Riduttore epicicloidale per la lavorazione degli alimenti —
Grado di protezione IP67, resistenza al lavaggio e design igienico.

La questione della scelta tra un riduttore epicicloidale con grado di protezione IP67 e uno con grado di protezione IP65 per l'industria alimentare diventa cruciale nel momento in cui le specifiche di una zona di processo richiedono l'immersione CIP anziché la protezione tramite nebulizzazione. Un riduttore epicicloidale industriale standard con grado di protezione IP65 può funzionare senza problemi per anni in uno stabilimento automobilistico coreano, in un impianto di semiconduttori o in un reparto di confezionamento. La stessa unità, installata sul tamburo di testa di un nastro trasportatore in un impianto di lavorazione del pesce coreano, potrebbe guastarsi entro 8 mesi, non per sovraccarico meccanico, ma a causa del ciclo di pulizia chimicamente aggressivo per il quale la geometria delle guarnizioni IP65 non è stata progettata.

Gli impianti di trasformazione alimentare coreani seguono un protocollo di pulizia in loco (CIP, Cleaning-In-Place) obbligatorio per le superfici a contatto con gli alimenti, imposto dalla KFDA (Korean Food and Drug Administration). Una tipica sequenza CIP si svolge come segue:

Le guarnizioni IP65 sono progettate per resistere a getti d'acqua diretti, non all'immersione in residui di acido peracetico. Dopo il risciacquo ad alta pressione, l'acqua si accumula sui pavimenti e sulle superfici delle apparecchiature. Un riduttore montato a livello del pavimento o con una guarnizione dell'albero di uscita rivolta verso il basso si trova immerso in questa pozza. La soluzione di acido peracetico penetra nella guarnizione a labbro IP65 nel corso di cicli ripetuti (in genere 8-14 mesi) e, una volta entrata nell'alloggiamento, attacca il grasso e le superfici degli ingranaggi dall'interno.

Perché la certificazione IP67 non può essere installata successivamente: Il grado di protezione IP67 (immersione a 1 m per 30 minuti secondo la norma IEC 60529) richiede una geometria di tenuta dell'alloggiamento fondamentalmente diversa: tolleranze di planarità della superficie dell'alloggiamento più strette, un design della scanalatura per O-ring per la pressione statica di immersione, una specifica diversa per la tenuta dell'albero di uscita e un tappo di equalizzazione della pressione solido che sostituisce lo sfiato. Nessuna di queste modifiche può essere applicata sul campo a un alloggiamento IP65. La costruzione IP67 deve essere specificata al momento dell'ordine: viene realizzata in fase di produzione, non aggiunta successivamente.

Il metodo di collegamento dell'albero di uscita del riduttore all'albero motore riceve molta meno attenzione nelle specifiche dell'industria alimentare coreana rispetto al grado di protezione IP; tuttavia, il tipo di collegamento dell'albero è una problematica igienica indipendente, soggetta alle normative KFDA e GMP, che può di per sé innescare rilievi durante gli audit.

Il problema della chiavetta negli ambienti alimentari

Una sede per chiavetta è una scanalatura di precisione ricavata nell'albero, che accoglie una chiavetta rettangolare e trasmette la coppia al componente montato. Negli ambienti di lavorazione alimentare, le sedi per chiavetta creano due problemi igienici: la geometria della scanalatura intrappola particelle di cibo, residui di lubrificante e batteri in un profilo superficiale strutturalmente difficile da pulire: la scanalatura è troppo profonda perché la pulizia a spruzzo possa penetrare completamente e troppo stretta per le spazzole. Nel tempo, una sede per chiavetta diventa un sito di proliferazione microbiologica su un albero posizionato vicino a superfici a contatto con gli alimenti.

Durante le verifiche igieniche della Linea 3, gli ispettori della KFDA coreana segnalano la presenza di scanalature per chiavette esposte in prossimità delle superfici a contatto con gli alimenti. Nelle linee farmaceutiche conformi alle norme GMP, le scanalature per chiavette sono generalmente escluse dai componenti all'interno del perimetro della camera bianca. La conseguenza pratica è che i progettisti di macchinari per l'industria alimentare e farmaceutica coreana necessitano di un metodo di connessione senza scanalature per chiavette che trasmetta la stessa coppia di una connessione con chiavetta.

