Srovnávací analýza výhod a nevýhod ultra vysokých molekulových hmotností polyethylenových vodicích kolejnic a dalších materiálových vodicích kolejnic v potravinářských strojích

V průmyslu plnění potravin může výběr vodicího železničního materiálu významně ovlivnit výkon, efektivitu a kvalitu zařízení. Jako populární možnost se objevily vodicí kolejnice s ultra vysokou molekulovou hmotností polyethylen (UHMWPE) a tento článek porovná jejich výhody a nevýhody s výhodami jiných běžných materiálů používaných pro vodicí kolejnice v strojích pro plnění potravin.

I. Prudice polyethylenové molekulové hmotnosti molekulové hmotnosti

Výhody

1. Výjimečný odolnost proti opotřebení

• UHMWPE vykazuje vynikající odolnost proti opotřebení, což je několikrát lepší než mnoho tradičních materiálů. Odolává nepřetržitému tření a otěru způsobené pohybem plechovek a komponentů dopravníku v plnicím stroji. Například ve srovnání s nylonem 66 a polytetrafluorethylen (PTFE) je jeho odolnost proti opotřebení asi 4krát vyšší a je 6krát lepší než uhlíková ocel. Tato vlastnost zajišťuje dlouhou životnost vodicích kolejnic, snižuje frekvenci výměny a údržby a následně snižuje prostoje a náklady na výrobu.

2. Vynikající majetek pro sebeurčení

• Její schopnost sebeurčení je srovnatelná s schopností PTFE. Nízký koeficient tření umožňuje plechovkám hladce klouzat podél vodicích kolejnic. To nejen snižuje spotřebu energie potřebnou pro provoz stroje, ale také eliminuje potřebu dalších maziv. V prostředí konzervování potravin absence maziv minimalizuje riziko kontaminace potravinářských výrobků a zajišťuje dodržování přísných potravinových bezpečnosti a hygienických standardů.

3. Vynikající dopadový odpor

• UHMWPE má nejvyšší sílu dopadu mezi plasty. Je to asi dvakrát více než dopad rezistentní jako polykarbonát (PC) a pětkrát více než akrylonitril butadien styren (ABS). I při extrémně nízkých teplotách, jako například - 196 ° C (teplota kapalného dusíku), zachovává svou vysokou houževnatost. V potravě může plnit linii, kde se během manipulace a přepravy plechovek mohou objevit příležitostné dopady a kolize, vodicí kolejnice UHMWPE mohou účinně absorbovat a rozptýlit dopadovou energii, zabránit poškození a udržovat integritu zařízení a plechovek.

4. Vysoká chemická stabilita

• Ukazuje vynikající odolnost vůči široké škále chemických látek a organických médií. V procesu konzervování potravin se mohou vodicí kolejnice dostat do styku s různými složkami potravin, čisticí prostředky a konzervační látky. UHMWPE zůstává chemicky inertní a s těmito látkami nereaguje, zajišťuje čistotu a kvalitu potravinářských výrobků a odolnost vodicích kolejnic.

5. Bezpečnost a hygiena potravin

• UHMWPE je netoxický a vyhovuje všem příslušným předpisům o bezpečnosti potravin. Může to být v přímém kontaktu s jídlem, aniž by představovala zdravotní rizika nebo kontaminovala jídlo. To je nanejvýš důležité v průmyslu zpracování potravin, kde jsou nejvyšší priority bezpečnost a kvalita produktů.

6. Nízký tvorba hluku

• Díky svému dobrému dopadu na absorpci energie a tlumení energie produkují vodicí kolejnice UHMWPE během provozu ve srovnání s některými jinými materiály výrazně menší hluk. Tišší pracovní prostředí není přínosem nejen prospěšné pohody operátorů, ale také může přispět k lepšímu celkovému výkonu a přesnosti vybavení, protože nadměrný hluk může někdy ovlivnit přesnost senzorů a kontrolních systémů.

7. Lehký

• UHMWPE má relativně nízkou hustotu, takže je mnohem lehčí než kovové vodicí kolejnice. Lehká povaha zjednodušuje instalaci a manipulaci s vodicími kolejnicemi, snižuje zatížení podpůrných struktur zařízení a potenciálně snižuje spotřebu energie potřebnou pro pohyb dopravního systému.

Nevýhody

1. Omezená odolnost proti teplu

• Provozní teplotní rozsah UHMWPE je obvykle mezi - 169 ° C a + 90 ° C. V potravinách může plnit procesy, které zahrnují postupy sterilizace nebo čištění vysokých teplot nad tímto teplotním rozsahem, může být ohrožena výkon a rozměrová stabilita vodicích kolejnic UHMWPE. Dlouhodobé vystavení vysokým teplotám může způsobit změkčení, deformaci a snížení mechanických vlastností, což může ovlivnit přesnost a spolehlivost operace plnění plechovky.

2. Relativně nízká mechanická pevnost

• Ačkoli má UHMWPE vysokou pevnost vlivu, její celková mechanická pevnost, jako je tahová a pevnost v tlaku, je ve srovnání s kovovými materiály nižší. V aplikacích, kde je třeba podporovat extrémně vysoké síly nebo těžké zatížení, mohou vodicí kolejnice UHMWPE zažít deformaci nebo selhání snadněji než kovové protějšky. Toto omezení omezuje jeho použití v některých těžkých nebo vysoce stresových sekcích potravinového stroje.

