انتخاب پمپ مناسب برای برنامه های غذایی و نوشیدنی می تواند تفاوت را ایجاد کند. پمپ کردن گوشت چرخ کرده، آب پرتقال و تاهین به انواع مختلفی از پمپ نیاز دارد. هر نوع پمپ دارای طراحی مکانیکی متفاوتی است که ویژگی های عملکردی خاصی به آن می دهد. در فرآوری مواد غذایی، پمپ های دنده ای به دلایل متعدد گزینه ای محبوب هستند. برای کمک به انتخاب صحیح پمپ، این مقاله به مهندسان کمک می کند تا به طور کامل بفهمند پمپ های دنده ای چگونه کار می کنند و در چه موقعیت هایی انتخاب ایده آل خواهند بود.
اجازه دهید با مروری بر پمپ های دنده ای برای کاربردهای غذا و نوشیدنی شروع کنیم.
سیالات با ویسکوزیته بالا (ضخیم به جای روان) از پمپی بهره می برند که به جای استفاده از فشار به تنهایی، به صورت مکانیکی انتقال می دهد. این عملی است که دندانهای چرخ دنده انجام میدهند، حجمی از مایع را به دام میاندازند و آن را به جلو میبرند (فرآیندی به نام جابجایی مثبت). در برخی از سبکهای دیگر پمپها، غذای چسبناک میتواند گیر کند یا بهطور ناهموار پمپاژ کند. پمپهای چرخ دنده زمانی بهترین عملکرد را دارند که مایع حاوی چربی، روغن یا گلیسیرین باشد که به مهر و موم کردن و روانسازی فضاهای بین دندانهای متحرک کمک میکند.
چرخش مداوم چرخ دنده ها یک حرکت سیال ثابت ایجاد می کند. در مقابل، برخی از پمپ های دیگر، مانند پمپ های دو دیافراگمی با هوا (AODD) (همچنین برای سیالات با ویسکوزیته بالا خوب هستند)، دارای جریان پالسی هستند.
جریان مواد را می توان با کنترل سرعت و چرخش چرخ دنده ها، از جمله حرکت در معکوس، به طور دقیق مدیریت کرد. این بدان معناست که پمپ های دنده ای برای اندازه گیری دقیق ایده آل هستند.
انحراف شفت، که می تواند به پمپ آسیب برساند، در برخی از مدل های پمپ نگران کننده است، اما پمپ دنده ای خطر انحراف شفت را از بین می برد. در نتیجه، همان پمپ میتواند طیف وسیعی از غذاهای ویسکوزیته را با سرعتهای جریان متفاوت اداره کند.
پمپ های دنده ای طراحی فشرده ای دارند که به راحتی در محیط تولید ادغام می شوند.
پمپ های دنده ای دارای طراحی بهداشتی برای ایمنی مواد غذایی و رعایت استانداردهای ایمنی مواد غذایی ضروری است. یک پمپ دنده بهداشتی از مهر و موم های مواد غذایی و چرخ دنده های تفلون استفاده می کند که خطر ورود تراشه های فلزی به جریان غذا را از بین می برد. یک پمپ بهداشتی پایه مرده یا فضای دیگری که مواد در آن جمع شوند، نخواهد داشت. غذای به دام افتاده می تواند به محل رشد باکتری ها تبدیل شود.
پمپ های دنده ای چگونه کار می کنند
پمپ های دنده ای دو طرح دارند: پمپ های دنده ای داخلی و پمپ های دنده ای خارجی. پمپ های دنده داخلی دارای یک چرخ دنده کوچک هستند که در داخل یک چرخ دنده بزرگتر که دندانه های آن به سمت داخل است می چرخد. دنده کوچک پمپ را به حرکت در می آورد و دنده بیرونی در پاسخ می چرخد. سیال از طریق دریچه ورودی وارد پمپ می شود. سیال که بین دندانه های چرخ دنده محبوس شده است به اطراف داخل محفظه پمپ منتقل می شود و از طریق درگاه خروجی تخلیه می شود. یک پمپ دنده داخلی طیف وسیعی از ویسکوزیته را کنترل می کند و به صورت خود پراینگ است. مکش بهتری نسبت به طراحی دنده خارجی ارائه می دهد و برای مایعات با ویسکوزیته بالا و حساس به برش مناسب تر است.
پمپ های دنده ای خارجی دارای دو چرخ دنده هستند که در جهت مخالف هم می چرخند. یک دنده راننده است. دنده دیگر فقط می چرخد سیال فرآیند از طریق درگاه ورودی وارد می شود و بین دندانه های چرخ دنده محبوس می شود. سپس، سیال به اطراف خارج از چرخ دنده ها منتقل شده و از طریق درگاه خروجی تخلیه می شود. این طراحی پمپ جریان و فشار بالاتری نسبت به پمپ با طراحی دنده داخلی ارائه می دهد.
در هر دو طرح، چرخ دنده ها بر روی محورهای کوتاه با بوش های اصطکاکی که چرخ دنده ها را به صورت محوری در هر طرف محکم می کنند، نصب می شوند. انتهای مرطوب پمپ توسط یک مهر و موم جدا می شود.
پمپ های دنده ای در فرآیندهای جریان کم
نرخ جریان پایین در فرآوری مواد غذایی و نوشیدنی زمانی که مواد با هم ترکیب و مخلوط می شوند، رایج است. پمپی که دقیق اندازه گیری کند ضروری است. سرعت جریان باید قابل پیش بینی باشد و حجم سیال باید قابل کنترل باشد. به عنوان مثال، اپراتورها می خواهند میزان دقیق کنسانتره هابانرو را بدانند که به طور قابل اعتمادی توزیع می شود.
