Szafy i obudowy higieniczne

Poniedziałek, 27 grudnia 2021 | Technika

W wielu branżach nieprzestrzeganie przepisów sanitarnych może mieć katastrofalne skutki – zanieczyszczony surowiec lub produkt spożywczy albo farmaceutyczny zagraża zdrowiu oraz życiu konsumentów, a dla producentów oznacza straty wymierne (zmarnowane partie, zwroty, reklamacje, odszkodowania) i niewymierne (wizerunkowe). Żeby tego uniknąć, podejmuje się różne działania, na przykład od pracowników wymaga się regularnej kontroli stanu zdrowia, przestrzegania zasad higieny, noszenia odzieży ochronnej. Ponieważ źródłem skażenia może być też sprzęt produkcyjny i wyposażenie zakładu, musi ono spełniać wymogi konstrukcji w wykonaniu higienicznym. W artykule przedstawiamy ogólne wytyczne ich dotyczące oraz rozwiązania stosowane w tym zakresie w przypadku szaf sterowniczych i obudów.

Wymagania stawiane wersjom higienicznym dotyczą różnych cech konstrukcyjnych. Są to przede wszystkim: materiały oraz wykończenia powierzchni, które mogą mieć kontakt z produktem, materiały i sposób wykonania połączeń elementów (trwałych, jak klejone, spawane i śrubowych), kształty (m.in. kątów wewnętrznych, zewnętrznych), szczelność.

Materiały

Powierzchnie w konstrukcjach higienicznych powinny być łatwe do czyszczenia, nienasiąkliwe, nie mogą wchodzić w reakcje chemiczne ani uwalniać żadnych toksycznych substancji. Powinna je też charakteryzować odporność na produkt, z którym mogą mieć kontakt i środki używane do ich mycia. W związku z tym od materiałów, z których są wykonywane wymaga się, aby: były gładkie, bez niedoskonałości, powstałych w wyniku obróbki wykończeniowej bądź stanowiących defekty, w których mogłyby się gromadzić zabrudzenia lub rozwijać mikroorganizmy (pory, wgłębienia, ostre wypukłości, rysy, pęknięcia), nie reagowały z produktem ani detergentami, były odporne na korozję, nietoksyczne, niebrudzące i niepękające. Właściwości te muszą być gwarantowane bez względu na sposób wykończenia powierzchni wykonanej z danego materiału. Takie same wymagania stawiane są powłokom, którymi się go zabezpiecza.

Na te potrzeby najlepiej odpowiada stal nierdzewna. Materiał ten wyróżnia się przede wszystkim odpornością na korozję, jest to bowiem stal, która zawiera przynajmniej 10% chromu. To właśnie jego dodatek uniemożliwia rozwój na powierzchni tego materiału rdzy. Wynika to stąd, że dzięki chromowi stal zyskuje zdolność wiązania tlenu. To z kolei powoduje wytworzenie się na jej powierzchni cienkiej, przezroczystej, ochronnej warstwy tlenków, która nie koroduje, a co więcej, ma zdolność do samonaprawiania się.

Paweł Piwnicki

Rittal

Kto korzysta z obudów higienicznych? Co zmieniało się w ostatnich latach?

Najczęstszym odbiorcą obudów higienicznych jest sektor spożywszy i farmaceutyczny, zaś produkty te są używane w szczególności w strefach czystych. Stąd te seria naszych obudów ma nazwę Hygienic Design. Naszego typowego klienta końcowego określiłbym w tym przypadku jako odbiorcę z rynku food and beverage.

Sytuacja pandemiczna powoduje chęć uniezależnienia produkcji od czynnika ludzkiego. W efekcie tego zwiększana jest automatyzacja linii produkcyjnych, a to przekłada się na wzrost zainteresowania obudowami.

Jakie są wymogi odbiorców względem obudów? Czego poszukują?

Jedną z najważniejszych cech produktów jest odpowiednia klasa szczelności (IP66, IPX9). Do tego dochodzi specjalna konstrukcja obudowy. Nasze wyroby nie moją zagłębień, w których może gromadzić się brud, co prowadzi do powstawania kolonii bakterii. Obudowa jest też szlifowana, aby ułatwić spływanie wody wraz z brudem, oferujemy również dużą liczbę akcesoriów.

