Door: HARTING Han® F+B - veelzijdige connectoren voor de levensmiddelenindustrie
Levensmiddelenproducenten zijn vaak sceptisch geweest over het gebruik van connectoren in hygiënegevoelige gebieden, omdat ze vrezen dat de profielen van de interfaces de gladde, gemakkelijk afwasbare oppervlakken in gebieden in de buurt van de levensmiddelenproductie zullen verstoren. Met de Han® F+B heeft HARTING nu een speciale connector ontwikkeld die bestand is tegen intensieve reiniging en nieuwe mogelijkheden biedt voor het ontwerp, de montage en het onderhoud van productiefaciliteiten.
In de levensmiddelenindustrie moeten installaties zo worden ontworpen dat stoffen die gevaarlijk zijn voor de gezondheid niet in het voedsel terecht kunnen komen. Daarom moeten voedselverwerkings- en verpakkingsmachines zo worden ontworpen dat zij gemakkelijk te reinigen zijn; vuilzakken moeten worden vermeden. Wat op het eerste gezicht zo eenvoudig klinkt, bezorgt veel productieleiders in de industrie hoofdbrekens.
De productzone, d.w.z. de zone met direct voedselcontact, stelt de hoogste hygiëne-eisen aan machines en componenten. Deze zone wordt vaak klein gehouden om de reinigingsinspanningen te beperken. Gladde oppervlakken zijn ideaal omdat bacteriën zich dan moeilijker kunnen ophopen. Aangezien elektromechanische interfaces de gladde oppervlakken onderbreken, worden zij indien mogelijk buiten deze zone geplaatst.
Elektrische aansluitingen in de sproeizone
Zelfs in de sproeizone vinden levensmiddelenfabrikanten het te riskant om industriële connectoren te gebruiken in plaats van hard-wired verbindingen. Zij voeren aan dat de agressieve schoonmaakmiddelen die in deze zone worden gebruikt het materiaal van de connector zwaar belasten. Bovendien worden op de apparatuur regelmatig hogedrukreinigers en heet water gebruikt. Daardoor kunnen afdichtingen en wartels van connectoren hun beschermende werking aan de binnenkant van kappen of behuizingen verliezen.
Een goed voorbeeld is Packaging Automation (PA), een fabrikant van traysealers in Knutsford, Groot-Brittannië. In het verleden associeerde het bedrijf het gebruik van connectoren vooral met risico's: er waren gevallen waarin wartels en afdichtingsringen hun beschermende functie verloren na de inzet van zeer effectieve reinigingschemicaliën en hogedrukreinigers. Toch gebruikt PA al enkele jaren de speciale Han® F+B connector van HARTING. "Het heeft ons geholpen een aantal ontwerpuitdagingen op onze machines te overwinnen", meldt Steve Woodhead, Development Engineer bij PA. De connectoren hebben ook de standaardisatie van het onderste deel van de machine mogelijk gemaakt. "Als een klant wil dat een optie wordt gewijzigd, kunnen we nu gemakkelijk de inzetstukken vervangen zonder dat we de hele metalen constructie van onze traysealers opnieuw hoeven te ontwerpen," zegt Woodhead. Bovendien hebben de Han® F+B connectors de tijd verkort die nodig is om onderdelen zoals uitlaatsystemen te vervangen.
Bestand tegen agressieve chemicaliën
De speciaal ontworpen connectorenreeks van HARTING draagt stroom en signalen over in de spatzone, d.w.z. in een bijzonder hygiënisch gevoelige omgeving waar installatieonderdelen in contact kunnen komen met levensmiddelen. Hoewel dergelijke voedingsmiddelen nooit terug in de productstroom komen, kunnen er resten achterblijven op machinecomponenten. In deze zone zijn verbindingsstukken vereist die bestand zijn tegen reiniging onder hoge druk en tegen de inwerking van agressieve chemicaliën. Na de reiniging mogen er geen resten achterblijven die tot de vorming van ziektekiemen kunnen leiden.
Het wordt snel duidelijk dat de Han F+B is ontworpen voor de sproeizone: de behuizing heeft een gemakkelijk te reinigen ontwerp met grote radii en gladde oppervlakken. Hij is ontworpen volgens de richtlijnen van de European Hygienic Engineering & Design Group (EHEDG). Speciale kappen of behuizingen en afdichtingen beschermen de elektrische aansluitingen met IP69K tegen hoge druk en stoomreiniging. Bovendien worden de scheuren afgedekt die tijdens het gebruik in connectoren ontstaan. De kappen en behuizingen zijn gemaakt van FDA 21-goedgekeurd materiaal en de Ecolab-certificering bevestigt de bestendigheid tegen agressieve reinigingschemicaliën.
Naast de Han F+B inzetstukken met negen contacten zijn er meer dan twintig verschillende inzetstukken beschikbaar voor de Han® 3A maat. Het aanbod reikt van RJ45-interfaces en signaalinserts met maximaal 21 polen tot vermogenscontacten voor stromen tot 40 ampère. Met dit gevarieerde aanbod kunnen gebruikers zelfs in kleine inbouwruimtes flexibel elektrische interfaces installeren. Er hoeven dus geen kabelwartels in de schakelkast te worden geopend om veldapparatuur los te koppelen. Ook het tijdrovende loskoppelen en opnieuw installeren van hardwirelines is niet nodig. Dankzij de connectoren is de montage van systemen snel klaar en vergen gereedschapswissels en servicebezoeken minder tijd.