La soluzione con dischi termoretraibili (KF-S4)

IL Albero cavo EP-KF-S4 con disco di restringimento Si collega a qualsiasi albero liscio (privo di scanalatura per chiavetta) mediante un meccanismo di serraggio radiale a disco con accoppiamento forzato. Una serie di elementi di serraggio conici vengono azionati da una ghiera di viti di serraggio, generando una pressione di serraggio radiale uniforme lungo l'intera circonferenza dell'albero. Non è necessaria alcuna lavorazione dell'albero. Non viene creata alcuna scanalatura per chiavetta. La superficie liscia dell'albero rimane completamente pulibile.

Gli impianti di trasformazione alimentare coreani sono in genere edifici chiusi dove il campo sonoro riverberante si accumula a causa del funzionamento simultaneo di più macchinari. Le normative coreane in materia di salute e sicurezza sul lavoro (산업안전보건법) stabiliscono un limite di esposizione di 85 dB(A) per otto ore e un limite di 90 dB(A) per due ore: soglie che vengono regolarmente superate negli ambienti di produzione alimentare coreani, dove gli operatori lavorano continuamente a portata di mano di nastri trasportatori e motori di agitazione in funzione.

I riduttori epicicloidali standard producono rumore di contatto volvente durante l'ingranamento degli ingranaggi: un tono caratteristico a media frequenza, corrispondente alla frequenza di ingranamento e alle sue armoniche. A parità di coppia erogata, l'ingranamento ipoide della serie EP-KF/KH produce un rumore inferiore perché il disegno di contatto a spirale curva distribuisce l'ingranamento dei denti su una superficie maggiore, riducendo la forza d'impatto di picco all'ingresso del dente e la conseguente radiazione acustica.

Confronto misurato in un'applicazione di trasporto alimentare coreana: l'EP-KF-S3, a parità di coppia e velocità, ha prodotto 69 dB(A) a 1 m, ovvero 7 dB(A) in meno rispetto ai 76 dB(A) dell'unità planetaria EP-AB a coppia equivalente. Una riduzione di 7 dB(A) rappresenta circa la metà del livello sonoro percepito, una differenza significativa per gli operatori che lavorano per un turno di 8 ore in un ambiente riverberante.

Nella configurazione più comune dei riduttori per l'industria alimentare, il servomotore o il motore a induzione si trovano all'esterno della zona umida, in un armadio motore a secco, mentre l'albero di uscita attraversa la parete perimetrale della zona per azionare il tamburo della testa di trasporto, l'albero dell'agitatore o il carosello della testa di riempimento all'interno della zona umida. Questa configurazione richiede un riduttore ad angolo retto in corrispondenza dell'attraversamento della parete: il motore si trova sul lato a secco, mentre l'albero di uscita fuoriesce orizzontalmente nella zona umida.

IL Serie ad angolo retto EP-AER con opzione IP67 È l'unica unità ad angolo retto della gamma di precisione Ever-Power coreana omologata per questa installazione. I modelli EP-ABR, EP-ADR e EP-AFR hanno un grado di protezione IP65 massimo: non offrono la protezione dall'immersione richiesta per l'albero di uscita lato bagnato in una zona lavata con sistema CIP. L'opzione IP67 per il modello EP-AER è preconfigurata in fabbrica e deve essere specificata al momento dell'ordine.

La flangia di grandi dimensioni della serie EP-AER offre un ulteriore vantaggio strutturale nelle applicazioni di trasporto: distribuisce il momento ribaltante generato dalla tensione del nastro trasportatore su un cerchio di bulloni più ampio rispetto a un'unità con flangia quadrata standard. In un tamburo di testa di un trasportatore di prodotti fortemente caricato, la tensione del nastro crea un momento flettente significativo sull'albero di uscita del riduttore: la flangia di grandi dimensioni contrasta questo momento distribuendo il carico di reazione su un maggior numero di bulloni con un raggio più ampio.

