Харчові насоси - принцип роботи, класифікація

Харчовий насос використовується для перекачування рідких і напіврідких харчових продуктів. Він підходить для роботи з соками, молоком, вином, сметаною, тестом, медом.
Використання хімічно інертних матеріалів забезпечує збереження структури і якості продуктів. Використовується пристрій в харчовій, косметичній та фармакологічної промисловості.

 

 

Особливості насосного обладнання для харчових продуктів
Пристрої для перекачування харчових продуктів використовуються в харчовій сфері, фармацевтичної і косметичної промисловості. Виходячи з цього, основною вимогою до таких насосів є безпека для людини в плані впливу механізмів на перекачується продукт.

 

Тому велика частина насосного обладнання для продуктів харчування виконана з нержавіючої сталі та спеціальної гуми, склад якої схвалений Міністерством охорони здоров'я.
Класифікація та принцип дії харчових насосів
Існує кілька типів насоса для харчових рідин, які відрізняються один від одного пристроєм робочого органу і принципом дії. Серед основних типів, виділяються:
• плунжерні або поршневі;
• роторні (кулачкові);
• відцентрові;
• мембранні;
• шнекові;
• шестерний.

 

Плунжерний харчової насос
Плунжерні насоси являють собою корпус (циліндричний), всередині якого рухається плоский поршень або циліндричний поршень. Рухається робочий орган всередині спеціальної камери. У нижній і у верхній частині камери розташовуються зворотні клапани. Під час руху поршня вгору утворюється вакуум внизу камери. За рахунок цього втягується рідина через нижній клапан. Далі поршень йде вниз, вода під тиском проходить через верхній клапан і потрапляє у верхню частину камери. При наступному русі вгору, робочий орган виштовхує рідину в патрубок випуску.

 

Такі пристрої бувають горизонтально і вертикально орієнтовані. Також можуть відрізнятися різною кількістю поршнів і робочих камер, за рахунок чого змінюється потужність, плавність подачі рідини і стабільність пристрою.
Основними плюсами технології є низький рівень шуму і високий показник напору. ККД пристрою становить від 50 до 70 відсотків. Крім того, насос не залежить від ступеня подачі рідини і працює з будь-яким її кількістю.

 

Роторний харчової насос
Цей тип насосного обладнання також називають харчовими кулачковими насосами. За принципом дії кулачковий тип насосних установок схожий з плунжерними варіантами. Різниця полягає в тому, що в поршневих установках рідина перекачується за допомогою тиску поршня. У кулачкових (роторних) пристроях тиск на рідину забезпечують два ротори з кущ формою.
Ротори стикаються таким чином, що в процесі руху, вони утворюють між собою тимчасові робочі камери. Рідина з вхідної трубки потрапляє в створену робочу камеру, після чого колеса починають рух. Як результат, робоча камера зменшується і при цьому відкривається шлях до випускний трубці. Робоча рідина під тиском виштовхується в цю трубку.

 

Кулачковий тип приладів забезпечує більш рівномірну подачу, ніж плунжерні установки. Крім того, пристрій відрізняється підвищеною швидкістю роботи, що забезпечує більшу продуктивність. Що стосується недоліків, то тут слід виділити обов'язкова вимога насоса до робочої рідини - мінімальний відсоток твердих частинок. В іншому випадку порушується герметичність стиків робочих органів, і насос втрачає якість роботи.

 

відцентровий тип
Насоси відцентрові, як правило, мають досить великі габарити. Це найпопулярніший тип харчових насосних пристроїв. Вони відрізняються простотою конструкції і високою продуктивністю. Складається пристрій з циліндричного корпусу, всередині якого розміщується один або кілька гвинтів з широкими лопастями. Приводяться в рух лопаті електромотором. Рідкий продукт потрапляє всередину механізму, де лопаті починають розганяти його по колу. Прискорення рідини зраджує відцентрова сила.
Після того, як продукт досить прискорюється, він потрапляє в равлика, розташовану на передній частині циліндра. Кінетичної енергії продукту вистачає для того, щоб створити напір в випускний трубці і подати рідина на необхідну відстань.

