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各類衛生泵介紹總結

日期:2021/7/12 10:14:50

概況

食品加工主要分爲三大主要過程,即來料、半成品加工、成品。其中各個環節都或多或少的有泵的參與。其中對泵類型的要求也不盡相同。例如巧克力加工需要能夠輸送高粘度介質的泵,廢水處理需要耐磨、耐腐的泵,藥品制劑加工需要耐腐蝕性能良好的泵等等。對于不同产品制造商,不同階段所需要的泵材質也不同。

衛生泵主要用于填充、排空、配料和混合。另外,還用于從裝置設備如膜式過濾器中傳輸工藝流體。

衛生泵主要有兩種形式:離心式和容積式。

衛生泵在國外已經比較成熟,生產這類泵的有alfalaval、Bominox、CSF、SPX、Grundfos等等,  我國生產衛生泵的廠家也很多,如啤酒生產設備的廠家都生產衛生泵。

一些相關的標准

用于食品、飲料和藥品工業的泵必須滿足不同的衛生標准,這些標准規定了泵的結構材料和清潔度標准。和其他工業應用不同,用于食品和飲料工業的泵必須滿足嚴格的衛生法規。

3-A標准在美國已被廣泛執行,而且國際上也得到了認可。

在歐洲,“機械供應(安全)規範”規定了用在農業食品設備上的安全和衛生要求。

我國離心式衛生泵標准《QBT 1826-2010離心式衛生泵》。

衛生泵材料的選用

常用是奧氏體不鏽鋼(316L/304)、氟塑料、超高分子量聚乙烯,陶瓷、搪玻璃等等。對于高潔淨物料(如蒸餾水)的泵,其過流部件采用超低碳奧氏體不鏽鋼。

衛生泵用材料與普通材料不同。因爲泵用材料不僅能耐腐蝕,還需要不能滲出有害元素/物質,也不能吸收可能變質的介質。

我國對橡膠制品制訂了專門的規範。如《食品用橡膠制品衛生標准》,鋼制管材也指定了QB2003等等標准。其安全評價方法采用GB17219-1998或類似的方法。

GB17219主要是采用浸泡的方法來測定滲出物的含量。對材料的標准並不全面。比如316L通常是可以用在衛生泵中的,但是如果316L鋼板的制作沒有按照衛生級的要求來生產,完全可能滲出微量的有害元素。所以在GB16798《食品機械安全衛生》、GB12073《乳品設備安全衛生》規定不得常用焊後可能生鏽的材料,不鏽鋼應無毒性、無吸收性。也有的廠家采用了FDA、3A認證。

衛生泵的設計、生產

衛生泵的種類很多,這是由于其輸送的介質的多樣性決定的。從清潔的直飲水到牛奶、果醬。這些物料有酸性的、堿性的。有流動性好的也有很難流動的。

衛生泵主要的型式是:離心泵、凸輪泵、單螺杆泵和蠕動泵。他們的設計方法很大程度上與普通泵相同。但是又不完全相同,這裏主要以離心泵爲例簡單說明需要注意的幾點。

1、流動中無死角。在食品制作流程中,介質與泵接觸的地方。這些介質需要是流動的。在普通泵中機械密封腔往往是死角,這時候需要開敞式或錐形的密封腔。

2、焊縫表面粗糙度需要達到3.2,一般表面要達到0.8。也就是說泵體流道和葉輪流道需要進行抛光處理。普通的鑄造零件很難達到這一要求。所以離心式衛生泵一般采用沖壓焊接結構。有時候,葉輪是開式或者半開式的。

3、 符合CIP要求。大部分生產灌裝線需要在每天進行一次沖洗。將可能變質、產生細菌的殘留物沖洗掉。很多是采用清潔水進行一定時間的抽送或反沖洗。這就與前面說到的無死角相關了。在一個沖洗時間段內,介質流動較慢的部位(如密封腔的物料)應全部流出。

4、  符合COP要求。這個要求簡單的對泵解體(如後開門泵 軸承箱和轉子部件從泵體抽出)。高壓沖洗水可以直接達到需要沖洗的表面。

5、   符合SIP要求。在線消毒除采用一個滅菌的射線外,高溫水/蒸汽也是常用的。滅菌的溫度一般在121度以上。采用蒸汽滅菌的衛生泵需要能承受這一高溫(包括密封)。采用高溫水(121以上的水,那肯定需要一定壓力才能保持液態)泵需要承受高溫和一定壓力。

