Четыре уникальных ограничения, характерных для спецификаций винтовых зубчатых передач в пищевой и фармацевтической промышленности.
Каждый инженер предприятия пищевой или фармацевтической промышленности составляет спецификацию. косозубые шестерни Необходимо соблюдать четыре ограничения, которые не встречаются ни в одной другой категории промышленного применения. Эти ограничения имеют обязательную юридическую силу (Регламент ЕС 1935/2004, 21 CFR Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) для применений, связанных с контактом с пищевыми продуктами, и критически важны с коммерческой точки зрения (стандарты производства GMP) для приводов фармацевтической промышленности. Несоблюдение хотя бы одного из этих требований лишает редуктор соответствия нормативным требованиям, независимо от его механических характеристик.
1 — Материал, контактирующий с пищевыми продуктами
Материал шестерен не должен выделять вредные вещества в пищевые продукты в концентрациях, превышающих установленные пределы миграции. Регламент ЕС 1935/2004 и FDA 21 CFR 170–199 определяют разрешенные материалы в зонах контакта с пищевыми продуктами. Углеродистая сталь и стандартные легированные стали (45#, 42CrMo, 20CrMnTi) не одобрены для прямого контакта с пищевыми продуктами — правильным выбором является нержавеющая сталь SS316L (с низким содержанием углерода <0,03%), пищевая нержавеющая сталь SS304 и одобренные конструкционные полимеры (POM, UHMWPE, PEEK).
2 — Соответствие смазочным материалам H1
Регистрация NSF International H1 (ранее USDA H1) обязательна для смазочных материалов, используемых в областях применения, где возможен случайный контакт с пищевыми продуктами. В трансмиссионных маслах H1 используются одобренные FDA белые минеральные масла или синтетические полиальфаолефиновые (PAO) базовые масла с пакетами присадок пищевого качества. Стандартное промышленное трансмиссионное масло ISO VG 320 с обычными противозадирными присадками не соответствует требованиям H1 — его нельзя использовать в пищевой промышленности. косозубая передача Привод, в котором трансмиссионное масло может распылиться, просачиваться или разбрызгиваться, достигая пищевого продукта.
3 — Гигиеническая геометрия
В соответствии с требованиями EHEDG (Европейская группа по гигиеническому проектированию и конструированию) и санитарными стандартами 3-A, наружные поверхности редуктора не должны иметь глухих отверстий, углублений, щелей или горизонтальных плоских поверхностей, где могут скапливаться остатки пищи и размножаться бактерии. Шпоночные канавки на открытых валах редуктора должны быть заполнены или закрыты. Отверстия для болтов корпуса должны быть сквозными, а не глухими резьбовыми отверстиями, в которых скапливается влага.
4 — Степень защиты IP от воздействия воды
Оборудование для пищевой промышленности промывается в конце каждой производственной смены горячей водой (70–80 °C) под высоким давлением (20–100 бар), часто с использованием щелочных или кислотных растворов для CIP-мойки. Редуктор и любые приборы на приводе должны выдерживать это без попадания влаги. Степень защиты IP65 для зон с легкой промывкой; IP67 для зон с риском погружения; IP69K обязателен для прямой промывки горячей водой под высоким давлением в мясоперерабатывающих и молочных предприятиях.
Материалы для косозубых шестерен в пищевой и фармацевтической промышленности.
Винтовая зубчатая передача из нержавеющей стали SS316L с мягкой боковой поверхностью для пищевой промышленности — без поверхностных ямок или шероховатостей, которые могут способствовать размножению бактерий, с гладким внутренним отверстием без открытых пазов для шпонок, а также материал, соответствующий требованиям EU 1935/2004 и FDA 21 CFR для непосредственного контакта с пищевыми продуктами.
