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技術知識

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各類衛生泵的優缺點對比

日期:2019-12-5 10:12:30

衛生泵概況

食品加工主要分為三大主要過程,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。對于不同產品制造商,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,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 falfalava、 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。

一些相關的標準

用于食品、飲料和藥品工業的泵必須滿足不同的衛生標準,這些標準規定了泵的結構材料和清潔度標準。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標準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)規范”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準《QBT1826-2010離心式衛生泵》

GB509982014乳制品廠設計規范

GB14881-2013食品安全國家標準食品生產通用衛生規范

GB12073-1989乳品設備安全衛生

GB16798-1997食品機械安全衛生

GB227472008食品加工機械基本概念衛生要求

GB19298-2014食品安全國家標準包裝飲用水

GB50092014食品安全國家標準

GB57492006生活飲用水衛生標準

GB5750-2006生活飲用水標準檢驗方法

GB17219-1998生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標

HG2945-2011食品容器橡膠墊圈

GB4806.1-1994食品用橡膠制品衛生標準

GB4805-1994食品罐頭內壁環氧酚醛涂料衛生標準

QB2467-1999R09食品工業用不銹鋼管

GB214722008食品工業用不銹鋼彎頭和三通

QB2004-1994食品工業用帶墊圈不銹鋼卡箍襯套

QB2003-1994食品工業用不銹鋼對縫焊接管件

QB2468-1999食品工業用不銹鋼螺紋接管器

QB2681-2014食品工業用不銹鋼薄壁容器

QB1826-2010離心式衛生泵

QB3689-1999離心式飲料泵

QB4029-2010離心式無菌泵

QB16741992R09離心式和轉子式乳與乳制品泵的衛生要求

衛生泵材料的選用

常用是奧氏體不銹鋼(316L304)、氟塑料、超高分子昰聚乙烯,陶瓷、搪玻璃等等。對于高潔凈物料(如蒸餾水)的泵,其過流部件采用超低碳奧氏體不銹鋼

衛生泵用材料與普通材料不同。因為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。

我囯對橡膠制品制訂了專門的規范。如《食品用橡膠制品衛生標準》,鋼制管材也指定了QB2003等等標準。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。對材料的標準并不全面。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》規定不得常用焊后可能生銹的材料,不銹鋼應無毒性、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、單螺桿泵和蠕動泵。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,這里主要以離心泵為例簡單說明需要注意的幾點

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拋光處理。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CP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

4、符合COP要求。這個要求簡單的對泵解體(如后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SP要求。在線消毒除采用一個滅菌的射綣外,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拋光設備。

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

可以并聯以增加流量。

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產品

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,并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

內嚙合齒輪泵排出量恒走且振動很小

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

只能輸送干凈的流體;

齒輪一旦磨損,很難修復

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

外嚙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轂上凸出的輪葉。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

具有較良好的凈正吸入壓頭(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,又稱為撓性轉子泵、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

污和積水及沖洗甲板。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、隨岀口壓力、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為離心泵的替代品,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。


螺桿衛生泵

螺杄泵依靠螺杄與螺杄(或螺杄與襯套)嚙合形成的工作空間(工作腔)容積變化翰送液體。

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

輸送介質粘度范圍廣

抗磨粒磨損能力強

可較好地處理剪切敏感性流體

缺點:

泵性能對粘度變化敏感

加工、裝配要求高。


蠕動衛生泵

優點:

質只與軟管接觸,無污染

可處理含氣流體;

可輸送剪切敏感、氧化腐蝕敏感介質;

抗磨粒磨損能力強

允許流體內所含固體直徑達到管狀元件內徑40%;

無需密封和閥門管件;

精度高;

能自吸;

可空轉;

具有雙向同等流量翰送能力

無液體空運轉情況下不會對泵的任何部件造成損害;

能產生達98%的真空度

僅軟管為需要替換的部件,更換操作極為簡單。

缺點:

由于采用柔性管,承受壓力受到限制

輸送管失效會造成產品損失

泵速較低


工作時會產生脈沖流,振動較大

流量范圍比較窄。














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