Sanitaire mengtanks en roerwerken voor voedselverwerking: een handleiding voor specificaties

Een tank van 2.000 liter op een sauslijn faalt meestal op dezelfde twee plaatsen: een ring van verschroeid product op de mantelwand en een schaduw achter het schot die de CIP-spuitbal nooit bereikt. Geen van beide problemen wordt opgelost door een grotere motor te plaatsen.

Het korte antwoord: in de voedselverwerking moeten een sanitaire mengtank en zijn roerder worden gespecificeerd als één systeem tegen vier beperkingen: productreologie, warmteoverdrachtsplicht, reinigbaarheid en integriteit van de afdichting. Motorvermogen, bedieningselementen en tekeningen volgen allemaal uit deze vier. In deze gids wordt uiteengezet hoe elke beperking uitmondt in een concrete specificatie, wat er in de inkooporder thuishoort en welke acceptatietests problemen opsporen voordat de tank op de been wordt gezet.

Vier beperkingen bepalen de specificatie

De meeste vragen gaan uit van volume en motorvermogen en werken achteruit. Zo eindigen planten met een aandrijving van 22 kW op een tank, waarvan het echte probleem een ​​muurfilm is die een paar graden te warm wordt. De onderstaande tabel geeft de werkvolgorde weer die we gebruiken als er een voedselaanvraag binnenkomt: elke beperking verwijdert opties voordat een tekening wordt uitgegeven.

Viscositeit is de beperking die het vaakst ondergespecificeerd is. Een fruitpreparaat kan bij het vullen 300 cP en na afkoeling in hetzelfde vat 9.000 cP zijn; een waaier met de grootte van het eerste getal zal aan het begin van de batch wervelen en aan het einde afslaan. Vraag naar de viscositeitscurve voor de batch, het gehalte aan vaste stoffen en het grootste deeltje dat intact moet blijven, en de keuze van de roerder is geen giswerk meer.

Sanitairontwerp zit in de details die u bij de overdracht niet kunt zien

Productcontactoppervlakken zijn normaal gesproken van 316L roestvrij staal. 304 is bruikbaar voor veel zuivel- en drankentaken, maar is een zwakkere keuze als zure producten of chloridehoudende reinigingsmiddelen aanwezig zijn. De oppervlakteafwerking wordt doorgaans gespecificeerd op Ra ≤ 0,8 µm voor productcontact, waarbij de productcontactlassen vlak geslepen en gedocumenteerd zijn. EHEDG- en 3-A-richtlijnen beschouwen geometrie beide als minstens zo belangrijk als ruwheid: een gepolijste interne hoek waar de reinigingsvloeistof niet kan bereiken is erger dan een iets ruwer oppervlak dat in het stromingspad zit.

De details die bepalen of de tank in twintig minuten of zestig minuten wordt schoongemaakt:

• Interne radiussen van 6 mm of meer bij elke verbinding met productcontact, zonder vierkante interne hoeken.
• Geen schroefdraadbevestigingen, overlappende verbindingen of spleten binnen de productzone; alleen klem- of lasverbindingen.
• Dode benen bleven beperkt tot twee pijpdiameters of minder, en helemaal geen bij de CIP-retour.
• Een bodem met volledige afvoer, bolvormig of conisch, met de uitlaat op het laagste punt en geen platte ringvormige ring onder de waaier.
• Schotten die aan de schaal zijn gelast in plaats van erdoorheen te worden geschroefd, en die de muur afsteken zodat vloeistof erachter beweegt.

Geen van deze artikelen is op zichzelf duur. Samen vormen ze het verschil tussen een tank die een hygiëne-audit doorstaat en een tank die bij elke wisseling handmatig moet worden geschrobd.

Stem het roerwerk af op het product, niet op het tankvolume

Drie viscositeitsbereiken dekken de meeste voedselbelastingen, en elk faalt op zijn eigen manier als het slecht wordt gespecificeerd. Tipsnelheid is meestal het getal dat de moeite waard is om over te discussiëren, omdat het zowel de mengkwaliteit als de schade aan de schuifgevoelige structuur bepaalt.

Toepassingen met een lage viscositeit – melk, pekel, sap, suikerstroop – hebben een axiale stroming en een groot verpompt volume per eenheid vermogen nodig. Een driebladige propeller met een D/T van grofweg 0,3 tot 0,4 levert dat met een zachte afschuifsignatuur, wat van belang is wanneer het product warmtegevoelige eiwitten bevat.

ZPS-roerwerk met drie bladen en lage viscositeit voor tanks met kegelbodem Peddel met kegelvormige bodem en een taps toelopend ontwerp met drie bladen dat blinde vlekken aan de onderkant helpt elimineren bij mengtaken met lage viscositeit en kan worden gecombineerd met andere roerwerken. Bekijk Product →

Producten met een gemiddelde viscositeit, zoals beslag, yoghurtbasis en sauzen, hebben bulkbeweging dicht bij de muur nodig. Een open turbine met schuine schoepen voegt een sterkere radiale component toe en houdt de grenslaag in beweging, wat precies is wat vervuiling op het manteloppervlak beperkt.

YK Open Turbine-roerwerk met drie pitches voor mengen met gemiddelde viscositeit Open driebladige turbine voor toepassingen met gemiddelde viscositeit, met axiale circulatie plus radiale beweging aan de wand voor mengen, dispergeren, oplossen en warmteoverdracht. Bekijk Product →

Producten met een hoge viscositeit – tomatenpuree, jam, pindakaas – moeten in hun geheel worden verplaatst. Een anker of frame met muurschrapers vernieuwt voortdurend de film op het warmteoverdrachtsoppervlak; zonder dit moet de wandtemperatuur worden verlaagd en wordt de batchtijd ruwweg verdubbeld.

