Šnekové reduktory pre potravinárske a farmaceutické stroje

Keď závitovkový redukčný prevod je inštalovaný v oblasti výroby potravín, nápojov alebo farmaceutických výrobkov, platia tri odlišné požiadavky okrem špecifikácií mechanického výkonu, ktoré upravujú štandardný priemyselný výber. Pochopenie týchto troch vrstiev odlišuje vyhovujúcu inštaláciu od zodpovednosti.

Vrstva 1 – Súlad materiálu s predpismi: Akákoľvek látka, ktorá by mohla prísť do priameho alebo nepriameho kontaktu s potravinami – vrátane mazív, ktoré by mohli unikať alebo striekať – musí byť v súlade s platnými predpismi o kontakte s potravinami. V Kórei sa uplatňuje zákon o hygiene potravín. Pre dodržiavanie predpisov týkajúcich sa exportu alebo auditu je medzinárodným štandardom certifikácia NSF (Národná sanitárna nadácia). Použitie štandardného minerálneho prevodového oleja v závitovkovom reduktore nad linkou na spracovanie potravín vystavuje zariadenie riziku zlyhania auditu bez ohľadu na to, či sa olej niekedy dostane do kontaktu s výrobkom.

Vrstva 2 – Čistiteľnosť: Zariadenia na výrobu potravín sa čistia podľa plánu – denne, za smenu alebo častejšie v závislosti od typu produktu. Toto čistenie je buď manuálne umývanie, alebo CIP (Clean In Place – čistenie na mieste), kde čistiaci roztok cirkuluje výrobnou linkou. Povrch krytu závitovkového prevodu musí uvoľňovať kvapalinu, nie ju zachytávať. Mŕtve zóny – priehlbiny, vodorovné výčnelky, vrecká pod hlavy skrutiek – ktoré hromadia zvyšky produktu alebo čistiaci roztok, sa stávajú zdrojom kontaminácie medzi čistiacimi cyklami.

Vrstva 3 – Prevencia únikov: Štandardný závitovkový redukčný prevod s opotrebovanými tesneniami hriadeľa bude nakoniec vykazovať priesak oleja na výstupoch z hriadeľa. Vo všeobecnom priemyselnom prostredí ide o problém údržby. V oblasti výroby potravín nad dopravníkom alebo plniacim strojom je priesak oleja udalosťou kontaminácie produktu, ktorá spúšťa zastavenie výroby, vyšetrovanie stiahnutia z trhu a potenciálne regulačné opatrenia.

Mazivo NSF H1 – nie je to isté ako „potravinárske“

Certifikácia NSF H1 je špecifická pre mazivá, ktoré sú prijateľné pre náhodný kontakt s potravinami – môžu sa náhodne dotknúť potravín (postriekať, odkvapkať) bez toho, aby to bolo nebezpečné. Oleje NSF H1 používajú biele minerálne oleje alebo základové zložky PAO s prísadami, ktoré sú všetky na zozname schválenom FDA 21 CFR 178.3620.

„Potravinárske mazivo“ bez certifikácie NSF H1 nie je zmysluplné tvrdenie o zhode. Dodávateľ, ktorý tvrdí, že mazivo je „potravinárske“ bez čísla NSF H1, poskytol marketingové znenie, nie dokument o zhode. Vždy si vyžiadajte registračné číslo NSF H1.

Materiál krytu: Keď je potrebná nehrdzavejúca oceľ

Štandardné hliníkové kryty NMRV s eloxovanou povrchovou úpravou sú prijateľné v mnohých prostrediach výroby potravín. Kryty z nehrdzavejúcej ocele SUS304 sú potrebné, keď: sa jednotka nachádza priamo vo vlhkej zóne (nad produktovými linkami), keď sa používajú chlórované čistiace prostriedky, ktoré môžu napádať hliník, alebo keď štandard bezpečnosti potravín zákazníka alebo plán HACCP vyžaduje nerezový materiál pre všetky zónové zariadenia.

Natieraná liatina nie je vhodná v priamych zónach s potravinami – odštiepky farby sú zdrojom kontaminácie. Hliník alebo nehrdzavejúca oceľ sú dva prijateľné materiály.

Materiál tesnenia: VITON alebo PTFE, nie NBR

Štandardné tesnenia hriadeľov závitovkových redukčných prevodov používajú materiál okrajov NBR (nitrilový kaučuk). NBR je odolný voči minerálnym olejom, ale degraduje sa pri kontakte s chlórovanými čistiacimi prostriedkami, ozónom a určitými potravinárskymi kyselinami – ktoré sú všetky prítomné v prostredí výroby potravín.