| Материал | Одобрено для контакта с пищевыми продуктами. | Максимально достижимая твердость | Коррозионная стойкость | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|
| SS316L | Да — ЕС 1935/2004, FDA 21 CFR | HB 160–200 (мягкий); HRC 40–45 азотированный | Отличное качество — устойчивость к циклам кислотной/щелочной обработки при CIP-мойке. | Зоны прямого контакта с пищевыми продуктами, молочные продукты, зоны производства фармацевтических активных фармацевтических ингредиентов. |
| SS304 | Да — для контакта с пищевыми продуктами. | HB 150–190 | Хорошо — но не подходит для растворов CIP с высоким содержанием хлоридов. | Общая обработка пищевых продуктов, неагрессивная CIP-очистка. |
| ПОМ (делрин/ацетал) | Да — FDA 21 CFR 177.2470 | Нет эквивалента твердости; предел прочности на сжатие ~70 МПа. | Отличная химическая стойкость; не подходит для сильных кислот. | Зубчатые передачи с малым шагом зубьев, упаковочные машины, медицинские приборы. |
| Сверхвысокомолекулярный полиэтилен | Да — FDA 21 CFR 177.1520 | Ниже, чем ПОМ | Отлично; одобрено NSF 61 | Конвейерные зубчатые передачи, приводы малой мощности во влажных зонах |
| ПИК | Да (требуется препарат, одобренный FDA) | Умеренный; полимер высшего качества, пригодный для контакта с пищевыми продуктами. | Отличное качество — рассчитано на температуру стерилизации 250°C. | Фармацевтическое оборудование, стерилизованное в автоклаве, для высокотемпературных применений. |
| 42CrMo / 20CrMnTi (легированная сталь) | Не допускается использование в зонах, контактирующих с пищевыми продуктами. | HRC 50–62 | Плохое качество — требует покрытия или нанесения на поверхность для использования в пищевых продуктах. | Только бесконтактные зоны, с барьером между зоной привода и зоной приготовления пищи. |
Почему сталь SS316L предпочтительнее стали SS304 для переработки молочных и мясных продуктов?
Нержавеющая сталь SS316L (316 Low Carbon, также обозначается как 1.4404 в европейской системе EN) отличается от SS304 содержанием молибдена 2–3%, что обеспечивает значительно лучшую устойчивость к точечной коррозии в средах, содержащих хлориды. В циклах CIP (очистка на месте) в молочной и мясоперерабатывающей промышленности используются дезинфицирующие средства на основе гипохлорита с концентрацией активного хлора 100–200 ppm — этого достаточно для образования точечной коррозии на боковых поверхностях шестерен из SS304 при ежедневном воздействии в течение нескольких месяцев, но недостаточно для SS316L при той же частоте воздействия. Точечная коррозия, образующаяся на шестернях из SS304 в хлоридных средах CIP, представляет собой прямой риск бактериального загрязнения: ямки являются защищенными участками, где бактерии выживают после цикла дезинфекции и повторно заселяют зону контакта с пищевыми продуктами между сменами. SS316L полностью исключает это, поэтому она является обязательным материалом в правилах ЕС и FDA для молочной и мясоперерабатывающей промышленности для поверхностей, непосредственно контактирующих с пищевыми продуктами.
Пищевая смазка для зубчатых передач H1 — сертификация NSF и предельные рабочие характеристики.
Трансмиссионное масло H1 для пищевой промышленности косозубая передача В приводах в качестве базового масла используется либо белое минеральное масло (высокоочищенное пищевое минеральное масло, из которого удалены ароматические соединения), либо синтетическое полиальфаолефиновое масло (ПАО), а также пакеты присадок, одобренные в соответствии с FDA 21 CFR 178.3570. NSF International ведет базу данных регистрации H1; любое редукторное масло, используемое в приводах для пищевой промышленности, где возможен случайный контакт с пищевыми продуктами, должно быть внесено в реестр NSF H1.
Ограничением смазывающих свойств трансмиссионных масел H1 по сравнению со стандартными промышленными трансмиссионными маслами является отсутствие серо-фосфорных противозадирных (EP) присадок, которые не одобрены для использования в маслах H1. Это означает, что масла H1 полностью полагаются на образование эластогидродинамической пленки для защиты боковой поверхности зубьев — они не могут выдерживать условия граничной смазки, для которых предназначены противозадирные присадки. Практическое значение: пищевая промышленность. косозубые шестерни При использовании смазки H1 необходимо выбирать оптимальный размер (SF = 1,5–2,0 вместо SF = 1,25 для аналогичных промышленных зубчатых передач), а скорость вращения по делительной окружности должна быть достаточной для образования полной эластогидродинамической пленки (выше 3–5 м/с для шлифованных зубчатых передач при рабочей температуре).
| Класс смазки H1 | Базовый запас | Вязкость (ISO VG) | Пленка EHL против стандартного масла | Типичный Винтовая передача Приложение |
|---|---|---|---|---|
| Трансмиссионное масло H1 220 | Белый минеральный или ПАО | ВГ 220 | ~80% эквивалентного непищевого трансмиссионного масла при той же вязкости | Редукторы, конвейеры, смесители общего назначения для пищевой промышленности, работающие на умеренных скоростях. |
| Трансмиссионное масло H1 320 | синтетический ПАО | ВГ 320 | ~85–90% эквивалентного непищевого трансмиссионного масла | Приводы с высокой нагрузкой: тестомесильные машины, мясорубки, редукторы экструдеров. |
| Смазка H1 | Белый минеральный полиальфаолефин (ПАО) с пищевым загустителем | NLGI Grade 2 | Менее эффективные свойства масляной пленки, чем у масла H1; подходит для открытых зубчатых передач на низких оборотах. | Открытые зубчатые передачи на упаковочных машинах, этикетировочных машинах; приводы конвейеров с низкими скоростями |
Спецификации для каждого приложения
Полиоксиметиленоксид (ПОМ) и полиэфиркетон (ПЭЭК) косозубые шестерни Для приводных механизмов, контактирующих с пищевыми продуктами — самосмазывающиеся, соответствуют требованиям FDA, не представляют риска загрязнения металлами и подходят для автоклавной стерилизации (только для марки PEEK).
