Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische...
Transcript of Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische...
![Page 1: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/1.jpg)
16. November 2012 1
Hygienic Design für Roboter, Komponenten und
Anlagen
Anforderungen an eine reinigungsgerechte Gestaltung in der Automation
Dipl.-Ing. Manuel Ulmer
Technische Universität München
![Page 2: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/2.jpg)
Technische Universität München/
Wissenschaftszentrum Weihenstephan
• Lehrstuhl für Verfahrenstechnik disperser Systeme
– Partikelgrößen-Messtechnik
– Mischen
– pneumatische Dichtstromförderung
– Hygienegerechte Gestaltung von Apparaten
• Wechselwirkung zwischen Partikeln
und Oberflächen
• Automatische Bildanalyse
– Kohlendioxidhaltige Getränke
16. November 2012 2
![Page 3: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/3.jpg)
Motivation für Hygienic Design:
• Betreiber
– Reinigungsaufwand in der LM-Industrie: bis zu 25% der
Produktionszeit
– Schätzungen:
• Kosten für Kontaminationen in LM (USA) ~30 Mrd $
• Davon ~1/4 aufgrund Reinigungsproblemen ~7,5 Mrd $
• Maschinenbauer
– Maschinenrichtlinie (rechtliche Verpflichtung)
– LM Hygieneverordnung
– Innovationen/Wettbewerbsvorsprung
– Fertigung/Montage kann einfacher werden durch Reduzierung der
Einzelteile
16. November 2012 3
![Page 4: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/4.jpg)
Maschinenrichtlinie (verpflichtend)
• NAHRUNGSMITTELMASCHINEN
– …Die Maschine muss so konstruiert und gebaut sein, dass diese Materialien
vor jeder Benutzung gereinigt werden können…
• glatt sein und dürfen keine Erhöhungen und Vertiefungen aufweisen, an
denen organische Stoffe zurückbleiben können; das Gleiche gilt für
Verbindungsstellen zwischen Flächen,
• so gestaltet und gefertigt sein, dass Vorsprünge, Kanten und
Aussparungen an Bauteilen auf ein Minimum reduziert werden,
• leicht zu reinigen und zu desinfizieren sein, erforderlichenfalls nach
Abnehmen leicht demontierbarer Teile; die Innenflächen müssen
Ausrundungen mit ausreichendem Radius aufweisen, damit sie vollständig
gereinigt werden können.
• Von Lebensmitteln, kosmetischen und pharmazeutischen Erzeugnissen
sowie von Reinigungs-, Desinfektions-und Spülmitteln stammende
Flüssigkeiten, Gase und Aerosole müssen vollständig aus der Maschine
abgeleitet werden können (möglichst in Reinigungsstellung).
16. November 2012 4
![Page 5: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/5.jpg)
Einsatzbereich unterscheiden
16. November 2012 5
– Verpacken oder offenes Produkt?
– Welches Produkt? (Kekse oder Fleisch)
Quelle: autonox24
![Page 6: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/6.jpg)
Spritzbereich vs. EHEDG
16. November 2012 6
![Page 7: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/7.jpg)
16. November 2012 7
Quelle. Fanuc Robotics
![Page 8: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/8.jpg)
Prinzipien der Gestaltung
1. Mikroskopische Vertiefungen und Spalte auf
Produktseite (Schmutz auf und in Oberflächen)
2. Makroskopische Vertiefungen und Spalte auf der
Produktseite (Festsetzen von Schmutz)
3. Eindringen von Mikroorganismen durch
makroskopische und mikroskopische Poren und Spalte
(Aseptik)
4. Ungünstige Strömungsbereiche (Totwasser,
Rückströmung)
5. Verhindertes Ablaufen (Entleeren) von Flüssigkeiten
16. November 2012 8
![Page 9: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/9.jpg)
leicht reinigbare Gestaltung (Prinzip 1)
Anforderung: Vermeiden von zu rauen Oberflächen und mikroskopischen
Poren, Vertiefungen und Spalten
Empfehlung: Ra < 0,8 µm
R
a
d
Strömung Diffusion
Oberflächenrauhigkeit
Partikeln, Mikroor-
ganismen
Spalte, Risse,
Vertiefungen, Poren
16. November 2012 9
![Page 10: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/10.jpg)
Edelstahl geschliffen (Korn 320)
16. November 2012 10
![Page 11: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/11.jpg)
Edelstahl geschliffen (Korn 80)
16. November 2012 11
![Page 12: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/12.jpg)
Edelstahl gebeizt
16. November 2012 12
![Page 13: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/13.jpg)
Edelstahl elektropoliert
16. November 2012 13
![Page 14: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/14.jpg)
Edelstahl glasperlengestrahlt
Plastisch verformte
Stellen
16. November 2012 14
![Page 15: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/15.jpg)
Edelstahl galsperlengestrahlt
16. November 2012 15
![Page 16: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/16.jpg)
leicht reinigbare Gestaltung (Prinzip 2)
Anforderung: Vermeiden von makroskopischen, konstruktions-bedingten,
nicht reinigbaren Vertiefungen und Spalten
Produktraum Spalt (Schmutz)
Dichtung
16. November 2012 17 Manuel Ulmer
![Page 17: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/17.jpg)
Lösbare Verbindungen
16. November 2012 Manuel Ulmer 18
hygienegerecht Hygienerisiko
![Page 18: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/18.jpg)
16. November 2012 19
![Page 19: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/19.jpg)
16. November 2012 20
Konstruktive Aspekte
Schlauchtülle: spaltarme Montage wichtig!
