Sanitarny owalny przepływomierz zębnikowy ze stali nierdzewnej do dozowania CIP w przemyśle spożywczym i napojów

Zaprojektowany dla zakładów, które napełniają jogurty, śmietanki deserowe, koncentraty owocowe, syropy i oleje jadalne do opakowań, gdzie każdy gram powyżej celu stanowi bezpośrednią stratę. Ten miernik mierzy objętość, która faktycznie przepłynęła przez linię, w komorze, którą można czyścić na miejscu, udokumentować do audytu i przełączać między produktami bez ponownej kalibracji.

Sanitarny owalny przepływomierz zębnikowy ze stali 316L z przyłączami Tri-Clamp i uszczelnioną głowicą rejestrującą.

Drugi widok: higieniczna obudowa bez szczelin, bez gwintowanych kieszeni w ścieżce produktu.

Dlaczego linie napełniające przerastają pomiar przepływu pośredniego

Większość linii napełniających zaczyna od przepływomierza turbinowego lub elektromagnetycznego, ponieważ oba są tanie i znane. Oba pośrednio mierzą przepływ: turbinowy na podstawie prędkości obrotu wirnika, przepływomierz elektromagnetyczny na podstawie napięcia indukowanego w przewodzącym płynie. Pośrednie pomiary działają, dopóki produkt pozostaje identyczny. Przestają działać w momencie zmiany lepkości, temperatury lub napowietrzenia — a na linii mleczarskiej lub napojowej dzieje się to kilka razy dziennie, między produktem a środkiem czyszczącym CIP.

Konsekwencje handlowe są mierzalne. Miernik wskazujący o jeden procent za mało na kubek 200 g przy 40 000 kubków na zmianę oznacza stratę około 80 kg produktu na zmianę, czyli około 20 ton rocznie na jednej linii. Ten sam błąd w drugą stronę powoduje skargi na przepełnienie, kontrole wagi w sklepach i przeróbki w hali pakowania. Inżynierowie spędzają następnie tygodnie na tworzeniu tabel korekcji lepkości, którym nikt w pełni nie ufa.

Przepływomierz objętościowy eliminuje pośredniość. Zatrzymuje określoną objętość produktu między wirnikiem a ścianką komory i liczy, ile razy ta objętość jest napełniana i opróżniana. Zmiana lepkości wpływa na ciśnienie potrzebne do przepchnięcia produktu; nie zmienia ilości produktu mieszczącego się w komorze.

Dwa warunki pracy, mierzone obok siebie

Jak komora pomiarowa liczy produkt zamiast zgadywać

Wewnątrz komory para owalnych wirników obraca się zazębiając, napędzana jedynie ciśnieniem samego produktu. Podczas obrotu zamykają one stały półksiężyc objętości przy wlocie, przenoszą go wokół ścianki komory i uwalniają przy wylocie. Każdy obrót pary przemieszcza zatem jedną znaną ilość cieczy, niezależnie od tego, czy jest to rzadki środek zasadowy, czy śmietanka deserowa.

Nie-kontaktowy czujnik wykrywa każdy obrót i zamienia go na impulsy. Stała kalibracji, wyrażona jako impulsy na litr, jest mierzona na stanowisku grawimetrycznym i drukowana na certyfikacie. Ponieważ element pomiarowy ma stałą objętość geometryczną, stała ta nie dryfuje przy zmianie medium — jest to pojedyncza, najbardziej użyteczna właściwość na linii pracującej sześć przepisów dziennie.

Dwa wtórne efekty tej zasady mają znaczenie dla inżynierów. Po pierwsze, miernik nie wymaga rozwiniętego profilu prędkości, więc nie jest wymagany prosty odcinek przed ani za miernikiem; może on znajdować się między blokiem zaworowym a napełniarką z kolankami po obu stronach. Po drugie, ścinanie jest niskie, ponieważ wirniki obracają się wolno, z prędkością kilkuset obrotów na minutę, dlatego ta konstrukcja nadaje się do produktów, które nie mogą być uszkodzone przez pompę lub przyrząd. Tam, gdzie linii nie można otworzyć na wstawkę, zwykle tymczasowym rozwiązaniem jest przepływomierz ultradźwiękowy z obejmą, chociaż wymaga on rozwiniętego profilu prędkości i czystego, pozbawionego gazów płynu.

