Produkty spożywcze, zanim trafią do finalnego klienta muszą przejść długą drogę, uwzględniającą ich przetworzenie, spakowanie, a często również przygotowanie do spożycia. Wymagania procesu przetwarzania produktów, szczególnie takich o krótkim terminie przydatności do spożycia (np. śmietany), będą zupełnie inne niż w przypadku pakowania ich w opakowania zbiorcze (pojemniki indywidualne do kartonu).

Przykłady zastosowań elementów Elesa+Ganter w maszynach i urządzeniach przetwórstwa spożywczego

ELESA+GANTER posiada w swojej ofercie szeroki zakres elementów rekomendowanych do przemysłu spożywczego, które dzięki wersjom wykonania o różnym poziomie higieniczności, odporności na korozję lub ergonomii, spełniają wymagania maszyn i urządzeń pracujących na różnych etapach wytwarzania produktu. Znajdziemy tu elementy do maszyn:

• przetwórczych,
• procesowych,
• urządzeń napełniających,
• pakujących,
• etykietujących,
• gastronomicznych,

Każdy z etapów produkcji może składać się z większej lub mniejszej liczby procesów, zależnych od stopnia przetworzenia produktu, terminu przydatności do spożycia lub sposobu pakowania.

Każdy proces natomiast posiada indywidualne wymagania odnośnie:

• łatwości utrzymania w czystości,
• odporności na korozję,
• zapobiegania osadzaniu i namnażaniu się mikrobów,
• bezpieczeństwa,
• funkcjonalności itp.

Poniżej przedstawiono standardowe elementy maszyn i urządzeń, zaprojektowane by spełniać wymagania tych procesów.

1. Łatwość utrzymania w czystości

Konstrukcja higieniczna – najwyższy poziom higieny

Dla najbardziej wymagających zastosowań, tj. maszyn przetwórstwa spożywczego, rekomendujemy  standardowe elementy w wykonaniu higienicznym, spełniające najnowsze normy w zakresie higieny, określone przez EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group).

Rys. 1. Grupa elementów Hygienic Design

Konstrukcja tych elementów eliminuje miejsca gromadzenia się zanieczyszczeń, charakteryzuje się wysoką klasą chropowatości powierzchni i specjalnymi uszczelnieniami połączeń komponentów. Uszczelnienia zostały zaprojektowane w sposób umożliwiający uzyskanie maksymalnej szczelności połączeń po zamontowaniu elementu. Natomiast elementy metalowe są wykonane z najwyższych gatunkowo stali nierdzewnych AISI 304 lub AISI 316. Higieniczna konstrukcja skraca znacząco czas czyszczenia, co w efekcie redukuje zużycie środków myjących. Zmniejsza to finalnie koszty operacyjne, związane z bieżącym utrzymaniem higieny.

Rys. 2. Oznaczenie certyfikatu EHEDG

Obejrzyj film przedstawiający testy laboratoryjne stopy GN 20

 

Grupa elementów standardowych w wykonaniu higienicznym została oznaczona symbolem HD (Hygienic Design). Bliższe informacje na jej temat dostępne są na stronie www.elesa-ganter.pl lub w katalogu „Standardowe elementy w wykonaniu higienicznym” do pobrania tutaj.

Nierdzewne prowadnice rolkowe

Rys. 3. Nierdzewne prowadnice rolkowe: wózki GN 2494 oraz szyny GN 2492

Prowadnice rolkowe wykonane ze stali w gatunki AISI 316L nadają się do zastosowań w środowiskach agresywnych i wymagających zachowania higieny. Dzięki zastosowanym materiałom mogą być stosowane do przesuwu osłon maszyn lub innych elementów mechanicznych w miejscach narażonych na działanie czynników wpływających na korozję metali, np. poprzez częste mycie. System prowadnic liniowych składa się z wózków rolkowych GN 2494 wyposażonych w zamknięte, uszczelnione rolki łożyskowe, wypełnione smarem zgodnym z FDA, poruszających się wewnątrz systemów szynowych GN 2492.

