เกียร์ทดรอบแบบหนอนสำหรับเครื่องจักรในอุตสาหกรรมอาหารและยา

เมื่อ เกียร์ทดรอบแบบหนอน หากติดตั้งอุปกรณ์ในพื้นที่การผลิตอาหาร เครื่องดื่ม หรือยา จะมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสามประการนอกเหนือจากข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเชิงกลที่ควบคุมการเลือกใช้มาตรฐานทางอุตสาหกรรม การทำความเข้าใจข้อกำหนดทั้งสามประการนี้เองที่ทำให้การติดตั้งเป็นไปตามข้อกำหนดและก่อให้เกิดความรับผิดชอบ

ชั้นที่ 1 — การปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านวัสดุ: สารใดๆ ที่อาจสัมผัสกับผลิตภัณฑ์อาหารโดยตรงหรือโดยอ้อม รวมถึงสารหล่อลื่นที่อาจรั่วไหลหรือกระเด็น ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านการสัมผัสอาหารที่เกี่ยวข้อง ในเกาหลีใต้ กฎหมายว่าด้วยสุขอนามัยอาหารมีผลบังคับใช้ สำหรับการส่งออกหรือการตรวจสอบ มาตรฐานสากลคือการรับรองจาก NSF (National Sanitation Foundation) การใช้น้ำมันเกียร์แร่มาตรฐานในชุดเกียร์หนอนเหนือสายการผลิตอาหาร จะทำให้โรงงานนั้นเสี่ยงต่อการไม่ผ่านการตรวจสอบ ไม่ว่าน้ำมันนั้นจะสัมผัสกับผลิตภัณฑ์หรือไม่ก็ตาม

ชั้นที่ 2 — ความสามารถในการทำความสะอาด: อุปกรณ์การผลิตอาหารจะได้รับการทำความสะอาดตามกำหนดเวลา ไม่ว่าจะเป็นรายวัน รายกะ หรือบ่อยกว่านั้นขึ้นอยู่กับประเภทของผลิตภัณฑ์ การทำความสะอาดนี้อาจเป็นการล้างด้วยมือหรือการทำความสะอาดแบบ CIP (Clean In Place) ซึ่งเป็นการหมุนเวียนน้ำยาทำความสะอาดผ่านสายการผลิต พื้นผิวของตัวเรือนเกียร์หนอนต้องสามารถระบายของเหลวออกได้ ไม่ใช่กักเก็บไว้ บริเวณที่เข้าถึงยาก เช่น ร่อง ช่องว่างแนวนอน หรือช่องหัวน็อต ที่สะสมคราบผลิตภัณฑ์หรือน้ำยาทำความสะอาด จะกลายเป็นแหล่งปนเปื้อนระหว่างรอบการทำความสะอาด

ชั้นที่ 3 — การป้องกันการรั่วไหล: ชุดเกียร์ทดกำลังแบบหนอนมาตรฐานที่มีซีลเพลาสึกหรอจะเกิดการรั่วซึมของน้ำมันที่ทางออกของเพลาในที่สุด ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมทั่วไป นี่เป็นปัญหาด้านการบำรุงรักษา แต่ในพื้นที่การผลิตอาหารที่อยู่เหนือสายพานลำเลียงหรือเครื่องบรรจุ การรั่วซึมของน้ำมันเป็นเหตุการณ์การปนเปื้อนของผลิตภัณฑ์ ซึ่งจะทำให้ต้องหยุดการผลิต เกิดการสอบสวนเพื่อเรียกคืนสินค้า และอาจนำไปสู่การดำเนินการทางกฎหมายได้

สารหล่อลื่น NSF H1 — ไม่เหมือนกับ "เกรดสำหรับอาหาร"

NSF H1 คือมาตรฐานการรับรองเฉพาะสำหรับสารหล่อลื่นที่ยอมรับได้สำหรับการสัมผัสอาหารโดยบังเอิญ กล่าวคือ สามารถสัมผัสอาหารโดยไม่ได้ตั้งใจ (กระเด็น หยด) โดยไม่ทำให้เกิดอันตราย น้ำมัน NSF H1 ใช้ฐานน้ำมันแร่สีขาวหรือ PAO ร่วมกับสารเติมแต่งที่อยู่ในรายการที่ได้รับการอนุมัติจาก FDA 21 CFR 178.3620 ทั้งหมด

