Hållbara kontaktdon vid pastatillverkning

Pastaälskare kan som bekant välja mellan att göra sin egen pasta eller köpa den färdig i mataffären. De flesta väljer det senare alternativet, eftersom det är praktiskt att ha pasta i köksskåpet och bara slänga den i lite kokande vatten när hungern slår till. Men pastan måste vara mycket torr om den ska hålla sig länge i paketet.

Vid produktionen blandas vatten med durumvete samt gluten och degen formas till pasta. Den lagras sedan i ett 6 meter högt och 20 meter långt torkrum där spaghetti och tagliatelle hänger som blonda hårslingor från torkställningarna. Här torkas de med hjälp av varmluft i temperaturer från 100 till 130°C. Denna process kan påverka pastans kvalitet. Ju längre pastan förvaras i torkrummet, desto varsammare torkar den. Det innebär högre kvalitet och därför ett högre pris. Den största delen av pastan torkas i omkring tre timmar.

Takfläktar i det stora torkrummet säkerställer ett jämnt flöde av varm luft. Tidigare drevs fläktarna av fast inkopplade drivsystem med oisolerade kablar som var anslutna på skruvplint i terminalerna. Men den lösningen har sina nackdelar. Det tar flera minuter till och med för erfarna elektriker att ansluta varje fläkt – och det är många fläktar i de flesta torksystem. Det tar ännu längre tid för mindre erfarna elektriker och det finns risk att sladdarna blandas ihop, ett annat tidsödande problem där risken är stor för att fläktar går sönder och behöver ersättas. I ett stort torksystem kan en timmes stillestånd innebära en förlorad tillverkning på flera ton.

Det är bakgrunden till att en av LAPPs kunder beslutade sig för att använda EPIC® kontaktdon för att ansluta fläktarna. Kundföretaget är en av världens ledande leverantörer av maskiner för pastatillverkning. Deras största maskiner kan fylla en hel industrihall. För nästa generation av system ville företaget använda kontaktdon för att garantera en snabb och korrekt anslutning och möjliggöra snabbare utbyte av fläktarna.

Det första försöket, med standardkontaktdon, misslyckades eftersom de inte tålde den kemiska och termiska belastningen över tid. Till skillnad från många andra tillämpningar inom livsmedelsindustrin kräver inte pastatillverkning att maskinerna står emot aggressiva rengöringsmedel. Under torkningen däremot, avdunstar mjölksyra som kan fräta sönder vissa ytor. Enkla kontaktdon med kontakthus tillverkade av formgjuten zink var inte lämpliga, inte ens med skyddande beläggningar. Förr eller senare eroderas alla beläggningar och mindre motståndskraftiga grundmaterial förstördes fullständigt efter en kort period.

Maskintillverkaren sökte då återigen efter en leverantör och fick kontakt med LAPP. Våra ingenjörer bjöds in för att för att inspektera torksystemen i drift och ta fram förslag på ett nytt sätt att ansluta fläktarna. Kunden var ute efter en pragmatisk lösning som var tillräckligt robust för att stå emot den fuktiga och sura luften i torkrummet men ändå inte var för dyr. Det eliminerade båda standardlösningarna som inte erbjöd tillräcklig beständighet, liksom kontaktdonen i rostfritt stål som var för kostnadsintensiva.

Ingenjörerna sökte istället efter ett tredje alternativ och hittade det i en speciell kopparlegering. Detta material klarar de nödvändiga temperaturerna samtidigt som det fortfarande är relativt enkelt att behandla mekaniskt. Resultat blir att kostnaden för kontaktdonet inte är mycket högre än den för standardprodukter. Eftersom kontaktdonen inte kommer i direkt kontakt med pastan behöver man inte använda FDA-godkända material. De rengörs också mekaniskt istället för att använda vatten eller kemiska rengöringsmedel.

Ett möjligt alternativ med kemisk beständighet skulle vara plast. Men utan beläggning skulle dessa kontakthus inte ha någon barriär mot elektromagnetisk strålning. Eftersom kunden hade krav på att kontrollera motorhastigheten skulle detta också vara ett problem på grund av behovet av skärmade kablar. De flesta plaster erbjuder inte den grad av mekanisk stabilitet som krävs för att bibehålla den nödvändiga tätningen efter många års användning.

Kopparlegeringen visade sig vara den idealiska kompromissen eftersom den erbjöd permanent kemisk beständighet mot mjölksyra, EMC-egenskaper samt mekanisk stabilitet. Även om kontaktdonen är något dyrare än standardprodukten så kostar de mycket mindre än en alternativ produkt tillverkad i rostfritt stål. Som en jämförelse kostar ett kontaktdon i rostfritt stål tre till fem gånger mer än en standardprodukt.

­– Tillsammans med kunden utvecklade vi anslutningssystemet och testade det grundligt i ett år. Inom livsmedelproduktion är det viktigt att beakta och testa för alla eventualiteter, säger Joachim Strobel, produktchef för EPIC® anslutningssystem på LAPP.

För att förhindra att damm från golvet hamnar i utrustningen är EPIC®-kontaktdonet utformat med så få kanter och hörn som möjligt, enligt hygieniska designprinciper. Även här erbjuder kopparlegeringen en rad fördelar; den har en slät yta och är utan ytbeläggning som skulle kunna flagna av och falla ned i produktzonen. Rostfritt stål är förhållandevis grovt i jämförelse och kan bara göras jämnare genom intensiv bearbetning.

En anslutningslösning består naturligtvis av mer än själva kontaktdonet. Den är bara så stark som sin svagaste länk. Med andra ord är det viktigt att fästa uppmärksamhet även vid kabeln. Om kabeln är för tunn eller har olämplig ytfinish kan den röra sig inuti kontaktdonets öppning och nötas ned över tid. Precis som själva kontaktdonet måste även kabeln stå emot mekanisk stress, mjölksyra och värme.

Vår kund valde silikonkablar som var bättre lämpade än standardprodukterna. LAPP erbjuder silikonkablar som står emot vegetabiliska och animaliska oljor och fetter, liksom temperaturer på upp till 180°C. För att förhindra att fel uppkommer under monteringen rekommenderar vi förmonterade kablar och kontaktdon. Vi tar inte heller några risker när det gäller tätningarna av kontaktdonets insida. Dessa är tillverkade av fluorerat gummi (FKM), ett premiummaterial för försegling med en mängd olika användningsområden.

Kunden testade det nya kontaktdonet med patenterat utförande i ett år i ett av sina produktionssystem. Testerna var framgångsrika och det tekniska godkännandet beviljades. Det nya kontaktdonet kommer att användas i fläktarna i kommande generationer av torksystem.

– Vi ser stor potential i denna kontaktdonsdesign för andra tillämpningar inom livsmedelsindustrin, kanske till och med varianter i rostfritt stål, säger Joachim Strobel. Han förklarar att tillverkarna av de maskiner som behandlar livsmedel ofta inte vet vilka rengöringsmedel kunderna kommer att använda för maskinerna – ibland vet inte ens livsmedelstillverkarna själva det! Anledningen är att rengöringen ofta läggs ut på underleverantörer som inte alltid ger exakt information om vilka substanser de använder. Detta kundcase visar dock tydligt att när LAPPs ingenjörer och kunden arbetar tillsammans, går det att komma fram till rätt lösning.