Пекарня — Редукторы для тестомесильных и делительных машин
Промышленные планетарные тестомесильные машины (емкостью 200–800 литров) используют косозубая передача Редуктор приводит в движение спиральный крюк со скоростью 30–120 об/мин от двигателя мощностью 2–15 кВт. Рабочий цикл прерывистый, но механически сложный: тесто в начале цикла смешивания густое и высоковязкое, что создает пиковые значения пускового крутящего момента, в 2–3 раза превышающие номинальный крутящий момент. Применяется коэффициент запаса прочности SF = 1,75–2,5. Материал: мягкая боковая поверхность зубьев из нержавеющей стали SS316L (HB 160–190) для небольших приводов в зонах прямого контакта с пищевыми продуктами; легированная сталь с корпусом, герметизированным маслом H1, для больших приводов, где редуктор находится вне зоны контакта с пищевыми продуктами, но выходной вал проходит в нее через санитарное уплотнение вала.
Мясопереработка — Приводы мясорубок и миксеров (IP69K)
Мясорубки и чашечные измельчители работают в самых агрессивных средах пищевой промышленности, подвергаясь интенсивной промывке: стандарт IP69K (вода температурой 80°C при давлении 80–100 бар с расстояния 10–15 см) является обязательным для оборудования мясоперерабатывающей промышленности в соответствии с Регламентом ЕС 853/2004. Корпус редуктора должен выдерживать ежедневную промывку горячей водой под высоким давлением без попадания влаги. Винтовая передача Как правило, приводы для мясоперерабатывающих предприятий имеют следующие характеристики: корпус и валы из нержавеющей стали SS316L, смазка пищевым составом или герметичная масляная ванна H1, радиальные манжетные уплотнения, рассчитанные на непрерывную работу при температуре 80°C и устойчивые к чистящим химическим веществам (гидроксид натрия, пероксиуксусная кислота), используемым в циклах дезинфекции мясоперерабатывающих заводов.
Фармацевтическая промышленность — Приводы грануляторов и таблеточных прессов
Фармацевтическое производство осуществляется в соответствии с правилами GMP (надлежащей производственной практики), которые требуют полной прослеживаемости всех материалов, контактирующих или потенциально контактирующих с фармацевтическим продуктом, включая смазочные материалы для зубчатых передач. Гранулятор косозубая передача Для приводов требуются смазочные материалы H1, сертифицированные NSF, с соответствующими сертификатами, а конструкция редуктора должна предотвращать миграцию масла из полости привода в камеру грануляции. В трансмиссионных шестернях таблеточных прессов часто используются прецизионные шестерни из полимера (PEEK), работающие всухую без смазки, что полностью исключает риск загрязнения маслом, но за счет снижения грузоподъемности (шестерни из PEEK для таблеточных прессов обычно передают мощность менее 2 кВт, что достаточно для точных кулачковых приводов с позиционным управлением в фармацевтических таблеточных прессах).
Korea Ever-Power — поставщик зубчатых передач из нержавеющей стали и пищевого назначения.
Компания Korea Ever-Power производит нержавеющую сталь марок SS316L и SS304. косозубые шестерни для применения в пищевой промышленности и фармацевтике, с сертификацией материала по стандарту EN 10088-3 и документацией о соответствии требованиям ЕС 1935/2004 и FDA 21 CFR в отношении материалов, контактирующих с пищевыми продуктами.
Корейская компания Ever-Power производит... косозубые шестерни В производстве используется нержавеющая сталь SS316L и SS304 для прямого контакта с пищевыми продуктами, а также полиоксиметилен (POM) для мелкошаговых полимерных зубчатых передач в упаковочном и фармацевтическом оборудовании. Сертификация материала по стандарту EN 10088-3 подтверждает соответствие требованиям ЕС к материалам, контактирующим с пищевыми продуктами. В качестве материала для прямого контакта с пищевыми продуктами. производитель косозубых передачКомпания Korea Ever-Power предоставляет всю необходимую документацию по материалам для проведения квалификационных аудитов оборудования для пищевых предприятий. Для высокоточных шестерен из нержавеющей стали SS316L класса DIN 5–6 доступна азотирующая термообработка (глубина слоя 0,1–0,3 мм, твердость поверхности HV 1000+) для повышения твердости поверхности зубьев при сохранении полной коррозионной стойкости.
