Planetaarne käigukast toiduainete töötlemiseks —
IP67, läbipestav ja hügieeniline disain

Küsimus, kas valida toiduainete töötlemisel planeetkäigukast IP67 või IP65 kaitseklassiga, muutub kriitiliseks hetkel, kui töötlemispiirkonna spetsifikatsioon nõuab CIP-immersioonikaitset pritsmekaitse asemel. Standardne tööstuslik planetaarkäigukast, mille kaitseklassiks on IP65, peab vastu aastaid probleemivabalt Korea autotehases, pooljuhtide tehases või pakendamissaalis. Sama seade, mis on paigaldatud Korea kalatöötlemiskonveieri peatrumlile, võib 8 kuu jooksul rikki minna – mitte mehaanilise ülekoormuse, vaid keemiliselt agressiivse puhastustsükli tõttu, millele IP65 kaitseklassiga tihendi geomeetria ei olnud kunagi loodud vastu pidama.

Korea toiduainete töötlemise tehased järgivad KFDA (Korea Toidu- ja Ravimiamet) poolt toiduga kokkupuutuvate pindade puhastamiseks ette nähtud kohapeal puhastamise (CIP) protokolli. Tüüpiline CIP-protseduur toimib järgmiselt:

IP65 tihendid on konstrueeritud suunatud veejoa vastu – mitte sukeldamiseks kogunenud peräädikhappe jääkidesse. Pärast kõrgsurvepesu koguneb vesi põrandatele ja seadmete pindadele. Põranda kõrgusele paigaldatud või allapoole suunatud väljundvõlli tihendiga käigukast asub selles loigus. Peräädikhappe lahus tungib korduvate tsüklite (tavaliselt 8–14 kuu) jooksul läbi IP65 huuletihendi ja kui see korpusesse siseneb, ründab see seestpoolt määrdeainet ja käigukasti pindu.

Miks IP67 kaitseklassi ei saa hiljem paigaldada: IP67 (1 m sukeldussügavus 30 minutiks vastavalt standardile IEC 60529) nõuab põhimõtteliselt teistsugust korpuse tihendi geomeetriat – rangemad korpuse pinna tasapinna tolerantsid, O-rõnga soone disain staatilise sukeldusrõhu jaoks, erinev väljundvõlli tihendi spetsifikatsioon ja õhutusava asemel tahke rõhuühtlustuskork. Ühtegi neist muudatustest ei saa IP65 korpusele kohapeal rakendada. IP67 konstruktsioon tuleb tellimise ajal täpsustada – see toodetakse kohapeal, mitte ei lisata.

Käigukasti väljundvõlli ja ajamivõlli ühendamise meetodile pööratakse Korea toiduainetööstuse spetsifikatsioonides oluliselt vähem tähelepanu kui IP-kaitseastmele – ometi on võlli ühendustüüp sõltumatu KFDA ja GMP hügieeniprobleem, mis võib iseenesest auditi tulemusi esile kutsuda.

Toidukeskkondade kiiluava probleem

Kiiluauk on võllis täppistöödeldud pilu, kuhu asetatakse ristkülikukujuline kiil, mis kannab pöördemomenti paigaldatud komponendile. Toiduainete töötlemise keskkondades tekitavad kiiluavad kaks hügieenilist probleemi: pilu geomeetria püüab toiduosakesed, määrdeainejäägid ja bakterid pinnaprofiili, mida on struktuurilt raske puhastada – pilu on liiga sügav, et pihustuspuhastus täielikult tungiks, ja liiga kitsas harjaga puhastusvahendite jaoks. Aja jooksul muutub kiiluauk toiduga kokkupuutuvate pindade lähedal asuval võllil mikroobide kasvukohaks.

Korea KFDA audiitorid märgistavad 3. liini hügieeniauditite käigus toiduga kokkupuutuvate pindade lähedal asuvaid avatud kiiluauku. Farmaatsia GMP liinide puhul jäetakse kiiluavad tavaliselt puhasruumi piires asuvatest komponentidest välja. Praktiline tagajärg: Korea toidu- ja farmaatsiamasinate projekteerijad vajavad kiiluaukuvaba ühendusmeetodit, mis edastab sama pöördemomenti kui kiiluga ühendus.

