Hygienische Sensorlösungen

Edelstahlsensoren immun gegen Keime und Bakterien

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Das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) meldet oft mehrmals in der Woche Rückrufaktionen aus der Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Bakterielle Verunreinigungen in den Produktions-, Transport- und Verpackungsprozessen sind eine der möglichen Ursachen. Hygienegerechtes Anlagendesign minimiert die Kontaminationsrisiken. Die Edelstahlsensoren und -systemlösungen von Sick geben Keimen und Bakterien keine Chance.

Die Maschinen und Anlagen in der Lebensmittelindustrie lassen sich unter dem Aspekt möglicher Kontaminationsrisiken in drei Gefährdungszonen einteilen – mit entsprechenden Auswirkungen auf die dort einzusetzenden Komponenten. Die Zone C ist der Non-Food-Bereich einer Maschine, in dem Sensoren beispielsweise durch Abdeckungen geschützt oder so montiert werden können, dass sie in keinen Kontakt zum Lebensmittel kommen. In dieser Zone können somit Standardsensoren eingesetzt werden, die wirtschaftlich effiziente Automatisierungslösungen ermöglichen. Der Bereich einer Maschine, in dem außen liegende Flächen und Anlagenteile mit Reinigungs- und Desinfektionsmitteln gereinigt werden, stellt die Zone B dar. Hier übersteigt das Reinigen und Desinfizieren – beispielsweise mit tensidhaltigen, sauren, Chlor- und chloralkalischen Schaumreiniger oder neutralen, hypochlorit- oder peressigsäurehaltigen Desinfektionsmitteln – sowie der Einsatz von Hochdruckreinigern mit Drücken zwischen 80 und 100 bar die Eignungsgrenzen von Standardsensoren. Die optimalen Lösungen bieten hier Edelstahlsensoren und -komponenten im Wash-down-Design. Sie bieten die erforderliche Robustheit und sind konstruktiv so ausgelegt – beispielsweise durch schräge Flächen oder verrundete Kanten, dass Reinigungs- und Desinfektionsmedien weitestgehend rückstandsfrei ablaufen können. Auch in der Zone A, in der Sensoren in unmittelbarer Nähe zum Produkt zum Einsatz kommen, verlangen ihnen die Reinigungs- und Desinfektionsabläufe alles ab. Hinzu kommen jedoch besondere Hygienanforderungen sowie die Einhaltung hygienerelevanter Empfehlungen, Standards, Normen, Verordnungen und Vorschriften.

Korrosionsfest und leicht zu reinigen

Hygienegerechte Sensoren von Sick glänzen nicht nur durch ihr Edelstahlgehäuse, sondern auch durch ihre chemische und thermische Widerstandsfähigkeit sowie Dichtigkeit. Das Portfolio bietet hygienegerechte Lösungen für die flexible Automatisierung, die Absicherung von Maschinen und Prozessen, für die Qualitätskontrolle sowie für Identifikationsanwendungen. Was den Aspekt der Materialbeständigkeit gegen chemische Stoffe, Medien und Gase betrifft, zeichnet sich der für Gehäuse und Befestigungskomponenten verwendete Edelstahl 1.4404/AISI 316L durch höchste Korrosions- und Druckfestigkeit aus. Gleichzeitig fördert der Werkstoff die natürliche Absterberate von Bakterien und anderen Mikroorganismen auf der Oberfläche der Komponenten. Zudem wird durch Bearbeitungsverfahren wie die Elektropolitur für Hygieneanwendungen die Oberflächenrauheit auf einen Wert von Ra = 0,8 µm reduziert. Dadurch sinkt das Anhaftungsvermögen von Produkt- und Medienresten sowie Keimen. Silikondichtungen, mit denen Sick beispielsweise bei Lichtschranken ein doppeltes Dichtungskonzept realisiert, verfügen über eine sehr breite chemische und thermische Beständigkeit. Darüber hinaus gehen mit Hygienedesign immer auch konstruktive Maßnahmen einher. Ein konsequent spaltfreies Gehäusedesign, glatte Übergänge zu Frontscheiben, Bedien- und Visualisierungskomponenten am Sensor sowie gerundete Kanten und schräge Flächen verfolgen das Ziel, Rückstandsnester und damit Nährböden für Bakterien und andere Mikroorganismen zuverlässig und dauerhaft zu vermeiden.

Thermisch resistent

Die thermische Festigkeit der Sensoren ist in der Praxis eng mit der Materialbeständigkeit verknüpft, denn die Temperaturen von Reinigungsmedien (bis +80 °C), von Wasserdampf und von Spritzwasser können je nach Verfahren sehr stark und auch sehr kurzfristig schwanken. Zudem können im Nassbereich der Maschine oftmals Umgebungstemperaturen von weniger als 10 °C auftreten. Dies alles fordert zum einen die Gehäuse und die Dichtungen der Sensoren – aber auch deren Elektronik. Daher ist diese bei den Edelstahlsensoren so ausgelegt und in die Gehäuse eingebettet, dass sie auch unter diesen Bedingungen eine thermische Überlastung sicher ausschließt.