Часто задаваемые вопросы
Смазочные материалы NSF H1 одобрены для применения в областях, где возможен случайный (непреднамеренный) контакт с пищевыми продуктами — как правило, в зоне обработки, упаковки или транспортировки пищевых продуктов. Смазочные материалы H2 одобрены для использования в оборудовании для пищевой промышленности, где исключается возможность контакта с пищевыми продуктами (полностью закрытые, герметичные приводы, которые не могут капать или протекать в зону контакта с пищевыми продуктами). Масла H2 могут содержать обычные противозадирные присадки, которые отсутствуют в маслах H1, что обеспечивает лучшие характеристики гидроламповой смазочной пленки при высоких нагрузках. косозубая передача Привод, установленный непосредственно над зоной транспортировки пищевых продуктов: обязателен уровень защиты H1. Для герметичного привода, установленного в отдельном машинном помещении, не имеющем контакта с пищевыми продуктами: допустим уровень защиты H2 (с мерами по предотвращению миграции).
Не в зонах контакта с пищевыми продуктами. Краска или покрытие не дают разрешения на контакт с пищевыми продуктами для неодобренного материала-основы — Регламент ЕС 1935/2004 и FDA 21 CFR требуют, чтобы был одобрен сам материал, а не обработка поверхности, нанесенная на неодобренный материал. Углеродистая сталь или легированная сталь. косозубые шестерни Может использоваться на предприятиях пищевой промышленности в полностью герметичных, бесконтактных положениях (полностью закрытый привод в машинном отделении), но это требует инженерной оценки и документации, подтверждающей нулевой риск загрязнения пищевых продуктов. В тех случаях, когда шестерня находится в зоне контакта с пищевыми продуктами или может случайно соприкасаться с ними, обязательно использование нержавеющей стали SS316L или одобренного пищевого полимера.
Документы EHEDG 8 (Критерии проектирования гигиенического оборудования) и 13 (Гигиеническое проектирование зубчатых передач для пищевой промышленности) определяют: (1) шероховатость внешней поверхности Ra ≤ 0,8 мкм на всех поверхностях, контактирующих с пищевыми продуктами — необходимо обеспечить точеную и полированную обработку Ra ≤ 0,8 мкм на внешнем корпусе и валу; (2) отсутствие открытых резьб, шпоночных пазов или щелей в зонах контакта с пищевыми продуктами — необходимо обеспечить закрытые или глухие концы вала в открытых местах; (3) постоянная идентификационная маркировка (серийный номер, нанесенный лазерной гравировкой), а не штампы или углубления, которые задерживают загрязнения. Что касается самих зубьев шестерни, EHEDG рекомендует, чтобы зубчатая передача была полностью заключена в герметичный корпус, так чтобы внутренние поверхности зубьев никогда не соприкасались с внешними поверхностями, контактирующими с пищевыми продуктами.
Да. Корейская компания Ever-Power производит нержавеющую сталь SS316L. косозубые шестерни С сертификатом соответствия материала EN 10088-3, подтверждающим соответствие спецификациям для пищевой нержавеющей стали. Для клиентов, которым требуется документация по проверке конструкции EHEDG, компания Korea Ever-Power предоставляет сертификаты шероховатости поверхности Ra, подтверждение размеров, подтверждающее отсутствие открытых щелей на корпусе шестерни, и декларацию соответствия требованиям ЕС по контакту с пищевыми продуктами согласно директиве 1935/2004. Документация предоставляется на английском языке в стандартном порядке. Срок поставки для SS316L косозубые шестерни M2–M16: обычно 10–18 рабочих дней.
Запрос на изготовление винтовых зубчатых передач пищевого или фармацевтического назначения
Укажите материал (SS316L, SS304, POM, PEEK), модуль, область применения, уровень воздействия CIP и необходимую документацию. Компания Korea Ever-Power предоставит спецификацию оборудования, соответствующего требованиям пищевой промышленности, и документацию по соответствию стандартам в течение 24 рабочих часов.
SS316L · SS304 · POM · PEEK · Совместимость с NSF H1 · Документация EHEDG · Корпуса с классом защиты IP69K · Минимальный заказ: 1 штука
Редактор: Cxm