Kahanemisketta lahendus (KF-S4)

See EP-KF-S4 õõnesvõll kahaneva kettaga ühendub iga sileda (kiilusooneta) võlliga, kinnitades selle radiaalselt tihendusketta mehhanismi abil. Koonilise pinnaga kinnituselementide komplekt pannakse kokku pingutuskruvide rõnga abil – see tekitab ühtlase radiaalse kinnitusrõhu kogu võlli ümbermõõdu ulatuses. Võlli töötlemine pole vajalik. Kiilusoone ei teki. Sile võlli pind jääb täielikult puhastatavaks.

Korea toiduainete töötlemise rajatised on tavaliselt suletud hooned, kus kajav heliväli tekib mitme samaaegselt töötava masina tõttu. Korea töötervishoiu eeskirjad (산업안전보건법) kehtestavad kaheksatunnise kokkupuute piirväärtuseks 85 dB(A) ja kahetunnise piirväärtuseks 90 dB(A) – need piirväärtused on Korea kolmevahetusega toiduainete tootmise keskkondades, kus operaatorid töötavad pidevalt töötavate konveieri ajamite ja segistimootorite käeulatuses, pidevalt ületatavad.

Standardsed planetaarkäigukastid tekitavad veereva kontakti hammasratta hambumismüra – iseloomulikku kesksageduslikku tooni hammasratta hambumissagedusel ja selle harmoonilistel. Samaväärse pöördemomendi korral tekitab EP-KF/KH seeria hüpoidne hammasratas hambumise korral madalamat müra, kuna kõver spiraalne kontaktmuster jaotab hammaste haarduvuse suuremale pinnale, vähendades hamba sisenemisel tekkivat tippjõudu ja sellest tulenevat akustilist kiirgust.

Mõõdetud võrdlus Korea toidukonveieri rakenduses: EP-KF-S3 tekitas samaväärse pöördemomendi ja kiiruse juures 1 m kaugusel 69 dB(A) mürataset – 7 dB(A) vähem kui samaväärse pöördemomendiga EP-AB planetaarseadme 76 dB(A). 7 dB(A) vähenemine moodustab ligikaudu poole tajutavast valjusest – oluline erinevus operaatoritele, kes töötavad 8-tunnise vahetuse jooksul kajaga ruumis.

Kõige levinum toiduainete töötlemise käigukasti paigutus paigutab servo- või induktsioonmootori väljaspool märgtsooni kuiva mootorikappi, samal ajal kui väljundvõll läbib tsooni piirnevat seina, et ajada konveieri peatrumlit, segisti võlli või täitepea karusselli märgtsooni sees. See paigutus nõuab seina läbiviigu juures täisnurkset käigukasti – mootor on kuival poolel, väljundvõll väljub horisontaalselt märgtsooni.

See EP-AER täisnurkne seeria IP67 valikuga on Korea Ever-Poweri täppisvalikus ainus täisnurkne seade, mis on selle paigalduse jaoks ette nähtud. EP-ABR, EP-ADR ja EP-AFR on maksimaalselt IP65 kaitseklassiga – need ei paku CIP-pesutsoonis märja poole väljundvõlli jaoks vajalikku sukeldamiskaitset. EP-AER-i IP67 kaitseklassiga variant on tehases valmistatud ja see tuleb tellimise ajal täpsustada.

EP-AER seeria suur äärik pakub konveierirakendustes täiendavat konstruktsioonilist eelist: see jaotab konveierilindi pingest tuleneva ümberpööramismomendi laiema poltide ringi ulatuses kui tavaline kandiline äärik. Tugevalt koormatud tootekonveierit käitava peatrumli puhul tekitab lindi pinge käigukasti väljundvõllile märkimisväärse paindemomendi – suur äärik peab sellele momendile vastu, jaotades reaktsioonikoormuse suurema raadiusega rohkemate poltide vahel.

Tööstuslikud toidusegistid – kastmete, taina, käärituspaakide ja piimatoodete segamise nõud – vajavad standardsete asünkroonmootorite sisenditelt (1450 p/min) väga madalaid väljundkiirusi (1–10 p/min), mis nõuab ühes ajamis 150:1 kuni 1450:1 redutseerimissuhet. Väljundvõll on tavaliselt vertikaalne ja liigub segamisnõusse otse ülalt või läbi anuma põhja.