Gli agitatori industriali per alimenti, utilizzati per miscelare salse, impasti, serbatoi di fermentazione e per la lavorazione di prodotti lattiero-caseari, richiedono velocità di rotazione molto basse (1-10 giri/min) a partire da motori a induzione standard (1.450 giri/min), con conseguenti rapporti di riduzione da 150:1 a 1.450:1 in un'unica unità di azionamento. L'albero di uscita è tipicamente verticale e aziona direttamente il recipiente di miscelazione dall'alto verso il basso o dal basso attraverso la base del recipiente.

IL Serie a tre stadi della linea economica PG II R Copre quest'applicazione in modo efficiente: tre stadi planetari in cascata raggiungono un rapporto di 500:1 in un'unica unità sigillata. Con un ingresso di 1.450 giri/min e un rapporto di 500:1, la velocità di uscita è di 2,9 giri/min, esattamente nell'intervallo target per la maggior parte delle operazioni di miscelazione di salse e impasti senza un variatore di frequenza.

Il problema di sicurezza relativo alla retromarcia: Un riduttore epicicloidale è soggetto a rotazione inversa: quando il motore viene diseccitato, il prodotto viscoso nel recipiente di miscelazione può esercitare pressione sulla girante e tentare di far ruotare l'albero di uscita contro il motore fermo. Per impasti e paste dense, questa pressione può essere sufficientemente elevata da far ruotare il riduttore in senso inverso e spostare la posizione della girante durante le fasi di carico/scarico. Nelle applicazioni standard con agitatore, un freno elettromagnetico azionato da un servomotore sull'albero motore mantiene la posizione a motore spento. Per le applicazioni critiche per la sicurezza, in cui una girante che ruota liberamente durante l'accesso al recipiente rappresenta un rischio per il personale, è necessario un riduttore a vite senza fine autobloccante a valle o un freno meccanico integrato.

Gli stabilimenti di trasformazione alimentare coreani che operano secondo i principi dell'HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) e in possesso della licenza KFDA sono tenuti a documentare l'idoneità igienica di tutte le apparecchiature installate nelle zone a contatto con gli alimenti. Per i riduttori, questa documentazione comprende in genere quattro elementi:

Gli auditor della KFDA non certificano i singoli riduttori, bensì la documentazione relativa all'idoneità delle apparecchiature fornita dall'impianto. Fornire il pacchetto completo di documentazione di Korea Ever-Power consente al team di controllo qualità dell'impianto alimentare coreano di soddisfare i requisiti di audit della KFDA senza dover commissionare test indipendenti. Richiedete il pacchetto di documentazione nella conferma d'ordine, specificando "Documentazione KFDA per la zona alimentare richiesta", e il team applicativo di Korea Ever-Power vi fornirà il pacchetto completo in lingua coreana insieme alla spedizione.

QÈ possibile convertire un EP-AER con grado di protezione IP65 in un modello con grado di protezione IP67 direttamente sul campo?

No. La classificazione IP67 richiede una geometria di tenuta dell'alloggiamento diversa: tolleranze di planarità più strette sulle superfici di accoppiamento, scanalature per O-ring progettate per la pressione statica di immersione anziché per la resistenza ai getti e una specifica diversa per la tenuta dell'albero di uscita. Si tratta di differenze di produzione, non di sostituzioni di guarnizioni. La sostituzione di una guarnizione sul campo in un alloggiamento IP65 non garantirà le prestazioni IP67, indipendentemente dalla qualità della guarnizione di ricambio. La classificazione IP67 deve essere ordinata come opzione di fabbrica al momento della produzione dell'unità. Se la classificazione IP67 è richiesta per un'unità IP65 installata, l'intero riduttore deve essere sostituito con un'unità con classificazione IP67. Per questo motivo, è fondamentale verificare il livello di esposizione al CIP (Cleaning In Place) in fase di specifica, prima dell'ordine.

QQuale documentazione HACCP fornisce Korea Ever-Power per gli impianti di riduttori nelle zone alimentari?