การระบุว่าสารหล่อลื่นเป็น "เกรดอาหาร" โดยไม่มีใบรับรอง NSF H1 นั้นไม่ใช่คำกล่าวอ้างที่ถูกต้องตามข้อกำหนด ผู้จำหน่ายที่บอกว่าสารหล่อลื่นเป็น "เกรดอาหาร" โดยไม่มีหมายเลข NSF H1 นั้นเป็นเพียงคำโฆษณา ไม่ใช่เอกสารที่แสดงการปฏิบัติตามข้อกำหนด ดังนั้นควรขอหมายเลขการลงทะเบียน NSF H1 เสมอ

วัสดุตัวเรือน: เมื่อต้องการใช้สแตนเลส

ตัวเรือน NMRV อะลูมิเนียมมาตรฐานที่ผ่านการเคลือบผิวด้วยอะโนไดซ์นั้นสามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมการผลิตอาหารหลายแห่ง ส่วนตัวเรือนสแตนเลส SUS304 นั้นจำเป็นต้องใช้ในกรณีต่อไปนี้: ตัวเครื่องอยู่ในบริเวณที่เปียกชื้นโดยตรง (เหนือสายการผลิต) เมื่อใช้สารทำความสะอาดที่มีคลอรีนซึ่งสามารถกัดกร่อนอะลูมิเนียมได้ หรือเมื่อมาตรฐานความปลอดภัยด้านอาหารหรือแผน HACCP ของลูกค้ากำหนดให้ใช้วัสดุสแตนเลสสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดในบริเวณดังกล่าว

เหล็กหล่อทาสีไม่เป็นที่ยอมรับในบริเวณที่สัมผัสกับอาหารโดยตรง เนื่องจากเศษสีเป็นแหล่งปนเปื้อน วัสดุที่ยอมรับได้มีสองชนิดคืออะลูมิเนียมหรือสแตนเลส

วัสดุซีล: VITON หรือ PTFE ไม่ใช่ NBR

ซีลเพลาเกียร์ทดกำลังแบบมาตรฐานใช้ยางไนไตรล์ (NBR) เป็นวัสดุสำหรับทำขอบซีล ยางไนไตรล์ทนต่อน้ำมันแร่ แต่จะเสื่อมสภาพเมื่อสัมผัสกับสารทำความสะอาดที่มีคลอรีน โอโซน และกรดในอาหารบางชนิด ซึ่งทั้งหมดนี้มีอยู่ในสภาพแวดล้อมการผลิตอาหาร

สำหรับชุดเกียร์ทดรอบแบบหนอนในอุตสาหกรรมอาหารและยา ให้ระบุซีลเพลา VITON (FKM) VITON ทนทานต่อสารทำความสะอาดที่มีคลอรีน กรดเจือจาง สารเคมี CIP และโอโซน โดยไม่บวมหรือแข็งตัว นอกจากนี้ยังมีช่วงอุณหภูมิการใช้งานที่กว้างกว่า NBR อีกด้วย

IP67: มาตรฐานกันน้ำกระเด็น

มาตรฐาน IP67 หมายความว่าอุปกรณ์ได้รับการปกป้องจากการจุ่มน้ำโดยสมบูรณ์ได้ลึกถึง 1 เมตร เป็นเวลา 30 นาที ในทางปฏิบัติสำหรับการผลิตอาหาร มาตรฐาน IP67 เป็นการยืนยันว่าชุดเกียร์ทดรอบแบบหนอนสามารถทนต่อการล้างด้วยน้ำร้อนแรงดันสูงและผงซักฟอกได้โดยไม่เกิดการรั่วซึม ซึ่งเป็นขั้นตอนการทำความสะอาดที่พบได้บ่อยที่สุดในโรงงานผลิตอาหาร

