Von der Leitung bis zum Kabelbinder

Produktionsanlagen im Hygienic Design sind so konstruiert, dass sich keine Keime festsetzen können und sie sich leicht reinigen lassen; außerdem sind sie besonders robust. Im Kabelbereich erfüllen diese Anforderungen die Leitungen aus der Robust-Familie. Die Etherline Robust beispielsweise ist eine Leitung für Industrial Ethernet. Sie ist besonders witterungs-, ozon- und UV-beständig, außerdem halogenfrei und erlaubt häufiges Reinigen mit heißem Dampf und sauren oder alkalischen Reinigungsmitteln.

Die zweifache Abschirmung gewährleistet eine hohe Übertragungssicherheit in elektromagnetisch sensiblen Anwendungen. Für eine erhöhte Flammwidrigkeit gibt es die Leitungen als Ausführung Etherline Robust FR. Beide Etherline-Robust-Serien sind nach dem Profinet-Standard entwickelt und für Übertragungskategorien von Cat.5 bis Cat.7 erhältlich. Sie können somit Datenübermittlungsraten von 100 Mbit/s bis zu 10 Gbit/s realisieren.

Besonders widerstandsfähig sind auch die Anschluss- und Steuerleitungen der Serie Ölflex Robust. Sie gibt es mit VDE- und auch mit UL-Zertifizierung für den nordamerikanischen Markt. Materialbeständigkeits- und Funktionstests nach Ecolab bescheinigen, dass die Kabel und Leitungen die regelmäßige Reinigung mit industrieüblichen Reinigungs- und Desinfektionsmitteln aushalten.

Leitungen für die Lebensmittelindustrie gibt es auch in den Serien Unitronic Robust für niederfrequente Datenleitungen und Hitronic Robust für die optische Datenübertragung.

Alle Robust-Marken haben eines gemeinsam: Die Kabelmantel bestehen aus Spezial-TPE. Dieses thermoplastische Elastomer schneidet im Anwendungsbereich deutlich besser ab als sonst für die Branche verwendete Mantelmaterialien aus Polyurethan (PUR). Letzteres hat zwar eine enorme Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb, aus Tests ist aber bekannt, dass PUR zur Hydrolyse neigt. Das kann langfristig zu Kurzschlüssen führen. Kabel mit einem PUR-Mantel sollten deshalb nur in trockenen Räumen verlegt werden und keinesfalls in Wasserlachen liegen, außer man schützt sie durch Schutzschläuche wie Silvyn FG NM. Für die Lebensmittelindustrie ist das eine Einschränkung, die der Anwender kennen muss.

Die Experten von Lapp Engineering in der Schweiz haben sich eine Alternative aus Spezial-TPE einfallen lassen. Dieser Kunststoff aus einer thermoplastischen Phase (z. B. Polypropylen (PP)) sowie einem Elastomer (z. B. Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM)) erfüllt die Anforderungen in der Lebensmittelindustrie schon recht gut. Damit war er für die Materialforscher das geeignete Ausgangsmaterial für die weitere Materialoptimierung.

Dazu variierten die Wissenschaftler im Technikum in Cham das Mischungsverhältnis der Polymere. Außerdem setzten sie Additive zu, die in die Compoundmatrix eingebaut wurden, zum Beispiel Verarbeitungshilfen, die eine extrem glatte Oberfläche erzeugen.

Die Matrix eines Polymers kann man sich als Geflecht langer Kettenmoleküle vorstellen. Die Additive sind chemische Verbindungen, die in die Lücken des Geflechts eingebettet sind und zwar so, dass sie genau in die Lücken passen und sich darin gut verankern, um nicht bei den intensiven Reinigungszyklen mit dem Hochdruckreiniger ausgewaschen zu werden.

Trifft man das optimale Mischungsverhältnis der Polymere und additiviert diese mit den geeigneten Zusatzstoffen, kann man die Eigenschaften von TPE für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie noch einmal messbar steigern. Das so erzeugte Spezial-TPE übertrifft PUR oder nicht-optimiertes TPE in vielen Eigenschaften, insbesondere ist es resistent gegen Bioöle, Fette, Lebensmittelsäuren und Wasser. Dennoch: Ein Kunststoff, der in allen Eigenschaften PUR übertrifft oder zumindest mit ihm gleichzieht, ist auch mit Spezial-TPE nicht machbar. So bleibt das Spezial-TPE bei der Abriebfestigkeit etwas hinter PUR zurück. Dennoch sind die Leitungen aus der Robust-Familie widerstandsfähig genug, um auch auf dem Boden verlegt zu werden.

