Sanitäre Mischtanks und Rührwerke für die Lebensmittelverarbeitung: Ein Leitfaden für Spezifizierer

Ein ummantelter 2.000-Liter-Tank an einer Soßenlinie versagt normalerweise an den gleichen zwei Stellen: an einem Ring aus verbranntem Produkt an der Mantelwand und an einem Schatten hinter der Ablenkplatte, den die CIP-Sprühkugel nie erreicht. Keines der beiden Probleme lässt sich durch den Einbau eines größeren Motors beheben.

Die kurze Antwort: In der Lebensmittelverarbeitung müssen ein hygienischer Mischtank und sein Rührwerk als ein System unter Berücksichtigung von vier Einschränkungen spezifiziert werden: Produktrheologie, Wärmeübertragungsleistung, Reinigbarkeit und Dichtungsintegrität. Motorleistung, Bedienelemente und Zeichnungen ergeben sich aus diesen vier. In diesem Leitfaden wird dargelegt, wie aus jeder Einschränkung eine konkrete Spezifikation wird, was in die Bestellung gehört und welche Abnahmetests Probleme erkennen, bevor der Tank auf die Beine gestellt wird.

Vier Einschränkungen bestimmen die Spezifikation

Die meisten Anfragen beginnen bei Lautstärke und Motorleistung und arbeiten rückwärts. So kommen Anlagen mit einem 22-kW-Antrieb auf einen Tank, dessen eigentliches Problem darin besteht, dass die Wandfolie ein paar Grad zu heiß läuft. Die folgende Tabelle zeigt die Arbeitsreihenfolge, die wir verwenden, wenn eine Lebensmittelanfrage eintrifft: Jede Einschränkung entfernt Optionen, bevor eine Zeichnung ausgegeben wird.

Die Viskosität ist die am häufigsten unterbewertete Einschränkung. Eine Fruchtzubereitung kann beim Abfüllen einen Wert von 300 cP und nach dem Abkühlen im selben Gefäß einen Wert von 9.000 cP aufweisen; Ein Laufrad mit der ersten Nummer wird zu Beginn der Charge verwirbelt und am Ende abgewürgt. Fragen Sie nach der Viskositätskurve über die Charge, dem Feststoffgehalt und dem größten Partikel, der intakt bleiben muss, und die Auswahl des Rührwerks ist kein Rätselraten mehr.

Sanitärdesign lebt von den Details, die Sie bei der Übergabe nicht sehen können

Produktberührende Oberflächen bestehen normalerweise aus Edelstahl 316L. 304 eignet sich für viele Molkerei- und Getränkeanwendungen, ist jedoch eine schwächere Wahl, wenn saure Produkte oder chloridhaltige Reinigungschemikalien vorhanden sind. Die Oberflächengüte wird üblicherweise mit Ra ≤ 0,8 µm für Produktkontakt spezifiziert, wobei produktberührende Schweißnähte bündig geschliffen und dokumentiert werden. Sowohl die EHEDG- als auch die 3-A-Richtlinie betrachten die Geometrie als mindestens ebenso wichtig wie die Rauheit: Eine polierte Innenecke, die die Reinigungsflüssigkeit nicht erreichen kann, ist schlimmer als eine etwas rauere Oberfläche im Strömungsweg.

Die Details, die darüber entscheiden, ob der Tank in zwanzig oder sechzig Minuten reinigt:

• Innenradien von 6 mm oder mehr an jeder Produktkontaktstelle, ohne quadratische Innenecken.
• Keine Schraubverbindungen, Überlappungsverbindungen oder Spalten innerhalb der Produktzone – nur Klemm- oder Schweißverbindungen.
• Totzweige werden auf zwei Rohrdurchmesser oder weniger beschränkt und im CIP-Rücklauf überhaupt nicht vorhanden.
• Ein Boden mit vollem Ablauf, gewölbt oder konisch, mit dem Auslass am tiefsten Punkt und ohne flachen Ring unter dem Laufrad.
• Leitbleche sind an die Schale geschweißt und nicht durch sie hindurchgeschraubt und heben sich von der Wand ab, so dass sich die Flüssigkeit hinter ihnen bewegen kann.

Keiner dieser Artikel ist für sich genommen teuer. Zusammengenommen machen sie den Unterschied zwischen einem Tank, der ein Hygieneaudit besteht, und einem Tank aus, der bei jedem Wechsel manuell gereinigt werden muss.