มาตรฐาน IP65 (การป้องกันน้ำฉีดแรง) เพียงพอสำหรับพื้นที่ที่ชุดเกียร์หนอนถูกล้างด้วยสายยาง แต่ไม่ได้สัมผัสกับน้ำฉีดแรงสูงโดยตรงอย่างต่อเนื่อง

ซีรีส์ XRV050 เป็นเกียร์ทดรอบแบบหนอน (worm gear reducer) ที่ทำจากสแตนเลสเกรดอาหาร ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Korea Ever-Power ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานในพื้นที่เปียกชื้นสำหรับอุตสาหกรรมอาหาร เครื่องดื่ม การแปรรูปอาหารทะเล และเภสัชกรรม

ข้อจำกัดในการทำความสะอาด: ห้ามใช้น้ำยาทำความสะอาดที่มีความเข้มข้นของคลอไรด์เกิน 200 ppm กับสแตนเลส SUS304 เพราะจะทำให้เกิดการกัดกร่อนเป็นหลุม สำหรับโปรโตคอล CIP ที่ใช้คลอรีนในปริมาณมาก จำเป็นต้องใช้ SUS316 โปรดตรวจสอบข้อกำหนดของน้ำยาทำความสะอาดก่อนตัดสินใจเลือกวัสดุขั้นสุดท้าย

หลักการข้อที่ 1: กำจัดจุดอับสัญญาณ

ติดตั้งตัวลดเกียร์หนอนในมุมที่ช่วยระบายน้ำได้เอง — ห้ามติดตั้งบนพื้นผิวแนวนอนที่ของเหลวอาจขังได้ พื้นผิวการติดตั้งทั้งหมดควรระบายของเหลวไปยังท่อระบาย ควรปิดผนึกร่องหัวน็อตและขอบแนวนอนบนตัวเรือนภายนอกด้วยซิลิโคนเกรดอาหารเท่าที่จะเป็นไปได้ หรือควรวางตัวเรือนให้ชี้ลงด้านล่าง

หลักการข้อที่ 2: รักษาให้เพลาส่งกำลังสามารถเข้าถึงได้ง่ายสำหรับการตรวจสอบ

ซีลเพลาส่งกำลังเป็นจุดที่มีความเสี่ยงต่อการรั่วไหลสูงที่สุด ควรออกแบบการติดตั้งให้สามารถตรวจสอบบริเวณนี้ได้ด้วยสายตาในระหว่างการใช้งาน และสามารถเข้าถึงได้เพื่อเปลี่ยนซีลในระหว่างการบำรุงรักษาตามกำหนด การปิดล้อมบริเวณเพลาส่งกำลังไว้ภายในโครงเครื่องจักรที่ไม่สามารถมองเห็นหรือเข้าถึงได้นั้นเป็นการออกแบบที่ไม่ถูกสุขอนามัย เพราะน้ำมันที่ซึมออกมาจะมองไม่เห็นจนกว่าจะเกิดการปนเปื้อนขึ้น

หลักการที่ 3: ปะเก็นและซีลต้องหันลงด้านล่าง

ซีลยางหรือข้อต่อซีลคงที่ใดๆ บนตัวเรือนเกียร์หนอนลดรอบ — ไม่ว่าจะเป็นหน้าสัมผัสของตัวเรือน ปลั๊กเติมน้ำมัน หรือช่องตรวจสอบ — ควรหันลงด้านล่างหรือด้านข้าง ไม่ควรหันขึ้นด้านบน ซีลที่หันขึ้นด้านบนจะเป็นกับดักของเหลวที่กักเก็บน้ำปนเปื้อนไว้สัมผัสกับซีลอย่างต่อเนื่อง ทำให้วัสดุซีลเสื่อมสภาพเร็วขึ้นและเกิดจุดสะสมของสิ่งปนเปื้อน

