Решения за окабеляване в ХВП

• Решенията за окабеляване в ХВП е необходимо да са максимално надеждни и издръжливи на традиционно агресивните условия в тази индустрия
  
  
• Те трябва да отговарят и на стриктни хигиенни изисквания във връзка с безопасността на храните
  
  
• Основна задача на хигиенния дизайн при кабелите, конекторите, таблата и системите за кабелен мениджмънт е да позволява лесно и ефективно почистване

Предприятията за производство и преработка на хранителни продукти разчитат на електрически системи и инсталации за захранване, задвижване и управление на ключови технологични линии, процеси и приложения. Ето защо компонентите на тези системи, включително решенията за окабеляване, е необходимо да са максимално надеждни и издръжливи на традиционно агресивните условия в цеховете от хранително-вкусовата промишленост (ХВП).

Нещо повече – кабелите, конекторите, електрическите табла, кабелните канали и скари и останалите системи и аксесоари за фиксиране и мениджмънт на окабеляването в тази взискателна индустрия задължително отговарят и на стриктни хигиенни стандарти във връзка с безопасността на храните. Ето защо, в зависимост от приложимите разпоредби, са налице строги изисквания по отношение на дизайна, работните им характеристики, степента им на защита, устойчивостта им на разнообразни негативни въздействия, възможностите за използването им в сухи и мокри условия и материалите, от които са изработени.

Агресивни среди и санитарни изисквания

Хигиената е абсолютен приоритет в ХВП. За целта фабриките и заводите в този сектор е необходимо да бъдат сертифицирани по различни стандарти за качество и безопасност на продукцията, както и да спазват разпоредбите на местни и международни органи в зависимост от страната, в която функционират, включително EHEDG, ECOLAB, FDA, 3-A, NSF, HACCP и др.

Основна задача по отношение на санитарния дизайн на компонентите и системите в хранително-вкусовия бранш, включително на решенията за окабеляване, е той да позволява лесно и ефективно почистване, като същевременно не е в противоречие с функционалното предназначение на съответното изделие. За да бъдат почистени ефикасно, работните повърхности е необходимо да бъдат гладки, без пукнатини, вдлъбнатини и издатини, остри ъгли и т. нар. мъртви зони.

Дизайнът не бива да предполага задържане и/или натрупване на замърсявания, частици органична материя, бактериален растеж, развитие на мухъл, плесени и др. Тези изисквания важат не само за фазата на проектиране и изработка на изделията, но и за целия жизнен цикъл на технологичното оборудване, в което са интегрирани или към което принадлежат.

Високата издръжливост и надеждност на компонентите и системите за окабеляване също е свързана с безкомпромисните санитарни стандарти, тъй като всяка неизправност в тях би могла да доведе до замърсяване или влошаване на качеството на храните, например вследствие на повреда в хладилен агрегат или уред за топлинна преработка, а от там и до риск за здравето на персонала и потребителите.

Ето защо, в зависимост от конкретното приложение, кабелите, конекторите, таблата, системите и аксесоарите за фиксиране и мениджмънт на окабеляването е необходимо да разполагат с висока устойчивост на химически, механични и топлинни въздействия, включително на влага, високо налягане, агресивно почистване или промиване с различни химикали и детергенти, корозия, запрашаване, екстремно ниски или високи температури, удари, вибрации, абразиви, износване и др.

Съществува общоприета класификация на отделните зони в производствените и преработвателните цехове в зависимост от степента им на контакт с продукцията – зони в директен контакт с храните (например технологични линии, машини за преработка/обработка, смесително и транспортно оборудване, пещи, конвейери и т. н.), зони в индиректен контакт (спомагателно оборудване или съоръжения около директната зона, които непряко биха могли да замърсят продукцията при протичане, капане и т. н.), както и зони без контакт (складови, логистични зони и др.)
Изискванията по отношение на хигиенния дизайн и устойчивостта традиционно са различни в трите типа зони.

Специфики по отношение на дизайна и материалите

Основно изискване към кабелите, конекторите, приспособленията и аксесоарите за окабеляване, като кабелни връзки, глави, муфи и уплътнители, канали, скари, монтажни елементи и т. н., е да позволяват изграждането на добре уплътнена и лесна за цялостно почистване система, устойчива на разнообразни негативни влияния. Обикновено устойчивостта на кабелите и електроинсталационните компоненти, които се намират директно в средата, е необходимо да бъде значително по-висока от тази при изделията, интегрирани в машини и друго оборудване.

От ключова важност е всички използвани в конструкцията на съответното изделие материали да са нетоксични. За да се различават системите с хигиенен дизайн от конвенционалните с цел по-лесното им диференциране при инсталация и поддръжка, редица производители и органи за сертифициране въвеждат специфичен цветен код. В много приложения използваните кабели и компоненти в санитарно изпълнение са със син цвят. Унифицираната цветова схема прави по-лесно проследяването на кабелните линии с хигиенен дизайн при спиране или авария на захранваното оборудване. В допълнение, при отчупване на парче (от даден пластмасов кабелен аксесоар например) и попадането му в потока от хранителни материали е много по-лесно откриването на обект със специфичен и различен от този на органичните съставки цвят.

Честа практика е в специалните инженерни материали, от които се изработват неметалните елементи на електроинсталационните компоненти, да се влагат добавки с конкретен процент метално съдържание, които да позволяват бързото и лесно откриване на чуждия обект чрез металдетектор или рентгенова инспекция.

