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        技术知识

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        各类卫生泵的优缺点对比

        日期:2019/12/5 10:12:30

        卫生泵概况

        食品加工主要分为三大主要过程,即来料、半成品加工、成品。其中各个环节都或多或少的有泵的参与。其中对泵类型的要求也不尽相同。例如巧克力加工需要能够输送高粘度介质的泵

        废水处理需要耐磨、耐腐的泵,药品制剂加工需要耐腐蚀性能良好的泵等等。对于不同产品制造商,不同阶段所需要的泵材质也不同。

        卫生泵主要用于填充、排空、配料和混合。另外,还用于从装置设备如膜式过滤器中传輸工艺,卫生泵主要有两种形式:离心式和容积式。

        卫生泵在国外已经比较成熟,生产这类泵的有 falfalava、 Bominox、CSF、SPX、 Grundfos等等,我国生产卫生泵的厂家也很多,如啤酒生产设备的厂家都生产卫生泵。

        一些相关的标准

        用于食品、饮料和药品工业的泵必须满足不同的卫生标准,这些标准规定了泵的结构材料和清洁度标准。和其他工业应用不同,用于食品和饮料工业的泵必须满足严格的卫生法规。

        3-A标准在美国已被广泛执行,而且国际上也得到了认可在欧洲,“机械供应(安全)规范”规定了用在农业食品设备上的安全和卫生要求。

        我国离心式卫生泵标准《QBT1826-2010离心式卫生泵》

        GB509982014乳制品厂设计规范

        GB14881-2013食品安全国家标准食品生产通用卫生规范

        GB12073-1989乳品设备安全卫生

        GB16798-1997食品机械安全卫生

        GB227472008食品加工机械基本概念卫生要求

        GB19298-2014食品安全国家标准包装饮用水

        GB50092014食品安全国家标准

        GB57492006生活饮用水卫生标准

        GB5750-2006生活饮用水标准检验方法

        GB17219-1998生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标

        HG2945-2011食品容器橡胶垫圈

        GB4806.1-1994食品用橡胶制品卫生标准

        GB4805-1994食品罐头内壁环氧酚醛涂料卫生标准

        QB2467-1999R09食品工业用不锈钢管

        GB214722008食品工业用不锈钢弯头和三通

        QB2004-1994食品工业用带垫圈不锈钢卡箍衬套

        QB2003-1994食品工业用不锈钢对缝焊接管件

        QB2468-1999食品工业用不锈钢螺纹接管器

        QB2681-2014食品工业用不锈钢薄壁容器

        QB1826-2010离心式卫生泵

        QB3689-1999离心式饮料泵

        QB4029-2010离心式无菌泵

        QB16741992R09离心式和转子式乳与乳制品泵的卫生要求

        卫生泵材料的选用

        常用是奥氏体不锈钢(316L304)、氟塑料、超高分子昰聚乙烯,陶瓷、搪玻璃等等。对于高洁净物料(如蒸馏水)的泵,其过流部件采用超低碳奥氏体不锈钢

        卫生泵用材料与普通材料不同。因为泵用材料不仅能耐腐蚀,还需要不能渗出有害元素/物质,也不能吸收可能变质的介质。

        我囯对橡胶制品制订了专门的规范。如《食品用橡胶制品卫生标准》,钢制管材也指定了QB2003等等标准。其安全评价方法采用GB17219-1998或类似的方法

        GB17219主要是采用浸泡的方法来测定渗出物的含量。对材料的标准并不全面。比如316L通常是可以用在卫生泵中的,但是如果316L钢板的制作没有按照卫生级的要求来生产,完全可

        能渗出微量的有害元素。所以在GB16798《食品机械安全卫生》、GB12073《乳品设备安全卫生》规定不得常用焊后可能生锈的材料,不锈钢应无毒性、无吸收性。也有的厂家采用了

        FDA、3A认证。

        卫生泵的设计、生产

        卫生泵的种类很多,这是由于其输送的介质的多样性决定的。从清洁的直饮水到牛奶、果酱。这些物料有酸性的、碱性的。有流动性好的也有很难流动的。

        卫生泵主要的型式是:离心泵、凸轮泵、单螺杆泵和蠕动泵。他们的设计方法很大程度上与普通泵相同。但是又不完全相同,这里主要以离心泵为例简单说明需要注意的几点

        流动中无死角。在食品制作流程中,介质与泵接触的地方。这些介质需要是流动的。在普通泵中机械密封腔往往是死角,这时候需要开敞式或锥形的密封腔

        2、焊缝表面粗糙度需要达到3.2,一般表面要达到0.8。也就是说泵体流道和叶轮流道需要进行抛光处理。普通的铸造零件很难达到这一要求。所以离心式卫生泵一般采用冲压焊接结构。

        有时候,叶轮是开式或者半开式的。

        3、符合CP要求。大部分生产灌装线需要在每天进行一次冲洗。将可能变质、产生细菌的残留物冲洗掉。很多是采用清洁水进行抽送或反冲洗。这就与前面说到的无死角相关

        了。在一个冲洗时间段内,介质流动较慢的部位(如密封腔的物料)应全部

        4、符合COP要求。这个要求简单的对泵解体(如后开门泵轴承箱和转子部件从泵体抽出)。高压冲洗水可以直接达到需要冲洗的表面。

        5、符合SP要求。在线消毒除采用一个灭菌的射绻外,高温水/蒸汽也是常用的。灭菌的温度一般在121度以上。采用蒸汽灭菌的卫生泵需要能承受这一高温(包括密封)。采用高温水

