Anlagenbau und Komponenten

Kompromisslos gegen Kontaminationen

Axenia value, Cyber dynamic line, HDP+ und HDV: Hygienegerechte Antriebslösungen von Wittenstein für den sicheren Betrieb

10.06.2022 -

Für offene Maschinendesigns geeignet, chemikalien- und korrosionsbeständig, rückstandsfrei zu reinigen, mikrobiologisch sicher sowie wirtschaftlich in Anschaffung, Betrieb und Wartung – für all diese Merkmale stehen die hygienegerechten Planetengetriebe, Servoaktuatoren und Kleinantriebssysteme aus dem Hause Wittenstein. Sie bieten Keimen keine Chance und damit sicheren Schutz vor Kontaminationsgefahren. Und davon profitieren Maschinenhersteller ebenso wie Maschinenbetreiber und die Endverbraucher.
  Die neue, integrierte Motor-Getriebe-Einheit Axenia value im Hygienic Design macht da keine Ausnahme. Die Servoaktuatoren dieser Baureihe und auch die anderen Lösungen des Hygienic Design Portfolios von Wittenstein – die spielarmen Planetengetriebe der Produktfamilien HDP+ und HDV – entsprechen in allen relevanten Belangen den Empfehlungen und Vorgaben der EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group). Im Einzelnen bedeutet das u. a.
  • außenliegende Gehäuseoberflächen, die unter Umständen mit dem Produkt oder mit Reinigungs- oder Desinfektionsmedien in Berührung kommen können, sind in extrem widerstandsfähigem chemikalien- und korrosionsbeständigem Edelstahl 1.4404 / AISI 316L ausgeführt;
  • die Oberflächenrauheit des Edelstahls ist auf Ra ≤ 0,8 µm reduziert, um Anhaftungen sicher auszuschließen; 
  • Gehäuseaufbau ohne mechanische Übergänge, Spalten, Vertiefungen, herausstehende Schraubenköpfe, Hinterschnitte oder Toträume, in denen sich Bakterien oder Mikroorganismen einnisten könnten;
  • keine horizontalen Flächen, die ein vollständiges Ablaufen der Reinigungs- bzw. Desinfektionsmedien nach dem Einwirken und Abspülen verhindern könnten;
  • glatte, abgerundete Kanten mit Radius ≥ 3 mm;
  • Auswahl beständiger, lebensmitteltauglicher Dichtungsmaterialien wie PTFE, Fluoroprene oder thermoplastisches Polyurethan (TPU), die die Anforderungen der EHEDG und zumeist auch der FDA an das Hygienic Design erfüllen;
  • höchste Dichtigkeit durch Schutzarten bis IP 69X und Reinigungsdruck bis 30 bar sowie
  • ein Laser-graviertes und damit hygienisches Typenschild.
Produktions- und Verpackungsmaschinen für Lebensmittel, die in offener Bauweise ausgeführt werden, können durch den Einsatz solcher Komponenten, die sich ohne weitere Schutzmaßnahmen prozess- und wartungsgerecht integrieren lassen, komplett im hygienegerechten Design gebaut und abgenommen werden.   Hygienegerechte Antriebstechnik
  Hygiene in Produktion und Verpackung ist einer der Schlüsselfaktoren für die Sicherheit von Lebensmitteln und Getränken oder auch von Pharmazeutika und medizinischen Sterilartikeln – denn Hygiene bedeutet Vermeidung von Keimen und damit von Kontamination. Folglich dürfen von Maschinenkomponenten keine Produktrisiken ausgehen. Hygienisches Design lässt sich einer Maschine aber nicht einfach überstülpen – im Gegenteil: das über Jahre praktizierte Einhausen oder gar Kapseln bspw. von Getrieben oder Servoaktuatoren wird heute von Lebensmittelproduzenten vermehrt abgelehnt. Neben Ausfallrisiken der Antriebstechnik, die durch Stauwärme, Rostbildung oder Leckagen entstehen können, wird dies vor allem damit begründet, dass in Einhausungen durch Staub, Feuchtigkeitsnebel und Ablagerungen Schmutznester entstehen können, deren Entfernung – weil schwer zugänglich – zugleich einen hohen Reinigungs- und Desinfektionsaufwand nach sich zieht. Hygienegerechte Antriebstechnik ist demgegenüber gut zugänglich und damit für die Produktsicherheit mit entscheidend. Sie schlägt somit „zwei Fliegen mit einer Klappe“: Sie minimiert  das Entstehen von Kontaminationsgefahren und unterstützt eine effiziente Maschinenreinigung und -desinfektion. Kein Wunder also, dass sich Automatisierungskomponenten im Hygienic Design im Allgemeinen und hygienegerechte Servoantriebstechnik im Besonderen einer verstärkten Nachfrage erfreuen. 
