Insist on craftsman spirit to fabricate high-quality brewing systems

Поиск
Закройте это поле поиска.

Электронная почта

sales@micetbrewing.com

Telephone

+86-531-82979225

WhatsApp

+86 18615260186

Насосы для пивоваренной промышленности: санитарные центробежные, PD и когда использовать каждый из них

Пивоваренный насос представляет собой насос санитарного назначения, предназначенный для перекачки сусла, пива, воды или чистящих химикатов без их загрязнения. Практически все крафтовые пивоварни используют насосы двух типов: центробежные насосы для воды, сусла и промывки CIP, а также насосы прямого вытеснения для перекачки густых, деликатных или высоковязких жидкостей. Выбор зависит от расхода, напора, температуры и типа уплотнения.

оборудование для микропивоварни-2
Содержание скрыть

Чем отличается «санитарный» насос от обычного насоса из нержавеющей стали?

Корпус насоса из нержавеющей стали марки 304 или 316L является отправной точкой, а не определяющим критерием. Санитарная конструкция подразумевает, что контакты с рабочей средой можно очищать на месте и осматривать без использования специальных инструментов: отсутствие мёртвых зон, в которых скапливается осадок, отсутствие резьбовых соединений внутри зоны контакта с рабочей средой, использование эластомеров, рассчитанных на воздействие щелочей и на фактические рабочие температуры, а также корпус, из которого рабочая среда полностью сливается при остановке насоса.

Настоящий пивоваренный насос отличается от обычного насоса из нержавеющей стали двумя особенностями. Во-первых, это качество обработки поверхности внутри спиральной камеры — на полированных внутренних поверхностях не задерживаются остатки белка и хмеля, в то время как на шероховатых литых поверхностях они остаются. Во-вторых, это конструкция уплотнения, с которой начинаются практически все нарушения гигиенических норм и практически все споры по поводу гарантийных обязательств.

По сравнению с универсальными насосами из нержавеющей стали, предлагаемыми в промышленных каталогах, насосы, предназначенные для пивоваренной промышленности, жертвуют частью гидравлического КПД ради простоты очистки и способности выдерживать присутствие твердых частиц. Именно в этом и заключается их суть. Насос, КПД которого на 6 % выше, но в котором за гайкой рабочего колеса скапливаются остатки сусла, станет серьезной проблемой во время планового технического обслуживания в понедельник утром.

Центробежный или поршневой? Выбор зависит от того, что вы перекачиваете

Центробежные насосы ускоряют жидкость с помощью вращающегося рабочего колеса. Расход снижается по мере увеличения сопротивления, что делает их устойчивыми к перегрузкам: даже если закрыть клапан ниже по потоку, насос не выйдет из строя. Насосы прямого вытеснения (PD) — лопастные, с гибким рабочим колесом или мембранные — захватывают фиксированный объем за один оборот и проталкивают его вперед независимо от сопротивления. Расход остаётся примерно постоянным, а давление растёт до тех пор, пока что-либо не выйдет из строя, поэтому насосам с положительным смещением необходим канал сброса давления.

РазмерСанитарная центрифугаОбъемные насосы (лопастные/с гибким рабочим колесом)
Типичные обязанности сотрудника пивоваренного заводаПодача горячей воды в заторный чан, подача сусла в вихревую ванну, подача сусла в ферментер, подача воды для CIPСбор дрожжей, осадок и хмелевая суспензия, пиво с высокой плотностью или фруктовое пиво, дозирование
Зависимость расхода от давленияРасход уменьшается по мере увеличения напораРасход практически постоянный; давление повышается до момента срабатывания предохранительного клапана
Допуск по вязкостиНизкое — при вязкости выше примерно 200–300 сППодходит для работы с густыми суспензиями и твердыми частицами
Сдвиг на изделииБолее выраженный при полной скорости; заметно в пиве на дрожжах и с сухим хмелеваниемНизкая интенсивность при пониженной частоте вращения; щадящее воздействие на клетки и хмелевую массу
Ограничение пропускной способностиТолько со стороны нагнетания, с соблюдением мер безопасностиНи в коем случае не ограничивайте расход; требуется установка перепускного или сбросного клапана
СамовсасывающийНет (требуется всасывание с затоплением)Некоторые модели обладают самовсасывающей способностью и способны перекачивать воду на небольшую высоту
Стоимость приобретения и восстановленияНижеБолее высокие значения, а зазоры ротора необходимо периодически проверять
Типы отказов при ненадлежащем использованииКавитация, перегорание уплотнения при работе всухуюКонтакт ротора с корпусом, сброс давления, остановка двигателя

Большинство пивоваренных заводов объемом от 7 до 30 баррелей эксплуатируют две или три центрифуги, а затем добавляют один насос PD — как правило, в тот день, когда они впервые пытаются перекачать дрожжевой осадок или фруктовое пюре и становятся свидетелями того, как центрифуга впадает в кавитацию и останавливается.