Cechy konstrukcyjne, które przetrwają CIP, SIP i zmiany produktu jeden po drugim

Ogólny przemysłowy przepływomierz zębaty i sanitarny różnią się w pięciu miejscach, a każde z nich jest punktem, w którym zakład spożywczy ponosi straty, jeśli go brakuje:

• Jednoczęściowa obudowa 316L o wewnętrznej powierzchni Ra 0,4 µm. Obszar kontaktu z produktem jest wystarczająco gładki, aby pozostałości nie przyczepiały się do śladów obróbki.
• Pokrywy końcowe mocowane na zaciski, bez gwintowanych kieszeni. Połączenie Tri-Clamp otwiera się jednym zaciskiem i pozostawia płaską, odpływową powierzchnię; porty gwintowane pozostawiają spiralną szczelinę, do której płyn CIP dociera najpóźniej i jest płukana pierwsza.
• Sworznie podtrzymujące wirnik poza ścieżką przepływu. Ceramiczne lub węglikowe sworznie podtrzymują wirniki bez otworów łożyskowych w strumieniu produktu, dzięki czemu nie ma studzienki, w której produkt mógłby pozostać między partiami.
• Opcje uszczelnień dopasowane do cyklu mycia. EPDM do standardowego CIP do 85 °C, PTFE lub z powłoką PTFE do SIP i płukania kwasem; oba są dostarczane z deklaracjami zgodności materiałów z FDA.
• Pełna możliwość odprowadzania wody. Zamontowana z wylotem skierowanym do góry, komora opróżnia się grawitacyjnie; przednia pokrywa otwiera się jednym zaciskiem do inspekcji wizualnej między produkcjami.

Sześć zalet, które mają znaczenie na linii napełniającej

Uwagi dotyczące doboru rozmiaru, instalacji i uruchomienia z biurka inżyniera

Dobierz miernik do najniższego przepływu, który musisz dokładnie zmierzyć, a nie do najwyższego. Komora DN25 obejmuje około 3–60 L/min; jeśli etap napełniania odbywa się z prędkością 12 L/min, a płukanie z prędkością 45 L/min, DN25 jest prawidłowy, ponieważ większa komora traci rozdzielczość dokładnie tam, gdzie partia jest kończona i liczonych jest ostatnich kilkaset mililitrów.

Zachowaj 30–50 kPa ciśnienia różnicowego na mierniku przy lepkości roboczej. Produkt odgazowany, napowietrzony lub pobrany z niskiego poziomu w zbiorniku da niski odczyt w każdym mierniku objętościowym, dlatego zainstaluj miernik tam, gdzie linia pozostaje pełna, a na odcinkach poziomych utrzymuj oś wału wirnika w poziomie, aby powietrze nie gromadziło się w komorze.

Uruchom z trójpunktową kontrolą przy rzeczywistej szybkości napełniania, zapisz jeden K-factor na przepis i ustaw kontroler partii tak, aby zamknął zawór na podstawie nastawy licznika, a nie czasu. Nasi inżynierowie przeglądają P&ID i kartę danych produktu przed wydaniem i pisemnie potwierdzają rozmiar, skład uszczelki, standard połączenia i protokół wyjściowy. Specyfikacje dla reszty rodziny znajdują się na naszej stronie z zakresem przepływomierzy objętościowych.

Układ instalacji (schemat): brak wymaganego prostego odcinka między blokiem zaworowym a napełniarką.

Przypadek zastosowania 1: Grupa mleczarska, Polska

Przypadek zastosowania 2: Budowniczy skrzynek z koncentratami napojów, Meksyk

Specyfikacje techniczne

Często zadawane pytania

Czy miernik można czyścić na miejscu bez demontażu?

Tak. Komora pomiarowa nie ma gwintowanych martwych kieszeni, powierzchnia wewnętrzna jest wykończona do Ra 0,4 µm, a obie pokrywy końcowe są w pełni odpływowe, dzięki czemu środek zasadowy CIP w temperaturze 80 °C i płukanie kwasem docierają do każdej zwilżonej powierzchni. Wirniki są podparte na ceramicznych lub węglikowych sworzniach, które tolerują wahania temperatury cyklu mycia bez zacinania się. Do pracy SIP dostarczamy uszczelki PTFE lub z powłoką PTFE o dopuszczalnej temperaturze do 140 °C. Dwie praktyczne zasady zapewniają skuteczność czyszczenia: zamontuj miernik tak, aby wylot był skierowany do góry, aby uniknąć blokad powietrznych, i utrzymuj przepływ płukania powyżej 1,5-krotności normalnej szybkości dozowania, aby komora była płukana turbulentnie, a nie strumieniem. Jeśli protokół wymaga weryfikacji, przednia pokrywa otwiera się jednym zaciskiem do inspekcji wizualnej między produkcjami.

