Die Pastaproduktion stellt besondere Ansprüche an die Verbindungslösungen.

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Integrierte Verbindungslösungen Stecker für die Pasta

30.10.2018

Saurer Dampf und große Hitze: Herkömmliche Steckverbinder halten das nicht aus. Für einen Hersteller von Nudelproduktionsanlagen wurde deshalb ein Steckverbinder aus einer speziellen Kupferlegierung entwickelt.

Wie kommen die Nudeln in die Tüte? Diese Frage beantwortete die Sendung mit der Maus schon 1976. Seither hat sich wenig geändert. Eine weiche Masse aus Wasser, Weizengrieß und Gluten (damals waren noch Eier dabei) wird durch Düsen gedrückt und wie Engelshaare über Bügel gehängt. Dann kommen sie in den Trockenraum, denn nur so lassen sie sich später verpacken und halten jahrelang. Der Trockenprozess dauert mehrere Stunden, je länger desto besser – aber auch teurer. Die Räume, in denen dies geschieht, sind etliche Meter hoch und lang – vergleichbar mit einer Turnhalle – und in ihnen zirkuliert heiße Luft mit 100 bis 130 Grad Celsius.

Für die Hitze sorgen Ventilatoren an der Decke des großen Trocknungscontainers. Bisher wurden ihre Antriebe fest verdrahtet, die blanken Leiterenden kamen also in Schraubklemmen. Auch versierte Elektriker benötigen dafür einige Minuten, weniger versierte verwechseln schlimmstenfalls die Adern. Beim Neubau der Anlage fällt das vielleicht noch nicht so ins Gewicht, streikt allerdings ein Ventilator und muss gewechselt werden, dann ist jede Minute kostbar. In einer großen Trocknungsanlage bedeutet eine Stunde Stillstand einen Produktionsverlust von mehreren Tonnen Nudeln.

Stecken statt schrauben lautete deshalb die Devise eines weltweit führenden Herstellers von Nudeltrocknungsanlagen. Erste Versuche mit marktüblichen Standardsteckverbindern schlugen allerdings fehl, sie hielten den chemischen Belastungen und der Hitze auf Dauer nicht stand. Die Nudeln dampfen während des Trocknens Milchsäure aus, die Oberflächen zersetzen kann. Beschichtete Gehäuse waren keine Lösung: Früher oder später unterwanderte die Säure jede Beschichtung und das wenig beständige Grundmaterial war nach kurzer Zeit völlig zerfressen.

Kupferlegierung als Ausweg

Lapp nahm die Herausforderung an. Ingenieure des Anbieters für integrierte Verbindungslösungen besuchten eine Trocknungsanlage im Betrieb und legten Vorschläge für ein neues Verbindungssystem für die Ventilatoren vor. Die Steckverbindungen sollten robust genug sein, um die feuchte, saure Wärme in der Anlage zu überstehen, bei dennoch moderaten Kosten.

Damit fielen einerseits Standardlösungen weg, denn diese wären nicht haltbar genug, andererseits auch Stecker aus Edelstahl, die in der Herstellung aufwändig und zu kostenintensiv wären. Ein Edelstahlstecker würde das Drei- bis Fünffache eines Standardprodukts kosten. Auch Steckergehäuse aus Kunststoff waren schnell aus dem Rennen, weil der Kunde künftig drehzahlgesteuerte Motoren einsetzen wollte. Das erfordert abgeschirmte Verbindungen und damit Steckverbinder mit Metallgehäusen.

Die Empfehlung von Lapp: eine spezielle Kupferlegierung, die die geforderten Temperaturen sowie die Säure aushält und dennoch relativ einfach maschinell zu bearbeiten ist. Die Kosten für den Steckverbinder liegen damit nicht wesentlich über denen eines Standardprodukts. Außerdem verleiht das Material dem Steckverbinder gute EMV-Eigenschaften und eine gute mechanische Stabilität. „Gemeinsam mit dem Kunden haben wir das Stecksystem entwickelt und ein Jahr lang ausführlich getestet. Bei der Nahrungsmittelproduktion muss jede Eventualität beachtet und geprüft sein“, sagt Joachim Strobel, Produktmanager für Epic-Stecksysteme bei Lapp.

Schmutz findet keinen Halt

Der Epic-Steckverbinder folgt den Prinzipien des Hygienic Design; er hat also möglichst wenige Ecken und Kanten. Auch hier hat das verwendete Material seine Vorteile: Es hat eine sehr glatte Oberfläche, von der Verschmutzungen leicht zu entfernen sind – auch ohne Beschichtung, die abblättern und in die Produktzone fallen könnte.

Auch die Leitungen müssen mechanische Belastung, Milchsäure und Hitze aushalten. Die Wahl fiel auf Silikon-Leitungen von Lapp, die beständig gegen pflanzliche und tierische Öle sowie Fette sind. Außerdem halten sie Temperaturen bis 180 Grad Celsius aus. Die Dichtungen, die im Steckverbinder sitzen, sind aus Fluorkautschuk (FKM), einem hochwertigen Dichtungskunststoff für viele Anwendungen. Um Fehler bei der Montage auszuschließen, empfiehlt Lapp die Verwendung vorkonfektionierter Leitungen und Stecker.

Konzept mit Potenzial

Der Kunde hat den neuen Steckverbinder mit der patentierten Steckergeometrie in einer laufenden Produktionsanlage mit Erfolg ein Jahr lang getestet und nun die technische Freigabe erteilt. Der Stecker kommt bei der kommenden Generation der Trocknungsanlagen an den Ventilatoren zum Einsatz. „Das Konzept hat Potenzial für weitere Anwendungen in der Lebensmittelbranche, auch Edelstahl-Varianten des Steckverbinders sind denkbar“, sagt Joachim Strobel. Die Hersteller von Maschinen für die Lebensmittelproduktion wüssten oft nicht, welchen Reinigungsmitteln die Maschinen beim Kunden ausgesetzt seien – teilweise wüssten es die Hersteller der Lebensmittel selbst nicht. Denn die Reinigung übernehmen meist Subunternehmer, die nicht immer genaue Angaben über die verwendeten Putzmittel machen.

Bildergalerie

  • In Nudeltrocknungsanlagen sind die Anforderungen an die Maschinenkomponenten hoch, ein Produktionsstillstand zum Beispiel wegen korrodierter Steckverbinder wird schnell sehr teuer.

    Bild: fotolia, lucia_lucci

  • Eine pragmatische Lösung für Steckverbinder gesucht: Eine die robust genug ist, um die feuchte, saure Wärme in der Anlage zu überstehen, und die dennoch nicht zu teuer ist.

    Bild: Wika

  • Für Anlagen zur Herstellung von Nudeln wurde ein Steckverbinder aus einer speziellen Kupferlegierung entwickelt.

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