Pre závitovkové reduktory pre potravinársky a farmaceutický priemysel použite tesnenia hriadeľa z materiálu VITON (FKM). VITON odoláva chlórovaným čistiacim prostriedkom, zriedeným kyselinám, CIP chemikáliám a ozónu bez napučiavania alebo tvrdnutia. Má tiež širší rozsah prevádzkových teplôt ako NBR.

IP67: Štandard pre umývanie vodou

Krytie IP67 znamená, že jednotka je chránená pred úplným ponorením do vody do hĺbky 1 metra po dobu 30 minút. V praxi je IP67 potvrdením, že závitovkový prevodový mechanizmus znesie vysokotlakové umývanie horúcou vodou a čistiacim prostriedkom bez vniknutia látok – čo je najbežnejší čistiaci postup v potravinárskych závodoch.

Krytie IP65 (ochrana proti prúdu vody) je postačujúce pre oblasti, kde sa závitovkový prevodový mechanizmus oplachuje hadicou, ale nie je priamo vystavený trvalému vysokotlakovému striekaniu.

Séria XRV050 je závitovkový redukčný prevod z nehrdzavejúcej ocele potravinárskej kvality v produktovom rade spoločnosti Korea Ever-Power, navrhnutý špeciálne pre mokré zóny pri spracovaní potravín, nápojov, morských plodov a farmaceutických aplikácií.

Obmedzenie čistenia: Na nehrdzavejúcej oceli SUS304 nepoužívajte čistiace prostriedky s koncentráciou chloridu nad 200 ppm – spôsobuje to bodkovú koróziu. Pre protokoly CIP s vysokým obsahom chlóru je potrebný SUS316. Pred konečným výberom materiálu si overte špecifikáciu čistiaceho prostriedku.

Princíp 1: Eliminácia mŕtvych zón

Závitovkový redukčný prevod nainštalujte pod uhlom, ktorý zabezpečuje samovyprázdňovanie – žiadne vodorovné povrchy, kde by sa mohla hromadiť kvapalina. Všetky montážne povrchy by mali odvádzať kvapalinu smerom k odtoku. Výklenky pre hlavy skrutiek a vodorovné výstupky na vonkajšej strane krytu by mali byť podľa možnosti utesnené silikónom vhodným pre potraviny alebo by mal byť kryt orientovaný tak, aby smeroval nadol.

Zásada 2: Udržujte výstupný hriadeľ prístupný na kontrolu

Tesnenie výstupného hriadeľa je najrizikovejším bodom úniku. Inštaláciu navrhnite tak, aby bola táto oblasť počas prevádzky vizuálne kontrolovateľná a prístupná na výmenu tesnenia počas plánovanej údržby. Uzatvorenie zóny výstupného hriadeľa vo vnútri rámu stroja, kde nie je viditeľná alebo prístupná, je zlým hygienickým riešením – akýkoľvek priesak oleja sa stáva neviditeľným, kým nedôjde ku kontaminácii.

Princíp 3: Tesnenia a upchávky smerujúce nadol

Akékoľvek tesnenie alebo statický tesniaci spoj na telese závitovkového redukčného prevodu – plocha spoja telesa, plniaca zátka oleja, kontrolný otvor – by mali byť orientované smerom nadol alebo do strany, nikdy nie nahor. Tesnenie smerujúce nahor je lapač kvapalín, ktorý udržiava kontaminovanú vodu v nepretržitom kontakte s tesnením, čím urýchľuje degradáciu materiálu tesnenia a vytvára miesto hromadenia kontaminácie.

Zásada 4: Dodržiavajte minimálnu svetlú výšku

Závitovkový redukčný prevod namontujte s dostatočnou vzdialenosťou od podlahy alebo základne stroja, aby čistiace zariadenia mohli dosiahnuť pod neho – normy bezpečnosti potravín zvyčajne vyžadujú minimálnu vzdialenosť 200 mm. Reduktor namontovaný priamo na podlahe sa nedá správne vyčistiť pod ním, čím sa vytvára zóna hromadenia nečistôt.

Prípad 1: Kórejský závod na balenie potravín – výrobná linka CIP

Aplikácia: Pohon dopravníka pre baliacu linku hotových jedál, čistený dvakrát denne pomocou cyklu CIP s horúcou vodou. Dopravníkový pás prechádza nad zónou tesnenia obalov – akákoľvek kvapka z pohonu predstavuje priame riziko kontaminácie produktu.

