Червячные редукторы для пищевого и фармацевтического оборудования

Когда червячный редуктор При установке в зонах производства продуктов питания, напитков или фармацевтической продукции, помимо технических характеристик, определяющих стандартный промышленный выбор, предъявляются три отдельных требования. Понимание этих трех аспектов отличает соответствующую требованиям установку от потенциально опасной.

Уровень 1 — Соответствие материалов требованиям: Любое вещество, которое может напрямую или косвенно контактировать с пищевыми продуктами, включая смазочные материалы, которые могут протекать или разбрызгиваться, должно соответствовать действующим нормам по обращению с пищевыми продуктами. В Корее действует Закон о санитарии пищевых продуктов. Для обеспечения соответствия экспортным требованиям или требованиям аудита международным стандартом является сертификация NSF (Национальный фонд санитарии). Использование стандартного минерального редуктора в червячном редукторе над линией пищевой переработки подвергает предприятие риску провала аудита, независимо от того, контактирует ли масло когда-либо с продуктом.

Уровень 2 — Очищаемость: Оборудование для пищевого производства очищается по графику — ежедневно, за смену или чаще, в зависимости от типа продукции. Очистка может проводиться либо вручную, либо методом CIP (очистка на месте), при котором чистящий раствор циркулирует по производственной линии. Поверхность корпуса червячного редуктора должна отводить жидкость, а не задерживать её. Застойные зоны — углубления, горизонтальные выступы, карманы головок болтов — в которых скапливаются остатки продукта или чистящего раствора, становятся источниками загрязнения между циклами очистки.

Уровень 3 — Предотвращение утечек: В стандартном червячном редукторе с изношенными сальниками вала со временем начнется утечка масла на выходе из вала. В обычных промышленных условиях это проблема технического обслуживания. В пищевом производстве, над конвейером или разливочной машиной, утечка масла является причиной загрязнения продукции, что приводит к остановке производства, расследованию по отзыву продукции и потенциальным мерам регулирующего органа.

Смазка NSF H1 — это не то же самое, что «пищевая смазка».

NSF H1 — это специальная сертификация для смазочных материалов, которые допустимы для случайного контакта с пищевыми продуктами — они могут случайно соприкасаться с пищей (брызги, капли), не представляя опасности. В маслах NSF H1 используются белые минеральные масла или полиальфаолефины (PAO) в качестве базовых масел с добавками, которые входят в список, одобренный FDA в соответствии с разделом 21 CFR 178.3620.

Заявление о том, что смазочный материал «пищевого качества», без сертификата NSF H1 не является обоснованным подтверждением соответствия требованиям. Поставщик, который утверждает, что смазочный материал «пищевого качества», не указывая номер NSF H1, использует маркетинговые формулировки, а не документ, подтверждающий соответствие требованиям. Всегда запрашивайте регистрационный номер NSF H1.

Материал корпуса: При необходимости используется нержавеющая сталь.

Стандартные алюминиевые корпуса NMRV с анодированным покрытием допустимы во многих условиях пищевого производства. Корпуса из нержавеющей стали SUS304 необходимы в следующих случаях: когда устройство находится непосредственно во влажной зоне (над производственными линиями), когда используются хлорированные чистящие средства, которые могут повредить алюминий, или когда стандарт безопасности пищевых продуктов заказчика или план HACCP предусматривают использование нержавеющей стали для всего оборудования в этой зоне.

Окрашенный чугун недопустим в зонах непосредственного контакта с пищевыми продуктами — частицы краски являются источником загрязнения. Допустимы два материала: алюминий или нержавеющая сталь.

Материал уплотнения: VITON или PTFE, не NBR.

В стандартных сальниках червячных редукторов используется нитриловый каучук (NBR). NBR устойчив к минеральным маслам, но разрушается при контакте с хлорированными чистящими средствами, озоном и некоторыми пищевыми кислотами — все эти вещества присутствуют в пищевой промышленности.

