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Azionamenti a confronto per nastri trasportatori nell’industria alimentare

Un mototamburo installato in una linea di produzione nel settore food. Un mototamburo installato in una linea di produzione nel settore food.

I sistemi a nastro trasportatore utilizzati in ambito alimentare hanno tradizionalmente un azionamento basato su motoriduttori esterni. I mototamburi, che garantiscono vantaggi in termini di spazio di installazione, accessibilità al nastro da parte degli operatori e resistenza ai lavaggi, sono diventati progressivamente più noti come tecnologia alternativa di azionamento nastro. Uno studio dell’Università di Parma ne ha messo a confronto caratteristiche e potenzialità.

di Cesare Pizzorno
(fonte: Studio “Mototamburi e motoriduttori come azionamenti per nastri trasportatori nell’industria alimentare” a cura dell’Università di Parma)

 

Marzo 2017

I nastri trasportatori sono tra i sistemi di movimentazione più diffusi al mondo. Un nastro trasportatore è composto da due o più pulegge (o tamburi o rulli) e un anello di un mezzo portante (il nastro) che ruota attorno ad esse a ciclo continuo.
Normalmente una puleggia è azionata e permette l’avanzare del nastro e del materiale collocato sopra di esso. La puleggia azionata è chiamata puleggia motrice, mentre quella non motorizzata è chiamata puleggia folle. Esistono due tipi di nastri trasportatori industriali: quelli che trasportano, all’interno della fabbrica, materiali di carattere generico come contenitori e prodotti confezionati, e quelli che invece si occupano della movimentazione di grandi volumi di materiali sfusi come, ad esempio, grano, sale, carbone, minerali, sabbia, scarti ecc.
I nastri trasportatori sono anche ampiamente impiegati nel settore alimentare e possono trasportare cibi crudi, ingredienti, prodotti finiti, derivati, scarti, contenitori vari, prodotti alimentari confezionati, ecc. La progettazione e l’installazione del nastro trasportatore svolgono un ruolo fondamentale e devono essere conformi alle regolamentazioni esistenti in materia alimentare.
La conformità ai requisiti igienici e le regole in fatto di sicurezza sul lavoro sono prerequisiti fondamentali per tutte le apparecchiature utilizzate nell’industria alimentare. Tuttavia, per scegliere la strumentazione più adatta, è necessario tenere conto di vari fattori, quali igiene, aspetti legati a manutenzione e installazione, efficienza energetica, livello di emissione sonora, spazio di installazione e surriscaldamento del sistema di trasmissione.

Installazioni standard di motoriduttori e mototamburi in nastri trasportatori
Attualmente sono disponibili sul mercato due diverse tecnologie di azionamento dedicate ai nastri trasportatori: i motoriduttori e i mototamburi.
Il motoriduttore può essere posizionato su un lato del nastro trasportatore. L’albero cavo del motoriduttore è direttamente collegato all’albero del rullo e il motoriduttore è esclusivamente supportato dai cuscinetti dell’albero. Normalmente, al fine di fissare il motore alla struttura del nastro trasportatore ed evitare rotazioni, è necessario l’utilizzo di una staffa antirotazione.
Il motoriduttore può essere posizionato su un lato del nastro trasportatore e sostenuto da un supporto dedicato (spalla) in cui è fissato. Diverse soluzioni progettuali sono possibili; può trovarsi sotto il nastro ed essere connesso all’albero del rullo da una catena o una cinghia di trasmissione; infine, può non essere visibile perché è all’interno di un carter: in alcuni casi, la protezione costituisce anche il telaio di sostegno e l’albero è installato a sbalzo.
I mototamburi vengono più frequentemente installati in una delle due estremità del nastro trasportatore, in posizione orizzontale. Tuttavia sono possibili installazioni di tipo inclinato: in questi casi può essere necessaria una maggiore quantità di lubrificante all’interno del tamburo e, al fine di assicurare una corretta lubrificazione in questa posizione, si consigliano cuscinetti lubrificati chiusi.
Lo studio dell’Università di Parma ha esaminato tre diversi casi d’uso: un nastro trasportatore utilizzato in un’area non alimentare all’interno di uno stabilimento alimentare; un nastro trasportatore utilizzato in un’area alimentare all’interno di uno stabilimento alimentare, per il quale è prevista la pulizia a secco o manuale; un nastro trasportatore utilizzato in un’area alimentare all’interno di uno stabilimento alimentare, per il quale è previsto il lavaggio (“wash-down”).