        (121以上的水,那肯定需要一定压力才能保持液态)泵需要承受高温和一定压力,卫生泵的生产除了需要普通冲压泵的设备外,还应该有先进的焊接和抛光设备。

        离心式卫生泵

        从安装形式上有立式和卧式两大类,根据叶轮数量可以分单级和多级两大类。由于离心泵结构

        简单、造价低廉、运转连续且易于清洗,因此离心式卫生泵在无菌流程中应用非常广泛。

        由于叶轮浸泡在介质中,而且叶轮高速旋转会产生较高的剪切力,会影响剪切敏感性的输送介质

        优点

        结构简单、耐用且容易进行现场清洗

        不会因排出阀关闭而过压

        可以串联以增加压头

        可以并联以增加流量。

        缺点:

        通常不具备自吸(自吸式除外)能力

        不宜应用在粘度大于500cP的场合

        不宜处理剪切敏感性产品

        不宜处理含气量高的流体

        扬程随流量变化不是恒定的,

        容积式卫生泵

        容积式泵用于粘度过高、离心泵不能使用的场合,以及需要调节流量的场合。容积式泵具有自

        吸功能,并其可以处理含气介质。但所有的容积式泵都需要压力安全装置,以避免在出口关闭

        或堵塞的情况下,对泵和系统产生损害。

        优点:

        结构简单紧凑,使用可靠,寿命长,容易制造,维修方便,能自吸

        内啮合齿轮泵排出量恒走且振动很小

        可以双向输送

        流量随粘度和压力变化不大

        可输送高粘度介质。


        缺点

        只能输送干净的流体;

        齿轮一旦磨损,很难修复

        加工精度要求高

        齿轮承受不平衡的径向液压力,轴承磨损严重,工作压力的提高受到限制

        外啮合齿轮泵流量脉动大,导致系统压力脉动大,噪声高;

        会出现困液现象

        罗茨式卫生泵,凸轮转子泵

        罗茨泵具有两个转子,转子形状呈双叶或三叶,转子转向相反,转子间、转子与泵壳内壁间有细小间隙而互不接触。

        凸轮泵的转子带有从轮毂上凸出的轮叶。根据每个转子上的轮叶个数,凸轮泵又有单叶凸轮泵和双叶凸轮泵之分


        优点

        可以短期内空转,允许时间由密封的好坏决定

        可以自吸

        可以处理固体悬浊液

        具有较良好的净正吸入压头(NPSH)

        可以处理粘度较高的流体(与离心泵相比)

        可以双向输送。

        缺点

        由于间隙固定,所以磨损会使泵的性能下降很快;

        有两个轴及两套相应的轴封;

        吸程较低,只能在低速和低粘度的工况下运转

        挠性叶轮卫生泵

        挠性泵是属于容积泵中转子泵的一种,因弹性体转子的叶片以屈挠方式运转而得名,又称为挠性转子泵、挠性叶轮泵。最早的设计可追溯到半个多世纪前,当时主要用于清理驳船的舱内油

        污和积水及冲洗甲板。但因其卓越的性能及弹性体技术的发展,挠性泵越来越多地应用于各种业领域中。挠性泵既具有容积泵的主要特征,同时又是一种特殊的容积泵。无脉动的液

        流、随岀口压力、介质粘度提高流量下降的特性和离心泵相似。在很多工业领域的应用场合中多是作为离心泵的替代品,解决的是离心泵无法解决的问题(无法输送的介质或无法适应的工

        况场合)。挠性转子由挠性材料制成,泵壳采用非对称形式,当转子转动时,转子产生变形使得叶片与泵壳形成的腔体容积改变,而输送介质

        优点

        可以自吸

        抽送液体时压力振动较小

        可双向输送

        可输送含气介质和悬浊液

        易于清洗

        缺点

        只适用于低压工况

        不适合处理具有磨粒磨损特性的流体。


        螺杆卫生泵

        螺杄泵依靠螺杄与螺杄(或螺杄与衬套)啮合形成的工作空间(工作腔)容积变化翰送液体。

        优点:

        能自吸

        排出量稳定且振动较小

        可双向输送

        可处理含气液体

        可处理悬浊液

        输送介质粘度范围广

        抗磨粒磨损能力强

        可较好地处理剪切敏感性流体

        缺点:

        泵性能对粘度变化敏感

        加工、装配要求高。


        蠕动卫生泵

        优点:

        质只与软管接触,无污染

        可处理含气流体;

        可输送剪切敏感、氧化腐蚀敏感介质;

        抗磨粒磨损能力强

        允许流体内所含固体直径达到管状元件内径40%;

        无需密封和阀门管件;

        精度高;

        能自吸;

        可空转;

        具有双向同等流量翰送能力

        无液体空运转情况下不会对泵的任何部件造成损害;

        能产生达98%的真空度

        仅软管为需要替换的部件,更换操作极为简单。

        缺点:

        由于采用柔性管,承受压力受到限制

        输送管失效会造成产品损失

        泵速较低


        工作时会产生脉冲流,振动较大

        流量范围比较窄。














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