Prowadnice zapewniają płynną i cichą pracę, wysokie prędkości przesuwu (do 1,5 m/s), niskie zużycie oraz poprawne działanie w długim okresie użytkowania. Mogą być mocowane poziomo, jak i pionowo, należy tylko wziąć pod uwagę kierunek działania obciążenia, aby prawidłowo włożyć wózki rolkowe w szynę prowadnicy.

Uszczelki krawędziowe

Rys. 4. Uszczelki krawędziowe GN 2190 z NBR i MVQ

Miejsca, które wymagają szczelności (mogące mieć kontakt z produktem spożywczym) powinny zostać wyposażone w uszczelki krawędziowe wykonane z materiałów dopuszczonych do pracy w takich środowiskach. Uszczelki krawędziowe GN 2190 są zbudowane z kauczuku akrylonitrylowo-butadienowego (NBR) lub gumy silikonowej (MVQ) w kolorze niebieskim i są zgodne z normą FDA, dzięki czemu  nadają się do kontaktu z żywnością. Uszczelki posiadają wkładki zaciskowej ze zbrojeniem ze stali nierdzewnej w gatunku AISI 304. Mogą być stosowane do uszczelniania drzwi, osłon maszyn, klap i pokryw zbiorników, kadzi, pojemników itp. Uszczelki wciska się ręcznie na krawędź blachy lub płyty, a wbudowana wkładka zaciskowa utrzymuje je w ustalonej pozycji. Dzięki temu, nie ma konieczności stosowania kleju, bądź innych spoiw.

2. Odporność na korozję

Elementy ze stali nierdzewnej

Rys. 5. Pokrętło GN 5335.4 ze stali AISI 316L

Rys. 6. Pokrętło GN 5334 w wykonaniu ze stali AISI 304

Odporność stali nierdzewnej na korozję sprawia, że jest ona jednym z najbardziej pożądanych materiałów w wielu sektorach przemysłu. W ofercie ELESA+GANTER dostępne są elementy z różnych gatunków stali: AISI 303, AISI 304 lub AISI 316. Odpowiednio dobrane, oferują odporność zarówno na czynniki atmosferyczne, jak i chemiczne. Dodatkowym wymogiem, idącym często w parze z odpornością na korozję, jest higieniczność. Jest to cecha szczególnie istotna w przemyśle spożywczym, w którym poza samą odpornością na wilgoć i czynniki chemiczne, wymagana jest łatwość czyszczenia.

Firma Elesa+Ganter stworzyła serię produktów, które zaspokoją potrzeby najbardziej wymagających producentów maszyn i urządzeń z sektora spożywczego. W grupie tej dostępne są elementy o różnym poziomie higieniczności konstrukcji. Znajdziemy tu na przykład elementy o konstrukcji eliminującej gromadzenie się zanieczyszczeń, przeznaczone do miejsc wymagających częstego mycia m.in. pokrętło GN 5335.4 ze stali AISI 316L (rys. 5), jak i prostszy, ekonomiczny model do miejsc narażonych na korozję, ale niewymagających dużego stopnia higieny – pokrętło GN 5334 w wykonaniu ze stali w gatunku AISI 304 (rys. 6).

Rys. 7. Zastosowanie pokrętła serii GN 5335 wraz z kołem GN 949

Na szczególną uwagę zasługują produkty wykonane z najwyższego gatunku stali nierdzewnej AISI 316. Dodatek chromu i molibdenu sprawia, że stal ta jest szczególnie odporna na wiele agresywnych substancji chemicznych, w tym środki myjące. Stal nierdzewna AISI 316L używana jest do produkcji narzędzi medycznych, dlatego też zwana jest stalą chirurgiczną. Jej kontakt z produktem spożywczym jest bezpieczny, gdyż nie wchodzi z nim w żadną reakcję chemiczną. W ofercie ELESA+GANTER jest coraz więcej elementów wykonanych ze stali nierdzewnej w tym gatunku. Elementy z niej wykonane znaleźć można niemal w każdej grupie produktowej (rys. 8).

