История о том, как маленький коннектор компании LAPP смог решить проблему большого производства. Она очень показательна.
А начиналась она с того, что у производителя оборудования для изготовления макаронных изделий возникла необходимость использования кабелей со штепсельными коннекторами вместо постоянно подключенных. Поэтому в соответствии с особыми требованиями заказчика компания LAPP разработала коннектор из специального медного сплава.
Конечно, можно готовить макаронные изделия собственноручно, но гораздо проще купить их в супермаркете, чтобы в любой момент протянуть руку к кухонному шкафу и бросить их в кипящую воду. Но для длительного хранения в упаковке важно хорошо высушить их. После перемешивания смеси воды, клейковины и пшеницы твердых сортов формируются макаронные изделия. Далее они попадают в сушильное помещение высотой 6 метров и длиной 20 метров, где спагетти и длинная лапша свешиваются из специальных держателей при температуре от 100 до 130° C. Этот процесс может влиять на качество продукции: чем он длиннее, тем лучше качество, но, соответственно, выше цена. Большинство макаронных изделий высушиваются в течение, примерно, трех часов.
Много горячего воздуха
Вентиляторы на потолке большого сушильного помещения обеспечивают равномерное поступление горячего воздуха. Ранее двигатели этих вентиляторов подключались к сети питания с помощью неизолированных концов кабелей, которые крепились винтами в клеммах. Но этот метод имеет свои недостатки. Даже опытным электрикам нужно время для подключения одного вентилятора, а в каждой сушильной системе их много. Менее опытные потребует еще больше времени и могут перепутать провода. Также существует риск выхода из строя оборудования с необходимостью его замены. При этом час простоя в больших сушильных системах означает потери нескольких тонн продукции.
Именно поэтому один из заказчиков продукции компании LAPP решил использовать коннекторы EPIC® для подключения своих вентиляторов. Эта компания является одним из ведущих мировых производителей оборудования для изготовления макаронных изделий, а ее самые большие машины могут полностью занять крупное производственное помещение. Для следующего поколения оборудования компания решила использовать коннекторы, обеспечивающие быстрое и правильное подключение и оперативную замену вентиляторов.
Первая попытка с использованием обычных коннекторов оказалась неудачной, поскольку они не смогли долго выдерживать химическую и тепловую нагрузки. В отличие от многих других производственных процессов в пищевой промышленности, оборудование для изготовления макарон не обязательно должно выдерживать агрессивные чистящие средства. Однако во время сушки из продукции испаряется молочная кислота, которая может вызвать коррозию поверхности. Обычные коннекторы с корпусами, изготовленными из литого цинка, являются непригодными для использования в такой среде, даже с защитным покрытием.
Долговечность и невысокая стоимость
Для использования в производстве макаронных изделий компания LAPP разработала коннектор, изготовленный из специального медного сплава.
Компания LAPP — ведущий разработчик интегрированных решений по соединениям на мировом рынке. Инженеры компании LAPP были приглашены посетить предприятие одного из производителей макаронных изделий для ознакомления с работой его сушильных систем и разработки предложений для нового метода подключения вентиляторов. Заказчику требовалось прагматичное решение, которое обеспечивает достаточную устойчивость к влажному кислотному воздуху в сушильном помещении и при этом с невысокой ценой. Обычные решения не обеспечивали достаточную устойчивость, а коннекторы из нержавеющей стали — слишком дорогие.
Инженеры компании LAPP нашли оптимальный вариант — использование специального медного сплава, который выдерживает необходимые температуры и одновременно его достаточно легко обрабатывать механически. Поэтому стоимость коннектора из такого материала не намного выше стоимости обычного. Поскольку коннекторы не контактируют непосредственно с макаронными изделиями, нет нужды обязательно использовать материалы, которые одобрены для использования в пищевой промышленности Федеральным управлением США по надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA). Также они чистятся механической методом, без использования воды или химических чистящих средств.
Возможно, альтернативным материалом с необходимой химической стойкостью мог быть пластик. Однако пластиковые корпуса без покрытия не защищают от электромагнитного излучения. Заказчику было необходимо использование двигателей с управляемой скоростью вращения, требующих экранированных кабелей, а большинство пластиковых материалов не имеют достаточной механической устойчивости, важна для обеспечения герметичности соединения в течение многих лет использования оборудования. Медный сплав оказался идеальным компромиссным вариантом, ведь он обеспечивал постоянную химическую устойчивость против молочной кислоты, хорошие характеристики по экранированию электромагнитного излучения и механическую стойкость. Такие коннекторы немного дороже обычных, но значительно дешевле, чем аналоги из нержавеющей стали. Для сравнения: коннектор из нержавеющей стали стоит в 3-5 раз больше обычного. «Вместе с заказчиком мы разработали систему соединения и провели ее тщательные испытания в течение одного года. В пищевой промышленности важно предусмотреть все возможные случаи и провести соответствующие испытания», — рассказал Йоахим Штробель, руководитель разработки и изготовления систем соединения EPIC® компании LAPP.
Ровный и гладкий
Специальный медный сплав выдерживает высокие температуры, но его механическая обработка еще остается относительно легкой, поэтому стоимость коннектора не намного выше стоимости обычного.
Для предотвращения накопления пыли коннектор EPIC® был разработан так, чтобы у него было как можно меньше краев и углов, в соответствии с общими принципами обеспечения гигиеничности конструкции. В этом медный сплав также обеспечивает ряд преимуществ. Он имеет гладкую поверхность, без покрытия, которое могло бы отслаиваться и падать в зону, где находится пищевая продукция. По сравнению с ним нержавеющая сталь имеет шероховатую поверхность, которую можно сделать более гладкой лишь интенсивной дополнительной обработкой.
Конечно, надежность соединения определяется его самым слабым звеном, поэтому она зависит не только от коннектора. Иначе говоря, необходимо уделять должное внимание кабелю. Если он является слишком тонким, или качество его поверхности неудовлетворительное, он может перемещаться внутри коннектора, что впоследствии приводит к его износу. Как и сам коннектор, кабель также должен выдерживать механическую нагрузку, действие молочной кислоты и высокой температуры.
Компания LAPP предложила кабели с силиконовой оболочкой, которые устойчивы к животным, растительных жирам, маслам и выдерживают температуру до 180° C. Для предотвращения ошибок при сборке LAPP рекомендует использовать предварительно собранные комплекты кабелей и коннекторов. Для уплотнений внутри коннектора был использован лучший материал — фторкаучук.
Коннектор с большим потенциалом
Заказчик проводил испытания нового коннектора с запатентованной формой на одной из своих производственных систем в течение одного года. После успешного испытания он был одобрен для использования. Новые коннекторы будут использовать в вентиляторах следующего поколения сушильного оборудования.
«Мы видим большой потенциал этой конструкции коннектора для его применения в других процессах пищевой промышленности, возможно, даже его вариантов из нержавеющей стали», — говорит Йоахим Штробель. Он объясняет, что производители пищевого оборудования часто не знают, какие средства для чистки оборудования будут использовать их заказчики. Этого не знают даже сами производители пищевой продукции, ведь за чистку оборудования обычно отвечают субподрядчики, которые не всегда предоставляют точную информацию о веществах, которыми они пользуются для этого. Но этот пример показывает, что работая вместе с заказчиком, инженеры компании LAPP могут находить правильные решения.