Для червячных редукторов в пищевой и фармацевтической промышленности рекомендуется использовать уплотнения вала из VITON (FKM). VITON устойчив к воздействию хлорсодержащих чистящих средств, разбавленных кислот, химикатов для CIP-мойки и озона, не разбухая и не затвердевая. Кроме того, он имеет более широкий диапазон рабочих температур, чем NBR.

IP67: Стандарт защиты от влаги

Степень защиты IP67 означает, что устройство защищено от полного погружения в воду на глубину до 1 метра в течение 30 минут. В практическом контексте пищевой промышленности IP67 — это рейтинг, подтверждающий, что червячный редуктор может выдерживать промывку под высоким давлением горячей водой с моющим средством без попадания влаги — наиболее распространенная процедура очистки на пищевых предприятиях.

Степень защиты IP65 (защита от струй воды) достаточна для зон, где червячный редуктор промывается шлангом, но не подвергается прямому длительному воздействию струи воды под высоким давлением.

Серия XRV050 — это червячные редукторы из нержавеющей стали, предназначенные для пищевой промышленности, из ассортимента корейской компании Ever-Power, разработанные специально для применения во влажных зонах пищевой промышленности, производства напитков, морепродуктов и фармацевтической продукции.

Ограничение на уборку: Не используйте чистящие средства с концентрацией хлора выше 200 ppm на нержавеющей стали SUS304 — это вызывает точечную коррозию. Для протоколов CIP с высоким содержанием хлора требуется нержавеющая сталь SUS316. Перед окончательным выбором материала уточните технические характеристики чистящего средства.

Принцип 1: Устранение мертвых зон

Установите червячный редуктор под углом, обеспечивающим самодренаж — избегайте горизонтальных поверхностей, где может скапливаться жидкость. Все монтажные поверхности должны отводить жидкость в сторону слива. Углубления для головок болтов и горизонтальные выступы на внешней поверхности корпуса следует по возможности герметизировать пищевым силиконом, или же корпус следует расположить так, чтобы они были направлены вниз.

Принцип 2: Обеспечьте доступность выходного вала для осмотра.

Уплотнение выходного вала является наиболее опасным местом утечки. Проектируйте установку таким образом, чтобы эта область была визуально осматриваема во время работы и доступна для замены уплотнения во время планового технического обслуживания. Закрытие зоны выходного вала внутри рамы машины, где она не видна и к ней нельзя получить доступ, является негигиеничным решением — любая утечка масла становится невидимой до тех пор, пока не произойдет загрязнение.

Принцип 3: Прокладки и уплотнения должны быть обращены вниз.

Любая прокладка или статическое уплотнение на корпусе червячного редуктора — торцевая поверхность соединения корпуса, пробка маслозаливной горловины, смотровое отверстие — должны быть ориентированы вниз или вбок, но никогда вверх. Уплотнение, ориентированное вверх, представляет собой ловушку для жидкости, которая постоянно удерживает загрязненную воду в контакте с уплотнением, ускоряя деградацию материала уплотнения и создавая точку накопления загрязнений.

Принцип 4: Поддерживайте минимальный дорожный просвет.

Установите червячный редуктор с достаточным зазором от пола или основания станка, чтобы чистящее оборудование могло доставать до нижней части — как правило, в соответствии со стандартами безопасности пищевых продуктов требуется минимальный зазор в 200 мм. Редуктор, установленный непосредственно на полу, не может быть должным образом очищен снизу, что создает зону скопления загрязнений.

Пример 1: Корейский завод по упаковке продуктов питания — линия CIP-печати

Приложение: Привод конвейера линии упаковки готовых блюд очищается дважды в день с помощью цикла CIP (очистка на месте) горячей водой. Конвейерная лента проходит над зоной запайки упаковки — любая капля с привода становится прямым источником загрязнения продукта.