See Economic Line PG II R kolmeastmeline seeria katab selle rakenduse tõhusalt: kolm kaskaadselt ühendatud planetaarset astet saavutavad ühes suletud seadmes 500:1. Sisendkiirusel 1450 p/min ja 500:1 on väljundkiirus 2,9 p/min – see on otse enamiku kastme- ja tainasegamistoimingute sihtvahemikus ilma muutuva sagedusega ajamit kasutamata.

Tagaveo ohutusprobleem: Planetaarne käigukast on tagasikäiguga – kui mootor on pingestamata, võib segamisnõus olev viskoosne toode avaldada tiivikule survet ja proovida väljundvõlli pöörata seiskunud mootori vastu. Paksude taignate ja pastade puhul võib see rõhk olla piisavalt suur, et käigukasti tagasikäiguga käivitada ja tiiviku asendit laadimis-/tühjenduspeatuste ajal roomata. Standardsete segistirakenduste puhul hoiab mootori võllil olev servoajamiga elektromagnetiline pidur väljalülitamisel asendit. Ohutuskriitiliste rakenduste puhul, kus vabalt pöörlev tiivik anumale juurdepääsu ajal kujutab endast personaliohtu, on vaja allavoolu iselukustuvat ussiaega või integreeritud mehaanilist pidurit.

HACCP (ohuanalüüsi ja kriitiliste kontrollpunktide) ja KFDA litsentsi alusel tegutsevad Korea toiduainete töötlemise ettevõtted peavad dokumenteerima kõigi toiduga kokkupuutuvate tsoonide seadmete hügieenilise sobivuse. Käigukastide puhul sisaldab see dokumentatsioonipakett tavaliselt nelja elementi:

KFDA audiitorid ei sertifitseeri üksikuid käigukaste – nad auditeerivad rajatise dokumentatsiooni seadmete sobivuse kohta. Täieliku Korea Ever-Poweri dokumentatsioonipaketi esitamine võimaldab Korea toidurajatise kvaliteedikontrolli meeskonnal täita KFDA auditi nõuet ilma sõltumatuid katseid tellimata. Taotlege dokumentatsioonipaketti tellimuse kinnituses – märkige „nõutav KFDA toidutsooni dokumentatsioon” ja Korea Ever-Poweri rakendusmeeskond saadab saadetisega kaasa täieliku koreakeelse paketi.

KKas olemasolevat IP65 EP-AER-i saab kohapeal IP67-le ümber ehitada?

Ei. IP67 nõuab teistsugust korpuse tihendi geomeetriat – väiksemaid tasapinna tolerantse vastaspindadel, O-rõnga sooned, mis on loodud staatilise uputusrõhu, mitte joatakistuse jaoks, ja teistsugust väljundvõlli tihendi spetsifikatsiooni. Need on tootmiserinevused, mitte tihendite asendused. IP65 korpuse tihendi asendamine kohapeal ei taga IP67 jõudlust, olenemata asendustihendi kvaliteedist. IP67 tuleb tellida tehase valikuna seadme tootmise ajal. Kui paigaldatud IP65 seadme jaoks on vaja IP67, tuleb kogu käigukast asendada IP67-reitinguga seadmega. Seetõttu on CIP-i kokkupuutetaseme kinnitamine spetsifikatsiooni ajal – enne tellimist – kriitilise tähtsusega.

KMillist HACCP dokumentatsiooni pakub Korea Ever-Power toidutsooni käigukastide paigaldamiseks?

Korea Ever-Power pakub toidutsooni EP-AER ja EP-AE IP67 tellimuste jaoks järgmist dokumentatsioonipaketti korea keeles: (1) IEC 60529 IP67 testisertifikaat, (2) korpuse ja võlli materjali deklaratsioon koos RoHS-i vastavusavaldusega, (3) määrdeaine spetsifikatsioon, mis kinnitab H2 toiduohutuse klassifikatsiooni, (4) IQ/OQ dokumentatsiooni mõõtmetega joonised PDF-vormingus. EP-KF-S4 kahaneva ketta tellimuste puhul esitatakse 5 tööpäeva jooksul pärast tellimuse esitamist täiendav IQ/OQ paigalduskvalifikatsiooni protseduuri dokument. Toiduga kokkupuutuvate pindade H1 määrdeaine vajab spetsiaalset tellimuse spetsifikatsiooni – küsige tellimuse esitamisel, kui teie asutuse HACCP-plaani jaoks on H1 nõutav.

