Optimización del diseño del actuador

Gerard Bush explica las consideraciones clave en el diseño de actuadores para la producción de alimentos y bebidas

Los fabricantes de alimentos y bebidas exigen diseños de máquinas más limpios y seguros por parte de sus fabricantes de máquinas OEM. Como motor lineal en muchas aplicaciones de producción, es fundamental que los actuadores estén diseñados para garantizar una higiene óptima, evitando la acumulación de bacterias con la capacidad de resistir lavados agresivos. Al especificar un actuador eléctrico, también es vital que garantice un uso duradero sin la necesidad de un mantenimiento extenso y que requiera mucho tiempo.

En la producción de alimentos y bebidas, cuando se requiere movimiento lineal, suelen estar presentes actuadores. Como tal, los actuadores lineales se utilizan en aplicaciones que van desde el embalaje hasta la manipulación del producto en sí, con procesos como el formado, el corte y el rebanado. La tendencia de los fabricantes a exigir cada vez más diseños más limpios y seguros a sus fabricantes de máquinas OEM, particularmente en entornos de procesamiento de mayor riesgo, como carne, queso, lácteos, mariscos y aves, está a su vez empujando esta demanda a los fabricantes de componentes de máquinas. Para los diseños de actuadores, esto significa que deben optimizarse para un uso higiénico y, al mismo tiempo, garantizar un rendimiento preciso, confiabilidad y una larga vida útil.

El punto de referencia de entrada al diseño es garantizar el cumplimiento legal. Dependiendo de los mercados geográficos y el uso final, normalmente esto incluirá el cumplimiento del Grupo Europeo de Diseño de Ingeniería Higiénica (EHEDG), así como de los estándares sanitarios 3A que representan el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) y la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA). ).

Sin embargo, antes de analizar los detalles del diseño del actuador, la primera consideración es cómo el actuador debe integrarse con la máquina más amplia para optimizar la higiene. La arquitectura de la máquina de marco abierto permite la optimización de los principios de limpieza in situ (CIP), lo que garantiza la visibilidad para una limpieza eficaz, así como la capacidad de limpiar todas las áreas requeridas, en particular aquellas que están en contacto o cerca del producto.

Coincidiendo con el diseño de la máquina abierta, el actuador requiere una construcción de acero inoxidable, siendo el acero inoxidable 316 considerado de "calidad alimentaria" por sus cualidades de resistencia a la corrosión. Los actuadores como el diseño RSH de Tolomatic pueden soportar lavados regulares con productos químicos agresivos sin desarrollar manchas de corrosión que podrían albergar bacterias. Además, la forma del diseño debe evitar grietas y ángulos más agudos que puedan acumular bacterias y desechos. En cambio, los bordes redondeados evitan que las partículas de alimentos se acumulen y se acumulen, mientras que las soluciones sanitarias pueden escurrirse fácilmente después del lavado.

Combinado con una construcción de acero inoxidable, se requieren sellos robustos para garantizar que un actuador alcance una clasificación IP69K, lo que significa protección contra la entrada de polvo y agua, incluidos los chorros de agua a alta presión utilizados durante el lavado. Alrededor de la varilla de empuje del actuador, los sellos evitan el ingreso que de otro modo causaría corrosión y albergaría bacterias. Para minimizar el tiempo de inactividad por mantenimiento y garantizar una larga vida útil del actuador, los sellos también deben ser duraderos para soportar las condiciones de lavado. Los sellos de poliuretano son adecuados para la mayoría de las aplicaciones, con alta tolerancia a abrasivos como la sal y el azúcar, pero para usar con los químicos cáusticos más abrasivos, se debe usar poliuretano con UHMWPE. Para facilitar el mantenimiento, un diseño de cartucho, como el utilizado en el actuador RSH de Tolomatic, permite un reemplazo rápido del sello sin necesidad de herramientas especializadas, mientras que su sistema de sello doble aumenta la protección.

Para garantizar un funcionamiento eficaz y una larga vida útil, un actuador para uso en aplicaciones de alimentos y bebidas también debe poder soportar temperaturas variables. Al lidiar con condiciones potencialmente heladas hasta extremas, un actuador versátil para la producción de alimentos y bebidas debería poder hacer frente a un rango que abarca desde -10° hasta 40°C.

Además, una consideración de diseño importante es si se integra el motor o se utiliza un enfoque más tradicional con un dispositivo separado. La ventaja de un sistema integrado es una unidad sellada, que reduce los puntos potenciales de ingreso y tiene menos puntos para la recolección de bacterias. Este diseño también aumenta la protección de la unidad, reduciendo los requisitos de mantenimiento y aumentando la longevidad del actuador.

Después del diseño de la máquina y su eventual instalación, también se debe prestar atención al mantenimiento continuo adecuado para mantener una higiene óptima y un funcionamiento duradero. Normalmente, los actuadores se lubrican en fábrica y están listos para su instalación. Sin embargo, el tornillo interno requerirá relubricación a intervalos predeterminados. Los actuadores con puertos de grasa, como los diseños de acero inoxidable de Tolomatic, ayudan a garantizar condiciones operativas óptimas al permitir una lubricación rápida y sencilla sin desmontaje ni necesidad de herramientas especiales.

Para obtener soporte adicional en el diseño de máquinas y cuidado continuo, incluidos actuadores y dispositivos de control de movimiento para aplicaciones higiénicas de alimentos y bebidas, los ingenieros de Inmoco tienen una amplia experiencia ayudando a los diseñadores OEM a cumplir los requisitos. Si bien las demandas de los fabricantes siguen aumentando, al seguir cuidadosamente los principios de diseño higiénico, el valor que ofrecen los fabricantes de máquinas puede estar a la altura del desafío con una cuidadosa especificación de los componentes.

Gerard Bush está conInmoco