使用抗微生物和水解气动管简化食品加工中的自动化和机器人系统

在食品加工自动化和机器人技术中使用气动管时，在卫生、耐用性、性能和维护方面面临着巨大的挑战。抗微生物和水解的气动管还具有抗扭结的特性，可简化和加快自动化设备和机器人的安装，并提高长期可靠性。

气动管在食品加工应用中的其他理想特性包括：出色的灵活性、适合在能源链中使用、快插接头便于安装和拆卸以进行重新配置和维护，以及提供各种颜色选择，包括用于监控系统状态的透明气管。

气管材料必须具有很强的抗食品加工中使用的化学消毒剂和高压高温冲洗的能力，并且必须符合美国食品及药物管理局 (FDA) 的所有相关要求。

本文详细介绍了 Festo 的 PUN-H 气动管如何满足食品加工业中自动化设备和机器人的大量需求。

PUN-H 气动管由改性聚氨酯制成，用途广泛，可支持较小的弯曲半径，是紧凑型安装的理想选择。聚氨酯本身具有耐水解性，通过了 FDA 认证，可用于食品生产过程。

PUN-H 的灵活性使其适用于移动部件（如能源链）、生物技术、制药和化妆品行业的一般气动应用，以及汽车、电子和化工行业的标准用途。

PUN-H 气管有多种颜色和透明版本（图 1）。标准颜色包括蓝色、蓝/黑、黄色、绿色、自然色、红色、银色和黑色。它还提供半透明版本，包括蓝色、黄色、绿色和黑色。

图 1：Festo PUN-H 气动管有多种颜色和透明度可供选择。（图片来源：Festo）

黑色 PUN-H 气管抗紫外线，适合户外应用。透明的气管可让机器操作员立即了解压缩空气的质量。颗粒、水或油等污染物很容易发现。例如，有冷凝水表明系统中有湿气。在大多数食品加工安全标准中，水分都是不可接受的。它还会缩短气动元件的使用寿命。

PUN-H 气管旨在用于输送压缩空气、真空和水。其环境工作温度范围为 -40℃ 至 +60℃，工作压力范围随温度变化而变化。最大额定压力为 1.0 MPa (10 bar / 145 psi) ，适用于 -35°C 至 +30°C 的温度范围。在 +30°C 至 +60°C 的高温范围内，最大压力规格降至 0.6 MPa (6 bar / 87 psi)。

它有九种尺寸，外径（OD）从 2 mm 到 16 mm 不等，根据气管外径的不同，盘卷的长度也不同。例如，PUN-H-3X0、5-BL-500 型号的外径为 3 mm ，标准长度为 500 米。PUN-H-12X2-SW-200 型号的外径为 12 mm ，标准长度为 200 米。DigiKey 可以定制切割较短的气管。

使用改性聚氨酯材料是 PUN-H 气管具有高柔韧性和弹性的原因。与其他材料相比，其弯曲能力更大，不会产生褶皱或永久变形。

PUN-H 固有的灵活性使其易于在狭小空间内安装，从而减小了机器和安装尺寸。这种材料耐水解、防开裂，确保了耐用性和工作可靠性。FDA 认证的食品级改性聚氨酯具有抗微生物性，而且对清洁剂的耐受性极佳，因此非常适合经常与水接触的食品加工和包装系统。

安装注意事项

气动管安装的经验法则是：管长应仅满足必要即可，且要尽可能短，要避免管道处于紧绷状态。此外，气管直径过大或过小以及弯曲半径过小都会导致流速降低。

不同尺寸的气管支持的流速和弯曲半径也不同。为确保系统正常运行，必须根据具体应用和安装要求选择合适的气管尺寸。

在弯曲 PUN-H 气管时，要注意两个关键因素：流量相关弯曲半径 (Rd) 和最小弯曲半径 (Rmin)。在设计使用 PUN-H 气管的机器时，这种区别非常重要。Rmin 与气管的结构完整性有关，而 Rd 则与气管所能支持的流速相对应。

Festo 针对 Rd 和 Rmin 开发了专门的测试方法（图 2）：

• 测量 Rd 时，将管子弯曲直至其外径发生 5% 的压扁。在弯曲未到 Rd 之前，流速不会降低。
• 测量 Rmin 时，使用一块活动平板压弯气管道直至其刚刚发生扭结，此时对应的弯曲程度即为 Rmin 值，此时会导致流量显著降低。