Автоматизированное пивоваренное оборудование с 4 резервуарами объемом 1000 л

Техническое задание: что именно следует указать в запросе на предоставление коммерческого предложения

Данный раздел предназначен для передачи информации вашему поставщику. Шесть цифр и два материала определяют характеристики насоса.

  1. Расчетный расход. Рассчитывайте, отталкиваясь от времени перекачки, а не от каталожных данных насосов. Перекачка партии объемом 15 баррелей за 45 минут соответствует примерно 2 400 литрам за 45 минут, что составляет около 53 литров в минуту.
  2. Общий динамический напор (TDH). Статический напор от уровня жидкости до самой высокой точки в линии, а также потери на трение в шланге, фитингах, пластинчатом охладителе и клапанах. Наибольший вклад в это значение вносят пластинчатые теплообменники, о которых, как правило, забывают.
  3. Температура изделия. Рабочие условия в камере измельчения и гидромассажной камере предполагают температуру 75–100 °C. При температуре выше 80 °C изменяются как эластомер уплотнения, так и запас NPSH.
  4. Вязкость и содержание твердых частиц. Сусло с цельными шишками хмеля ведет себя совершенно не так, как фильтрованное пиво.
  5. Размер и длина всасывающего трубопровода. Наиболее распространённой причиной низкой производительности насосов на небольших пивоварнях является использование всасывающего трубопровода, диаметр которого на один размер меньше, чем диаметр впускного отверстия насоса.
  6. Тип и размер соединения. Стандартным является соединение типа «Tri-clamp»; подбирайте его в соответствии с выпускным патрубком резервуара, а не с корпусом насоса.
  7. Тип уплотнения. Одинарное механическое уплотнение для большинства условий эксплуатации; двойное уплотнение с промывкой для горячего сусла или работы в условиях воздействия абразивных веществ.
  8. Управление. Фиксированная скорость или частотно-регулируемый привод (VFD), если один и тот же насос должен выполнять как щадящие, так и интенсивные режимы работы.

Диапазоны планирования в зависимости от области применения

Используйте эти данные в качестве ориентировочных значений при обсуждении предложения, а не в качестве заказа на поставку. Фактический напор полностью зависит от конфигурации вашего трубопровода.

ЗаявкаДиапазон размеров партийОриентировочный расходОриентировочный показатель TDHРазмер портаТиповое уплотнениеСерия насосов
HLT → заторный чан (загрузка/промывка)7–15 бар40–80 л/мин10–15 мDN32–DN40 (1,5 дюйма)Одинарный механический, EPDMЦентробежный
Рециркуляция сусла (vorlauf)7–30 баррелей20–50 л/мин, с дросселированием8–12 мDN32–DN40Одинарный механический, EPDMЦентробежный, предпочтительно с частотно-регулируемым приводом
Чайник → гидромассажная ванна10–30 баррелей80–150 л/мин12–18 мDN40–DN50 (2″)Промывка или механическое воздействие при высокой температуреЦентробежный
Охладитель с проходным охлаждением через пластины15 баррелей45–60 л/мин15–22 мDN40Одинарный механический, EPDMЦентробежный
Перекачка холодного пива в брит-танк10–30 баррелей30–60 л/мин8–14 мDN40ОдномеханическийЦентробежный при пониженной частоте вращения
Дрожжевой осадок / осадоклюбой10–30 л/мин6–12 мDN40–DN50Комплект ротора с двойным уплотнением или лопастного ротораОбъемный насос
Подача и обратный контур системы CIPЕмкости объемом 10–30 баррелей100–200 л/мин15–25 мDN50Устойчивый к высоким температурам и воздействию щелочейЦентробежные (обратный трубопровод часто имеет увеличенный диаметр)

Система CIP является исключением. Очистка — это вопрос скорости, а не давления: типичная целевая скорость в обратной линии, обеспечивающая удаление загрязнений, составляет около 1,5 м/с, поэтому обратный насос часто выбирают на один размер больше, чем подающий, несмотря на то что он перекачивает ту же жидкость.

Горячая сторона: кавитация — это проблема системы водоснабжения, а не проблема насоса

Жидкость, находящаяся в состоянии, близком к кипению, мгновенно превращается в пар при падении локального давления. Внутри впускного отверстия насоса давление снижается в соответствии с конструкцией. Это и есть кавитация: образуются паровые пузырьки, которые разрушаются при ударе о рабочее колесо и создают характерный шум, напоминающий звук гравия в ведре, который знаком каждому пивовару.

