M12-Steckverbinder für die Lebensmittel-Produktion

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Andere marktübliche Wash-Down-Steckverbinder setzen größtenteils auf Edelstahl – V2A oder V4A – als Verschraubungsmaterial. Durch den Verzicht auf Edelstahl im Wash-Down-Design bekommt der Anlagenbauer einen Steckverbinder, der die Anforderungen der Lebensmittel- und Getränke-Industrie für die Spritzzone erfüllt – und der preislich im Bereich eines Standard-M12-Steckverbinders liegt.

Die produktfreie Zone: Alles schon verpackt

Die Bezeichnung „produktfreie Zone“ ruft häufig Irritationen hervor. In dieser Zone sind die Produkte nicht verschwunden, sondern meist schon verpackt und nicht mehr direkten Berührungen durch Anlagenteile ausgesetzt. In dieser Zone sind die Anforderungen mit denen im klassischen Industrieumfeld vergleichbar.

Die Reinigung der Verpackungsanlagen erfordert keine aggressiven Reiniger und erfolgt meist nicht mit Hochdruckgeräten. Jedoch können Kartonagen und Umverpackungen sowie eventuell austretende trockene Lebensmittel die Umgebungsluft mit Staub belasten. Damit die Steckverbinder staubdicht sind, ist hier ebenfalls eine hohe IP-Schutzart erforderlich.

In dieser Umgebung sind Standard-M12-Steckverbinder sinnvoll. So kann der Anlagenbauer je nach Anwendungsfall zwischen Roboter- oder Schleppketten-tauglichen Leitungen wählen und bewegliche Anlagenteile, wie Robotergreifarme oder Förderstrecken, anwendungsgerecht verkabeln.

Das Produktprogramm umfasst geschirmte wie ungeschirmte Leitungen und Steckverbinder. Als Standardleitung setzen die Blomberger im Bereich der Sensor-/Aktor-Verkabelung auf halogenfreie Leitungen aus Polyurethan (PUR). Diese Leitung eignet sich für zahlreiche Einsatzbereiche in Verpackungsanlagen der produktfreien Zone – bedingt durch gute Schleppkettenwerte, gute Öl- und Hydrolyse-Beständigkeit, Halogenfreiheit sowie eine Flammwidrigkeit nach UL FT2.

Zum Anschluss von Sensoren und Aktoren in der Lebensmittel- und Getränke-Industrie (F&B, Food & Beverage) gibt es ein durchgängiges und vollständiges System, auf das der Anlagenplaner zurückgreifen kann. Neben den erwähnten konfektionierten Leitungen im Hygienic- und Wash-Down-Design enthält es auch konfektionierbare Steckverbinder, Wanddurchführungen und passive Verteiler-Boxen im Wash-Down-Design (Bild 3).

Die gesamte Steckverbinder-Familie wurde für die Reinigungsabläufe in diesen Applikationen konzipiert und ist gegen alle handelsüblichen Reinigungsmittel beständig. Das bestätigen Zertifikate unabhängiger Prüfeinrichtungen – wie Ecolab und Diversey. Die gute Beständigkeit über alle Komponenten des Systems wird durch eine abgestimmte Werkstoffauswahl erreicht. V4A-Edelstahl sowie optimierte Dichtmaterialien und Kunststoffe ermöglichen einen problemlosen Einsatz aller Komponenten in der Lebensmittel-Industrie. Ein weiterer Vorteil des Gesamtsystems ist die gute Abstimmung der Einzelkomponenten aufeinander. Beim Design-In der Komponenten wird der Anlagenplaner durch die Engineering-Software Eplan unterstützt.

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Schließen sich die FDA-Konformität und eine UL-Zulassung aus?

Die Food and Drug Administration (FDA) schreibt für Steckverbinder und Leitungen im Lebensmittelbereich besondere Eigenschaften für die Kunststoffe vor. Die Standard-Materialien der industriellen Steckverbindertechnik erfüllen die Eigenschaften nur eingeschränkt oder gar nicht. Die von der FDA geforderten Eigenschaften – wie Verzicht auf schädliche Inhaltsstoffe (Flammhemmer oder weitere Additive) – stehen wiederum einer UL-Zulassung der F&B-Produkte im Weg.

Der zugrunde liegende Standard der FDA [CFR-Titel 21, Volume 3, Part 177, Section 177.2600] beschreibt dabei die zulässigen Kunststoffe für den wiederholten oder dauerhaften Einsatz im Lebensmittelbereich. Wird dieser Standard während der Planung und Entwicklung der Steckverbinder angewandt, um die FDA-Konformität zu wahren, muss meistens auf eine Zulassung nach UL-Vorgaben verzichtet werden. Mit FDA-konformen Materialien wie PP ist eine UL-Zulassung fast unmöglich, da die geforderten Brandeigenschaften der Leitungen und Steckverbinder nach UL94-V0 nur schwer zu erreichen sind. Der Verzicht auf Additive wie Flammhemmer macht es für PP-Materialien nahezu unmöglich, Brandtests nach UL-Vorgaben gemäß UL94-V0 zu bestehen. Eine Lösung dieses Widerspruchs bieten nur teure Spezialkunststoffe, die derzeit nicht wirtschaftlich eingesetzt werden können.

Drei Kontaktzonen mit unterschiedlichen Anforderungen

Die Einteilung in drei Kontaktzonen mit unterschiedlichen Anforderungen hilft bei der Auswahl geeigneter Steckverbinder und Leitungen. Durch die Abgrenzung der Anforderungen von Produktkontaktzone und Spritzzone wird auch das Design der Steckverbinder bestimmt. Mit Hilfe des skalierbaren Systems kann für jeden Bereich der richtige Steckverbinder ausgewählt werden.

Nur so lassen sich – auch unter Kostengesichtspunkten – optimale Anlagen errichten. Phoenix Contact bietet als erster Hersteller ein Steckverbinder-System im Hygienic Design, das problemlos in der kritischen Produktkontaktzone eingesetzt werden kann. Zusätzlich ermöglicht das über alle Zonen durchgängige Verkabelungskonzept eine optimale Abstimmung der Sensor-/Aktor-Verkabelung auf die Anforderungen der Lebensmittel- und Getränke-Industrie.

* * Dipl.-Wirt.-Ing. Robert Hippler arbeitet im Produktmarketing Industrial Field Connectivity bei Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Blomberg.

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