图 2：用于确定 Rd（左）和 Rmin（右）的气管弯曲运动（图片来源：Festo）

进行连接

用于 PUN-H 气动管的 QS 快插接头（连接器）含有一个内部卡套，该卡套带有的抓齿能咬合气管，从而确保连接牢固。按下快速释放机构，抓齿就会脱开，从而可以插入或拔出气管。

接头和气管都可以多次重复使用。有些型号的接头一侧是快插连接，另一侧是螺纹连接。

QS 接头提供各种几何形状，包括直式、T 形、Y 形和斜角型，以满足特定的系统要求。示例如下：

• QS-6，快插直通接头（图 3）
• QST-1/8-4，快插 T 型接头
• QSYL-1/4-10，快插 Y 型接头
• QSML-M5-6，快插直角接头

图 3：用于 PUN-H 气管的 QS-6 直式快插接头。（图片来源：Festo）

不仅适用于新安装设备

Festo PUN-H 管是改造和升级现有气动系统的关键部件，广泛用于食品、药品、膳食补充剂和其他产品的制造、加工、包装和储存。这些升级可能是满足食品药品管理局 (FDA)《食品安全现代化法案》(FSMA) 和 FDA 现行《药品生产质量管理规范》（cGMP) 法规要求所必需的。

FSMA 是一套范围广泛的法规，没有单一的合规期限。这些法规的最后期限是错开的，其中一些已经过去，而另一些则要到 2028 年才生效。另一方面，cGMP 指南会持续更新，以适应新技术、科学进步和不断变化的公共卫生问题，这本身就是一种持续改进的形式。在这两种情况下，PUN-H 气管都能成为合规解决方案中具有成本效益的组成部分。

两根管子比一根管子好

在需要实现往复运动（如伸出与退回）的机器人及自动化流程中，例如双作用气缸和气动抓手，会使用两根气管。其中一根气管负责供给压缩空气，另一根则用于排气，从而控制诸如零件搬运、分拣和包装等应用中的动作。

当需要一对气管时，设计人员可以使用 Festo 的 PUN-H-DUO 气管。DUO 气管具有与普通 PUN-H 气管相同的高柔韧性、耐水解性和食品级特性，因此适用于食品加工、生物技术、制药、化妆品和其他行业。使用成对连接的管子可简化布线，无需使用扎带或电缆缠绕带。管子易于拆分，从而简化了连接器的安装。

PUN-H-DUO 气管的外径为 4、6、8 和 10 mm，内径分别为 2.6、4.0、5.7 和 7.0 mm。例如，PUN-H-10X1,5-DUO 型号有两根外径为 10 mm 的管子，以 50 米一卷供货（图 4）。

图 4：这种 PUN-H-DUO 有两根外径为 10 mm 的管子，以 50 米一卷供货（图片来源：Festo）

当需要考虑与食品接触时

Festo PUN-H 气管适用于食品加工操作，但如果预计会与食品接触，则不应该使用。当需要接触时，机器设计人员可以使用 PUN-H-F 气管，如 PUN-H-F-10X1,5-BL 型号，并搭配食品级快插连接器，如 NPQR-DK-M7-Q4 型号。

PUN-H-F 气管具有与普通 PUN-H 气管相同的抗微生物和抗水解性，并且还抗扭结。它采用 FDA 认可的材料制造，通过了 FDA 21 CFR 177.2600 认证，完全符合食品安全标准，同时符合 FDA 和欧盟法规 (EC) 1935/2004 要求。NPQR 系列接头由不锈钢制成，符合 (EC) 1935/2004 标准，并通过了 NSF 169 认证（图 5）。

图 5：带有 NPQR 接头的 PUN-H-F 气管示例。（图片来源：Festo）

与标准 PUN-H 气管一样，PUN-H-F 也可以使用 NPQR 接头方便地插入和拔出，从而加快了安装和维护速度。接头内置密封腔室中的 O 型圈能有效防止泄漏。

结语

抗扭结 PUN-H 气管易于安装，并有各种尺寸和颜色可供选择。其抗水解性和抗微生物性使其非常适合用于食品加工和其他行业的自动化和机器人系统。对于需要双管的应用，Festo 提供了 PUN-H-DUO，简化了机器的设计和安装。当需要与食品接触时，设计人员可以使用 PUN-H-F 气管。

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