Някои кабели, предназначени за полагане в канали, тръби и кабеловодещи системи, се произвеждат с намален диаметър с цел по-добро оползотворяване на пространството. Външните обвивки, изолации и аксесоари е необходимо да бъдат достатъчно гъвкави и еластични, за да позволяват лесно и безпроблемно провеждане на кабелите през комплексни трасета без тяхното повреждане (спукване, сцепване, разкъсване и т. н.). В дадени зони използването на неуплътнени кабеловодещи системи или на такива изобщо е забранено поради частично кухите им вътрешности, които предполагат навлизането и задържането на прах и замърсявания.

Най-използваните в хигиенни приложения материали на контактните повърхности са алуминият и неръждаемата стомана, поливинилхлоридът (PVC), полипропиленът и други инженерни и подобрени полимери. Избраният материал е необходимо да разполага с подходящата комбинация от добра механична здравина, корозионна, топлинна и химическа устойчивост, ниска запалимост, взривоустойчивост, олекотена конструкция и възможност за лесна и гъвкава инсталация.

Алуминият се отличава с оптимално съотношение между здравина и тегло, както и с висока устойчивост на корозия. Традиционно компонентите от този материал са с до 50% по-леки от аналозите си, изработени от неръждаема стомана. Предимство са и практически нулевите изисквания за по-нататъшна поддръжка на материала.
Важна група от изисквания по отношение на кабелите и решенията за окабеляване са и тези, свързани с екологичната им пригодност и устойчивост. От инженерните смеси за изработката на изолационни обвивки постепенно се извеждат халогените, като бром, хлор и флуор, които традиционно се добавят, за да придадат на кабелите по-висока устойчивост на горене. Ключово изискване към съвременните решения за окабеляване е и да отделят малко дим при изгаряне. Проводниците с минерална изолация например са едновременно огнеупорни, водоустойчиви, взривоустойчиви, незапалими, бездимни и нетоксични.

Особености във връзка с приложението

Кабелите (за захранване или за комбинирано захранване и управление/комуникация) и електроинсталационните компоненти, табла и аксесоари в хранително-вкусовата промишленост се проектират с разнообразни характеристики в зависимост от конкретното приложение и условията в обекта.

Решения за окабеляване с различен дизайн, материали и комбинации от свойства се използват в: офисите и административните помещения, складовете за съхранение на суровините и крайната продукция, хладилните и фризерни стаи, технологичните линии, машини и станции за етапа на същинска преработка/обработка, пещите, котелните помещения, опаковъчните зони, станциите за инспекция, контролните зали и центровете за мониторинг и управление, центровете за данни, сървърните зали, пречиствателните станции за технологични води, логистичните зони и т. н.

В редица случаи надеждността и степента на устойчивост и защита (IP) на решенията за окабеляване зависи от класа на хигиенната зона и нивото на критичност на съответния процес или приложение за производството/цеха в цялост. При проектиране на кабели, кабелни компоненти, конектори, табла и аксесоари се цели минимален риск от нежелани престои на оборудването или съоръжението вследствие на лош дизайн, ниско качество, неизправност или повреда на конкретното изделие.

Освен на дългосрочна експлоатация, някои компоненти и системи за окабеляване е необходимо да издържат и на стандартни процедури, като автоматизираното почистване (CIP) и стерилизация (SIP) “на място”, т. е. без основен демонтаж, на вътрешните повърхности на тръби, съдове, оборудване, филтри и свързаните компоненти и арматура. В процеса се използват силни химикали за почистване и дезинфекция, водни струи (включително с гореща вода и под високо налягане), пара и други средства. Ето защо в такива приложения компонентите е необходимо да бъдат обозначени със съответната степен на IP защита – IP67, IP69, IP69K и т. н.

Много производители предлагат решения за окабеляване в санитарно изпълнение с два типа дизайн – стандартен хигиенен (hygienic) и т. нар. “washdown” дизайн, който позволява цялостно потапяне/обливане/промиване с водна струя или друг флуид.

Навлизането на течности, независимо дали са свързани с почистване, кондензат или са част от суровините или продукцията на цеха, включително масла и мазнини (с хранителен произход или пък машинни смазки), в електроинсталационните компоненти и захранваните машини може да доведе до опасни незабавни последици, като късо съединение, пожар, експлозия и др., или да увреди системата с течение на времето.

Ето защо, където е възможно, електрическите линии физически се отделят от работната среда чрез специални изолации, защитни обвивки, кожуси или канали, като могат да бъдат структурно обособени чрез вградена инсталация (подподов, стеннен монтаж, в окачен таван и т. н.) още на етап конструиране на помещението или пък да бъдат повдигнати нависоко над пода чрез специални скоби, скари и други приспособления.

Изключително високи са изискванията към материалите при кабелите и компонентите, инсталирани във или в близост до зони с екстремни температури и/или големи температурни амплитуди – пещи, фурни, хладилни и фризерни стаи и т. н. При изключително високи стойности на температурите, от порядъка на (и над) 500°C например кабелите и пластмасовите системи и аксесоари могат да дефектират, да се възпламенят, да се стопят и да замърсят продукцията, както и да причинят пожар. При твърде ниски температури пък голяма част от конвенционалните неметални материали стават крехки и чупливи. Честото излагане на високи температурни колебания и свързаното с това разширяване и свиване на материалите също може да доведе до повреди в компонентите и системите за окабеляване.

Интересна концепция, прилагана от редица инсталатори на кабелни решения в ХВП, е т. нар. “loose cabling” или по-хлабаво групиране на отделните кабели в снопове чрез кабелни връзки или други приспособления, за да се предотврати натрупването на прах и замърсявания и да се улесни почистването. Необходимо е да се избягват още струпването, омотаването и оплитането на кабели, като за целта някои производители предлагат т. нар. хибридни кабеловодещи системи, позволяващи обединяването на няколко основни кабелни линии за дадено приложение в една.