Lösungen für die Linearbewegung in der Lebensmittelverarbeitung

Die Lebensmittelindustrie stellt hohe Anforderungen an lineare Antriebssysteme: hohe Taktfrequenzen, strenge Hygienestandards, aggressive Desinfektionsprozesse und variable Produktionslayouts. In diesem Artikel wird erläutert, wie Rollon diese Herausforderungen mit speziell für die Lebensmittelindustrie entwickelten Lösungen meistert.

Der Bereich der Lebensmittelverarbeitung umfasst alle Vorgänge im Zusammenhang mit der Verarbeitung, Handhabung, Verpackung und dem Transport von Lebensmitteln entlang der gesamten Produktionskette. Von Verarbeitungsanlagen für Fleisch, Fisch, Milchprodukte und Backwaren bis hin zu Verpackungs- und Palettierungslinien zeichnen sich diese Umgebungen durch strenge Hygieneanforderungen, hohe Produktionsraten und eine intensive Maschinenauslastung aus.

In diesem Zusammenhang spielen lineare Antriebssysteme eine entscheidende Rolle. Sie müssen Geschwindigkeit, Betriebskontinuität und Widerstandsfähigkeit gegenüber oft rauen Betriebsbedingungen gewährleisten. Zu den wichtigsten Herausforderungen gehören die Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Leistung über lange Zeiträume, die Vermeidung von Lebensmittelkontaminationen, die Beständigkeit gegenüber häufigen und aggressiven Abstrahlvorgängen sowie die Anpassung an Lösungen, die oft in hohem Maße kundenspezifisch sind.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, bietet Rollon eine breite Palette an Technologien an, die speziell für den Lebensmittelverarbeitungssektor entwickelt wurden und robuste sowie zuverlässige Lösungen bereitstellen, die sich problemlos in eine Vielzahl von Produktionslayouts integrieren lassen.

Geschwindigkeit und Betriebskontinuität

Anwendungen in der Lebensmittelverarbeitung arbeiten mit kontinuierlichen, hochfrequenten Zyklen. Prozesse wie Pick-&-Place-Vorgänge, schnelle Transfers zwischen Arbeitsstationen und synchronisierte Bewegungen beim Abfüllen und Verpacken stellen hohe dynamische Anforderungen an Linearsysteme. Dazu gehören hohe Beschleunigungs- und Verzögerungsraten, wiederholte Richtungswechsel und hohe Verfahrgeschwindigkeiten. Unter solchen Bedingungen ist die Fähigkeit des Systems, eine konstante Leistung über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten, entscheidend für die Gewährleistung von Produktionskontinuität und Qualität.

Betriebskontinuität ist ein entscheidender wirtschaftlicher Faktor in Lebensmittelproduktionsanlagen. Produktionslinien laufen oft 24 Stunden am Tag mit begrenzten Wartungsfenstern, was bedeutet, dass jeder ungeplante Stillstand direkt zu Produktivitätsverlusten führt. Aus diesem Grund werden die Lebensdauer der Komponenten und ein vorhersehbares Verschleißverhalten zu Konstruktionsparametern von größter Bedeutung.

 Lösungen von Rollon

Das Rollon-Portfolio umfasst Linearachsen, Linearführungen, Kugelgewindetriebe und Gelenkköpfe, die für anspruchsvolle dynamische Anforderungen ausgelegt sind. Ihre Konstruktionen sind darauf optimiert, schnelle, gleichmäßige und präzise Linearbewegungen zu liefern, selbst unter hochfrequenten Zyklusbedingungen. Diese Systeme sind so konstruiert, dass sie die Wiederholgenauigkeit der Positionierung über die Zeit aufrechterhalten und mechanische Leistungsabweichungen selbst nach einer hohen Anzahl von Betriebszyklen minimieren.

Besonderes Augenmerk wird auf die strukturelle Steifigkeit der Profile gelegt, was dazu beiträgt, Vibrationen während der Beschleunigung und Verzögerung zu reduzieren. Dies bewahrt die Unversehrtheit der transportierten Produkte und verringert gleichzeitig die mechanische Belastung der Komponenten. Eine auf lange Lebensdauer ausgerichtete Konstruktionsphilosophie minimiert den Bedarf an Ausfallzeiten aufgrund von Austausch oder Nachjustierung und trägt so zur Maximierung der Gesamtanlageneffektivität (OEE) bei.

Vermeidung von Kontaminationen

In einer Branche, die strengen Hygienevorschriften unterliegt, muss jede in der Nähe der Produktionslinie installierte Komponente auf ihr Kontaminationspotenzial hin bewertet werden. Dies gilt nicht nur für Teile, die in direkten Kontakt mit Lebensmitteln kommen, sondern auch für alle Komponenten im Verarbeitungsbereich, die Partikel, Schmierstoffe oder Rückstände in die Umgebung abgeben könnten.

Schmierstoffe stellen einen der Hauptrisikofaktoren dar. Das Eindringen herkömmlicher mineralischer Fette in das Produkt oder die Arbeitsumgebung kann zur Nichtkonformität des Endprodukts führen. Gleichzeitig können Lebensmittelrückstände, die sich während der Verarbeitung auf mechanischen Komponenten ansammeln, die Genauigkeit beeinträchtigen und den Verschleiß des Systems beschleunigen.

