Housing in washdown

Cesta k hygienickému provedení

Navzdory nejpřísnějšímu režimu čištění mohou ložiska přesto ohrozit bezpečnost potravin – pokud však nedojde k důkladnému pochopení toho, kde tato rizika vznikají, a nejsou řešena prostřednictvím hygienického designu a technologie ložisek bez nutnosti domazávání. Jak se tedy firmě SKF podařilo vyvinout ložiskový systém vyhovující pokynům organizace EHEDG, který vydrží vymývání bez nutnosti domazávání? Odpověď má vedoucí vývoje výrobků firmy SKF Fabio Falaschi.

Related Articles

Cesta k vývoji hygienicky navržené ložiskové jednotky odolné proti vymývání začíná pochopením toho, jak mohou ložiska v první řadě ohrozit bezpečnost potravin a jak fungují. Pro provozovatele zařízení mají ložiskové jednotky dva hlavní problematické aspekty. První z nich je ten, že se obtížně čistí, zejména pokud jde o přebytečný tuk z domazávání. Ložiskové jednotky často obsahují dutiny, ploché vodorovné povrchy a těsné rohy, které se obtížně udržují v hygienickém stavu. Druhým problémem je potřeba častého domazávání; vnikání penetračních čisticích prostředků do ložisek může způsobit předčasnou degradaci či vymývání maziv, což vede k dřívějšímu selhání ložisek. Časté domazávání je také spojeno se značnými náklady na údržbářské práce, maziva a likvidaci mazivy znečištěných čisticích hadrů nebo papírových ručníků – nemluvě o negativním vlivu maziv na životní prostředí, konkrétně odpadní vody. Tím to ale nekončí.

„Tyto problematické aspekty se mohou vzájemně ovlivňovat a vytvářet další potíže; firma SKF s podporou odborníků na mikrobiologii a hygienu RISE (Švédských výzkumných institutů) prokázala, že v ložiskových jednotkách a z nich pocházejícím mazivu je vysoký obsah bakterií – což může ohrozit bezpečnost potravin.“

Vysvětluje Fabio.

Jak z problému udělat výhodu

Pokud jde o hygienický design, nabídka řešení bez domazávání má zásadní důležitost pro snížení výše uvedených rizik z hlediska bezpečnosti potravin. A pro dosažení vysokého výkonu ložisek často vystavených oplachům hraje klíčovou úlohu těsnění. Čisticí kapalina používaná při mytí zařízení představuje pro ložiska nejhorší možnou hrozbu; vzhledem k tomu, že čisticí prostředky snižují povrchové napětí kapaliny, tekutiny mohou procházet běžnými těsněními. Jakmile se dostanou do ložiska, začne účinkovat čisticí prostředek, přičemž dojde ke smíchání s mazacími oleji, kdy žíravé složky čisticího prostředku – působící jako rozpouštědlo – rozloží mastnotu. Průnik vody do ložisek v důsledku vysokotlakého čištění či přítomnosti velkého množství procesní vody může také způsobit emulgaci a/nebo vyplavení maziva.

„Pochopení dopadu čisticích prostředků nás donutilo úplně přehodnotit přístup k ochraně ložisek.“ Běžná utěsněná ložiska se snaží zcela zabránit vniknutí vody a jiných nečistot, ale to není možné v plném rozsahu, dochází-li k čištění,“

vysvětluje Fabio.

Namísto toho firma SKF objevila způsob, jak chování směsi čisticího prostředku a vody využít ve svůj prospěch. Řešení spočívá ve dvoudílném designu těsnění s několika vzájemně propojenými přírubami, které fungují jako „žlaby“. Běžné vnější těsnění chrání ložisko před nečistotami a vodou pod vysokým tlakem, ale veškeré čisticí kapaliny, které projdou těsněním, jsou pod vlivem gravitace vedeny v žlabech – a mohou odtékat, aniž by způsobily poškození. Pokud čištění probíhá za provozu stroje a tedy otáčení ložisek, je účinnost tohoto řešení znásobena působením odstředivé síly.

Vynikající ochrana ložisek díky úplné utěsnitelnosti

Těsnění nejsou jediným důležitým prvkem při ochraně ložiska. Aby se omezil průnik kapaliny do ložiskového prostoru, firma SKF rovněž navrhla koncový kryt s patentovaným systémem zajištění a také zadní těsnění a také těsnění základny. Díky vynikajícím vlastnostem materiálu, ze kterého je zadní kryt vyroben, je tento kryt dostatečně tuhý, aby mohl plnit svoji funkci a zároveň dostatečně pružný, aby dobře doléhal na těleso ložiska. Vzhledem k tomu, že koncové kryty přispívají k hygieně pouze tehdy, je-li možné se spolehnout na to, že zůstanou na svém místě a utěsněny, koncový kryt je bezpečně zajištěn k tělu pouzdra, čímž je chráněn před náhodným uvolněním. Patentovaný rotační zajišťovací mechanismus je extrémně spolehlivý a jeho demontáž za účelem kontroly je velmi snadná, přičemž není třeba žádného nástroje.

Zadní těsnění zajišťuje dynamické utěsnění proti hřídeli a statické utěsnění s pouzdrem, a poskytuje tak další dvojitou ochranu, která zabraňuje vniknutí potravinářských výrobků do ložiskového prostoru. Statické těsnění má speciální tvar vlny, která zajišťuje vynikající utěsnění. Nakonec je potravinářská guma selektivně přetvarována (více o přetvarování níže) s kompozitem pouzdra, aby se vytvořilo účinné základní těsnění.