Rys. 8. Wybrane elementy wykonane ze stali nierdzewnej w gatunku AISI 316 (A4) z różnych grup produktowych

Elementy z tworzywa i stali nierdzewnej

Elementy wykonane stali nierdzewnej w połączeniu z technopolimerem zachowują w wielu przypadkach ten sam poziom odporności na korozję, co elementy w pełni nierdzewne. Mogą też posiadać konstrukcję ułatwiającą czyszczenie. Posiadają też inne cechy, niedostępne dla elementów w pełni nierdzewnych m.in.:

• izolację termiczną
• elektryczną,
• niższą wagę,
• bogatszą kolorystykę i niższą cenę.

Elementy te są chętnie wykorzystywane w maszynach i urządzeniach do pakowania i etykietowania oraz w innych procesach, gdzie nie występuje bezpośredni kontakt z produktem spożywczym.

Rys. 9. Zastosowanie pokrętła serii VC.692 w maszynie pakującej

Zapobieganie osadzaniu i namnażaniu się mikrobów

 Technopolimery o specjalnych właściwościach

Rys. 10. Zastosowanie uchwytów EBP-SAN w urządzeniach gastronomicznych

Ze względu na wyższą izolację termiczną, elementy z tworzyw sztucznych są często bardziej pożądanym materiałem niż stal nierdzewna. Przykładem mogą być tu uchwyty do drzwi, osłon lub pokryw, izolujące dłoń operatora od gorącej obudowy maszyny. Potrzeba taka pojawia się często w urządzeniach piekarniczych, gastronomicznych lub cateringowych wraz z wysokimi wymaganiami, co do zachowania higieny. W tym celu została stworzona grupa produktów o właściwościach antymikrobowych (SAN), która jest produkowana ze specjalnego technopolimeru z domieszką jonów srebra,

Produkty z linii SAN są wykonane z materiału, który uniemożliwia gromadzenie się wszelkich niepożądanych organizmów takich jak: drobnoustroje, bakterie, pleśń oraz grzyby, będące główną przyczyną nieprzyjemnych zapachów, przebarwień, degradacji i powstawania biomembrany na powierzchniach. Zapobiegają także ich reprodukcji.

Bezpieczeństwo

W sektorach spożywczym i farmaceutycznym nie ma miejsca na kompromisy. Łatwość czyszczenia, odporność na korozję, zapobieganie gromadzeniu się zanieczyszczeń, bezpieczeństwo produkcji oraz wysoka wydajność pracy są priorytetami w planowaniu produkcji. Elementy maszyn umożliwiające łatwą detekcję przez systemy bezpieczeństwa są szczególnie cenione w tej branży.

Jedzenie i lekarstwa są przede wszystkim wytwarzane przemysłowo. Towary i preparaty przechodzą przez wiele etapów procesu na złożonych liniach produkcyjnych. Wszelkie wady w tych systemach, jeżeli nie zostaną wykryte, mogą doprowadzić do przypadkowego zanieczyszczenia produktu, a to może wywołać poważne konsekwencje dla zdrowia konsumentów.

Mając na uwadze wymagania sektora maszyn i urządzeń spożywczych i farmaceutycznych, firma ELESA+GANTER zaprojektowała dwie linie standardowych elementów, które spełniają wyśrubowane wymagania dotyczące bezpieczeństwa produktu na każdym etapie jego wytwarzania, od przetwarzania do pakowania. Specjalnie pod kątem tych sektorów stworzyliśmy serie produktów, które są wykrywalne wizualnie (wzrokowo lub przez systemy wizyjne) lub przez wykrywacze metali. Pozwala to na kompleksową ochronę produktów spożywczych i farmaceutycznych przed dostaniem się do nich niepowołanych części maszyn.