Falsch Richtig Spalt
Kante
![Page 20: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/20.jpg)
16. November 2012 21
![Page 21: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/21.jpg)
16. November 2012 22
![Page 22: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/22.jpg)
leicht reinigbare Gestaltung (Prinzip 3)
Anforderung: Vermeiden der Penetration von Schmutz durch
mikroskopische und makroskopische Poren und Spalte
Poren
poröse Materialien (Kunststoffe)
ruhende Kontakt- flächen (z.B. Metalle)
Rauhigkeits- profil
bewegte Kontaktflächen (z.B. Dichtungen)
Ventil- stange
Dich- tung
Ge-
häuse
16. November 2012 23
![Page 23: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/23.jpg)
leicht reinigbare Gestaltung (Prinzip 4)
Anforderung: Strömungsgünstige Gestaltung von Bauelementen und
Apparaten
Totwasserzonen Umströmung
(Strömungsschatten)
Erweiterung Verengung
16. November 2012 24
![Page 24: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/24.jpg)
leicht reinigbare Gestaltung (Prinzip 5)
Anforderung: Leicht ablaufende Oberflächen (Selfdraining);
Vermeiden von Totwassergebieten und Gas-
einschlüssen; geneigte Oberflächen
Pumpenanordnung
Druck- stutzen
Sumpf Vertikale Anordnung
Druck- stutzen
Saug- Stutzen
geneigte Oberflächen
16. November 2012 25
![Page 25: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/25.jpg)
Rahmengestaltung (eckig/rund)
16. November 2012 26
![Page 26: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/26.jpg)
Beispiel
16. November 2012 27
Quelle: youtube
![Page 27: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/27.jpg)
Konstruktionsdetails Schrauben
• Spalte und Toträume im Schraubenkopf
• Metallische Berührung an der Auflage des Schraubenkopfes
• Spalte im Gewinde durch Gewindespiel
16. November 2012 28
![Page 28: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/28.jpg)
Konstruktionslösungen Schrauben
• Optimierte Gestaltung des Schraubenkopfes
• Dichtung mit definierter Pressung (Anschlag)
16. November 2012 29
Quelle: Freudenberg
![Page 29: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/29.jpg)
16. November 2012 30
Dipl.-Ing Manuel Ulmer
Lehrstuhl für Verfahrenstechnik disperser Systeme
Maximus-von-Imhof-Forum 2
85354 Freising ∙ Germany
+49/(0)8161 71-4539
XING: Gruppe „Hygienic Design“
![Page 30: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/30.jpg)
Besonderen Dank für die Unterstützung an:
• EHEDG
Lyoner Strasse 18
60528 Frankfurt am Main
Phone: +49 69 6603-1217
Fax: +49 69 6603-2217
E-mail: [email protected]
Internet: www.ehedg.org
• Hygienic Design Weihenstephan
Ingenieurbüro Hofmann
Dr.-Ing. Jürgen Hofmann
Postfach 13 11
D-85313 Freising
Telefon +49 (0)8161-8768799
E-Mail: [email protected]
16. November 2012 31 Manuel Ulmer TUM
![Page 31: Hygienic Design für Roboter, Komponenten und Anlagen · 2016. 11. 29. · Band 1: Hygienische Produktionstechnologie. Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen • EHEDG Guidelines](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060922/60ae592efe2b281cbb3d18a7/html5/thumbnails/31.jpg)
Literaturempfehlung
• Dr.-Ing Gerhard Hauser Verlag: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA; Auflage: 1. Auflage (1. Oktober 2008)
Sprache: Deutsch
ISBN-10: 3527324232
ISBN-13: 978-3527324231
Band 1: Hygienische Produktionstechnologie.
Band 2: Hygienegerechte Apparate und Anlagen
• EHEDG Guidelines – 41 Stück
– Dokument 8 frei verfügbar
16. November 2012 32 Manuel Ulmer TUM