Użytkownik końcowy oczekuje, że obudowa wytrzymała ciężkie warunki panujące w jego strefie produkcji. Szczególnie dotyczy to często mycia z wykorzystaniem myjki ciśnieniowej – i tutaj stopień ochrony IPX9 daje pewność, że woda nie dostanie się do środka. Coraz częściej zwraca się też uwagę na dostępność i czas dostawy – zarówno samej obudowy, jak też elementów dodatkowych.

Czym się różni stal 304 od stali 316?

Stal nierdzewna sprawdza się zatem tam, gdzie występuje silne zawilgocenie i w kontakcie ze środkami chemicznymi, nie rdzewiejąc ani nie ulegając zniszczeniom innego typu (wżery, pęknięcia). Stopień jej odporności na te czynniki zależy od proporcji materiałów użytych do jej produkcji. W związku z tym dostępnych jest wiele odmian stali nierdzewnej. W konstrukcjach higienicznych zwykle wykorzystywana jest ta serii 300 lub 400. Stale serii 300 zawierają w swoim składzie zarówno chrom, jak i nikiel. Dzięki temu nie mają właściwości magnetycznych w przeciwieństwie do stali serii 400, które niklu nie zawierają, przez co właściwości magnetyczne wykazują.

Popularnym gatunkiem stali nierdzewnej z serii 300 jest ta o numerze 304. Równie często wykorzystywana jest stal 316. Ten gatunek w porównaniu do stali nierdzewnej 304 wyróżnia większa odporność na korozję ze względu na większą zawartość niklu oraz dodatek molibdenu. Stal 304 z kolei charakteryzuje wyższa wytrzymałość i odporność na zużycie, częściowo z powodu nieco wyższej zawartości chromu. Jest też tańsza.

Złącza, kształty, uszczelki

Generalnie w rozwiązaniach higienicznych preferowane są konstrukcje jednolite, na przykład wykonywane z jednego odlewu. Jeżeli w danym przypadku takie się nie sprawdzą, zalecanym sposobem na łączenie metali powinno być spawanie, ponieważ inne rodzaje złączy mogą w niesprzyjających warunkach korodować. Spawy powinny być wystarczająco gładkie. Ich rozmieszczenie należy tak zaplanować, żeby możliwe było ich dokładne wyczyszczenie. Przykładowo nie zaleca się ich wykonywania w rogach. Powinno się poza tym unikać zakładek na złączach komponentów, jak również odsłoniętych gwintów oraz szczelin w zawiasach. Nitów i śrub nie należy umieszczać w komorze z produktem.

Ostre kąty wewnątrz i na zewnątrz obudowy powinno się zaokrąglić. Nie wolno też dopuszczać do powstawania tzw. stref martwych, czyli miejsc, w których osadzają się i z czasem nagromadzają resztki produktów, w które nie docierają detergenty albo woda, która je spłukuje albo generalnie miejsc, których inspekcja pod kątem czystości nie jest możliwa. By z kolei zapewnić szczelność, wytrzymałość materiału i konstrukcji uszczelnień powinna być dostosowana do warunków pracy (temperatury, ciśnienia). Przykładowo, by ograniczyć odkształcanie się uszczelek, wzmacnia się je metalowymi pierścieniami.

Normy

Przedstawione ogólne wytyczne dotyczą różnych grup produktów. Ich źródłem są normy. Przykładami tych, na których opierają się także producenci szaf sterowniczych oraz obudów, są dokumenty:

PN-EN 1672-2 Maszyny dla przemysłu spożywczego, Pojęcia podstawowe, Część 2: Wymagania z zakresu higieny i możliwości czyszczenia,
wytyczne organizacji European Hygienic Engineering & Design Group,
rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady numer:
- 853/2004 ustanawiające szczególne przepisy dotyczące higieny w odniesieniu do żywności pochodzenia zwierzęcego,
- 852/2004 w sprawie higieny środków spożywczych,
- 1935/2004 w sprawie materiałów i wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością.

Dalej przedstawiamy przykłady wdrożenia zawartych w nich zaleceń w konstrukcjach szaf sterowniczych i obudów.