KSG Frame roerstaaf met schraper voor hoogviskeuze materialen Frameroerwerk met lage snelheid en aan de muur gemonteerde schraper voor hoogviskeuze, hechtende materialen, waarbij mengen wordt gecombineerd met warmteoverdracht en antihechting aan de tankwand. Bekijk Product →

Tussen de banden moet de geometrie worden gecontroleerd in plaats van geraden. Wij rennen computationele vloeistofdynamica op het daadwerkelijke tankmodel alvorens tekeningen uit te geven, omdat de dode zone in een vat van 6.000 liter met een excentrisch mondstuk niet iets is wat een vuistregel voorspelt. Stromingspatroon, positie van het keerschot en vortexen bij lage vulling worden op het scherm opgelost, niet ter plaatse.

Configuraties eerlijk vergelijken

Configuraties zijn in abstracto niet beter of slechter; ze zijn beter of slechter per plicht. De onderstaande vergelijking weerspiegelt typische toepassingsbereiken in plaats van gemeten prestaties, en is hoe we de afweging met klanten vormgeven voordat een offerte wordt uitgebracht.

De praktijk: waar er vaak wordt gewisseld en de viscositeit laag is, wint de propeller het op het gebied van reinigbaarheid en kosten. Waar het product dik is en de warmteoverdracht domineert, wint het geschraapte frame, ook al is het moeilijker schoon te maken – en dan moet het CIP-circuit eromheen worden ontworpen, met een speciale sproeibal, een langere spoelbeurt en, idealiter, een dekkingstest bij de overdracht.

Warmteoverdracht, afdichtingen en reiniging: waar planten tijd verliezen

Wandtemperatuur, niet bulktemperatuur

De productfilm aan de mantelwand is altijd heter dan de waarde op de bulksonde. In een saus op basis van zetmeel of een zuiveldessert begint het verschroeiende eiwit en de denaturatie van eiwitten in dat gat. Een dimple- of halfpipe-mantel met gecontroleerd verwarmingsmedium, plus een roerwerk dat de wandfilm in beweging houdt, doet meer voor de productkwaliteit dan een grotere warmtewisselaar.

De keuze van de zeehonden is een hygiënebeslissing

Eén enkele mechanische afdichting met een spoeling van voedingskwaliteit dekt de meeste taken met een laag risico. Waar het product geen atmosfeer mag zien, of waar de afdichting onder het vloeistofniveau zit, elimineert een dubbele afdichting met spervloeistof of een magnetische aandrijving het lektraject volledig. Specificeer de spervloeistof als een voedselveilig smeermiddel met registratie van incidenteel contact en vermeld dit op het gegevensblad, zodat het bij de inbedrijfstelling niet kan worden vervangen.

CIP: snelheid, dekking en afvoer

Reinigen is niet alleen een kwestie van chemische sterkte. Een ontwerpregel van 1,5 m/s of meer in de CIP-toevoerleiding, een sproeipatroon dat de hoofdruimte en de onderkant van de bovenkap nat maakt, en een afvoer die volledig leegloopt, vormen de basis. Controleer de dekking met een riboflavine-sproeitest onder UV-licht of een geleidbaarheidsprofiel van spoelwater, in plaats van door de mangat te kijken.

Wat hoort er in de inkooporder

De bestelling moet de items bevatten waarover achteraf moeilijk te discussiëren is:

1. EN 10204 3.1 materiaalcertificaten voor productcontactplaat.
2. Een oppervlakteruwheidsrapport voor elke gespecificeerde Ra-waarde, met vermelding van het instrument en de meetposities.
3. Laskaarten en inspectiegegevens, inclusief eventuele lassen die in contact komen met de grond.
4. Asslingering en dynamische balans registreren over het gespecificeerde snelheidsbereik.
5. Een goedgekeurde spuitmondoriëntatie en tekening van de nutsaansluiting voordat de fabricage begint.

Acceptatietests zijn belangrijker dan het papierwerk. Een fabrieksacceptatietest op het ontwerpvulniveau (met water, op volle snelheid) brengt vortexen, trillingen, lekkage van afdichtingen en overmatige motorstroom aan het licht terwijl de apparatuur zich nog in de werkplaats bevindt. Voeg een CIP-dekkingstest toe op de daadwerkelijke tank en een ruwheidsrapport gemeten op afgesproken posities. In het onze projectwerk op het gebied van eten en drinken , de meeste problemen met de overdracht zijn terug te voeren op twee dingen: een afdichtingsspoeling die anders is aangesloten dan op de tekening, of een spuitdekking die nooit is geverifieerd.

De productiekant is niet glamoureus, maar het is wat de specificatie bij elkaar houdt. Onze Wuxi-fabriek werkt onder ISO 9001-certificering en 5S-praktijken, en de voedings- en farmaceutische divisie werkt volgens dezelfde documentatiestandaard als de chemische divisies - wat van belang is als het QA-team van een klant vijf jaar na de installatie om lasgegevens vraagt.

Op deze manier gespecificeerd, is een sanitaire mengtank niet langer een vat met een motor erop, maar wordt hij procesapparatuur met voorspelbaar gedrag: dezelfde mengtijd bij batch 1 en batch 400, een reinigingscyclus die wordt geverifieerd in plaats van aangenomen, en een afdichting die niet in de gaten hoeft te worden gehouden.

Veelgestelde vragen