Производитель оборудования для производства макаронных изделий хочет сделать соединительные кабели подключаемыми, а не проводными. Но обычные разъемы не подошли. Специально для заказчика компания LAPP разработала соединитель из специального медного сплава.
Если вы любите пасту, у вас есть выбор: приготовить ее самостоятельно или купить фасованную в супермаркете. Большинство выбирают последнее, потому что готовую лапшу удобно иметь под рукой, чтобы просто в нужный момент забросить в горячую воду. Чтобы макароны так долго хранились в пакете, производитель должен их хорошо высушить. После того, как вода, пшеничная или манная крупа и глютен были смешаны, и лапша была сформирована, она попадают в сушильную камеру высотой 6 и 20 метров, в которой спагетти и тальятелле висят на вешалках своеобразными светлыми синтетическими прядями. Влага удаляется с них горячим воздухом при температуре от 100 до 130 градусов Цельсия. Этот процесс влияет на качество лапши: чем дольше они остаются в системе, тем мягче сушатся, и тем выше качество, а, значит, и цена. Большую часть макарон оставляют сохнуть примерно на три часа.
Большой поток горячего воздуха
Вентиляторы на потолке большого сушильного контейнера обеспечивают равномерную ванну с горячим воздухом. До этого их приводы были жестко смонтированы, т. е. неизолированные концы проводов ввинчивались в клеммы. У такой конструкции есть недостатки: с одной стороны, у опытных электриков подключение каждого вентилятора занимает несколько минут, но с другой, менее опытные тратят больше времени и могут спутать провода. Также вентиляторы иногда выходят из строя, и их приходится заменять. В этом случае дорога каждая минута. На крупной сушильной установке час простоя означает потерю нескольких тонн макаронных изделий при производстве.
По этой причине клиент LAPP решил подключить вентиляторы с помощью соединителей EPIC®. Компания является одним из ведущих мировых поставщиков систем для производства макаронных изделий. Самые большие из них заполняют целые залы. В системах следующего поколения съемные соединители должны обеспечивать правильное и быстрое подключение вентиляторов, а также замена должна производиться быстрее. Однако первая попытка со стандартными разъемами, которые широко распространены на рынке, не удалась, так как они не выдерживали химические и термические нагрузки в течение длительного времени. В отличие от многих отраслей, в пищевой промышленности стойкость к агрессивным чистящим средствам не является обязательной, но молочная кислота испаряется в процессе сушки, что может повредить поверхности. Простые соединители с корпусами из литого под давлением цинка не могли спасти даже якобы защитные покрытия: рано или поздно каждое покрытие может прохудиться, и основной материал, который не очень устойчив, через короткое время полностью разрушается.
Надежный и не слишком дорогой
Производитель снова начал искать поставщика и нашел то, что искал, в компании LAPP, лидере мирового рынка интегрированных решений для подключения. Инженеры LAPP были приглашены к местному производителю макаронных изделий для проверки его системы сушки в действии и разработки предложений по новой системе подключения вентиляторов. Заказчику требовалось прагматичное решение для штекерных соединений, такое, которое было бы достаточно прочным, чтобы выдерживать влажную кислотную теплоту в системе, и, тем не менее, не слишком дорогим. С одной стороны, это означало, что стандартные решения больше не нужны, потому что они недостаточно прочны, а с другой — есть также заглушки из нержавеющей стали, которые сложны и дороги в производстве.
Инженеры LAPP искали третью альтернативу и нашли — специальный медный сплав. Он выдерживает требуемые температуры и относительно прост в обработке, так что стоимость соединителя не намного выше, чем у стандартного продукта. Разъемы не имеют прямого контакта с лапшой, поэтому нет необходимости использовать материалы, одобренные FDA. Их также не обрабатывают водой или химическими чистящими средствами, а очищают только механическим способом.
Возможной и химически стойкой альтернативой могут быть пластиковые корпуса соединителей. Однако без покрытия они не создают барьер против электромагнитного излучения, потому что еще одно требование заказчика заключалось в том, что в будущем двигатели должны регулироваться с соблюдением скорости вращения. Для этого требуются экранированные кабели. Кроме того, большинство пластикатов не обладают механической стабильностью, необходимой для обеспечения нужной герметичности после нескольких лет использования. Используемый медный сплав был рекомендован в качестве идеального компромисса, поскольку он выдерживает химическое напряжение, вызываемое молочной кислотой, в течение длительного времени, а также обладает хорошими характеристиками ЭМС и механической стабильностью. Соединители немного дороже стандартного продукта, но намного дешевле альтернативы из нержавеющей стали. Для сравнения: заглушка из нержавеющей стали будет стоить в три-пять раз дороже стандартного изделия.
«Мы разработали соединительную систему вместе с заказчиком и в течение года тщательно тестировали ее. В производстве пищевых продуктов необходимо учитывать и проверять все возможные варианты», — говорит Йоахим Штробель, менеджер по продукции соединительных систем EPIC® в LAPP.
Без углов и краев
Чтобы мучная пыль не оседала на разъеме EPIC®, он разработан в соответствии с принципами гигиенического дизайна: с минимальным количеством углов и краев. Используемый материал также демонстрирует свои преимущества: он имеет очень гладкую поверхность, даже без покрытия, которое может отслаиваться и попадать в зону продукта. С другой стороны, нержавеющая сталь относительно шероховатая и становится гладкой только после обширной постобработки.
Разумеется, решения для подключения состоят не только из самих разъемов, а это означает, что их прочность зависит от их самого слабого звена. Другими словами, следует уделить внимание и кабелю. Если он слишком тонкий или имеет неподходящую оболочку, он может начать двигаться в отверстии разъема и в конечном итоге протрётся. Как и соединитель, кабель также должен выдерживать механические нагрузки, действие молочной кислоты и нагревание. В этом случае силиконовые кабели, которые здесь также были выбраны, более подходят, чем стандартные кабели. В каталоге LAPP есть силиконовые кабели, устойчивые к растительным и животным маслам и жирам , а также выдерживающие температуру до 180 °С. Чтобы исключить ошибки во время сборки, LAPP рекомендует использовать предварительно собранные кабели и вилки. LAPP также не экспериментирует с уплотнителями, которые входят в разъем. Они изготовлены из фторкаучука (FKM), высококачественного герметизирующего пластика для широкого спектра применений.
Соединители с большим потенциалом
Заказчик успешно тестировал новый коннектор с запатентованной геометрией на действующем производственном объекте в течение года и получил техническое одобрение. Он будет использоваться в вентиляторах в системах сушки следующего поколения.
«Концепция соединителя имеет потенциал для дальнейшего применения в пищевой промышленности, также возможны варианты из нержавеющей стали», — говорит Йоахим Штробель.
Производители оборудования для пищевой промышленности часто не знают, с какими чистящими средствами станки сталкиваются у клиента, поскольку часто этого не знают даже сами производители продуктов питания. Это связано с тем, что очистка часто выполняется субподрядчиками, которые не всегда предоставляют точную информацию об используемых чистящих средствах. Однако описанный пример пользователя показывает, что инженеры LAPP работают с заказчиком, чтобы найти правильное решение для каждой области применения.
Заказчику требовалось прагматичное решение для штекерных соединителей, такое, которое было бы достаточно прочным, чтобы выдерживать влажную кислотную теплоту в системе, и, тем не менее, не слишком дорогим.
Специальный медный сплав выдерживает требуемые температуры и при этом относительно прост в обработке, так что стоимость соединителя не намного выше, чем у стандартного продукта.