Vybraný závitovkový redukčný prevod: Nerezová oceľ XRV050 s pomerom oleja 40:1, olej NSF H1, IP67, tesnenia VITON. Teleso je orientované s horizontálnym výstupným hriadeľom a plniacim otvorom oleja prístupným zhora pre údržbu.

Výsledok auditu: Inštalácia prešla auditom bezpečnosti potravín treťou stranou s nulovými nezrovnalosťami týkajúcimi sa pohonného systému. Audítor osobitne uviedol, že nerezové puzdro, certifikát oleja NSF H1 v evidencii a dizajn prístupného vypúšťacieho otvoru sú v súlade s predpismi.

Prípad 2: Plniaci stroj na nápoje – Dávkovací mechanizmus

Aplikácia: Dávkovací mechanizmus objemového objemu na plniacom stroji na nápoje do fliaš. Výstupný krútiaci moment 85 N·m pri 22 ot./min., prevádzka 16 hodín denne, 5 dní v týždni. Stroj sa medzi príchuťami preplachuje vodou pod vysokým tlakom.

Vybraný závitovkový redukčný prevod: NMRV-050 s vylepšenými tesneniami VITON a mazivom NSF H1 v pomere 60:1, IP65. Plne nerezový XRV050 tu nie je potrebný – reduktor je v sekundárnej zóne nad produktovou zónou s ochranou proti odkvapkávaniu nainštalovanou medzi reduktorom a plniacou hlavou.

Kľúčové učenie: Ochranný kryt proti odkvapkávaniu oddeľuje zónu kontaktu s potravinami od zóny pohonu, čo umožňuje, aby závitovkový redukčný prevod s hliníkovým puzdrom a olejom NSF H1 spĺňal požiadavky plánu HACCP zákazníka za nižšie náklady ako kompletné riešenie z nehrdzavejúcej ocele.

Prípad 3: Farmaceutický tabletovací lis – pohon podávania prášku

Aplikácia: Pohon podávača prášku na lise na perorálne tablety vo farmaceutickom zariadení spĺňajúcom požiadavky GMP. Klasifikácia čistých priestorov ISO 7. Pohon pracuje s výstupným krútiacim momentom 45 N·m, 18 ot./min. Priestor medzi dávkami sa čistí alkoholovými utierkami a vysávačom.

Vybraný závitovkový redukčný prevod: NMRV-040 s eloxovaným hliníkovým puzdrom, mazivom NSF H1, tesneniami VITON, IP65. Hladký eloxovaný povrch puzdra pri utieraní neuvoľňuje častice.

Poznámka: Vo farmaceutických čistých priestoroch sa často uprednostňuje eloxovaný hliník pred nehrdzavejúcou oceľou pre redukcie, ktoré nie sú v priamom kontakte s produktom – eloxovaný povrch je tvrdší a odolnejší voči časticiam ako holý SUS304 a ľahší, čo zodpovedá požiadavkám na prepravu zariadení.

Ten/Tá/To závitovkový redukčný prevod je najbežnejším pohonom v aplikáciách dopravníkov, miešania a dávkovania v potravinárskom a farmaceutickom priemysle. Dôvody sú skôr praktické ako teoretické: pravouhlý výstup je pre tieto stroje štandardom, samosvorná funkcia eliminuje riziko spätného chodu, keď je motor bez napätia, a kompaktný tvarový faktor NMRV/XRV sa integruje so štandardnými prírubami motora IEC bez dodatočného spojovacieho materiálu.

Špirálové reduktory ponúkajú vyššiu účinnosť – čo je relevantné pre veľké linky na spracovanie potravín, kde sú náklady na energiu značné – ale vyžadujú samostatné stupne skosenia 90° pre pravouhlý výstup a ich hygienické utesnenie je zložitejšie. Planétové reduktory sa používajú vo farmaceutických aplikáciách s vysokou presnosťou polohovania, kde je kontrola vôle kritická, ale za výrazne vyššie náklady a so zložitejšími požiadavkami na hygienické utesnenie.

Pre väčšinu aplikácií pohonu v potravinárskom a farmaceutickom priemysle pri otáčkach pod 60 ot./min a krútiacim momentom pod 500 N·m je závitovkový redukčný prevod potravinárskej kvality – správne špecifikovaný s olejom NSF H1, tesneniami VITON a príslušným stupňom krytia IP – optimálnou kombináciou zhody s predpismi, kompaktnosti a nákladov.