Hygienic Design delle apparecchiature alimentari

Progettazione di una pompa

centrifuga secondo le linee guida

EHEDG

Ing. Antonio Toso

Seminario tecnico

11 Giugno 2010, Centro Santa Elisabetta c/o Campus Universitario di Parma

DOC 17

PROGETTAZIONE IGIENICA DI POMPE,

OMOGENEIZZATORI

E DISPOSITIVI DI SMORZAMENTO *

Seconda edizione, Settembre 2004

� Questo è il titolo della versione in lingua italiana preparata dalla

sezione italiana

� Si applica alla progettazione delle pompe centrifughe,

volumetriche in generale ed agli omogeneizzatori

Ing. Antonio Toso

� La direttiva Macchine prescrive i requisiti di igiene per le pompe

utilizzate nella produzione di alimenti

� Le norme EN 1672-2 ed EN 13951 forniscono requisiti generali

per la progettazione delle pompe destinate al contatto con alimenti

� Le Linee Guida EHEDG forniscono al progettista le stesse

informazioni delle norme, ma aggiungono molti esempi di

progettazione igienica della macchina

� Il progettista può quindi ottimizzare le proprie scelte progettuali,

nel rispetto della progettazione igienica

Ing. Antonio Toso

� La guida fornisce informazioni ed i requisiti per:

� I materiali costruttivi quali acciai inossidabili, elastomeri e

materiali plastici ed adesivi eventualmente utilizzati

� La finitura superficiale delle parti a contatto con il prodotto,

� I criteri di progettazione dei componenti e dei loro sistemi di

accoppiamento

� I dispositivi di tenuta sia statici che dinamici

� La guida illustra inoltre alcuni requisiti supplementari per le

macchine asettiche

Ing. Antonio Toso

� I materiali costruttivi devono essere chimicamente compatibili con

il prodotto da pompare e devono risultare atossici, inerti, non

porosi e non assorbenti

� La guida elenca una serie di acciai inossidabili, quali la serie

AISI 300, qualità duplex e altre leghe

� i materiali più diffusi nella costruzione delle pompe sono le

qualità AISI 304 e 316/316L

� Gli elastomeri quali NBR, EPDM, fluoroelastomeri devono

soddisfare i requisiti di conformità emanati da enti

internazionali quali ad esempio: FDA, BfR

� Sia gli elastomeri che i materiali plastici non devono non

subire alterazioni nelle condizioni di utilizzo

Ing. Antonio Toso

� La finitura superficiale, delle parti a contatto con il prodotto,

influenza la capacità di pulizia della pompa, durante i processi di

lavaggio automatici denominati in gergo CIP

� Altri parametri fondamentali per la capacità di pulizia sono le

geometrie interne e le velocità di flusso interne

� La guida raccomanda una finitura superficiale con Ra < 3,2 µm

� Il valore ideale di rugosità risulta pari a Ra < 0,8 µm, come

previsto anche nelle norme 3-A americane

� Le normali lavorazioni meccaniche, finitura e la tecnica di fusione

a cera persa permettono di ottenere tali valori di rugosità

Ing. Antonio Toso

� La progettazione dei componenti prevede alcune regole generali

che possono essere riassunte nei seguenti punti:

� Evitare zone morte e zone d’ombra, dove il prodotto può entrare ma

uscire con difficoltà durante il processo di lavaggio

� Il raggio di raccordo degli angoli inferiori a 135° dovrebbe essere

superiore a 3 mm

� Si devono evitare filettature, scanalature e sedi per chiavette nelle

parti interne a contatto con il prodotto

� Si devono evitare molle a contatto con il prodotto

� Deve essere adeguatamente garantito il corretto drenaggio

� Le superfici esterne devono essere pulibili e drenanti

� Vediamo alcuni esempi

Ing. Antonio Toso

Ing. Antonio Toso

Un particolare della

girante che mostra il

raggio di raccordo

interno, tipicamente

presente nelle pompe

centrifughe

Estratto da linea

guida 17 EHEDG

Ing. Antonio Toso

� Alcuni campioni di

guarnizioni sottoposti a

test di migrazione

� In blu si evidenzia la

reazione di guarnizioni

realizzate con materiali

non idonei

Ing. Antonio Toso

� Finitura superficiale

ottimale per i lavaggi CIP

con Ra < 0,5 micron

� Il campione di pompa

illustrato è stato

sottoposto ai test di

lavaggio secondo la

Linea Guida EHEDG con

successo

� La progettazione dei dispositivi di tenuta, sia statici, che dinamici

rappresenta uno dei punti più critici per l’igiene

� Le tenute dinamiche degli alberi devono essere pulibili in tutte le

parti, per maggiori dettagli si rimanda alla guida n°25

� Le tenute statiche devono garantire la perfetta tenuta per prevenire

contaminazioni dall’esterno

� Le sedi delle tenute statiche devono essere prive di fessure nella

zona esposta al prodotto pompato

� Il centraggio delle tenute statiche deve essere esterno alla zona di

contatto con il prodotto

� La linea guida EHEDG prevede che sia possibile, in caso di esigenze

tecniche, l’uso di baderne che le norme 3-A escludono.

Ing. Antonio Toso

Ing. Antonio Toso

Estratto da linea

guida 17 EHEDG

Ing. Antonio Toso

� Una sede della

guarnizione statica del

corpo pompa di

dimensioni non

conforme alla guida

EHEDG

� trattiene sporco che

durante il processo CIP

non viene rimosso

(macchie gialle

evidenziate dal test

presso lab. TNO)

Ing. Antonio Toso

� La sede della guarnizione

risulta corretta con il

centraggio esterno al contatto

con il prodotto

� La guarnizione ha la

possibilità di compensare le

dilatazioni termiche

� La guarnizione è

regolarmente esposta al

contatto con il prodotto

� Il test eseguito secondo la

Guida EHEDG ha dimostrato

la perfetta pulizia

Pompa serie CSA di CSF Inox

Ing. Antonio Toso

�Esempio di tenuta

meccanica esterna di

derivazione industriale non

igienica

� ridotto volume tra albero

e tenuta che non

garantisce la circolazione

durante il lavaggio

� Lo sporco rimane

intrappolato durante il

lavaggio

� Questo design non

supera i test EHEDG

Ing. Antonio Toso

� Tenuta meccanica

esterna conforme alla

Guida EHEDG

�La molla non è a

contatto con il prodotto

� Il volume di liquido è

adeguato a garantire il

flusso di lavaggio e la

lubrificazione

� Il test eseguito secondo

la Guida EHEDG ha

dimostrato la perfetta

puliziaPompa serie CSA di CSF Inox

� Gli esempi illustrati mostrano alcune delle caratteristiche che una

pompa destinata ai processi alimentari deve possedere

� Il rispetto dei requisiti EHEDG garantisce elevati livelli di igiene

� I materiali costruttivi sono un fattore fondamentale, ma tale requisito

non è sufficiente per garantire la sicurezza igienica

� L’utilizzo di pompe industriali in acciaio inossidabile, progettate

secondo i tradizionali metodi di disegno, non garantisce un’adeguata

pulizia durante i lavaggi automatici CIP

� La sicurezza alimentare e la migliore capacità di pulizia delle pompe

progettate secondo le linee guida EHEDG, garantiscono minor

consumo di sanificanti e minori costi globali di esercizio

Ing. Antonio Toso

Grazie per la cortese attenzione

Ing. Antonio Toso