Червячни редуктори за хранителни и фармацевтични машини

Когато червячен редуктор е инсталиран в зона за производство на храни, напитки или фармацевтични продукти, се прилагат три различни изисквания, освен спецификациите за механични характеристики, които регулират стандартния индустриален избор. Разбирането на тези три слоя е това, което отличава съответстващата инсталация от отговорността.

Слой 1 — Съответствие на материалите: Всяко вещество, което би могло да влезе в контакт с хранителен продукт директно или индиректно – включително смазочни материали, които биха могли да протекат или да се разпръснат – трябва да отговаря на приложимите разпоредби за контакт с храни. В Корея се прилага Законът за хигиена на храните. За съответствие с изискванията за износ или одит, сертифицирането от NSF (Национална фондация за хигиена) е международният стандарт. Използването на стандартно минерално трансмисионно масло в червячен редуктор над линия за преработка на храни излага съоръжението на риск от неуспех при одит, независимо дали маслото някога е в контакт с продукта.

Слой 2 — Почистваемост: Оборудването за производство на храни се почиства по график — ежедневно, на смяна или по-често, в зависимост от вида на продукта. Това почистване е или ръчно измиване, или CIP (почистване на място), при което почистващият разтвор циркулира през производствената линия. Повърхността на корпуса на червячния редуктор трябва да отделя течността, а не да я задържа. Мъртвите зони — вдлъбнатини, хоризонтални издатини, джобове за болтови глави — които натрупват остатъци от продукт или почистващ разтвор, се превръщат в източници на замърсяване между циклите на почистване.

Слой 3 — Предотвратяване на течове: Стандартен червячен редуктор с износени уплътнения на вала евентуално ще доведе до просмукване на масло на изходите на вала. В обща индустриална среда това е проблем, свързан с поддръжката. В зона за производство на храни над конвейер или машина за пълнене, просмукването на масло е събитие, водещо до замърсяване на продукта, което води до спиране на производството, разследване за изтегляне от пазара и потенциални регулаторни действия.

Смазка NSF H1 — не е същото като „хранителна“

NSF H1 е специфичният сертификат за смазочни материали, които са приемливи за случаен контакт с храна — те могат да докоснат храната случайно (пръски, капки), без това да я направи опасна. Маслата NSF H1 използват базови масла на база бяло минерално масло или PAO с добавки, които са в одобрения списък на FDA 21 CFR 178.3620.

„Хранителен клас“ без сертификат NSF H1 не е смислено твърдение за съответствие. Доставчик, който твърди, че даден лубрикант е „хранителен клас“ без номера NSF H1, е предоставил маркетингов език, а не документ за съответствие. Винаги искайте регистрационния номер на NSF H1.

Материал на корпуса: Когато е необходима неръждаема стомана

Стандартните алуминиеви NMRV корпуси с анодизирана повърхностна обработка са приемливи в много среди за производство на храни. Корпуси от неръждаема стомана SUS304 са необходими, когато: устройството е директно във влажна зона (над продуктовите линии), когато се използват хлорирани почистващи препарати, които могат да атакуват алуминия, или когато стандартът за безопасност на храните на клиента или HACCP планът изискват неръждаем материал за цялото оборудване във зоната.

Боядисаният чугун не е приемлив в директни зони с храна — стърготината боя е източник на замърсяване. Алуминият или неръждаемата стомана са двата приемливи материала.

Материал на уплътнението: VITON или PTFE, не NBR

Стандартните уплътнения на вала на червячни редуктори използват NBR (нитрилен каучук) материал за устни. NBR е устойчив на минерални масла, но се разгражда при контакт с хлорирани почистващи препарати, озон и някои хранителни киселини - всички от които присъстват в среда за производство на храни.

За червячни редуктори за хранително-вкусова и фармацевтична промишленост, изберете уплътнения на вала VITON (FKM). VITON е устойчив на хлорирани почистващи препарати, разредени киселини, CIP химикали и озон, без да се подува или втвърдява. Освен това има по-широк работен температурен диапазон от NBR.

IP67: Стандарт за измиване с вода

IP67 означава, че устройството е защитено срещу пълно потапяне във вода до 1 метър за 30 минути. На практика в производството на храни, IP67 е степента, която потвърждава, че червячният редуктор може да издържи на измиване под високо налягане с гореща вода и препарат без проникване на течности - най-често срещаната процедура за почистване в хранителните предприятия.

IP65 (защита от водна струя) е достатъчна за зони, където червячният редуктор се изплаква с маркуч, но не е директно подложен на продължителна водна струя под високо налягане.

Серията XRV050 е червячен редуктор от неръждаема стомана за хранителни цели в продуктовата гама на Korea Ever-Power, проектиран специално за приложения в хранително-вкусовата промишленост, напитки, преработка на морски дарове и фармацевтични продукти във влажна зона.

Ограничение за почистване: Не използвайте почистващи препарати с концентрация на хлорид над 200 ppm върху неръждаема стомана SUS304 — това причинява точкова корозия. За протоколи за CIP с високо съдържание на хлор се изисква SUS316. Проверете спецификацията на почистващия препарат, преди да финализирате избора на материал.

Принцип 1: Премахване на мъртвите зони

Монтирайте червячния редуктор под ъгъл за самооттичане — без хоризонтални повърхности, където може да се събира течност. Всички монтажни повърхности трябва да отвеждат течността към дренаж. Вдлъбнатините на болтовите глави и хоризонталните издатини на външната страна на корпуса трябва да бъдат запечатани с хранителен силикон, където е възможно, или корпусът трябва да бъде ориентиран надолу.