หลักการข้อที่ 4: รักษาความสูงจากพื้นให้น้อยที่สุด

ติดตั้งตัวลดเกียร์แบบหนอนโดยเว้นระยะห่างจากพื้นหรือฐานเครื่องให้เพียงพอ เพื่อให้เครื่องทำความสะอาดสามารถเข้าถึงด้านล่างได้ โดยทั่วไปแล้ว มาตรฐานความปลอดภัยด้านอาหารกำหนดให้มีระยะห่างอย่างน้อย 200 มม. หากติดตั้งตัวลดเกียร์ไว้บนพื้นโดยตรง จะไม่สามารถทำความสะอาดด้านล่างได้อย่างเหมาะสม ทำให้เกิดการสะสมของสิ่งปนเปื้อน

กรณีที่ 1: โรงงานบรรจุภัณฑ์อาหารเกาหลี — สายการผลิต CIP

แอปพลิเคชัน: มอเตอร์ขับเคลื่อนสายพานลำเลียงสำหรับสายการบรรจุอาหารสำเร็จรูป ทำความสะอาดวันละสองครั้งด้วยระบบ CIP น้ำร้อน สายพานลำเลียงผ่านเหนือบริเวณปิดผนึกบรรจุภัณฑ์ ดังนั้นหยดน้ำใดๆ จากมอเตอร์ขับเคลื่อนจึงอาจปนเปื้อนผลิตภัณฑ์โดยตรงได้

ชุดเกียร์ทดรอบแบบหนอนที่เลือกใช้: XRV050 ผลิตจากสแตนเลส อัตราส่วน 40:1 ใช้น้ำมัน NSF H1 ป้องกันน้ำและฝุ่นระดับ IP67 ซีล VITON ตัวเรือนวางในแนวราบโดยให้เพลาส่งกำลังอยู่ในแนวนอน และช่องเติมน้ำมันสามารถเข้าถึงได้จากด้านบนเพื่อการบำรุงรักษา

ผลการตรวจสอบ: ระบบดังกล่าวผ่านการตรวจสอบความปลอดภัยด้านอาหารจากหน่วยงานภายนอก โดยไม่มีข้อบกพร่องใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับระบบขับเคลื่อน ผู้ตรวจสอบได้ระบุอย่างชัดเจนว่า ตัวเรือนสแตนเลส ใบรับรองน้ำมัน NSF H1 ที่มีอยู่ และการออกแบบช่องระบายน้ำที่เข้าถึงได้นั้นเป็นไปตามมาตรฐาน

กรณีที่ 2: เครื่องบรรจุเครื่องดื่ม — กลไกการจ่ายยา

แอปพลิเคชัน: กลไกการจ่ายปริมาตรในเครื่องบรรจุเครื่องดื่มบรรจุขวด แรงบิดเอาต์พุต 85 นิวตันเมตร ที่ 22 รอบต่อนาที ทำงาน 16 ชั่วโมงต่อวัน 5 วันต่อสัปดาห์ เครื่องจะถูกล้างด้วยน้ำแรงดันสูงระหว่างการเปลี่ยนรสชาติ

ชุดเกียร์ทดรอบแบบหนอนที่เลือกใช้: NMRV-050 พร้อมซีล VITON ที่ได้รับการปรับปรุงและสารหล่อลื่น NSF H1 ในอัตราส่วน 60:1 มาตรฐาน IP65 ไม่จำเป็นต้องใช้ XRV050 สแตนเลสทั้งหมดในกรณีนี้ เนื่องจากตัวลดขนาดอยู่ในโซนรองเหนือโซนผลิตภัณฑ์ โดยมีแผ่นกันหยดติดตั้งอยู่ระหว่างตัวลดขนาดและหัวเติม

บทเรียนสำคัญ: แผ่นกันหยดจะแยกบริเวณที่สัมผัสกับอาหารออกจากบริเวณขับเคลื่อน ทำให้ชุดเกียร์ทดกำลังแบบหนอนที่มีตัวเรือนอะลูมิเนียมและใช้น้ำมันหล่อลื่น NSF H1 สามารถตรงตามข้อกำหนดของแผน HACCP ของลูกค้าได้ในราคาที่ต่ำกว่าโซลูชันที่ทำจากสแตนเลสทั้งหมด