Rozwiązania konstrukcyjne w szafach i obudowach

Jeżeli chodzi o materiały wykonania obudów, skrzynek zaciskowych i szaf sterowniczych, w wersji higienicznej popularnym rozwiązaniem jest konstrukcja z korpusem oraz z drzwiami ze stali nierdzewnej 304 szczotkowanej, o współczynniku chropowatości powierzchni Ra < 0,8 μm. Zwykle tylnej ściany nie można zdjąć, co zapewnia szczelność w tej części obudowy, której inspekcja pod kątem czystości jest zazwyczaj utrudniona. Spód jest standardowo wykonywany jako zamknięty, natomiast ściany boczne korpusu są mocowane śrubami od wewnątrz. Czyszczenie ułatwiają zaokrąglone krawędzie drzwi i boków obudowy. Jej hermetyczność gwarantują uszczelnienia.

Często ten komponent ma postać silikonowej jednolitej uszczelki w jednym kawałku. Formuje się ją w łatwą do wyjęcia i wymiany ramkę. Rogi i krawędzie pochylonej harmonijki uszczelki są zaokrąglone. Zwykle ma ona kolor, który nie jest typowym kolorem w danym zastosowaniu wymagającym od obudów i szaf podwyższonego standardu higieny, jak na przykład niebieski w przypadku żywności. Zapewnia to wyróżnienie uszczelki. Element ten czasem wykonuje się także z pianki silikonowej o strukturze utrudniającej jej nasiąkanie wodą. Dostępne są poza tym obudowy z warstwowym, dociśniętym śrubami, uszczelnieniem wewnętrznym zapewniającym hermetyczność nawet podczas mycia strugą pod dużym ciśnieniem (80 ÷ 100 barów). Charakteryzuje je wtedy stopień ochrony IP 69K.

Zawiasy, okna obserwacyjne

Kolejnym newralgicznym komponentem obudów w wykonaniu higienicznym są zawiasy. W tego typu konstrukcjach znajdują się one standardowo wewnątrz obudowy, za uszczelnieniem. Dzięki temu jest ona łatwa do czyszczenia od zewnątrz, bez obawy o przeniknięcie przez zawiasy wody i środków czyszczących do środka. Ponadto obudowy w wykonaniu higienicznym są generalnie konstruowane w taki sposób, by nie występowała zewnętrzna wnęka pomiędzy ich korpusem a drzwiami – zapełnia ją zrównana z ich poziomem uszczelka.

Jeżeli wymaga tego zastosowanie, wyposaża się je natomiast w okno obserwacyjne. Przeważnie ten element konstrukcyjny wykonuje się z poliwęglanu. Okno, przez które można zajrzeć do środka obudowy, jest zwykle wbudowane w jej drzwi w taki sposób, by w przejściu między tym przezroczystym elementem, a jego obramowaniem równym z powierzchnią drzwi nie występowały szczeliny. Zapobiega to gromadzeniu się tam zanieczyszczeń.

Nachylony dach, akcesoria

Śruby powinny być zabezpieczone przed wypadaniem i uszczelnione. Zwykle montuje się te o kształcie sześciokątnym, który ułatwia czyszczenie. Części zewnętrzne i wkładka zamka są wykonywane ze stali nierdzewnej i zaprojektowane tak, żeby ułatwić czyszczenie. Zamki, zawiasy i śruby bywają również dostępne w wykonaniach odpornych na wibracje.

Wierzch korpusu jest przeważnie nachylony pod kątem kilku stopni w przypadku obudów oraz kilkudziesięciu (typowo 30°) w szafach sterowniczych. Ma to przede wszystkim ułatwić szybkie spływanie płynów, zapobiegając ich gromadzeniu się. Niepłaska powierzchnia uniemożliwia też składanie tam przedmiotów, na których mogą gromadzić się zanieczyszczenia. Nachylony dach łatwiej jest także skontrolować pod kątem czystości, szczególnie w przypadku wysokich szaf.

Dostępne są również akcesoria, jak na przykład wsporniki, które ułatwiają utrzymanie odstępu szafy od ściany. Dzięki nim przestrzeń z tyłu jest dostępna do czyszczenia, co pozwala uniknąć powstania tam martwej strefy. Inny przykład to nóżki poziomujące z całkowicie zakrytym, na trwale uszczelnionym gwintem.

Monika Jaworowska

Źródło zdjęć: Rittal