навсякъде в цеховете от ХВП – в машините и станциите за механична и термична обработка на изходните суровини, в системите за пълнене, дозиране, пакетиране, транспортиране и манипулиране с готовите изделия, а също и в линиите за бутилиране на безалкохолни напитки. В допълнение, всяко от тези приложения изисква специфични инструменти и решения със съответните възможности, което налага голямо разнообразие при дизайна и функционалността на предавателните кутии и използване на различни типове редуктори – конусно-цилиндрични, съосни цилиндрични, с паралелни валове, червячни, сдвовени червячни и др. В голяма част от практическите сценарии се изискват специален клас взривозащитени редуктори с усъвършенстван контрол върху работните температури.
Така проектирането, производството и изборът на предавателни механизми за даден тип оборудване в ХВП могат да се окажат наистина сложни.

Изисквания към смазочните масла

Освен на спецификациите на конкретен клас, сертифициран за използване в хранително-вкусовия сектор, редукторните масла в тази индустрия е необходимо да отговарят и на редица други изисквания по отношение на максимално дългия експлоатационен живот, оптималната безопасност при работа и рентабилността. Нещо повече – за да са приложими в предприятията от ХВП, тези вещества е важно да осигуряват още безопасно и безпроблемно действие в комбинация с висока ефективност и производителност и при най-екстремните натоварвания и условия.

На регулация традиционно подлежат и минералните масла както в качеството им на смазки, така и извън него, а също и мембраните, използвани в опаковъчните процеси.

В САЩ например смазочните материали за предавателни кутии в хранително-вкусовата индустрия се произвеждат в съответствие с регламентите на FDA (Food and Drug Administration), които касаят както случаи, в които маслата влизат в контакт с уплътнения, така и такива, в които тези субстанции се нанасят директно върху части на машини в пряко съприкосновение с хранителни продукти (например конвейери). Спецификациите на Американския национален институт за стандартизация (ANSI) са обединени в ANSI/AGMA 9005-E02 (R2014) “Смазване на индустриални предавки”.

На глобално ниво редукторните масла попадат под действието на изискванията на Международната асоциация за сапуни, перилни препарати и продукти за поддръжка (AISE), както и на DIN 51517-3 “Смазочни материали. Смазочни масла. Част 3: Смазочни масла по регламента CLP, Минимални изисквания”. Друг популярен международен стандарт в сегмента е ISO 6743-6:2018 “Смазочни материали, промишлени масла и подобни продукти (клас L). Класификация. Част 6: Фамилия C (зъбни предавки)”.

В България през 1982 г. е въведен изцяло националният стандарт БДС 13134 “Масла редукторни (ЕР). Технически изисквания”, който е отменен през 2005 г. От тогава до 2018 г. действа БДС ISO 12925-1 “Смазочни материали, индустриални масла и сродни продукти (клас L). Фамилия С (зъбни предавки). Част 1: Технически изисквания за смазочни материали за закрити зъбни предавателни системи”.

Специализираните стандарти в сегмента обикновено регулират допустимите количества остатъци от смазочните вещества в зависимост от материала и зоната на използване, например върху метални повърхности.

NSF – щатската организация за тестване, инспекция и сертифициране на продукти, която е част от националната Организация за обществено здраве и безопасност в САЩ, е разработила широко възприета схема за класифициране на смазочните масла (с класове от H1 – най-висок, до H3 – най-нисък). Приложението на съответния клас зависи от това до каква степен е допустимо продуктът да влиза в контакт с храни.

Смазочните масла със сертификат H1 се използват в приложения, в които е допустим ограничен контакт. Те са произведени от специални съставки от предварително одобрен списък, подготвен от FDA.

Маслата от клас H2 е разрешено да бъдат използвани в хранително-вкусови производства, но без да влизат в досег с храни. Тук няма предварително зададен списък с компоненти, но действат сериозни ограничения относно добавянето на токсични химикали и тежки метали в състава им. Клас H1 включва смазочни субстанции, които традиционно са по-скъпи като първоначална инвестиция, но за разлика от стандартните флуиди за смазване имат едно основно предимство – не попадат в обхвата на системата HACCP (Анализ на опасностите и контрол на критичните точки). В дългосрочен план тези продукти всъщност излизат доста изгодно, тъй като не налагат честа и времеемка смяна.

Мотор-редуктори и барабанни мотори в ХВП

Изискванията на редица приложения в хранително-вкусовата промишленост, например конвейерен транспорт, се обезпечават чрез специални комбинации от предавателни механизми, например двигател с трансмисия или електромотор с редуктор. Стандартни за конвейерите в множество цехове са системите от конвенционален електродвигател и скоростна кутия, която механично трансформира бързото въртене на вала на двигателя в подходящия въртящ момент, необходим за задвижване на конвейерната лента. Отлична алтернатива на тези варианти е използването на мотор-редуктор или барабанен мотор – решения от типа “всичко в едно”, които комбинират двигателя и предавателните компоненти в общ корпус. Изборът между двете комбинации за дадено конкретно приложение зависи от множество съображения, включително наличен бюджет и първоначална покупна цена, гъвкавост и изисквания във връзка с поддръжката. Последните са значително занижени при решенията с монолитни корпуси.

Едно от най-големите предимства на конвенционалната конфигурация от мотор и скоростна кутия е нейната изключително широка приложимост и дори универсалност. Тя използва готови компоненти, които могат да се съчетават по различни начини с цел постигане на най-добра цена – както първоначална, така и за резервни части.

Основният избор се свежда до това какъв тип скоростна кутия да се използва, което поставя на дневен ред съображения относно издръжливостта, хигиената и ефективността. Друго преимущество на стандартната конфигурация е лесната подмяна на елементите й поотделно един от друг, което не би било възможно при мотор-редуктор.

Мотор-редукторите обаче предлагат друга група предимства. Те са по-лесни за инсталиране и често се характеризират с по-висока енергийна ефективност. Обикновено заемат по-малко място от конвенционалните конфигурации, което е важно съображение в наситените с компоненти машини за ХВП. Мотор-редукторите могат да бъдат проектирани за улеснено почистване, особено барабанните двигатели, които се разполагат в края на транспортните ленти. Монолитният им дизайн и кръглата им форма не създават особени предизвикателства във връзка със задържането и премахването на замърсявания. В конструкцията им традиционно липсват и големите зъбни колела, които са класически “кандидат” за натрупване на мръсотия.