یک پمپ جابجایی مثبت، مانند یک پمپ دنده، با هر حرکت دندانه های چرخ دنده، حجم ثابتی را ارائه می دهد. خروجی متناسب با سرعت چرخ دنده ها و حجم سیال در حفره دنده است. جریان به راحتی با سرعت متغیر با درجه کنترل خوب تنظیم می شود.
پمپ های دنده ای با تجهیزات توزیع کننده سروو موتور سازگار هستند. برای ارائه بازخورد و کنترل حلقه بسته می توان سنسورها یا دبی سنج ها را بر روی پمپ های دنده ای نصب کرد.
به طور معمول، یک کاربرد کم جریان نیاز به یک جریان سیال ثابت دارد که در این مورد خود پرایمینگ ضروری است. پمپهای دندهای به طور طبیعی خودآغاز میشوند. آنها مکشی ایجاد می کنند که سیال را بدون نیاز به مکانیزم های کمکی پرایمینگ به داخل پمپ می کشد.
انتخاب پمپ دنده ای برای ویسکوزیته
در مورد انتخاب پمپ بین تئوری و عمل تفاوت وجود دارد. دبی مشخص شده یک پمپ ممکن است دبی که روی خط دیده می شود نباشد، زیرا ویسکوزیته سیال فرآیند بر دبی و فشار تاثیر می گذارد. با افزایش ویسکوزیته، جریان و فشار ممکن است کاهش یابد. به همین دلیل است که تعیین یک پمپ دنده ای که بتواند ویسکوزیته مورد انتظار را برای دستیابی به دبی و فشار مطلوب تحمل کند، مهم است.
پمپهای دندهای در دسترس هستند که میتوانند تا 100000 سانتیپوایز (معیار ویسکوزیته)، تقریباً ویسکوزیته گوشت چرخکرده را تحمل کنند.
برای سیالات با ویسکوزیته کم، مانند روغن های سبک یا آب، می توان پمپ دنده ای را انتخاب کرد که فاصله نسبتاً کمی بین چرخ دنده ها و بین چرخ دنده ها و بدنه دارد. مهر و موم محکم تر به این معنی است که مایع بیشتری با پیشرفت دندانه های چرخ دنده پمپ می شود. برای سیالات با ویسکوزیته بالا مانند روغن های سنگین یا ملاس، پمپی را انتخاب کنید که فاصله بیشتری بین چرخ دنده ها و محفظه داشته باشد. این ممکن است مانع از گرفتگی پمپ شود که در نهایت به پمپ آسیب برساند.
فضای بین چرخ دنده ها و محفظه پمپ ممکن است اجازه جریان برگشتی و بای پس را بدهد که بر دقت در کاربردهای اندازه گیری تأثیر می گذارد. در کاربردهای اندازه گیری جریان کم، تلرانس های نزدیک از سوی سازنده پمپ برای
محدود کردن این اثر مهم است.
تمیز کردن پمپ دنده ای
در حالی که پمپ های مورد استفاده در فرآوری مواد غذایی ترجیحاً در محل (CIP) با گردش محلول تمیزکننده داغ تمیز می شوند، تمیز کردن اصطکاکی دستی ممکن است تنها گزینه برای غذاهای بسیار چسبناک باشد. محصول می تواند جمع شود، به خصوص در نزدیکی بوش ها. این امر مستلزم جداسازی، تمیز کردن و مونتاژ مجدد پمپ است. برخی از پمپ ها با در نظر گرفتن تمیز کردن خارج از محل (COP) طراحی شده اند. آنها به راحتی جدا می شوند، قطعات کمتری دارند و برای مونتاژ یک طرفه طراحی شده اند.
مقایسه با پمپ های لوب
پمپ های دنده ای تنها سبک پمپ مورد استفاده برای فرآوری مواد غذایی نیستند. پمپ های لوب یکی دیگر از گزینه های محبوب برای مواد چسبناک هستند. هنگام انتخاب بین پمپ های دنده ای و پمپ های لوب، مهندسان باید دقت، هزینه و تمیز کردن را در نظر بگیرند.
پمپ های لوب در مقایسه با پمپ های دنده ای حفره های بزرگتری دارند. این باعث می شود که آنها در جابجایی مواد ضخیم خوب باشند اما در اندازه گیری دقیق مایعات فرآیند چندان خوب نیستند.
پمپ های لوبی قیمت بیشتری دارند. یک پمپ دنده ای با اندازه مشابه ممکن است نیمی از قیمت یک پمپ لوب قیمت داشته باشد زیرا یک پمپ لوب از لوب های فولادی گران قیمت به جای چرخ دنده های تفلون استفاده می کند.
آیا پمپ با سیستم CIP استفاده می شود؟ چرخ دنده های مبتنی بر تفلون در پمپ دنده ای می توانند وقتی محلول تمیز کننده از 200 درجه فراتر رود متورم شوند. اگر تلرانس بین چرخ دنده و دیواره محفظه تنگ باشد، پمپ لوب ممکن است تنها گزینه باشد.
آیا سیال فرآیند ساینده است؟ لبه های فولادی بهتر از دنده های تفلون در برابر سایش مقاومت می کنند.
با یک متخصص صحبت کنید
به جز در مواردی که پمپ لوبی عملکرد بهتری دارد، پمپ دنده ای اغلب انتخاب خوبی برای کاربردهای غذایی و نوشیدنی است. پمپ های دنده ای در جابجایی مواد چسبناک برتری دارند.
آنها مایعات با ویسکوزیته پایین را نیز کنترل می کنند. آنها دقت و جریان قابل پیش بینی را ارائه می دهند. برای مشاوره انتخاب بر اساس نیازهای برنامه خاص، با یک متخصص در سازنده پمپ صحبت کنید تا مطمئن شوید که پمپ دنده ای ابزار مناسبی برای کار است.