Meer flexibiliteit bij het systeemontwerp
De eisen voor connectoren in de productvrije zone zijn niet zo hoog, omdat direct contact tussen levensmiddelen en systeemcomponenten hier minder waarschijnlijk is. Toch moeten de componenten gemakkelijk kunnen worden gewassen en gesteriliseerd. Hier kunnen de Han® B industriële standaard connectoren hun voordelen tonen. Ze hebben minstens beschermingsgraad IP65 en zijn daarom geschikt voor vele toepassingen.
Behuizingen van roestvrij staal bieden een andere optie. Als de productvrije zone samen met andere zones wordt gereinigd, kunnen de componenten aan merkbare chemische belasting worden blootgesteld. In dergelijke gevallen is roestvrij staal een geschikt behuizingsmateriaal voor connectoren, omdat het bijzonder corrosiebestendig is en gladde oppervlakken heeft. Dit maakt het mogelijk de buitenkant grondig te reinigen en ervoor te zorgen dat er geen resten achterblijven.
Met hun roestvrijstalen behuizing zijn de connectoren van de Han-INOX® serie bijzonder goed bestand tegen de chemische reiniging in de voedingsmiddelenindustrie. De binnenkant, inclusief de contacten, is veilig beschermd tegen spatwater. Bij kappen en behuizingen in de grotere uitvoering 10 B kunnen gebruikers ook profiteren van de serie Han-Modular®. Bij het ontwerpen van connectoren uit deze serie kan de gebruiker kiezen uit een breed scala aan inzetstukken in standaardafmetingen, die de verschillende levenslijnen van de industrie bestrijken. De keuze varieert van de Han® Gigabit module voor snelle gegevensoverdracht tot powermodules (met 16 ampère), hoge-stroommodules (100/200 ampère) en pneumatische contacten voor perslucht. Voor bijna alle eisen kan de juiste oplossing worden geconfigureerd.
Als alternatief kunnen compacte Han® 3A roestvrijstalen behuizingen worden gebruikt. Deze hebben een IP67 bescherming en nemen weinig ruimte in beslag. Dit maakt ze een ideale oplossing voor bijvoorbeeld motoraansluitingen.
Hoogwaardige kunststof is een alternatief
Buiten de productieruimte is kunststof een alternatief voor roestvrij staal, omdat het ook onder hoge druk gereinigd kan worden. Naast de speciale Han® F+B connector voor de spatwaterzone omvat het productassortiment van HARTING ook de Han-Eco®, die geschikt is voor de productvrije zone. De belangrijkste voordelen zijn de niet-corrosieve eigenschappen van de met glasvezel versterkte high performance kunststof. Han-Eco® gebruikt behuizingen die gekenmerkt worden door een hoge mechanische robuustheid en IP65 bescherming. Tegelijkertijd is het gewicht van het kunststofmateriaal laag. Ook hier is de combinatie met contactinserts uit de Han-Modular® serie ideaal. Han-Eco® gebruikers profiteren van het feit dat er ruimte is voor een module meer in elke kap of behuizing, in vergelijking met de standaard metalen equivalent Han® B. Dit vermindert ruimte, gewicht en kosten.
Voor constructie-intensieve toepassingen met regelmatige gereedschapswissels, bijvoorbeeld matrijswissels op dieptrekmachines, zijn docking frames nuttig. De frames kunnen dienen als houder voor Han-Modular®. Door het gebruik ervan kunnen verschillende modules voor de overdracht van stroom, data, signalen of perslucht naast elkaar worden geplaatst. Met meer dan 100 verschillende modules biedt het modulaire connectorprogramma bijna oneindige combinatiemogelijkheden en flexibiliteit. Het docking frame wordt gebruikt om de interfaces van gereedschappen of machine-elementen te verbinden of los te koppelen. Dergelijke docking systemen kunnen modulair worden opgebouwd en aangepast aan de betreffende toepassing. Zo ontstaan zinvolle en efficiënte oplossingen voor vele opstellingsprocessen.
Hygiënisch ontwerp - white paper over het gebruik van connectoren in de voedingsmiddelenindustrie
HARTING heeft een instructieve white paper gepubliceerd over connectoren in de voedingsmiddelenindustrie. Het document geeft een overzicht van de eisen voor connectoren zoals die voortvloeien uit de zone-indeling in de levensmiddelenproductie (bijv. EN 1672-2). Daarnaast geeft het informatie over het juiste ontwerp van interfaces voor machines en systemen in de voedingsmiddelenindustrie, de te gebruiken materialen en informatie over de bestendigheid van connectorcomponenten tegen reinigingsmiddelen.
Het document kan worden aangevraagd op www.harting.com/fb.
Achtergrond: De drie zones van de levensmiddelenproductie
De verwerking in de levensmiddelenindustrie verloopt via drie verschillende zones: het product, de spatzone en de productvrije zone. Elke zone stelt andere eisen aan de te gebruiken componenten. Alle installatieonderdelen en componenten die rechtstreeks in contact komen met het voedsel worden ingedeeld in de productzone. Zij moeten afwasbaar, gemakkelijk te ontsmetten, corrosiebestendig, niet giftig, niet absorberend, glad, doorlopend of verzegeld zijn. Verbindingsstukken komen gewoonlijk niet rechtstreeks in contact met de levensmiddelen en worden daarom zelden in deze zone aangetroffen.
In de spatzone kunnen voedingsmiddelen ook in contact komen met onderdelen, maar zij komen nooit terug in de productstroom. Aangezien ook deze zone regelmatig moet worden gereinigd, moeten de criteria voor de productzone worden geraadpleegd om een hoog niveau van hygiëne te waarborgen. In de productvrije zone is er geen rechtstreeks contact tussen levensmiddelen en installatieonderdelen, hoewel deze laatste bestand moeten zijn tegen corrosie en gemakkelijk te wassen en te ontsmetten moeten zijn.