Case study 1. Area non alimentare
Il primo caso è rappresentativo di diverse applicazioni esistenti nell’industria alimentare, nelle quali si sottintende che il prodotto alimentare non è esposto all’ambiente circostante. Ciò si verifica quando, per esempio, il prodotto alimentare è protetto da un imballaggio sigillato o quando è interamente confinato all’interno di un macchinario chiuso. Al fine di ridurre qualsiasi rischio di contaminazione incrociata derivante dal contatto tra area alimentare e non alimentare, si consiglia un’adeguata zonizzazione. In questo case study, il mototamburo mostra prestazioni superiori nei 5 criteri di valutazione analizzati - installazione e manutenzione, spazio di installazione, consumo energetico, surriscaldamento e livello di emissione sonora - con differenze significative per quanto riguarda consumo energetico e livello di emissione sonora.

Case study 2. Area alimentare
Il secondo case study è rappresentativo di diverse applicazioni nelle quali il cibo è esposto all’ambiente circostante e l’apparecchiatura viene potenzialmente sottoposta a operazioni di pulizia a secco o manuale. Gli impianti non devono essere lavati con acqua e, in particolare, il lavaggio a pressione non è permesso. Un eventuale parziale smontaggio è utilizzato per migliorare l’accessibilità per la pulizia di specifici componenti.
In questo case study, il motoriduttore ha mostrato performance leggermente superiori nei criteri “Energia”, “Surriscaldamento” e “Rumore”. Sono state invece osservate differenze significative per i criteri “Installazione e manutenzione” e “Spazio”, dove il mototamburo mostra prestazioni superiori rispetto al motoriduttore selezionato.

Case study 3. Area alimentare sottoposta a lavaggi
Il terzo case study è rappresentativo di diverse applicazioni nelle quali alimenti microbiologicamente sensibili sono esposti all’ambiente circostante e l’apparecchiatura viene sottoposta a lavaggio con acqua e soluzione chimica tramite, per esempio, lavaggio a pressione, con schiuma o gel. L’attrezzatura deve essere il più possibile pulibile in-place e deve inoltre essere resistente alle normali condizioni di lavaggio. Lo smontaggio in fase di pulizia è ridotto al minimo.
In questo caso d’uso, il motoriduttore ha mostrato performance leggermente superiori nel criterio “Rumore”, mentre per i criteri “Energia” e “Surriscaldamento” non sono emerse differenze. Differenze significative sono state invece osservate per i criteri “Installazione e manutenzione” e “Spazio”, con prestazioni superiori per il mototamburo.

Benefici in termini di igiene e risparmio di tempo e costi per la pulizia
Il mototamburo offre, insomma, interessanti benefici in termini di igiene, criterio che, nel settore della produzione degli alimenti, è considerato come il più importante tra i sei presentati nello studio.
Grazie al design compatto, questo viene in genere valutato in maniera più positiva rispetto al motoriduttore in quasi tutti i sottocriteri di valutazione indicati. Per i mototamburi, il rischio di accumulo residui e di contaminazione incrociata è decisamente inferiore rispetto ai più comuni motoriduttori.
Inoltre, in aree adibite al lavaggio, il mototamburo offre vantaggi significativi in termini di pulibilità in-place in quanto tutti i componenti sono inclusi all’interno del rullo e non è necessario nessun carter di protezione.
Questo può comportare un importante risparmio in termini di tempo e costi per le fasi di pulizia. L’unico punto debole dei mototamburi dal punto di vista igienico è rappresentato dal rischio di contaminazione con i lubrificanti.
Anche se vengono impiegati lubrificanti food-grade, questo rappresenta tuttavia un punto critico e richiede, pertanto, un’opportuna validazione che assicuri l’affidabilità degli anelli di tenuta dinamica radiali.

Autori e sponsor del white paper
Autori dello studio sono: Davide Barbanti, Tecnologo Alimentare e Professore Associato del Dipartimento di Scienze degli Alimenti dell’Università di Parma, nonché Responsabile scientifico di SITEIA.PARMA; Giampaolo Betta, Ingegnere Meccanico con un Dottorato di Ricerca in Scienze e Tecnologie Alimentari, Presidente della Sezione Italiana dell’European Hygienic Engineering and Design Group (EHEDG) e tra i massimi esperti in progettazione igienica e sicurezza alimentare.
Sponsor dell’iniziativa è Interroll, azienda di primo piano nella produzione di prodotti chiave per la logistica interna che vengono principalmente impiegati nella lavorazione dei generi alimentari, nella logistica aeroportuale, nei servizi postali/corriere espresso, nei centri di distribuzione e nelle altre varie branche del settore. Con il suo quartier generale a Sant’Antonino, Svizzera (nella foto), la società impiega un organico di 1.900 persone dislocate nelle 30 sedi presenti in tutto il mondo, servendo un totale di circa 23.000 clienti.

Ultima modifica ilVenerdì, 17 Marzo 2017 15:33

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