In der Produktzone versucht man Kabel weitestgehend zu vermeiden. Wo doch eine Verkabelung notwendig ist, etwa für einen Temperatur- oder Füllstandssensor in einem Fermenter, verlegt man die Kabel so weit wie möglich in Edelstahlrohren, die das Kabel schützen. Allerdings sind solche Konstruktionen teuer und können undicht werden.

Der Trend geht deshalb dahin, Kabel nach Möglichkeit nicht direkt in der Produktzone, und wenn möglich offen oder in Schutzschläuchen zu verlegen. Lapp bietet hierfür Silvyn FG an, einen flexiblen und formstabilen Schutzschlauch aus Weich-PVC mit innenliegender Spirale. Die dazu passende Schlauchverschraubung Silvyn Hygienic rundet die Schutzschlauchbaureihe ab. Beide sind für den Kontakt mit Nahrungsmitteln – also für den Einsatz in der Produktzone – geeignet und leicht zu reinigen.

Der Schlauch hat zum Beispiel keine Rillen, in denen sich Rückstände festsetzen könnten. Er ist blau, eine Forderung der Branche: Denn sollte doch einmal ein Stück Kunststoff in das Lebensmittel fallen, ist es so leichter zu entdecken, weil es in der Natur keine Rohstoffe in so intensivem blau gibt.

Das gilt ebenso für die Kabelbinder, die Lapp eigens für die Lebensmittelindustrie anbietet. Sie sind ebenfalls blau und enthalten zudem eine Beimischung von Metall. Ein verloren gegangener Kabelbinder lässt sich so mit einem Metalldetektor oder Röntgengerät leicht wieder auffinden.

Zu den Lapp-Produkten, die den besonders strengen Vorgaben des Hygienic Design entsprechen, gehören auch die EHEDG-zertifizierten Kabelverschraubungen Skintop Hygienic. Ihre Gestaltung lehnt sich an die allgemeinen Grundsätze der DIN EN 1672–2 für die Nahrungsmittelindustrie an. Des Weiteren erfüllt die Kabeleinführung ebenso wie der Kabelschlauch Silvyn FG NM die Ecolab-Vorgaben bezüglich der Beständigkeit gegen Reinigungs- und Desinfektionsmittel.

Die Kabelverschraubungen Skintop Hygienic haben eine abgerundete Form ohne Ecken und Winkel, sodass sich keine Rückstände festsetzen können. Sie bestehen aus Edelstahl der Klasse V4A (1.4404), der auch auf lange Sicht den anspruchsvollen Umgebungsbedingungen standhält. Dadurch sind die Kabelverschraubungen für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln in der Produktion verwendbar. Zudem wird für die Dichtungen lebensmittelechtes Material verwendet. Alle Dichtungen schließen lückenlos in Richtung Kabel und Anschlussstelle ab. Statt eines O-Rings besitzt sie über dem Anschlussgewinde eine Formdichtung mit Radius, einen Dichtring unterhalb der Hutmutter sowie einen speziell geformten Schlauchdichtring zum Kabel.

Ein weiteres Zubehör für die Lebensmittelindustrie ist der Epic-Ultra-H-B-Schutzdeckel, der den Sockel des Epic-Ultra-Steckverbinders wasserdicht abschließt, auch wenn die Anschlüsse während des Reinigungsvorgangs getrennt sind. Er besteht aus blauem Kunststoff mit korrosionsgeschützten Verriegelungselementen aus Edelstahl und ist von der FDA zugelassen.

www.prozesstechnik-online.deSuchwort: dei0216lapp

Ohne Etherline-Robust-Kabel und Ultra-HB-Schutzdeckel von Lapp bliebe in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion das Megathema Industrie 4.0 ein leeres Schlagwort. Auf der SPS IPC Drives 2015 stellte Jeniffer Lehmann beide Produkte im Gespräch mit prozesstechnik-online.de vor.