衛生泵的生產除了 需要 普通沖壓泵的設備外,還應該有先進的焊接和抛光設備。

離心式衛生泵

從安裝形式上有立式和臥式兩大類,根據葉輪數量可以分單級和多級兩大類。由于離心泵結構簡單、造價低廉、運轉連續且易于清洗,因此離心式衛生泵在無菌流程中應用非常廣泛。

由于葉輪浸泡在介質中,而且葉輪高速旋轉會產生較高的剪切力,會影響剪切敏感性的輸送介質。

優點:

結構簡單、耐用且容易進行現場清洗;

不會因排出閥關閉而過壓;

可以串聯以增加壓頭;

可以並聯以增加流量。

缺點:

通常不具備自吸(自吸式除外)能力;

不宜應用在粘度大于500cP的場合;

不宜處理剪切敏感性产品;

不宜處理含氣量高的流體;

揚程隨流量變化不是恒定的。

容積式衛生泵

容積式泵用于粘度過高、離心泵不能使用的場合,以及需要調節流量的場合。容積式泵具有自吸功能,並其可以處理含氣介質。但所有的容積式泵都需要壓力安全裝置,以避免在出口關閉或堵塞的情況下,對泵和系統產生損害。

優點:

結構簡單緊湊,使用可靠,壽命長,容易制造,維修方便,能自吸;

內啮合齒輪泵排出量恒定且振動很小;

可以雙向輸送;

流量隨粘度和壓力變化不大;

可輸送高粘度介質。

缺點 :

只能輸送幹淨的流體;

齒輪一旦磨損,很難修複;

不能空轉;

加工精度要求高;

齒輪承受不平衡的徑向液壓力,軸承磨損嚴重,工作壓力的提高受到限制;

外啮合齒輪泵流量脈動大,導致系統壓力脈動大,噪聲高;

會出現困液現象。

羅茨式衛生泵 , 凸輪轉子泵

羅茨泵具有兩個轉子,轉子形狀呈雙葉或三葉,轉子轉向相反,轉子間、轉子與泵殼內壁間有細小間隙而互不接觸。

凸輪泵的轉子帶有從輪毂上凸出的輪葉。根據每個轉子上的輪葉個數,凸輪泵又有單葉凸輪泵和雙葉凸輪泵之分。

優點:

可以短期內空轉,允許時間由密封的好壞決定;

可以自吸;

可以處理固體懸濁液;

具有較良好的淨正吸入壓頭(NPSH);

可以處理粘度較高的流體(與離心泵相比);

可以雙向輸送。

缺點:

由于間隙固定,所以磨損會使泵的性能下降很快;

有兩個軸及兩套相應的軸封;

吸程較低,只能在低速和低粘度的工況下運轉。

撓性葉輪衛生泵

撓性泵是屬于容積泵中轉子泵的一種,因彈性體轉子的葉片以屈撓方式運轉而得名,又稱爲撓性轉子泵、撓性葉輪泵。最早的設計可追溯到半個多世紀前,當時主要用于清理駁船的艙內油汙和積水及沖洗甲板。但因其卓越的性能及彈性體技術的發展,撓性泵越來越多地應用于各種工業領域中。 撓性泵既具有容積泵的主要特征,同時又是一種特殊的容積泵。無脈動的液流、隨出口壓力、介質粘度提高流量下降的特性和離心泵相似。在很多工業領域的應用場合中多是作爲離心泵的替代品,解決的是離心泵無法解決的問題(無法輸送的介質或無法適應的工況場合)。撓性轉子由撓性材料制成,泵殼采用非對稱形式,當轉子轉動時,轉子產生變形,使得葉片與泵殼形成的腔體容積改變,而輸送介質。

優點:

可以自吸;

抽送液體時壓力振動較小;

可雙向輸送;

可輸送含氣介質和懸濁液;

易于清洗。

缺點:

只適用于低壓工況;不適合處理具有磨粒磨損特性的流體。

螺杆衛生泵

螺杆泵依靠螺杆與螺杆(或螺杆與襯套)啮合形成的工作空間(工作腔)容積變化輸送液體。

優點:

能自吸;

排出量穩定且振動較小;

可雙向輸送;

可處理含氣液體;

可處理懸濁液;

輸送介質粘度範圍廣;

抗磨粒磨損能力強;

可較好地處理剪切敏感性流體。

缺點:

不能空轉;

泵性能對粘度變化敏感;

加工、裝配要求高。




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