Elementy wykrywalne wizualnie

Rys. 11. Linia produktów wykrywalnych wizualnie VD

Akcesoria z serii VD (visually detectable) cechują się jednolitym kolorem RAL 5005 (rys. 11) w całym swoim przekroju, który określany jest mianem „niebieskiego sygnałowego” (signal blue) i jest wysoce kontrastowy oraz łatwo rozpoznawalny dla ludzkiego oka. Dzięki temu nietrudno go wykryć, gdyż nie występuje naturalnie w takich środowiskach. Wtopki metalowe zostały wykonane ze stali nierdzewnej w gatunku AISI 304, a część z tworzywa sztucznego, z technopolimeru dopuszczonego do kontaktu z żywnością.

Kontakt z żywnością wymaga stosowania komponentów, które w zetknięciu z nią będą całkowicie obojętne. Oznacza to, że nie mogą one wpływać na smak, zapach, barwę lub konsystencję. Nie może również dojść do migracji cząsteczek tworzywa do żywności w sposób niekontrolowany i szkodliwy dla zdrowia i życia ludzi. Zastosowany tu materiał zgodny z dyrektywą UE 10/2011 oraz FDA CFR.21 gwarantuje, że elementy nie wchodzą w reakcje chemiczne ze związkami występującymi w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym.

Poza najpopularniejszą grupą produktów służących do regulacji, mocowania i do zabudowy urządzeń, linia elementów VD została rozszerzona o walcowe koła zębate ZCL-VD (rys. 12). Dzięki unikalnym właściwościom tworzyw sztucznych koła te cechują się:

• niskim współczynnikiem tarcia, szczególnie w porównaniu ze stalą;
• możliwością stosowania w miejscach, gdzie smarowanie musi być znacznie ograniczone lub nawet wyeliminowane;
• odpornością na korozję i na działanie wielu czynników chemicznych;
• cichszą pracą, niż w przypadku stalowych przekładni;
• odpornością na drgania;
• niską masą oraz wysoką odpornością na zużycie.

Rys. 12. Koła zębate ZCL-VD

Elementy wykrywalne za pomocą detektorów metali

Rys. 13. Seria produktów wykrywalnych przez detektory metali (MD)

Kolejną linię produktów, serię MD (metal detectable), wyróżnia kolor szaroniebieski (green-blue) RAL 5001 (rys. 13). Główną jednak cechą tych produktów jest obecność drobinek metalu w masie tworzywa. Specyfika materiału stosowanego do wytwarzania tych elementów umożliwia ich odróżnienie od produktu spożywczego. Ich identyfikacja możliwa jest przy pomocy detektorów metali, które stosowane są w maszynach przemysłu spożywczego do wykrywania innych metali i ich stopów.

W zależności od medium (gęstości, rodzaju itp.) w jakim mogą znaleźć się fragmenty tychże detali, detektory są w stanie wykryć kawałki tego tworzywa o wielkości odpowiadającej wymiarom sześcianu o boku 5 mm lub większe. Pozwala to na odnajdywanie i eliminację rozdrobnionych części elementów MD w bardzo gęstych i niemieszających się produktach spożywczych, zamkniętych w nieprzezroczystych pojemnikach, jeśli tylko linia produkcyjna wyposażona jest w detektor metalu, co w wielu sektorach jest obligatoryjne.

3. Specyficzna funkcjonalność

Pośród szerokiego zakresu elementów zabudowy, jakimi są: stopy, zawiasy, zamki, uchwyty, elementy napędu ręcznego, pokrętła, rękojeści nastawne lub trzpienie ustalające jest wiele produktów o specyficznych funkcjonalnościach, które w połączeniu z odpornością na korozję mogą być stosowane w maszynach przemysłu spożywczego. Kilka przykładów takich grup przedstawiamy poniżej.

Wskaźniki położenia i obrotów

Rys. 14. Wskaźniki położenia serii DD

Rys. 15. Wskaźnik obrotów GA w kole VRTP-GXX2+I

Wskaźniki te są stosowane do ustawiania i regulacji różnych funkcji w maszynach i umożliwiają odczyt aktualnej pozycji. Wskaźniki położenia są używane zazwyczaj w układach przesuwu liniowego opartych na mechanizmach śrubowych. Mogą na przykład ułatwiać regulację położenia band na przenośnikach urządzeń pakujących lub przestawianie pozycji głowicy etykietującej. Wskaźniki obrotów natomiast mogą być pomocne przy ręcznych regulacjach wielkości dozy w urządzeniach napełniających lub wielkości przepływu w zasuwach, czy zaworach instalacji procesowych.