Принцип 2: Поддържайте изходния вал достъпен за проверка

Уплътнението на изходния вал е точката с най-висок риск от теч. Проектирайте инсталацията така, че тази зона да може да се проверява визуално по време на работа и да е достъпна за смяна на уплътнението по време на планирана поддръжка. Затварянето на зоната на изходния вал в рамката на машината, където не може да се види или да бъде достъпна, е лош хигиеничен дизайн — всяко просмукване на масло става невидимо, докато не се случи замърсяване.

Принцип 3: Гарнитури и уплътнения, обърнати надолу

Всяко уплътнение или статично уплътнение на корпуса на червячния редуктор – повърхността на съединението на корпуса, пробката за пълнене на масло, инспекционният отвор – трябва да бъде ориентирано надолу или настрани, никога нагоре. Уплътнението, насочено нагоре, е капан за течности, който задържа замърсената вода в непрекъснат контакт с уплътнението, ускорявайки разграждането на материала на уплътнението и създавайки точка на натрупване на замърсяване.

Принцип 4: Поддържайте минимален просвет от земята

Монтирайте червячния редуктор с достатъчно разстояние от пода или основата на машината, за да може почистващото оборудване да достигне отдолу — обикновено стандартите за безопасност на храните изискват минимално разстояние от 200 мм. Редуктор, монтиран директно на пода, не може да се почисти правилно отдолу, което създава зона за натрупване на замърсяване.

Случай 1: Корейски завод за опаковане на храни — производствена линия CIP

Приложение: Конвейерно задвижване за линия за опаковане на готови храни, почиствано два пъти дневно с цикъл на CIP с гореща вода. Конвейерната лента преминава над зоната на запечатване на опаковката — всяко капене от задвижването представлява директен риск от замърсяване на продукта.

Избран червячен редуктор: Неръждаема стомана XRV050 при съотношение 40:1, масло NSF H1, IP67, уплътнения VITON. Корпусът е ориентиран с хоризонтален изходен вал и отвор за пълнене с масло, достъпен отгоре за поддръжка.

Резултат от одита: Инсталацията премина одит за безопасност на храните от трета страна без установени несъответствия, свързани със задвижващата система. Одиторът отбеляза специално съответствието на корпуса от неръждаема стомана, сертификата за масло NSF H1 и достъпния дренажен отвор.

Случай 2: Машина за пълнене на напитки — Дозиращ механизъм

Приложение: Обемно дозиращ механизъм на машина за пълнене на бутилирани напитки. Изходен въртящ момент 85 N·m при 22 rpm, работа 16 часа/ден, 5 дни/седмица. Машината се изплаква с вода под високо налягане между вкусовете.

Избран червячен редуктор: NMRV-050 с подобрени VITON уплътнения и NSF H1 смазка при 60:1, IP65. Тук не се изисква пълна XRV050 неръждаема стомана — редукторът е във вторична зона над продуктовата зона с капков щит, монтиран между редуктора и пълначната глава.

Ключови знания: Защитният екран разделя зоната за контакт с храната от зоната на задвижване, което позволява на червячен редуктор с алуминиев корпус и масло NSF H1 да отговори на изискванията на HACCP плана на клиента на по-ниска цена, отколкото изцяло решение от неръждаема стомана.

Случай 3: Фармацевтична таблетираща преса — Задвижване за подаване на прах

Приложение: Задвижване на прахообразно подаващо устройство на машина за пресоване на таблетки за перорално приложение в GMP-съвместимо фармацевтично съоръжение. Класификация за чисти помещения ISO 7. Задвижването работи с изход 45 N·m, 18 rpm. Зоната се почиства между партидите с алкохолни кърпички и прахосмукачка.

Избран червячен редуктор: NMRV-040 с корпус от анодизиран алуминий, смазка NSF H1, уплътнения VITON, IP65. Гладката анодизирана повърхност на корпуса не отделя частици при избърсване.

Забележка: Фармацевтичните чисти зони често предпочитат анодизиран алуминий пред неръждаема стомана за редуктори, които не са в директен контакт с продукта — анодизираната повърхност е по-твърда и по-устойчива на частици от чистата SUS304, и по-лека за съответствие с трансфера на оборудване.

The червячен редуктор е най-разпространеното задвижване в приложенията за конвейери, смесване и дозиране в хранително-вкусовата промишленост. Причините са по-скоро практически, отколкото теоретични: изходът под прав ъгъл е стандартът за тези машини, функцията за самозаключване елиминира риска от обратно въртене, когато двигателят е без захранване, а компактният форм-фактор NMRV/XRV се интегрира със стандартни IEC фланци за двигатели без допълнителен свързващ хардуер.

Спиралните редуктори предлагат по-висока ефективност — от значение за големи линии за преработка на храни, където разходите за енергия са значителни — но изискват отделни степени на скосяване от 90° за изход под прав ъгъл и са по-сложни за хигиенично уплътняване. Планетарните редуктори се използват във фармацевтични приложения за високопрецизно позициониране, където контролът на хлабината е от решаващо значение, но на значително по-висока цена и с по-сложни хигиенични изисквания за уплътняване.

За по-голямата част от приложенията в хранително-вкусовата и фармацевтичната промишленост при скорости под 60 об/мин и въртящи моменти под 500 N·m, червячният редуктор за хранително-вкусова промишленост — правилно специфициран с масло NSF H1, уплътнения VITON и подходящ IP рейтинг — е оптималната комбинация от съответствие, компактност и цена.