食品機(jī)械“泵”的材料及結(jié)構(gòu)如何選擇

2012-11-12

食品機(jī)械“泵”的材料及結(jié)構(gòu)如何選擇

         如何選擇現(xiàn)代食品加工裝置中泵的流體處理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員以及這些裝置的操作人員和經(jīng)理們面臨著各種與健康有關(guān)的責(zé)任，這些責(zé)任已經(jīng)超出了通常的工業(yè)產(chǎn)品制造的范圍。由于產(chǎn)品的消費(fèi)者是公眾，產(chǎn)品污染必須避免，腐蝕是不允許的，泵和管道系統(tǒng)中能夠使流體滯留和細(xì)菌滋生的裂縫和死點(diǎn)是不能接受的。
        除了材料選擇和加工過(guò)程中食品接觸面的選擇之外，食品工業(yè)還必須選擇系統(tǒng)維護(hù)時(shí)，用于輸送酸性和堿性清洗流體的管線和儲(chǔ)罐設(shè)備，以及選擇滿足各種環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的使用腐蝕性化學(xué)品進(jìn)行污水處理的設(shè)備。
      食品應(yīng)用中要求的泵，其制造材料不能與產(chǎn)品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者以任何方式影響產(chǎn)品味道、顏色和其他特點(diǎn)。非食品接觸流體設(shè)備設(shè)計(jì)因素包括減少維修和停車時(shí)間、增加產(chǎn)量和降低成本等，還有與供貨商知識(shí)和服務(wù)有關(guān)的很多難以確定的因素。
      一種用途引起另一種用途
      人們對(duì)塑料泵的興趣開始于50多年前，當(dāng)時(shí)制造了一種Vanton撓性線型螺狀旋轉(zhuǎn)泵以滿足心臟/肺手術(shù)中對(duì)泵的嚴(yán)格要求。這種原始泵獨(dú)特但簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)限制流體只接觸兩個(gè)基本部件：固體塑料泵體和粗糙的合成橡膠模制襯里。它解決了與無(wú)污染處理人體血液或者影響血液相關(guān)的兩個(gè)主要問(wèn)題。首先，它避免了金屬污染的所有危險(xiǎn)，因?yàn)榻佑|材料對(duì)血液不產(chǎn)生污染或者與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。其次，它柔和的運(yùn)動(dòng)在血液輸送過(guò)程中也不損害血液細(xì)胞。這種泵被接受的另一個(gè)原因是其結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單。它不包含閥門、密封、填料或者墊片。其拆卸清洗和再組裝簡(jiǎn)單快捷。
      此后，在化學(xué)材料制造商巨頭像杜邦、道爾、Atofina和其他化學(xué)公司的幫助下，新的領(lǐng)域被開拓了。他們?cè)陂_發(fā)用于處理腐蝕化學(xué)品：酸、堿、鹽、溶劑等的大范圍熱塑料材料上走在前列。
      前進(jìn)中的技術(shù) 泵的設(shè)計(jì)者把這些新材料結(jié)合到成本-效率泵的設(shè)計(jì)中來(lái)，滿足不斷擴(kuò)大的加工工業(yè)的需求。今天大約有150000臺(tái)這種撓性線型泵--總能力為40GPM--在美國(guó)使用，而且在歐洲大約有一倍數(shù)量的泵在使用。除了需要用這些熱塑料旋轉(zhuǎn)螺狀泵在低流速到中流速條件下來(lái)處理大范圍敏感并有腐蝕性的流體外，為了處理化學(xué)品、食品、藥品和相關(guān)工藝和工業(yè)企業(yè)所要求的更高輸送流量，對(duì)非金屬泵的要求是采用新的結(jié)構(gòu)。泵制造商們回應(yīng)了這一要求。
      熱塑料離心泵設(shè)計(jì)目前能獲得的形式有臥式和立式結(jié)構(gòu)，可用于流量達(dá)1500GPM、揚(yáng)程達(dá)400ft，在溫度為275°F或者稍高時(shí)可以連續(xù)或間斷使用。他們可以以符合ANSI工藝泵標(biāo)準(zhǔn)的型號(hào)布置，可以布置在電磁驅(qū)動(dòng)無(wú)密封機(jī)構(gòu)和自動(dòng)啟動(dòng)裝置中。立式泵有干運(yùn)行的能力，并且有獨(dú)特的分段軸結(jié)構(gòu)其允許長(zhǎng)度為50ft。所有的這些類型都可用于食品工業(yè)，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)沒有金屬組件接觸流體。
