这些建议不仅符合食品安全准则，而且有助于提高机器的利用率和性能。

作者:Steve Bain, Festo食品和饮料行业经理

在介绍食品和饮料包装应用的四个气动自动化设计技巧之前，最好先回答一个基本问题:为什么在食品区应用气动自动化而不是电气自动化?

气动自动化仍然是一个关键的解决方案，因为与食品和饮料应用中的电气自动化相比，它的相对成本更低。在食物和飞溅区域，组件必须经得起严酷的清洗过程;即使在干洗应用中，它们仍然需要是可清洗的。水分、化学品和电子产品不能很好地混合在一起。

虽然电气自动化可以并且确实存在于食品和饮料包装自动化中，但保护电子设备和电机的成本推高了价格。因此，当用电时，它们往往是有选择性地使用的。此外，由于环境恶劣，许多食品应用中的部件使用寿命较短，这意味着部件需要更快地更换。更换更便宜的气动执行器可以降低运行成本。总的来说，由于恶劣环境，气动自动化是其总生命周期成本最低的主要解决方案。

以下建议结合起来可以达到三个重要的设计目标:

• 符合食品安全和卫生设计准则
• 提高机器利用率
• 提高机器性能

提示1:食品和饮料包装应用的公制气动系统标准化
米制气动系统标准化的原因是，米制气缸的油管和配件使用具有平行螺纹的g螺纹配件。平行螺纹密封到垫圈上并消除暴露的裂缝。使用米制管的g螺纹是符合《食品安全现代化法案》(FSMA)的最佳选择。

另一方面，帝国的NPT配件也有被污染的风险。御用配件是用螺纹楔在一起密封的。它们需要密封胶带。这些锥形螺纹不仅有被暴露在外的螺纹污染的风险，还会被金属碎片或剥落的胶带污染。使用g螺纹降低了污染的风险，清洁速度更快，这相当于更高的机器利用率。

建议2:选择清洁设计的气缸系列
与使用通用气缸设计不同，首先要确定为食品和饮料应用中的冲洗和清洁性而创建的米制气缸系列。然后围绕该家庭设计气动自动化系统。食品和饮料钢瓶的目的是容易和快速清洁。它们具有较大的半径，不会造成卫生风险，因为它们促进清洗剂和消毒剂的高流速。没有不能完成所需清洁的狭小空间。这些圆柱体具有高光泽的表面处理，这对于食品区组件是必不可少的。高光泽度减少微生物污染。fda批准的密封件和NSF-H1润滑脂可防止食品的无意掺假。确保气瓶具有干运转密封，以延长使用寿命。

这些钢瓶的其他关键品质包括耐腐蚀的机器部件，机械和化学稳定性，严格设计，符合cGMP标准。气缸的自调节端部位置缓冲系统应该没有易受污染的调节螺钉。

提示3:不要在食品区上方排气阀
在食品区的阀门排气类似于拿着吹枪，将未经过滤的空气直接喷射到食品或包装中。唯一的区别是，从阀门排出的空气不是直接来自压缩机，而是也通过阀门，进入和离开气缸，然后通过阀门返回，一路上带着污染物。

将阀门安装在食品/包装区的下方，或将阀门安装在上方，并将排气管道安装在食品区的下方。止回阀在食品区经常被忽视。虽然止回阀可以帮助提高机器的循环时间，因为空气不会排回阀门，这意味着空气在食品区排出。如果必须使用止回阀，排气应通过管道排到食品区下方。

提示4:缩短阀门和钢瓶之间的管长

在过去几年里，最重要的发展之一是机器安装阀汇，它的冲洗等级为IP69K，与冲洗缸一样，符合清洁设计原则。裂纹和缝隙的消除减少了清洗时间，更快地更换和提高机器的可用性。

将歧管从控制面板移动到食品区气缸中的机器的新能力带来了优势，而不仅仅是节省能源。图一显示了将歧管移出面板并靠近汽缸所节省的巨大能源成本——在本例中为50%。

阀门和气瓶之间的油管长度越短，气瓶循环的速度越快，可重复性越高。更快的周期可以提高性能。在许多应用中，如灌装，更精确的循环实现更好的过程控制，从而提高产品体积和重量的一致性，减少浪费。

现在的趋势是更小的机器。在机器上安装阀门歧管可以使控制柜更小或取消，这可以显著降低成本和占地面积。将阀汇移至控制柜外，还省去了安装在控制柜壁上的气动接头，降低了材料和人工的加工成本，并减少了所需组件的数量。

更大的控制权

也有新的机会来实现机器上安装的好处和更大的控制灵活性。例如，Festo MPA-C ip69k级歧管，可以在每个阀片上配置供应和排气端口。每个位置的所有端口都可以完全独立于旁边的阀门。对于使用多个不同压力区域的复杂气动情况，这可能是最具成本效益的解决方案之一。

对于某些应用，设计人员可能面临的选择是在面板上定位一个易于访问的调整点，还是在可能难以调整的机器上。后者意味着失去了机器安装的所有优势。在第二个例子中，MPA-C允许OEM将每个阀门片垂直连接到压力调节器。该解决方案实现了两个目标:易于调整和机器安装。

食品和饮料包装应用还有其他设计考虑因素，如选择耐刺激性化学物质和抗塑料转移到食品的管道材料。耐水解聚氨酯(punh)和聚四氟乙烯(PTFEN)管材非常适合用于食品和饮料行业。两者都能抵抗清洁剂、微生物和水解，并且符合FDA的要求。punh更加灵活和经济，而PTFEN是最恶劣环境的理想选择。

设计师可以使用Festo提供的许多免费在线工具之一来适当地调整气动系统的大小，以便系统尽可能高效地运行。当然，指定空气过滤单元，以达到0.01 μ m过滤器，99.9999%的效率是必须的。然而，这四个技巧为食品和饮料包装应用中的合规性、利用率和性能奠定了基础。

费斯托
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