Passen Sie das Rührwerk an das Produkt an, nicht an das Tankvolumen

Drei Viskositätsbereiche decken die meisten Lebensmittelaufgaben ab, und jeder einzelne versagt auf seine Weise, wenn er schlecht spezifiziert ist. Die Spitzengeschwindigkeit ist in der Regel die Zahl, über die sich streiten lässt, da sie sowohl die Mischungsqualität als auch den Schaden beeinflusst, der an der scherempfindlichen Struktur entsteht.

Produkte mit niedriger Viskosität – Milch, Salzlake, Saft, Zuckersirup – erfordern einen axialen Fluss und ein großes Pumpvolumen pro Leistungseinheit. Ein dreiblättriger Propeller mit einem D/T von etwa 0,3 bis 0,4 liefert dies mit einer sanften Schersignatur, was wichtig ist, wenn das Produkt hitzeempfindliche Proteine ​​enthält.

ZPS-Dreiblattrührwerk mit niedriger Viskosität für Behälter mit Kegelboden Kegelförmiger Rührflügel mit konischem Design mit drei Flügeln, der bei der Beseitigung von toten Winkeln am Boden bei Mischaufgaben mit niedriger Viskosität hilft und mit anderen Rührwerken kombiniert werden kann. Produkt anzeigen →

Mittelviskose Produkte wie Teige, Joghurtbasis und Saucen benötigen eine Schüttbewegung in Wandnähe. Eine offene Turbine mit geneigten Schaufeln fügt eine stärkere Radialkomponente hinzu und hält die Grenzschicht in Bewegung, was genau das ist, was die Verschmutzung auf der Manteloberfläche begrenzt.

YK Dreigang-Rührwerk mit offener Turbine zum Mischen mittlerer Viskosität Offene Dreiblattturbine für mittelviskose Aufgaben, die eine axiale Zirkulation sowie eine radiale Bewegung an der Wand zum Mischen, Dispergieren, Lösen und Wärmetransfer bietet. Produkt anzeigen →

Hochviskose Produkte – Tomatenmark, Marmelade, Erdnussbutter – müssen als ganze Masse bewegt werden. Ein Anker oder Rahmen mit Wandabstreifern erneuert kontinuierlich den Film an der Wärmeübertragungsfläche; Ohne sie muss die Wandtemperatur gesenkt werden und die Chargenzeit verdoppelt sich ungefähr.

KSG Rahmenrührpaddel mit Abstreifer für hochviskose Materialien Langsam laufender Rahmenrührer mit wandmontiertem Abstreifer für hochviskose, anhaftende Materialien, der Mischen mit Wärmeübertragung kombiniert und eine Verklebung an der Behälterwand verhindert. Produkt anzeigen →

Zwischen den Bändern muss die Geometrie überprüft und nicht erraten werden. Wir laufen Computergestützte Fluiddynamik Bevor Sie Zeichnungen herausgeben, prüfen Sie zunächst das tatsächliche Tankmodell, da die Totzone in einem 6.000-Liter-Behälter mit einer außermittigen Düse nicht durch eine Faustregel vorhergesagt werden kann. Strömungsmuster, Prallblechposition und Wirbelbildung bei geringer Füllung werden auf dem Bildschirm und nicht vor Ort gelöst.

Konfigurationen ehrlich vergleichen

Konfigurationen sind abstrakt gesehen nicht besser oder schlechter; Sie sind je nach Dienst besser oder schlechter. Der folgende Vergleich spiegelt typische Anwendungsbereiche und nicht die gemessene Leistung wider. Auf diese Weise legen wir den Kompromiss mit den Kunden fest, bevor ein Angebot erstellt wird.

Die praktische Lesart: Wo häufig gewechselt wird und die Viskosität niedrig ist, gewinnt der Propeller in puncto Reinigbarkeit und Kosten. Wenn das Produkt dick ist und die Wärmeübertragung vorherrscht, gewinnt der geschabte Rahmen, auch wenn er schwieriger zu reinigen ist – und dann muss der CIP-Kreislauf darauf ausgelegt werden, mit einer speziellen Sprühkugel, einer längeren Spülung und idealerweise einem Abdeckungstest bei der Übergabe.