Rys. 16. Zastosowanie elektronicznego wskaźnika położenia DD52R-E z kołem VDN

Elektroniczne wskaźniki położenia z radiową transmisją danych

Linie produkcyjne z wieloma układami regulacji i licznymi punkami pomiarowymi, wymagają często zaawanasowanych rozwiązań, które umożliwią ich szybkie i bezbłędne ustawienie. Im bardziej rozbudowana maszyna, tym więcej posiada miejsc wymagających przezbrojenia, a wraz ze wzrostem częstotliwości przezbrajania, wzrastają też czasy przestoju maszyny. Potrzeba skracania czasu przezbrajania oraz eliminacji błędów w trakcie tego procesu, były głównymi przesłankami przy tworzeniu systemu elektronicznych wskaźników położenia, komunikujących się z układem sterowania drogą radiową.

Rys. 17. Elektroniczne wskaźniki położenia z radiową transmisją danych DD51-E-RF, DD52R-E-RF oraz jednostka sterująca UC-RF

Wskaźniki DD51-E-RF i DD52R-E-RF (rys. 17) pozwalają wyeliminować konieczność odczytywania z tabel potrzebnych ustawień i wymaganych położeń. Ustawienie położenia mechanizmu maszyny przesyłane jest ze wskaźników do układu sterowania za pośrednictwem jednostki sterującej UC-RF (rys. 17) i tam zapamiętane w określonym profilu. Wywołanie profilu (tzw. receptury) z układu sterowania powoduje wyświetlenie na każdym ze wskaźników żądanej wartości pozycji docelowej.

Użytkownik musi jedynie przestawić aktualną wartość wyświetlaną na wskaźniku do wartości zadanej, po czym wskaźnik potwierdzi do układu sterowania, że mechanizm osiągnął docelową pozycję. Kompletny system może składać się nawet z 36 elektronicznych wskaźników położenia oraz jednostki sterującej UC-RF podłączonej do PLC maszyny (rys. 18). Dzięki komunikacji radiowej i zasilaniu bateryjnemu, do podłączenia wskaźników nie ma konieczności stosowania jakichkolwiek przewodów, układania dla nich przepustów, prowadników, czyli tworzenia skomplikowanej sieci przesyłowej i zasilającej. Dostępne funkcje i programowalne parametry pozwalają dostosować wskaźniki położenia z komunikacją radiową do:

• dowolnego skoku gwintu śruby;
• kierunku przyrostu wartości;
• odmiennych pozycji odczytu;
• wymaganej dokładności odczytu;
• różnych jednostek miary (mm, cale, stopnie).

Rys. 18. Jednostka UC-RF komunikuje się drogą radiową nawet z 36 wskaźnikami położenia

Informacja zwrotna ze wskaźnika o ustawieniu mechanizmu w wymaganej pozycji docelowej może pełnić rolę swoistego systemu bezpieczeństwa. Odpowiednio zaprogramowany PLC może nie pozwolić urządzeniu na uruchomienie cyklu produkcyjnego, bez osiągnięcia pozycji docelowych we wszystkich punktach kontrolnych.

Film prezentujący zasadę działania wskaźników położenia z komunikacją radiową.

Zawiasy z wyłącznikami bezpieczeństwa

Zawias zintegrowany z wyłącznikiem eliminuje konieczność zabudowy dwóch osobnych elementów, co ma znaczenie ze względu na prostszy montaż, jak i minimalizację liczby miejsc gromadzenia się zanieczyszczeń. W ofercie ELESA+GANTER dostępne są między innymi wykonania z tworzywa CFSW i CFSQ (podwójna izolacja elektryczna, szczelność do IP 67) oraz stali nierdzewnej GN 139.5 (obudowa z AISI 316L, szczelność do IP69K). Zawiasy z wyłącznikami stosowane są zazwyczaj w układach bezpieczeństwa (do poziomów SIL3 i PLe) obudów maszyn spożywczych i pakujących.

