600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Проектирование двигателей с учетом безопасности

Преобразователи частоты

около Хилари Уайтинг, инженер-технолог, Передовое производство, Коллморген

Используя научно выверенные гигиенические принципы проектирования, производители двигателей разрабатывают двигатели для пищевых продуктов и напитков, которые значительно повышают безопасность.

Пищевая промышленность и производство напитков — это отрасль, где безопасность имеет первостепенное значение. Вот почему компании, производящие продукты питания и напитки, и их поставщики оборудования постоянно борются за безопасность своей продукции. Эти микроскопические сражения ведутся с использованием большого количества воды и химических процессов санитарии. Гигиеническая конструкция машины имеет решающее значение даже на уровне субкомпонентов, чтобы эти процессы были эффективными при удалении остатков продукта, а также патогенных микроорганизмов и уничтожении бактерий-нарушителей.

Как Североамериканский институт мяса (NAMI), так и Европейская группа по гигиеническому проектированию (EHEDG) опубликовали списки рекомендаций по гигиеническому оборудованию (см. таблицу 1). Одной из проблем, связанных с соблюдением этих руководящих принципов, является проектирование таких компонентов, как двигатели, коробки передач и датчики.

Компания Kollmorgen решила проверить преимущества гигиеничного дизайна машины, сотрудничая с Департаментом науки и технологии пищевых продуктов технологического университета Вирджинии (VT FST). Эти гигиенические принципы проектирования затем могут быть применены к конструкции серводвигателей, используемых в пищевой промышленности и производстве напитков.

Научное тестирование
Была проведена серия испытаний для определения пригодности к санитарной обработке трех конструкций серводвигателей. Испытанными тремя двигателями были серводвигатель для промывки промышленного стандарта IP67, обозначенный как Motor W, двигатель из нержавеющей стали, используемый в пищевой промышленности и производстве напитков, обозначенный как Motor C, и серводвигатель из нержавеющей стали, разработанный в соответствии с контрольным списком гигиенического проектирования NAMI и параметрами конструкции EHEDG, обозначенными как Motor H. Эти двигатели представляют собой наиболее распространенные типы используется в оборудовании для производства продуктов питания и напитков.

Каждый двигатель был инокулирован штаммом E. coli ATCC 25922. Исследование было сосредоточено на определении пригодности для санитарной обработки проблемных участков на поверхностях двигателя, включая этикетки и отделку поверхности, уплотнения и крепежные элементы, а также кабели. Команда сосредоточилась на этих областях, чтобы увидеть, как конструктивные особенности влияют на способность серводвигателя очищаться от кишечной палочки. Эти участки были помечены и изолированы, затем помещены в контакт с 10 мкл E. coli на один час. В течение этого времени двигатели работали с силой тока, которая поддерживала температуру их поверхности между 33 ° C и 38 ° C, что является несмертельной температурой для E. coli.

Участки были инокулированы E. coli и отобраны пробы перед процедурой очистки и санитарной обработки (предварительная промывка) для определения исходного уровня. Для очистки и санитарной обработки каждого из двигателей использовалась типичная промышленная процедура очистки и санитарии, поставляемая ведущей компанией по производству продуктов питания. Отмеченные участки были повторно отобраны после промывки, чтобы определить, была ли область успешно продезинфицирована. Тест включал три повторения этого процесса, чтобы обеспечить соответствующий размер выборки данных. Представленные результаты исследования можно увидеть в таблице 3. Затем эти данные можно было бы использовать для того, чтобы сделать выводы о влиянии конструктивных особенностей на санитарную пригодность трех двигателей.

Результаты тестирования этикетки и отделки поверхности
Первые наборы мест, подлежащих оценке, — это те, которые непосредственно относятся к маркировке и отделке поверхности двигателей. На поверхности алюминиевого корпуса двигателя W выгравированы этикетки (рис. 1), а поверхность покрыта пищевой краской. Грубая отделка выгравированной этикетки была идентифицирована как высокая степень риска для бактерий. Двигатель C имеет штампованную маркировку с матовой поверхностью на корпусе (рис. 2). Матовая отделка поверхности двигателя C была определена как проблемная область из-за текстурированной отделки поверхности, поэтому испытательная группа выбрала ее в качестве места отбора проб. Двигатель H имеет гладкий корпус из нержавеющей стали, который вмещает 32 мкм-дюйма. чистота поверхности или лучше, даже по всей отожженной поверхности этикетки (рис. 3). В руководстве NAMI Принцип 6.1 гласит: “Рекомендуется, чтобы текстура поверхностей контакта с продуктом не превышала 32 мкм” Корпуса и методы маркировки двигателей W и C не соответствуют этому руководству, но двигатель H соответствует. Как в двигателе W, так и в двигателе C было обнаружено присутствие кишечной палочки на их поверхностях после мытья, в то время как в двигателе H не было обнаружено ни одной. Таким образом, отсутствие бактериального восстановления после промывки двигателя H подтверждает рекомендации NAMI по дизайну в отношении отделки поверхности и внешних материалов, подтвержденные научными испытаниями.