Wärmeübertragung, Dichtungen und Reinigung: Wo Pflanzen Zeit verlieren

Wandtemperatur, nicht Massentemperatur

Der Produktfilm an der Mantelwand ist immer heißer als der Messwert an der Schüttgutsonde. In einer stärkebasierten Soße oder einem Milchdessert beginnt in dieser Lücke das Anbrennen und die Proteindenaturierung. Ein Dimple- oder Half-Pipe-Mantel mit kontrolliertem Heizmedium sowie ein Rührwerk, das den Wandfilm in Bewegung hält, tragen mehr zur Produktqualität bei als ein größerer Wärmetauscher.

Die Wahl der Dichtung ist eine Hygieneentscheidung

Eine einzelne Gleitringdichtung mit lebensmittelechter Spülung deckt die meisten Aufgaben mit geringem Risiko ab. Wo das Produkt nicht in die Atmosphäre gelangen darf oder wo die Dichtung unterhalb des Flüssigkeitsspiegels sitzt, beseitigt eine Doppeldichtung mit Sperrflüssigkeit oder einem Magnetantrieb den Leckpfad vollständig. Geben Sie die Sperrflüssigkeit als lebensmitteltaugliches Schmiermittel mit Unfallregistrierung an und geben Sie sie im Datenblatt an, damit sie bei der Inbetriebnahme nicht ersetzt werden kann.

CIP: Geschwindigkeit, Abdeckung und Abfluss

Die Reinigung ist nicht nur eine Frage der chemischen Stärke. Eine Auslegungsregel von 1,5 m/s oder mehr in der CIP-Versorgungsleitung, ein Sprühmuster, das den Kopfraum und die Unterseite der oberen Abdeckung benetzt, und ein Abfluss, der sich vollständig entleert, sind die Grundlagen. Überprüfen Sie die Abdeckung mit einem Riboflavin-Sprühtest unter UV-Licht oder einem Spülwasser-Leitfähigkeitsprofil, anstatt durch den Mannloch zu schauen.

Was in die Bestellung gehört

Die Bestellung sollte die Punkte enthalten, über die sich im Nachhinein nur schwer streiten lässt:

1. EN 10204 3.1 Materialzertifikate für Produktkontaktplatte.
2. Ein Oberflächenrauheitsbericht für jeden angegebenen Ra-Wert mit Auflistung des Instruments und der Messpositionen.
3. Schweißkarten und Inspektionsprotokolle, einschließlich aller bodenbündigen Schweißnähte mit Produktkontakt.
4. Wellenschlag und dynamisches Gleichgewicht werden über den angegebenen Drehzahlbereich aufgezeichnet.
5. Eine genehmigte Düsenausrichtung und Versorgungsanschlusszeichnung vor Beginn der Fertigung.

Abnahmetests sind wichtiger als der Papierkram. Bei einem Werksabnahmetest bei Auslegungsfüllstand – mit Wasser und bei voller Geschwindigkeit – werden Verwirbelungen, Vibrationen, Dichtungslecks und übermäßiger Motorstrom festgestellt, während sich die Ausrüstung noch in der Werkstatt befindet. Fügen Sie einen CIP-Abdeckungstest am tatsächlichen Tank und einen Rauheitsbericht hinzu, der an vereinbarten Positionen gemessen wird. In unserem eigenen Projektarbeit im Bereich Lebensmittel und Getränke Die meisten Übergabeprobleme lassen sich auf eines von zwei Dingen zurückführen: eine Dichtungsspülung, die anders als in der Zeichnung angeschlossen ist, oder eine Sprühabdeckung, die nie überprüft wurde.

Die Herstellungsseite ist nicht gerade glamourös, aber sie ist es, die die Spezifikation zusammenhält. Unser Werk in Wuxi arbeitet nach der ISO 9001-Zertifizierung und der 5S-Praxis, und die Lebensmittel- und Pharmaabteilung arbeitet nach demselben Dokumentationsstandard wie die Chemieabteilungen – was wichtig ist, wenn das QS-Team eines Kunden fünf Jahre nach der Installation Schweißaufzeichnungen anfordert.

Auf diese Weise spezifiziert, ist ein hygienischer Mischtank kein Gefäß mehr mit einem Motor oben und wird zu einer Prozessausrüstung mit vorhersehbarem Verhalten: gleiche Mischzeit bei Charge 1 und Charge 400, ein Reinigungszyklus, der überprüft und nicht angenommen wird, und eine Dichtung, die keiner Überwachung bedarf.

Häufig gestellte Fragen