Ii. Kovové vodicí kolejnice (např. Nerezová ocel)

Výhody

1. Vysoká síla a tvrdost

• Kovové vodicí kolejnice, zejména ty, mají vynikající mechanickou sílu a tvrdost. Vydrží velké tlakové, tahové a smykové síly bez významné deformace. Díky tomu jsou vhodné pro aplikace, kde se jedná o těžké plechovky nebo vysokorychlostní dopravní systémy, což zajišťuje stabilitu a přesnost procesu plnění plechovek.

2. Dobrá odolnost proti teplu

• Nerezová ocel má vysoký bod tání a může udržovat své mechanické vlastnosti a rozměrovou stabilitu při zvýšených teplotách. Může snášet procesy sterilizace a čištění vysokoteplotních a čištění, které se běžně používají v průmyslu konzervování potravin, což z něj činí spolehlivou volbu pro vodicí kolejnice v takových prostředích.

3. Vysoce přesné obrábění

• Kovy mohou být zpracovány s vysokou přesností, což umožňuje výrobu vodicích kolejnic s extrémně hladkými povrchy a přesnými rozměry. Tato přesnost je zásadní pro dosažení konzistentních a přesných operací plnění plechovek, protože jakékoli nepravidelnosti na povrchu vodicí kolejnice mohou ovlivnit pohyb a umístění plechovek.

Nevýhody

1. Náchylnost k korozi

• V prostředí konzervování potravin, kde může být přítomna vlhkost, kyseliny a soli, jsou kovové vodicí kolejnice, zejména ty z nestálých ocelových slitin, náchylné k korozi. Koroze může nejen poškodit vzhled a integritu vodicích kolejnic, ale také zavést kontaminanty do procesu výroby potravin. Dokonce i nerezová ocel může korodovat za určitých drsných podmínek, což vyžaduje další ochranné povlaky nebo pravidelnou údržbu, aby se zabránilo tvorbě rezice.

2. Vysoké tření a opotřebení

• Koeficient tření mezi kovovými povrchy je relativně vysoký, což vede k rychlejšímu opotřebení a roztržení během provozu potravinového stroje. Pro snížení tření a opotřebení je nutné pravidelné mazání, což zvyšuje náklady na provoz a údržbu. Navíc použití maziv může představovat riziko kontaminování potravinářských výrobků, pokud nebude správně spravováno.

3. Těžká váha

• Kovy, zejména nerezová ocel, mají vysokou hustotu, což vede k těžkým vodicím kolejnicím. Zvýšená hmotnost vyžaduje silnější podpůrné struktury a výkonnější pohonné motory pro dopravní systém, což zase zvyšuje počáteční investici a spotřebu energie zařízení.

4. Generování hluku

• Interakce mezi kovovými vodicími kolejnicemi a pohyblivými komponenty často vytváří významný šum. Vysoké úrovně hluku mohou být pro operátory nepříjemností a mohou také ovlivnit přesnost některých citlivých komponent zařízení, jako jsou senzory a řídicí systémy, což může vést k chybám v procesu plnění plechovky.

Iii. Polytetrafluorethylenové vodicí kolejnice

Výhody

1. Extrémně nízký koeficient tření

• PTFE má jeden z nejnižších koeficientů tření mezi všemi pevnými materiály. Tato vlastnost umožňuje plechovkám pohybovat se s minimálním odporem podél vodicích kolejnic, snižovat spotřebu energie a opotřebení. Samoobjemná povaha PTFE také eliminuje potřebu vnějších maziv, což je prospěšné v prostředí konzervování potravin, aby se zabránilo možné kontaminaci potravin.

2. Vynikající chemická odolnost

• PTFE je vysoce rezistentní na téměř všechny chemické látky, včetně silných kyselin, bází a organických rozpouštědel. Vydrží korozivní účinky různých chemikálií používaných při zpracování potravin, jako jsou čisticí prostředky a konzervační látky, což zajišťuje dlouhodobou stabilitu a výkon vodicích kolejnic.

3. Široký teplotní rozsah

• PTFE může pracovat ve velmi širokém teplotním rozmezí, od - 200 ° C do + 260 ° C. Díky tomu je vhodný jak pro skladování s nízkou teplotou, tak pro vysokoteplotní sterilizační procesy v průmyslu konzervování potravin, což poskytuje flexibilitu v různých produkčních scénářích.

4. Nepřirozený majetek

• Povrch PTFE je vysoce nepřilnavý a brání zbytkům potravin, oleji a dalším látkám, které se drží na vodicích kolejnicích. To usnadňuje snadné čištění a údržbu zařízení a snižuje riziko křížové kontaminace mezi různými dávkami potravinářských výrobků.

Nevýhody

1. Vysoké náklady

• PTFE je relativně drahý materiál, který výrazně zvyšuje náklady na výrobní vodicí kolejnice. Vysoké náklady mohou omezit jeho rozšířené používání v některých aplikacích pro plnění strojů, zejména těch, kteří mají rozpočtová omezení.