Czy poradzi sobie z jogurtem z kawałkami owoców lub sosami zawierającymi miąższ?

Nie, i wolimy to powiedzieć przed złożeniem zamówienia. Objętościowy przepływomierz zębaty mierzy poprzez zatrzymywanie stałej objętości między wirnikiem a ścianką komory, więc cząstki większe niż około jednej dziesiątej luzu między wirnikami albo zablokują zębniki, albo przejdą przez nie zmiażdżone — a zmiażdżona cząstka zmienia zatrzymaną objętość, unieważniając odczyt. Dla czystych, jednorodnych produktów, takich jak mleko, śmietana, syrop, koncentrat, wino, olej jadalny i chemikalia CIP, konstrukcja sprawdza się najlepiej. Jeśli linia przenosi kawałki owoców, miąższ lub nasiona, trzymaj ten miernik po stronie czystych płynów procesu lub przenieś pomiar na przepływomierz masowy. Nasz zespół ds. doboru rozmiaru szczerze powie Ci, w którą stronę iść, ponieważ zablokowany miernik kosztuje więcej niż odpowiedni przyrząd.

Przepływomierz elektromagnetyczny, masowy Coriolisa czy zębaty owalny do dozowania napojów?

Te trzy technologie odpowiadają na różne pytania. Przepływomierze elektromagnetyczne wymagają przewodzącego płynu, dlatego nie nadają się do syropów, olejów jadalnych i alkoholu, a także mierzą przepływ objętościowy, który zmienia się wraz z temperaturą. Przepływomierze masowe Coriolisa mierzą masę bezpośrednio i radzą sobie z cząstkami stałymi, ale najmniejsze rozmiary kosztują kilkukrotnie więcej i wymagają instalacji wolnej od wibracji. Przepływomierze zębate owalne oferują najniższy koszt za dokładnie zmierzoną litr dla czystych, lepki lub smarnych produktów i nie wymagają prostego odcinka rury, co jest ważne w kompaktowych skrzynkach napełniających. Na typowej linii dozowania soków lub produktów mleczarskich zalecamy przepływomierz zębaty owalny dla dokładności i powtarzalności partii, z przepływomierzem masowym jako instrumentem referencyjnym do okresowej weryfikacji, a nie jako miernik roboczy.

Jakie dokumenty są dostarczane do audytów bezpieczeństwa żywności?

Każdy miernik jest dostarczany z certyfikatem materiałowym 3.1 dla obudowy 316L i zestawu wirników, certyfikatem kalibracji pięciopunktowej śledzonej do krajowego standardu objętościowego oraz protokołem próby ciśnieniowej przy 1,5-krotności ciśnienia znamionowego. Deklaracja zgodności i pełny rysunek wymiarowy są wydawane wraz z zamówieniem, co zazwyczaj jest tym, o co audytorzy i inżynierowie projektowi pytają najpierw. Dostarczamy również deklaracje składu uszczelnień dla opcji EPDM i PTFE zgodnych z FDA oraz arkusz wsparcia walidacji czyszczenia zawierający informacje o wykończeniu powierzchni, odpływności i limitach temperatury. Jeśli Twój zespół QA pracuje według określonego szablonu, prześlij go przed wysyłką, a my uzupełnimy dokumentację w Twoim formacie, a nie w naszym.

Produkty powiązane i dalsza lektura

Wybór między technologiami pomiarowymi jest zazwyczaj trudniejszą decyzją, dlatego te strony nasi inżynierowie najczęściej wysyłają klientom z branży spożywczej i napojów:

• Przepływomierze objętościowe — pełna rodzina: zębate owalne, tłokowe obrotowe, dwuwirnikowe, tłokowe posuwisto-zwrotne i wersje gazowe.
• Przepływomierz zębaty owalny ze stali nierdzewnej z uszczelką obrotową — wersja 24 V DC używana tam, gdzie szafa sterownicza zasila skrzynkę.
• Przepływomierze elektromagnetyczne — właściwy wybór dla przewodzących produktów na bazie wody, gdzie spadek ciśnienia musi pozostać minimalny.
• Przepływomierze ultradźwiękowe — weryfikacja z obejmą, gdy linii nie można otworzyć na wstawkę.
• Studium przypadku: pomiar przepływu soku w cukrowni — jak radzono sobie ze zmianami lepkości i temperatury na linii spożywczej.

Potrzebujesz sprawdzenia rozmiaru w odniesieniu do własnych danych produktu? Prześlij przepływ, lepkość i temperaturę CIP a my wrócimy z rozmiarem, składem uszczelki i K-factorem.