Результаты испытаний уплотнений и крепежных элементов
Уплотнения и крепежные элементы были второй группой исследованных тестовых мест. Рекомендации NAMI предостерегают от использования крепежных элементов над областями продукта в Принципе 7, а также указывают, что уплотнения и уплотнительные кольца должны быть сконструированы таким образом, чтобы свести к минимуму контакт с продуктом, принцип 2.9. Большинство стандартных крепежных элементов создают ниши или пространства, где могут находиться микроорганизмы и продукт. Принцип 6 руководящих принципов NAMI четко указывает на необходимость ликвидации ниш. Как двигатель W, так и двигатель C имеют внешние винты, уплотнение вала и несколько соединений металл-металл (рисунки 4 и 5), в то время как двигатель H имеет гигиенически разработанные соединения прокладок вместо соединений металл-металл, а также уплотнение вала и не использует никаких внешних винтов или крепежные детали. Было обнаружено, что после промывки двигателя W бактерии присутствуют на всех его соединениях, за исключением поверхности уплотнения, где вращался вал. В двигателе С было обнаружено присутствие кишечной палочки на наружном соединении уплотнения вала. Однако на поверхности двигателя Н не было обнаружено присутствия бактерий E. coli ни на одной внешней уплотнительной поверхности после санитарной обработки. Итак, и здесь отсутствие выделения E. coli подтверждает рекомендации NAMI по проектированию крепежных элементов и соединений.

Результаты тестирования кабелей и оборудования
Третьей областью, проверенной на тестовых двигателях, были кабели и оборудование. Руководящие принципы NAMI прямо не касаются кабелей, но общие рекомендации по материалам могут применяться в дополнение к принципу 6 — устранению ниш. Как на двигателе W, так и на двигателе C были обнаружены бактериальные колонии на кабеле и обоих интерфейсах кабельных фитингов. Команда тестировщиков VT FST не смогла обнаружить никакой кишечной палочки на кабеле или кабельных соединениях двигателя H после промывки. Кабель Motor H был специально разработан таким образом, чтобы в нем не было бактерий и он выдерживал жесткие процедуры промывки. Кабельное соединение с двигателем также герметизируется с помощью интерфейса втулки вместо интерфейса металл-металл, как у двигателей W и C. Отсутствие бактериовыделения после промывки на двигателе H также подтверждает рекомендации NAMI в отношении спецификаций материалов и устранения ниш.

Таким образом, гигиенически спроектированный двигатель H превзошел двигатели W и C по гигиеничности конструкции. Команда VT FST не смогла обнаружить колонии E. coli на внешних поверхностях двигателя H после промывки, в то время как у двигателей W и C было несколько положительных участков после процедуры санации. Проблемные участки могут быть напрямую соотнесены с районами, где не были строго соблюдены гигиенические критерии проектирования. Каждая бактерия, выжившая после процедуры промывки, может представлять опасность для безопасности или качества пищевых продуктов не только для компаний, производящих продукты питания и напитки, но, что наиболее важно, для конечных потребителей.

Данные, собранные в ходе этого исследования, указывают на важность общесистемного гигиенического проектирования, включая приобретенные компоненты. Важность тщательного проектирования на уровне компонентов серводвигателя может быть усилена только при применении ко всем машинам и производственным линиям.

Данные также показывают, что отклонение от гигиенических стандартов проектирования соответствует снижению санитарной способности двигателя, что приводит к увеличению риска загрязнения и необходимости дополнительных дорогостоящих и отнимающих много времени вмешательств. Эти риски приводят к реальным затратам, будь то дополнительное время на санитарную обработку, увеличение количества операций по очистке, сокращение времени производства или повышенный риск причинения вреда потребителям в случае сбоя мер предосторожности.

Информация о перепечатке >>

Коллморген
www.kollmorgen.com