Korea Ever-Power fornisce il seguente pacchetto di documentazione per gli ordini EP-AER e EP-AE IP67 per zone alimentari, in lingua coreana: (1) certificato di prova IEC 60529 IP67, (2) dichiarazione del materiale dell'alloggiamento e dell'albero con dichiarazione di conformità RoHS, (3) specifica del grasso che conferma la classificazione H2 per uso alimentare, (4) disegni dimensionali in PDF per la documentazione IQ/OQ. Per gli ordini di dischi termoretraibili EP-KF-S4, un documento aggiuntivo sulla procedura di qualificazione dell'installazione IQ/OQ viene fornito entro 5 giorni lavorativi dall'ordine. Il lubrificante H1 per superfici a contatto con gli alimenti richiede una specifica d'ordine speciale: richiederla al momento dell'ordine se H1 è richiesto per il piano HACCP del vostro stabilimento.

QIl grasso standard Ever-Power coreano richiede specifiche per uso alimentare per installazioni in ambienti umidi?

Il grasso standard Ever-Power EP coreano è classificato H2, ovvero idoneo per l'uso in aree a contatto con gli alimenti dove non si prevede un contatto accidentale con gli stessi. H2 è la classificazione corretta per i riduttori montati esternamente, il cui alloggiamento sigillato impedisce al grasso di entrare in contatto con il flusso del prodotto alimentare; questo vale per tutte le unità EP-AER, EP-AE e KF/KH montate all'esterno della zona di contatto con il prodotto. La classificazione H1 (lubrificante per superfici a contatto con gli alimenti, sicuro in caso di contatto accidentale con gli alimenti) è richiesta solo in presenza di una modalità di guasto plausibile in cui il grasso potrebbe entrare in contatto con gli alimenti, ad esempio un guasto alla guarnizione dell'albero dell'agitatore a trasmissione diretta che consente al grasso di entrare nel recipiente del prodotto. Richiedere il lubrificante H1 al momento dell'ordine se il piano HACCP lo prevede; la specifica del grasso viene definita in fase di produzione e non può essere modificata dopo la consegna.

QL'albero di un agitatore verticale per alimenti necessita di protezione contro il ritorno di velocità quando il motore è spento?

Dipende dalla viscosità del prodotto e dal design della girante. Per liquidi a bassa viscosità (salse a base d'acqua, brodi, latticini), la pressione idrostatica sulla girante a riposo è insufficiente per azionare in senso inverso un riduttore epicicloidale contro la coppia di cogging del motore e il freno del servomotore: non è necessario alcun dispositivo di bloccaggio aggiuntivo. Per prodotti ad alta viscosità (impasti densi, paste dense, gel) dove la pressione statica del prodotto sulla girante può generare una coppia significativa sull'albero, un riduttore epicicloidale da solo può consentire un lento slittamento della girante a riposo. In questo caso, un freno elettromagnetico del servomotore o uno stadio a vite senza fine a valle forniscono la coppia di bloccaggio. Un riduttore epicicloidale non è autobloccante: aziona liberamente in senso inverso se la coppia di azionamento in senso inverso supera la coppia di bloccaggio del motore. Valutare la massima pressione statica del prodotto sulla girante rispetto alla coppia di bloccaggio del motore per determinare se è necessario un bloccaggio aggiuntivo.

QPer la lavorazione post-raccolta dei prodotti agricoli coreani, dove i riduttori EP distribuiscono il materiale a più teste di lavorazione, quale configurazione è applicabile?

Per gli impianti coreani di lavorazione di cereali e prodotti agricoli post-raccolta al chiuso, dove è necessario un EP-KF o un EP-AE per fornire la riduzione primaria della velocità e la distribuzione della potenza a più teste di lavorazione, riduttori agricoli a ingranaggi conici Distribuisce la potenza dall'uscita planetaria dell'unità EP alle singole teste di pulizia, selezione o confezionamento. L'unità EP gestisce la riduzione della velocità del motore per il processo, mentre i riduttori a ingranaggi conici agricoli a valle forniscono la distribuzione multi-uscita. In questa configurazione, verificare che la specifica di temperatura dell'unità EP corrisponda alla zona dell'impianto: gli impianti di stoccaggio cerealicolo al coperto operano in genere al di sopra dei 5 °C tutto l'anno, rendendo EP-KF adatto per la lavorazione post-raccolta al coperto in ambienti sensibili al rumore.