กรณีที่ 3: เครื่องอัดเม็ดยา - ระบบป้อนผงยา

แอปพลิเคชัน: ระบบขับเคลื่อนป้อนผงยาในเครื่องอัดเม็ดยาสำหรับรับประทานในโรงงานผลิตยาที่ได้มาตรฐาน GMP ห้องปลอดเชื้อระดับ ISO 7 ระบบขับเคลื่อนทำงานที่แรงบิด 45 นิวตันเมตร ความเร็ว 18 รอบต่อนาที ทำความสะอาดพื้นที่ระหว่างการผลิตแต่ละรอบด้วยแผ่นเช็ดแอลกอฮอล์และเครื่องดูดฝุ่น

ชุดเกียร์ทดรอบแบบหนอนที่เลือกใช้: NMRV-040 ตัวเรือนทำจากอะลูมิเนียมชุบอะโนไดซ์ ใช้สารหล่อลื่น NSF H1 ซีล VITON และมาตรฐาน IP65 พื้นผิวตัวเรือนชุบอะโนไดซ์เรียบ ไม่หลุดร่วงเป็นอนุภาคเมื่อเช็ดทำความสะอาด

บันทึก: โดยทั่วไปแล้ว พื้นที่ปลอดเชื้อในอุตสาหกรรมยา มักนิยมใช้อลูมิเนียมชุบอะโนไดซ์มากกว่าสแตนเลสสำหรับข้อต่อลดขนาดที่ไม่สัมผัสกับผลิตภัณฑ์โดยตรง เนื่องจากพื้นผิวชุบอะโนไดซ์มีความแข็งและทนทานต่ออนุภาคได้ดีกว่าสแตนเลส SUS304 ที่ไม่ผ่านการชุบ และมีน้ำหนักเบากว่า ทำให้สะดวกในการขนย้ายอุปกรณ์

เดอะ เกียร์ทดรอบแบบหนอน เป็นไดรฟ์ที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดในงานลำเลียง ผสม และจ่ายยาในอุตสาหกรรมอาหารและยา เหตุผลนั้นเป็นเรื่องเชิงปฏิบัติมากกว่าเชิงทฤษฎี: เอาต์พุตแบบมุมฉากเป็นมาตรฐานสำหรับเครื่องจักรเหล่านี้ คุณสมบัติการล็อคตัวเองช่วยลดความเสี่ยงจากการหมุนย้อนกลับเมื่อมอเตอร์ถูกตัดกระแสไฟ และรูปทรง NMRV/XRV ที่กะทัดรัดสามารถใช้งานร่วมกับหน้าแปลนมอเตอร์ IEC มาตรฐานได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อเพิ่มเติม

ชุดเกียร์ทดรอบแบบเกลียวให้ประสิทธิภาพสูงกว่า ซึ่งเหมาะสำหรับสายการผลิตอาหารขนาดใหญ่ที่ต้นทุนด้านพลังงานมีความสำคัญ แต่ต้องใช้ชุดเฟืองเอียง 90° แยกต่างหากสำหรับการส่งออกมุมฉาก และการซีลเพื่อสุขอนามัยมีความซับซ้อนกว่า ส่วนชุดเกียร์ทดรอบแบบดาวเคราะห์ใช้ในงานกำหนดตำแหน่งความแม่นยำสูงในอุตสาหกรรมยาที่การควบคุมการคลายตัวมีความสำคัญ แต่มีต้นทุนสูงกว่ามากและมีข้อกำหนดด้านการซีลเพื่อสุขอนามัยที่ซับซ้อนกว่า

สำหรับงานขับเคลื่อนส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมอาหารและยา ที่ความเร็วรอบต่ำกว่า 60 รอบต่อนาที และแรงบิดต่ำกว่า 500 นิวตันเมตร ชุดเกียร์ทดกำลังแบบหนอน (worm gear reducer) ที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร — ซึ่งระบุคุณสมบัติอย่างถูกต้องด้วยน้ำมัน NSF H1 ซีล VITON และระดับการป้องกันน้ำและฝุ่น (IP rating) ที่เหมาะสม — คือการผสมผสานที่ลงตัวที่สุดระหว่างความสอดคล้อง ความกะทัดรัด และต้นทุน