Výzvy při návrhu hygienických ložiskových těles

Kontaminující látky bývají uvězněny v dutinách nebo jiných prostorech a tomu se Fabio a jeho tým také věnovali. „Vzhledem k tomu, že mechanické zatížení je u použití ložisek při výrobě potravin a nápojů obvykle relativně nízké, rozhodli jsme se použít tělesa z polymerového kompozitu.“ Z těchto materiálů lze lisováním snadno vytvořit hladké tvary, díky čemuž je dosaženo žádoucích vlastností jako například šikmých povrchů,“ říká Fabio. Ale kéž by to bylo tak snadné. Při navrhování polymerových těles je třeba použít vnitřní nebo vnější výztužná žebra. Tato konstrukce se vyznačuje dutinami uvnitř komponentů – nepřístupnými dutinami, které se obtížně čistí a které vytvářejí dokonalé prostředí pro hromadění nečistot a růst mikrobů. A to je přesně to, čemu se chcete vyhnout.

Geometrie tělesa a povrchové vlastnosti také ovlivňují čistitelnost.

Firma SKF se rozhodla prozkoumat technologii dvojitého lisování (over-moulding), aby mohla využít výhod lisovaného tělesa a zároveň minimalizovat nevýhody. Tento přístup vyžaduje dvoustupňový výrobní proces. Začne se lisováním hlavních částí tělesa, poté se vstříkne druhý materiál, v tomto případě pružná guma, aby se vyplnily mezery v částech. Pryž bude působit jako těsnění mezi tělesem a rámem stroje.

„Po vyhodnocení několika možností jsme se rozhodli pro polypropylenový materiál vyztužený dlouhými skleněnými vlákny, abychom poskytli správnou kombinaci strukturálních a lisovacích vlastností,“ vysvětluje Fabio. Polypropylen je extrémně odolný proti chemickému působení a na rozdíl od nylonu neabsorbuje vodu. Mezi další výhody materiálu patří velmi hladký povrch za správných podmínek lisování a dobrá recyklovatelnost po skončení životnosti. „Takto jsme vytvořili konstrukci pouzdra splňující hygienické normy,“ uzavírá Falaschi.

Hygienický design a možnost kompletního utěsnění zepředu i zezadu. Díky modré barvě lze snáze odhalit možné kontaminující látky. Pouzdra mají hygienickou geometrii a hladkou povrchovou úpravu o tloušťce přibližně 0,8 mikronu pro lepší čistotu.

Čistitelnost dosahující nových výšin

Když odborníci na hygienu z institutů Rise provedli srovnávací test čištění nové hygienicky navržené ložiskové jednotky ve srovnání s běžnými domazávanými jednotkami, bylo prokázáno, že výhody hygienického designu spočívají v čistitelnosti. „Snižte rizika pro bezpečnost potravin využitím hygienických ložiskových jednotek bez domazávání,“ uvedla Birgitta Bergström ze společnosti RISE. Čištění nových ložisek vyžadovalo o 30 procent méně vody oproti předchozím konstrukcím, a to především kvůli eliminaci přítomnosti přebytečného maziva.

Z hlediska výkonu si ložiskový a těsnicí systém při testování u zákazníků vedly dobře. V prvních testech byly tyto ložiskové jednotky namontovány u zákazníka kde bylo dříve nutné každé tři měsíce vyměňovat běžná ložiska určená pro použití v potravinářském a nápojovém průmyslu, fungovala ložiska s novou kombinací maziva a těsnění spolehlivě po dobu více než 18 měsíců bez domazávání. „Upřímně řečeno, zákazník je nechtěl firmě SKF vrátit – stále fungují spolehlivě.“ Zákazník od té doby upgradoval řadu dalších ložisek na novou technologii firmy SKF, bezpečnou pro potraviny,“ uvádí Fabio.

Pro Fabia a jeho tým bylo vyvinutí hygienického řešení v souladu s pokyny od úřadu pro hygienické inženýrství a design inspirativní výzvou. A s nárůstem případů nutnosti stažení potravin z oběhu v kombinaci s přísnějšími předpisy o bezpečnosti potravin na celém světě není ložisková jednotka SKF Food Line – Blue Range ničím jiným než hygienickou revolucí v potravinářském a nápojovém průmyslu.

O EHEDG a tomto článku

Evropská skupina pro hygienické inženýrství a design (EHEDG) byla založena v roce 1989 jako nezisková organizace výrobců zařízení a potravin, dodavatelů pro potravinářský průmysl, výzkumných ústavů a univerzit, orgánů veřejného zdraví a vládních organizací. Hlavním cílem EHEDG je podpora bezpečnosti potravin zlepšením hygienického inženýrství a designu ve všech oblastech potravinářského průmyslu. EHEDG aktivně podporuje evropskou legislativu, která vyžaduje, aby manipulace, příprava, zpracování a balení potravin probíhaly hygienicky pomocí hygienických strojů a v hygienických prostorách podle směrnice o hygieně potravin, směrnice o strojních zařízeních a směrnice o materiálech určených pro styk s potravinami. Navštivte https://www.ehedg.org/ehedg/

V soutěži, která bude zveřejněna v časopise EHEDG, si tento článek vybrali čtenáři. Uvedený text je úpravou článku.

Chcete-li se dozvědět více o hygienickém designu a o tom, jak lze kuličková ložiska SKF Food Line použít ve vašem podnikání, navštivte naše webové stránky s nabídkami, kde najdete mnoho zajímavých materiálů, včetně filmů a elektronické knihy.

Product landing page