  Ein dickes Plus für alle Beteiligten
  Maschinenhersteller, Betreiber, Verbraucher – alle profitieren von hygienegerechten Antriebslösungen. Servoantriebstechnik im Hygienic Design hat sich im Umfeld der Lebensmittelverarbeitung, der Getränkeabfüllung oder der Herstellung pharmazeutischer Produkte erfolgreich etabliert – und ist längst nicht mehr nur ein Nischenmarkt. Das liegt in erheblichem Maße daran, dass alle Beteiligten ihren Nutzen daraus ziehen.  Maschinenhersteller können Lösungen wie den Servoaktuator Axenia value, die Planetengetriebe HDV und HDP+ oder die Kleinservomotoren der Cyber dynamic line ohne zusätzliche Zertifizierung in ihre bereits hygienisch gestalteten Anlagen integrieren – was im Fall von Einhausung oder Kapselungen so nicht ohne weiteres möglich ist. Sie erfüllen dabei automatisch wichtige Grundlagen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG in Bezug auf die Ausgestaltung des hygienischen Designs von Maschinen- und Automatisierungskomponenten. 
  Auch sind sie hinsichtlich der Beachtung von Normen wie bspw. der DIN EN ISO 14159:2008-07 für Maschinen mit Hygienerisiken generell, der DIN EN 1672-2:2021-05 speziell für Nahrungsmittelmaschinen sowie hygienerechtlicher Vorgaben wie der VO 1935/2004/EG über Materialien und Gegenstände, die bestimmungsgemäß mit Lebensmitteln in Berührung kommen, auf der sicheren Seite. Gleichzeitig setzen sie mit Antriebstechnik im Hygienic Design eine Leading-Edge-Technologie ein, welche die mechanische Komplexität reduziert. Sie verbessert den Innovationsgrad ihrer Maschinen und kann so einen Wettbewerbsvorteil schaffen – zumal die Betreiber immer öfter offene, ­hygiene- und reinigungsgerechte Maschinenbauweisen verlangen. Schließlich darf man nicht vergessen, dass die Herstellung und Montage von Einhausungen oder Kapselungen durchaus einsparbare Kosten erzeugen – also die Preisattraktivität und Wirtschaftlichkeit beeinträchtigen.   Für die Betreiber entscheidend sind in der Regel Kennzahlen wie die TCO (Total Cost of Ownership) oder OEE (Overall Equipment Effectiveness). Heruntergebrochen auf die Maschine bedeutet dies eine lange Lebensdauer, eine hohe Produktivität, minimierte Stillstandszeiten und ein reduziertes Produktionsausfallrisiko bei schnelleren, effizienteren und ressourcenschonenderen Reinigungs- und Desinfektionsprozessen. Antriebstechnik im Hygienic Design bedeutet mehr Verfügbarkeit, da wesentliche Ausfall- und Kontaminationsrisiken durch Einhausungen oder Kapselungen schlicht nicht mehr bestehen. Dies reduziert den Wartungsaufwand – und sollte der Service doch einmal eine Komponente tauschen müssen, ist diese in der offenen Maschinenkonstruktion wesentlich leichter und schneller zugänglich. 
  Entscheidend für die tägliche Betriebspraxis ist der wesentlich reduzierte Reinigungsaufwand – denn dieser ist unproduktiv und teuer. Experten zufolge liegt dieser in der Lebensmittelindustrie bei etwa 25 % der Produktionszeit – jeder Prozentpunkt weniger ist also bares Geld. Gleichzeitig ist eine einfachere Reinigung auch eine sicherere Reinigung. Für die USA bspw. sagen Schätzungen aus, dass durch die Kontamination von Lebensmitteln jährlich ein Schaden von 30 Mrd. USD entsteht – 25 % davon sind auf Reinigungsprobleme zurückführbar. Neben diesen direkten Kosten entstehen Imageschäden durch öffentlichkeitswirksame Lebensmittelskandale und Rückrufaktionen. Dabei wollen die Lebensmittelhersteller und Maschinenbetreiber das genaue Gegenteil: Kosten einsparen, Ressourcen schonen und niedrigere Endkundenpreise erreichen – kurz: Wettbewerbsvorteile erzielen.