 

 

Насоси відцентрового типу відрізняються:
• стабільністю подачі;
• високим напором (в багатоступеневих варіантах);
• простотою конструкції і, при необхідності, легкістю заміни комплектуючих;
• низьким рівнем шуму при роботі.

 

До недоліків такого типу пристроїв відноситься необхідність заливати продукти самостійно в моделях зі стандартною подачею. Крім того, одноступінчасті моделі забезпечують невеликий напір, для збільшення якого необхідно посилювати конструкцію. 

 

Найбільш популярним прикладом цього типу є харчові насоси ОНЦ. Такий агрегат завдяки своїй конструкції, дозволяє працювати як з в'язкими, так і з рідкими матеріалами. При цьому температурний діапазон речовини становить -40 - + 140 градусів. При цьому на них встановлюється мотор з частотою обертання - 1000-1500 оборотів в хвилину, що забезпечує високу продуктивність.
Мембранний тип пристроїв

 

Харчовий насос мембранного типу складається з корпусу, в якому роль робочого органу виконують дві пластичні перетинки. Ці перетинки згинаються під дією рідини, важільного механізму або пневматичного тиску. Перша мембрана, згинаючись, всмоктує рідка речовина з впускний трубки. Воно просувається в робочу камеру, де розташовується друга мембрана. Вона, навпаки, згинається так, що видавлює рідина далі в випускну трубку і далі по трубопроводу.

 

Мембранні пристрої здатні працювати з рідкими речовинами, в яких відсоток твердих частинок досягає позначки 90. При цьому, можлива тривала робота на суху, так як насос не має тертьових елементів, які пошкоджуються при холостому ході. Це також виключає необхідність змащувати робочі органи.
Що стосується негативних моментів, то сюди відноситься швидкий знос мембрани. Вона складається з досить крихких матеріалів, які під дією постійної деформації швидко стираються. Це, в свою чергу, веде до виходу з ладу інших елементів механізму. Тому перевіряти стан прокладок слід при кожному чищенні.

 

Шнековий харчової насос
Електронасос цього типу складається з довгастого циліндричного корпусу, усередині якого розташовується статор з еластичного матеріалу (наприклад, гуми) і сталевого гвинта. При попаданні рідини всередину робочої камери, гвинт починає обертатися. Вдавлюючи стінки статора, він утворює замкнуті простору, в яких вода переміщується по всій довжині корпусу до випускний трубки.
Завдяки простій конструкції, в таких апаратах легко підтримується високий тиск до 30 Бар. Крім того, подача речовини відрізняється плавністю і стабільністю, що дозволяє максимально зберегти структуру, що перекачується.

 

При експлуатації пристрій не відтворює шуму.
У плані загальної продуктивності, рівень влаштування тут нижче, ніж в відцентровому або плунжерним типі.
Шестеренчатий насосний апарат
Як уже випливає з назви, шестерінчастий насос діє на основі руху шестерних коліс. Під час руху шестерень утворюється зона з розрядженим тиском. У неї під дією вакуумної тяги всмоктується рідина з впускного каналу. Далі, продукт потрапляє на рухомі зубці шестерень і транспортується в верхню частину камери. З накопиченням рідини утворюється високий тиск, який просуває її далі до випускного каналу.

 

Рідка речовина в процесі роботи також грає роль мастила. Воно запобігає знос шестерень, а також забезпечує їх охолодження.
До основних плюсів такого механізму насосного апарату відносяться:
• висока зносостійкість пристрою за рахунок використання рідкого мастила;
• високий коефіцієнт корисної дії - 90% і вище;
• можливість роботи з в'язкими продуктами і рідкої масою з високим вмістом твердих частинок;
• невелика вага і розміри.

 

До мінусів технології відносяться:
• висока чутливість до гарячої рідини (підсилює знос деталей);
• пульсуюча подача.

 

 

Прикладом шнекового типу насосних апаратів є пристрої MARINA 12V і MARINA 24V від компанії Rover. Апарат зроблений з неіржавіючої сталі і обладнаний герметизирующими прокладками для уникнення контакту продуктів з мастильними матеріалами механізмів. Пристрої забезпечують подачу в 25 л за хвилину. Максимальний напір подачі - 3 метри. Обладнані установки потужним двигуном з 3000 оборотів в хвилину.