Rys. 19. Zastosowanie zawiasu CFSQ z wyłącznikiem bezpieczeństwa na osłonie maszyny butelkującej

Łączniki do profili i mechanizmy przesuwu

Łączniki i mechanizmy są stosowane do mocowania podzespołów maszyn, wymagających okresowej zmiany pozycji. Zmiana taka może odbywać się w sposób swobodny, po zluzowaniu zacisku łącznika lub przez płynną regulację na śrubie mechanizmu przesuwu. Okresowe zmiany pozycji występują bardzo często w maszynach pakujących i etykietujących, gdzie wymagane jest przestawianie podzespołów, czujników lub band przenośników przy zmianie gabarytów produktu. Korpusy łączników dostępne są w wykonaniu z tworzywa, aluminium i stali nierdzewnej. Śruby, dźwignie zaciskowe i inne komponenty wykonane są standardowo ze stali nierdzewnej.

Rys. 20. Zastosowanie łączników nierdzewnych do mocowania bandy przenośnika

Rolkowe i ślizgowe prowadnice do przenośników

Elesa+Ganter za pomocą swoich produktów umożliwia budowanie układów transportu różnego typu produktów lub opakowań. Elementy przenośników umożliwiają tworzenie konstrukcji podporowych i ograniczających tor ruchu na liniach produkcyjnych w wielu obszarach przemysłowych. Szczególnie jednak w transporcie puszek, butelek, kartonów, opakowań oraz innych materiałów produkowanych w dużych seriach.

Rys. 21. Prowadnice rolkowe boczne i centralne GLA-1 i GCA-1

Konstrukcja bocznych i środkowych prowadnic oraz przegubowych prowadnic bocznych oparta jest o systemy rolek wykonanych z technopolimeru na bazie polietylenu (PE) w kolorze szarym. Seria GLA (prowadnice boczne) i GCA (prowadnice centralne) są konstrukcjami samonośnymi do bocznego  prowadzenia produktów o niedużych wymiarach pionowych. Konstrukcja przegubowych prowadnic bocznych z serii GLB umożliwia tworzenie promienia krzywizny zewnętrznej od 500 mm oraz wewnętrznej od 350 m (rys. 22).

Rys. 22. Przegubowe prowadnice boczne GLB umożliwiają wygięcie na łuku przenośnika

Rolki w wyżej wymienionych prowadnicach posiadają specjalne profile, który powinny zostać dobrane w zależności od transportowanych produktów::

• kształt kulisty do prowadzenia produktów w puszkach lub w pojemnikach z tworzyw sztucznych,
• kształt cylindryczny do prowadzenia produktów w opakowaniach tekturowych,
• kształt cylindryczny naprzemienny do prowadzenia produktów w opakowaniach szklanych.

Rozszerzeniem oferty są liniowe prowadnice boczne z serii: GLP, GLR i GLT, które są używane do ślizgowego prowadzenia produktów o różnych wymiarach. Naturalny kolor materiału nie pozostawia śladów na prowadzonych produktach, a oprawy ze stali nierdzewnej gwarantują wysoką odporność na korozję.

Profilowana prowadnica GLS z technopolimeru na bazie polietylenu (HMWP) w kolorze białym, ze wspornikiem ze stali nierdzewnej AISI 304 oraz szeroka profilowana prowadnica GLC w kolorze czarnym są rekomendowane do prowadzenia produktów o różnych wymiarach na przenośnikach taśmowych, nawet pionowych. Całość asortymentu prowadnic bocznych uzupełnia seria akcesoriów, w tym łączniki, wsporniki, uchwyty band, zaślepki, bloki rozdzielające, a także profile ze stali nierdzewnej.

---

źródło: Elesa+Ganter Polska