Lösungen von Rollon

Rollon liefert Komponenten, die mit lebensmitteltauglichem Fett geschmiert sind, das den FDA- und europäischen Normen entspricht, wodurch das Risiko einer chemischen Kontamination durch Bewegungssysteme an der Quelle beseitigt wird. Die Linearantriebe der Plus-Serie verwenden beispielsweise Kugelumlauflager mit einem integrierten „lebenslangen“ Fettvorratsbehälter, der eine kontinuierliche, kontrollierte Schmierung gewährleistet und die Wartungshäufigkeit reduziert.

Für Anwendungen, die eine vollständige Trennung zwischen dem System und der Außenumgebung erfordern, bietet Rollon abgedichtete oder unter Druck stehende Lösungen wie den Linearantrieb ELM an. Die geschlossene Bauweise dieser Linearachse schützt sowohl die Arbeitsumgebung als auch die internen Komponenten vor dem Eindringen von Flüssigkeiten und Prozessrückständen und bietet so einen doppelten Schutz, der für die kritischsten Anwendungen geeignet ist. Das System kann für zusätzlichen Schutz auch auf 0,7–0,8 Atmosphären unter Druck gesetzt werden.

Die riemengetriebene Linearachse Rollon® ELM.

Korrosionsbeständigkeit

Desinfektionsmaßnahmen in Lebensmittelverarbeitungsbetrieben werden in der Regel täglich durchgeführt und umfassen den Einsatz von Hochdruckwasser, Dampf und chemischen Reinigungsmitteln, die mitunter stark sauer oder alkalisch sind. Die Intensität und Häufigkeit dieser Reinigungszyklen setzen mechanische Komponenten erheblichen chemischen und physikalischen Belastungen aus, was kurz- bis mittelfristig zu einer Beeinträchtigung der Oberflächenbehandlung, einer Beschädigung der Grundwerkstoffe und einer Beeinträchtigung der Systemfunktionalität führen kann.

Oberflächenkorrosion an Profilen und Führungsschienen kann unerwünschtes mechanisches Spiel verursachen, die Wiederholgenauigkeit der Positionierung beeinträchtigen und in fortgeschrittenen Fällen zu einem vorzeitigen Austausch von Komponenten führen.

Lösungen von Rollon

Rollon bietet ein umfangreiches Portfolio an Lösungen, die für den zuverlässigen Betrieb in Umgebungen mit aggressiven Reinigungsverfahren ausgelegt sind. Die Linearachsen ELM und ROBOT in ihren korrosionsbeständigen Ausführungen verfügen beispielsweise über Schienen und Laufwagen, die vollständig aus Edelstahl gefertigt sind. Stahlbauteile können zudem mit spezifischen Oberflächenbehandlungen wie Vernickelung oder Verzinkung versehen werden, die je nach erforderlichem Schutzniveau ausgewählt werden.

Das Riemenantriebssystem ist ebenfalls für diese Betriebsbedingungen optimiert. Interne Edelstahlstränge sorgen für Zugfestigkeit und Korrosionsschutz und gewährleisten eine gleichbleibende mechanische Leistung über lange Zeit. Die Kombination aus Edelstahlmaterialien, geeigneten Oberflächenbehandlungen und wirksamen Dichtungen verlängert die Lebensdauer der Komponenten erheblich und reduziert sowohl die Austauschkosten als auch die durch den Verschleiß der Komponenten verursachten Ausfallzeiten.

Die riemengetriebene Linearachse Rollon® ROBOT.

Kundenspezifische Anpassung

In der Lebensmittelverarbeitung gibt es keine wirklich standardisierten Anwendungen. Jede Produktionslinie ist das Ergebnis spezifischer Konstruktionsentscheidungen, die auf Faktoren wie Produkttyp, Produktionsvolumen, Anlagenlayout, maschinenbedingte Baugrößen und geltende gesetzliche Anforderungen basieren. Daher müssen Lineare Antriebssysteme in sehr unterschiedliche Konfigurationen integriert werden können und sich sowohl geometrisch und dimensional als auch funktional und leistungsmäßig anpassen.

Die Lösungen von Rollon

Rollon bietet ein hohes Maß an Individualisierung für seine Linearsysteme und arbeitet bereits in den frühen Phasen der Projektentwicklung eng mit den Kunden zusammen. Dieser Ansatz ermöglicht es, anwendungsspezifische Anforderungen in optimierte mechanische Konfigurationen umzusetzen, die gleichzeitig die dynamische Leistung, die Hygiene, die chemische Beständigkeit und die dimensionale Integration berücksichtigen.

Dank des technischen Know-hows, das Rollon im Laufe jahrelanger Zusammenarbeit mit führenden Herstellern von Lebensmittelmaschinen erworben hat, kann das Unternehmen bereits in der Konstruktionsphase einen wertvollen Beitrag leisten, indem es die am besten geeigneten Lösungen vorschlägt und kritische Probleme von Anfang an antizipiert. Das Ergebnis ist ein Linearsystem, das nicht nur die technischen Spezifikationen erfüllt, sondern auch die Gesamteffizienz und Zuverlässigkeit der Maschine aktiv verbessert.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an unser Team der Anwendungstechnik.