  Womit der Nutzen für Konsumenten in den Fokus rückt: Veränderte Verbrauchergewohnheiten und der demographische Wandel führen zu einer stärker individualisierten Nachfrage. Beispiele sind unterschiedliche Packungsgrößen für Single- und Familienhaushalte, ein zunehmendes Angebot an Convenience- und Bio-Produkten oder portionsverpackte Lebensmittel. Nachgefragt werden Produkte in höherwertiger Qualität und längerer Lebensdauer. Die Ausführung von Produktions-, Verarbeitungs- und Verpackungsanlagen nach Hygienic Design Richtlinien beeinfluss die Mindesthaltbarkeit positiv bei steigender Prozess- und Lebensittelsicherheit. Dies gilt beim Verarbeiten und Verpacken von Fleisch-, Fisch- und Wurstwaren ebenso wie bei Molkereiprodukten oder der Abfüllung von flüssigen oder pastösen Lebensmitteln oder von Getränken. Und je mehr unterschiedliche Produkte oder Chargen auf einer Maschine hergestellt oder verpackt werden, umso mehr können prozessbedingte Zeit- und Kosteneinsparungen, bspw. beim Reinigen, die Kosten pro verpackte Einheit und damit den Verkaufspreis im Handel reduzieren.
  Von hygienegerechtem Design als unverzichtbarem Bestandteil moderner Anlagen in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie profitieren alle – und die Hygienic-Design-Antriebstechnik von Wittenstein trägt dazu schon heute ihren Anteil bei.   Der Servoaktuator 
  Die Entwicklung des neuen Servoaktuators Axenia value war eine logische Konsequenz. Die Baureihe steht für Präzisionsaktuatorik im konsequent umgesetzten Hygienic Design. Die Servoaktuatoren bestehen aus kompakten Hochleistungssynchronmotoren sowie direkt angebauten Präzisions-Planetengetrieben mit Übersetzungen zwischen i=10 und i=25. Sie sind in drei Baugrößen verfügbar und liefern ein Beschleunigungsmoment von 32 Nm, 80 Nm und 200 Nm. Optional sind eine Haltebremse sowie digitale Motor-Rückführsysteme wie Endat 2.2, Hiperface DSL oder Drive-Cliq erhältlich. Alle Komponenten des Systembaukastens sind in ihren elektrischen Kennwerten perfekt aufeinander abgestimmt. Dadurch bietet Axenia value – im Gegensatz zur Kombination von Motor und Getriebe unterschiedlicher Hersteller – die Sicherheit getesteter Leistungsdaten und damit eine verlässliche Aussage zur tatsächlichen Leistungsfähigkeit des Servoaktuators. Das Systemdesign macht die Leistungsdaten skalierbar, z. B. um maximal zuverlässige Oberflächentemperaturen des Servoaktuators einzuhalten. Dies vermeidet Verbrennungsgefahren beim Berühren der Oberfläche und Hygiene­risiken durch das Verbacken oder Gerinnen von Stoffen auf dem Gehäuse.  Hygiene-Getriebe 
  Ebenfalls zum Portfolio der Hygiene- und EHEDG-gerechten Antriebstechnik zählen die spielarmen Planetengetriebe der Baureihen HDV mit Abtriebswelle und HDP+ mit Abtriebsflansch – beide in einem kompakten, formschönen und hygieneoptimierten Edelstahl-Design, mit dreifachem Dichtungskonzept und lebensmitteltauglicher Schmierung. Technisch überzeugen sie durch höchste Positioniergenauigkeit und Leistungsdichte. So ist bspw. das HDP+-Getriebe mit seinem Verdrehspiel kleiner 1 arcmin und seinem maximalen Beschleunigungsmoment von 795 Nm perfekt geeignet für hochdynamische und kompakte Applikationen wie z. B. in Delta-Robotik-Anwendungen.  Kleinservomotoren 
  Die Kleinservomotoren der Produktfamilie Cyber dynamic line ermöglichen ebenfalls eine hygienegerechte Antriebsautomatisierung in Produktions- und Verpackungsanlagen. Die einzelnen Gehäuseverbindungen sind stoffschlüssig und nahtlos miteinander verschweißt, das integrierte Dichtungskonzept sowie die Kabelverschraubung mit Schutzart IP69X bieten höchste Sicherheit gegen das Eindringen von Feuchtigkeit. Dadurch sind sie CIP- und SIP-geeignet und können ohne Bedenken eingeschäumt, hochdruckbestrahlt und gereinigt werden. Bei der Integration der kompakten Servomotoren mit einem Außendurchmesser von 40 mm bieten sie dadurch den großen Vorteil, dass sie nicht mehr aufwändig gekapselt oder im Unterbau einer Maschine versteckt werden müssen, sondern direkt in den prozessnahen Achsen bspw. eines Pick-and-Place-Roboters oder eines Abfüllventils einsetzbar sind. Für Leistungsbereiche bis 335 W ausgelegt, zeichnen sich die Hygienic Design Lösung im Anlagenbetrieb durch ihren hohen Dynamikfaktor aus: Sie erreichen Spitzenwerte bei Beschleunigung, Taktzahlen und Maschinendurchsatz.

 

 

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