    典型應(yīng)用
    粘稠芥末和清醋
    撓性線型螺狀旋轉(zhuǎn)泵允許它處理清澈和6000SSU的粘稠流體、淤漿和有小顆粒的均勻流體。在這種裝置中，清醋以地面液位儲(chǔ)存，然后用泵打入地板上方的一個(gè)儲(chǔ)罐。然后它因重力流入配料罐，往配料罐中加芥末籽和鹽。這些混合配料排入一個(gè)攪拌/混合罐，制成的芥末產(chǎn)品被泵打入一個(gè)料斗并裝入移動(dòng)著的輸送帶上的瓶子中。
      AugustBarer&Sons公司安裝的泵要求在50PSI的壓力和粘度為5000SSU的條件下能處理的流量為10GPM。只有兩個(gè)部件接觸了腐蝕性流體。它們都是塑料。較厚部分的聚丙烯泵體的壽命是無(wú)限的，因?yàn)樗慌c食品發(fā)生反應(yīng)而且其光滑的內(nèi)部也減少了磨損。合成橡膠撓性襯里也不與食品發(fā)生反應(yīng)但是襯里皺曲會(huì)抽去產(chǎn)品的一部分，特別是流體中含有研磨粉時(shí)。該公司提供的一份服務(wù)報(bào)告說(shuō)，處理清醋的這種泵在其運(yùn)行的前20年只需要更換一次襯里。盡管處理粘稠芥末的泵要求定期并按計(jì)劃更換襯里，這種工作可以在現(xiàn)場(chǎng)用幾分鐘完成，而不需要特殊工具。
     奶制品加工及其環(huán)境       在奶制品比如牛奶、奶油、酸奶、冰淇淋、豆腐、果汁和很多甜食的生產(chǎn)中，很多用于洗滌設(shè)備的腐蝕性化學(xué)品的處理在很多方面類似于整個(gè)工業(yè)界對(duì)這些化學(xué)品的處理。排放到空氣中或者當(dāng)?shù)厮到y(tǒng)或廢水系統(tǒng)中的污物應(yīng)符合環(huán)境規(guī)范的要求，注意這一點(diǎn)也是非常重要的。這些就要求必須仔細(xì)選擇結(jié)構(gòu)和制造材料以保證這些泵能抵抗流體的腐蝕和磨蝕特性，并且這些流體在使用之后能夠被徹底排放，還要保證清洗工作結(jié)束之后不污染它們所處理的食品。
     TuscanDairies是一家美國(guó)的較大的地區(qū)奶制品加工商，要求每天的生產(chǎn)結(jié)束之后要進(jìn)行清洗。Tuscan的標(biāo)準(zhǔn)步驟要求洗滌流體處理系統(tǒng)并且拆卸、清洗、再安裝所使用的設(shè)備。這個(gè)過(guò)程因使用強(qiáng)堿和強(qiáng)酸溶液以及各種化學(xué)品在廢液流入廢水系統(tǒng)之前進(jìn)行中和而加快。撓性線型泵非常適合于把各種化學(xué)品輸送到儲(chǔ)罐并把它們從這些儲(chǔ)罐中排掉。可用于這種襯里的合成橡膠材料有7種，可用于泵體的材料有4種。
      蘇格蘭的一家現(xiàn)代乳制品廠在符合當(dāng)?shù)厮畽C(jī)構(gòu)要求方面面臨著各種問(wèn)題。這些問(wèn)題的產(chǎn)生是因?yàn)閺U水處理系統(tǒng)有稀硫酸的注入以幫助廢牛奶/廢水凝結(jié)。這對(duì)廢液pH值的調(diào)節(jié)和控制要求非常嚴(yán)格。英國(guó)的工藝設(shè)計(jì)公司Steill是這樣解決該奶制品廠的問(wèn)題的：
      -為了保證對(duì)所用的化學(xué)品腐蝕性的徹底抵制，所有接觸流體的泵組件都使用均質(zhì)聚丙烯，因?yàn)榕c它不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的pH值范圍很大。
     -對(duì)于水/牛奶和硫酸的處理，要求泵能滿足Vanton立式離心泵Sump-Gard的規(guī)定，該泵有熱塑料排水立管并有相同材質(zhì)的加強(qiáng)條。泵殼體、殼體蓋和葉輪由純聚丙烯模制而成。沉軸承包括陶質(zhì)內(nèi)套筒和Teflon或陶質(zhì)外套筒。不銹鋼軸的套筒采用相同材質(zhì),耐磨焊條。
     -對(duì)于處理過(guò)的廢液，對(duì)泵的要求是要滿足Vanton立式離心泵Sump-Gard的規(guī)定，該泵的殼體、殼體蓋、法蘭和葉輪都由均質(zhì)聚丙烯模制而成，驅(qū)動(dòng)軸承座敞開的密封區(qū)域很大以便簡(jiǎn)化維修，而且有一個(gè)可收縮的前部軸承以使軸的懸垂部分和變形降到低。