KKas standardne Korea Ever-Poweri määre nõuab märgtsoonides paigaldamiseks toidukvaliteediga määrdeaine spetsifikatsiooni?

Standardne Korea Ever-Power EP määre on klassifitseeritud H2-klassiga – sobib kasutamiseks toiduainete läheduses, kus juhuslikku kokkupuudet toiduga ei ole ette näha. H2 on õige klassifikatsioon väliselt paigaldatud käigukastidele, mille suletud korpus takistab määrdeainete kokkupuudet toiduainete vooluga – see hõlmab kõiki EP-AER, EP-AE ja KF/KH seadmeid, mis on paigaldatud väljaspool tootega kokkupuute tsooni. H1 (toiduga kokkupuutuva pinna määrdeaine, ohutu juhusliku toiduga kokkupuute korral) on vajalik ainult siis, kui on olemas usutav rikkeviis, mille korral määre võib toiduga kokku puutuda – näiteks otseülekandega segisti võlli tihendi rike, mis võimaldab määrdel sattuda tooteanumasse. Taotlege H1 määrdeainet tellimuse ajal, kui teie HACCP plaan seda nõuab; määrdeainete spetsifikatsioon määratakse tootmisel ja seda ei saa pärast tarnimist muuta.

KKas vertikaalne toiduainete segamisvõll vajab kaitset tagasiliikumise eest, kui mootor on seisatud?

See sõltub toote viskoossusest ja tiiviku konstruktsioonist. Madala viskoossusega vedelike (veepõhised kastmed, puljongid, piimatooted) puhul ei ole tiivikule mõjuv hüdrostaatiline rõhk puhkeolekus piisav, et planetaarkäigukasti mootori enda haakumismomendi ja servopiduri vastu tagasi ajada – täiendavat kinnitusseadet pole vaja. Suure viskoossusega toodete (paksud tainad, tihedad pastad, geelid) puhul, kus staatiline tooterõhk tiivikule võib tekitada märkimisväärse võlli pöördemomendi, võib planetaarkäigukast üksi võimaldada aeglast tiiviku roomamist seisma jäädes. Sellisel juhul tagab kinnitusmomendi servomootori elektromagnetiline pidur või allavoolu ussiaja. Planetakäigukast ei ole iselukustuv – see liigub vabalt tagasi, kui tagasikäigu pöördemoment ületab mootori kinnitusmomenti. Hinnake tiivikule mõjuvat maksimaalset staatilist tooterõhku mootori kinnitusmomendi suhtes, et teha kindlaks, kas on vaja täiendavat kinnitust.

KMilline konfiguratsioon sobib Korea põllumajanduslikuks töötlemiseks pärast saagikoristust, kus EP käigukastid jaotavad saagi mitmele töötlemispeale?

Korea siseruumides asuvate teravilja- ja tootetöötlemisrajatiste jaoks, kus on vaja EP-KF-i või EP-AE-d, mis tagavad peamise kiiruse vähendamise ja energiajaotuse mitmele töötlemispeale, põllumajanduslikud koonilised käigukastid Jaotab EP planetaarväljundi võimsuse individuaalsetele puhastus-, sorteerimis- või pakkimispeadele. EP-seade tegeleb mootori ja protsessi vahelise kiiruse vähendamisega ning allavoolu asuvad põllumajanduslikud koonuskäigukastid tagavad mitme väljundi jaotuse. Selle konfiguratsiooni puhul veenduge, et EP-seadme temperatuuri spetsifikatsioon vastab rajatise tsoonile – siseruumides asuvad teraviljarajatised töötavad tavaliselt aastaringselt üle 5 °C, mistõttu EP-KF sobib müratundlikuks siseruumides toimuvaks koristusjärgseks töötlemiseks.