Выбранный червячный редуктор: Нержавеющая сталь XRV050, степень сжатия 40:1, масло NSF H1, степень защиты IP67, уплотнения VITON. Корпус ориентирован таким образом, что выходной вал расположен горизонтально, а заливное отверстие для масла доступно сверху для обслуживания.

Результаты аудита: Установка успешно прошла независимую проверку на соответствие стандартам безопасности пищевых продуктов, не выявив никаких несоответствий, связанных с приводной системой. Аудитор особо отметил соответствие требованиям корпуса из нержавеющей стали, наличие сертификата NSF H1 на масло и доступную конструкцию сливного отверстия.

Пример 2: Машина для розлива напитков — Дозирующий механизм

Приложение: Механизм объемного дозирования на машине для розлива напитков в бутылки. Выходной крутящий момент 85 Н·м при 22 об/мин, работа 16 часов в день, 5 дней в неделю. Машина промывается водой под высоким давлением между поставками различных вкусов.

Выбранный червячный редуктор: Переходник NMRV-050 с модернизированными уплотнениями VITON и смазкой NSF H1 в соотношении 60:1, степень защиты IP65. Использование нержавеющей стали XRV050 здесь не требуется — переходник расположен во вторичной зоне над зоной продукта, а между переходником и заправочной головкой установлен защитный кожух от капель.

Главный вывод: Защитный кожух от капель отделяет зону контакта с пищевыми продуктами от зоны привода, что позволяет редуктору с червячной передачей в алюминиевом корпусе, работающему на масле NSF H1, соответствовать требованиям плана HACCP заказчика при меньших затратах, чем решение, полностью выполненное из нержавеющей стали.

Пример 3: Пресс для фармацевтических таблеток — Привод подачи порошка

Приложение: Привод подачи порошка на таблеточнопрессе для перорального применения в фармацевтическом предприятии, соответствующем стандартам GMP. Классификация чистоты помещения ISO 7. Привод работает с выходным усилием 45 Н·м, 18 об/мин. Между партиями проводится уборка помещения спиртовыми салфетками и вакуумной системой.

Выбранный червячный редуктор: NMRV-040 с корпусом из анодированного алюминия, смазкой NSF H1, уплотнениями VITON, степенью защиты IP65. Гладкая поверхность корпуса из анодированного алюминия не оставляет частиц при протирании.

Примечание: В чистых зонах фармацевтической промышленности для переходников, не контактирующих непосредственно с продуктом, часто предпочитают анодированный алюминий нержавеющей стали — анодированная поверхность тверже и более устойчива к частицам, чем необработанная нержавеющая сталь SUS304, а также легче, что соответствует требованиям по транспортировке оборудования.

Он червячный редуктор Это наиболее распространенный привод в конвейерных, смесительных и дозирующих устройствах пищевой и фармацевтической промышленности. Причины этого скорее практические, чем теоретические: угловой выход является стандартом для этих машин, функция самоблокировки исключает риск обратного вращения при обесточивании двигателя, а компактный форм-фактор NMRV/XRV позволяет интегрировать его со стандартными фланцами двигателя IEC без дополнительного соединительного оборудования.

Редукторы с косозубыми шестернями обеспечивают более высокую эффективность — что актуально для крупных линий пищевой промышленности, где затраты на электроэнергию значительны, — но требуют отдельных конических ступеней с углом 90° для получения прямоугольного выходного вала и более сложны в обеспечении гигиенической герметизации. Планетарные редукторы используются в высокоточных позиционирующих устройствах в фармацевтической промышленности, где контроль люфта имеет решающее значение, но при этом значительно дороже и требуют более сложных требований к гигиенической герметизации.

Для большинства приводных систем в пищевой и фармацевтической промышленности, работающих на скоростях ниже 60 об/мин и крутящих моментах ниже 500 Н·м, червячный редуктор пищевого класса — при правильном подборе, использовании масла NSF H1, уплотнений VITON и соответствующей степени защиты IP — является оптимальным сочетанием соответствия стандартам, компактности и стоимости.