Hermetisch dicht

Partikel in der Umgebungsluft, Feuchtigkeit, Dampf, Kondensatbildung – all dies kann die Funktion von Sensoren beeinträchtigen und erfordert daher ein besonderes Augenmerk auf die Dichtigkeit der Sensorgehäuse. Bei den Edelstahlsensoren bilden daher Gehäuse, Deckel, Bedienelemente und Frontscheibe untereinander eine feste und dauerhaft dichte Verbindung. Grundlage hierfür ist das besondere, doppelte Dichtungskonzept, das ein Eindringen von Partikeln und Feuchtigkeit in die Sensoren zuverlässig verhindert. Es basiert auf dem Einsatz thermisch und chemisch beständiger Dichtungsmaterialien sowie besonders geeigneter Hochleistungsklebstoffe und erfüllt – je nach Sensor und Anwendung – die Anforderungen der Schutzarten IP 67, IP 68 oder IP 69K. Dadurch halten die Edelstahlsensoren als Ganzes zuverlässig der aggressiven Außenreinigung von Anlagen stand. Eigenschaften wie der Druck und der Abstand eines Hochdruckstrahls oder die Kontaktdauer und die Temperatur der Reinigungs- bzw. Desinfektionsmedien beeinträchtigen die Funktion und langfristige Verfügbarkeit der Edelstahl-Sensoren auch auf Dauer nicht. Dies zeigt sich nicht nur in der Praxis, sondern auch in Long-Life-Tests von Sick nach eigenen, praxisorientierten Testkriterien.

Regelwerke geben Rahmen vor

Das thematisch übergreifende Glied der Kompetenzkette Hygiene ist die Umsetzung und Einhaltung von hygienerelevanten Empfehlungen, beispielsweise der EHEDG, von Marktstandards und von Vorgaben unter anderem der FDA oder der 3-A-Sanitary-Standards. Folgerichtig setzt Sick bereits bei der Entwicklung hygienegerechter Produkte und ihrer Montagesystemtechnik Gestaltungsanforderungen um, wie sie in der B-Norm DIN EN ISO 14159:2008–07 für Maschinen mit Hygienerisiken generell und in der C-Norm DIN EN 1672–2: 2005+A1 speziell für Nahrungsmittelmaschinen festgelegt sind. Gleiches gilt für die VO 1935/2004/EG über Materialien und Gegenstände, die bestimmungsgemäß mit Lebensmitteln in Berührung kommen, sowie die VO 10/2011 speziell über lebensmittelgerechte Materialien und Gegenstände aus Kunststoff.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: dei0419sick


Autor: Christian Freudig

Produktmanager,
Global Business Center Presence Detection,

Sick


Autor: Marco Kaiser

Strategic Industry Manager Consumer Goods – Packaging, Global Industry Center Factory Automation, Sick


Autor: Marco Kaiser

Strategic Industry Manager Consumer Goods – Packaging, Global Industry Center Factory Automation,

Sick


Die Miniaturlichtschranke W4 Inox Smart Sensor kombiniert Beständigkeit und dezentrale Sensorintelligenz

Industrie 4.0:   Dezentrale Sensorintelligenz

Die Miniaturlichtschranke W4 Inox Smart Sensor bringt dezentrale Sensorintelligenz in den Nassbereich von Verarbeitungsanlagen, Abfülllinien und Verpackungsmaschinen. Ausgelegt auf härteste Reinigungszyklen, die die Anforderungen an IP 69k übertreffen, zeichnen sich die Lichtschranken und Lichttaster durch intelligente Logik- und Steuerungsfunktionen aus, mit denen sie eigenständig prozessnahe Automatisierungsaufgaben lösen können, beispielsweise das Zählen von Teilen, die Prüfung von Verschlusskappen und Gebindegrößen oder die Aktivierung von Aktuatoren.

Die Sensoren des Smart-Sensor-Portfolios, zu dem auch die W4 Inox Smart Sensor gehört, sammeln und verarbeiten objekt-, prozess- und maschinenbezogene Zustands-, Prozess- und Diagnosedaten. Sie wandeln sie in Informationen um und tauschen sie über IO-Link mit Automatisierungssystemen sowie überlagerten Steuerungsebenen und Applikationen aus. Parallel dazu sind die smarten Sensoren in der Lage, ihre dezentrale Intelligenz direkt für zusätzliche Smart-Task-Funktionalitäten zu nutzen.




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