Решением проблемы почти никогда не является установка насоса большей мощности. Решением является:

  • Установите насос ниже выпускного отверстия резервуара таким образом, чтобы всасывающий трубопровод был затоплен и оставался затопленным.
  • Всасывающий трубопровод должен быть коротким, прямым и иметь диаметр как минимум на один размер больше, чем диаметр нагнетательного трубопровода.
  • Полностью откройте выпускной клапан, запустите насос, а затем регулируйте подачу только на стороне нагнетания.
  • Перед запуском удалите воздух из спиральной камеры; насос, заполненный воздухом, — это насос, работающий всухую.

Работа всухую приводит к выходу из строя механических уплотнений за считанные секунды, а не минуты. Если за год дважды происходит перегорание уплотнения, причина кроется в технологическом процессе, и никакое улучшение материала уплотнительных поверхностей не поможет решить эту проблему.

«Холодная сторона»: сдвиг и кислород — это две вещи, которые невозможно отменить

В зоне нагрева ошибка приводит к снижению эффективности. В зоне охлаждения — к порче пива.

Ущерб наносится двумя механизмами. Поступление растворённого кислорода происходит везде, где насос всасывает воздух через ослабленный зажим, изношенную прокладку или частично опорожнённый шланг — впускное отверстие насоса является точкой с самым низким давлением в системе и, следовательно, наиболее вероятным местом всасывания воздуха. Сдвиговое воздействие возникает, когда рабочее колесо, вращающееся с высокой частотой вращения, многократно перемешивает пиво, содержащее дрожжи и частицы хмеля, разрушая клетки и лишая напиток аромата.

Практические меры по снижению рисков, расположенные в порядке убывания их эффективности:

  • Перед открытием клапана прочистите приемный резервуар и перекачивающий трубопровод с помощью CO₂.
  • Осуществляйте перекачку по «холодной» линии на пониженной скорости с помощью частотно-регулируемого привода (VFD), а не путем резкого ограничения потока при закрытом клапане.
  • Заменяйте прокладки в соответствии с графиком, а не по мере их износа; утечка, через которую проникает кислород, как правило, незаметна.
  • Пиво с интенсивным добавлением хмеля в сухом виде или с фруктовыми добавками следует перекачивать с помощью PD-насоса на низких оборотах.

Необычный случай, который стоит учесть при планировании: пиво с фруктовыми добавками и пиво кондитерского типа. Центробежный насос, идеально рассчитанный на сусло, заглохнет или начнёт сильно срываться при перекачке фруктового пюре с содержанием алкоголя 8 %. Пивоварни, которые через восемнадцать месяцев после открытия запускают линию по производству фруктового пива, часто сталкиваются с тем, что самое дешёвое решение — снижение скорости работы имеющегося насоса — снижает расход настолько, что перекачка занимает три часа, а пиво при этом нагревается.

Стандартная конфигурация оборудования для пивоварни объемом 10BBL

Распространенное заблуждение: «Один хороший насос способен на все»

Да, это возможно — примерно в течение года. Аргументы в пользу использования одного насоса вполне обоснованы: более низкие капитальные затраты, один комплект запасных частей, одна процедура для обучения персонала. Небольшие пивоварни объемом 3–7 BBL часто успешно работают с одним насосом.

Эти затраты проявляются в трёх аспектах. Риск нарушения санитарных норм возрастает, поскольку один и тот же насос перекачивает как кипящий сусло, так и готовое пиво, поэтому вероятность перекрёстного загрязнения полностью зависит от соблюдения режима CIP между циклами работы. Проблемы возникают при планировании, поскольку циклы вихревой ванны и CIP не могут пересекаться. Износ уплотнений ускоряется, поскольку уплотнение, рассчитанное на работу с суслом при температуре 100 °C, подвергается циклическому воздействию в условиях холодного режима с высоким риском окисления и наоборот.

Стоимость второго насоса, как правило, составляет несколько тысяч, тогда как стоимость варочного цеха исчисляется десятками тысяч. Большинство пивоваренных заводов, которые сначала обходятся без него, в любом случае приобретают его в течение двух лет — обычно после потери партии продукции, ущерб от которой превышает стоимость самого насоса.

Как компания MICET подходит к выбору насосов при создании систем

Компания MICET не выпускает отдельного каталога насосов с техническими характеристиками по конкретным моделям. Насосы включаются в коммерческое предложение в рамках общей схемы системы, их размеры рассчитываются с учетом конфигурации варочного цеха, ферментера и системы CIP, указанной на чертежах заказчика, поскольку размеры присоединительных патрубков и требуемый напор определяются трассой трубопроводов, а не самими насосами.

С нашей стороны документально подтверждено, к каким сосудам и оборудованию, работающему под давлением, подключаются насосы. Пивоварное оборудование и сосуды под давлением компании MICET прошли проверку в соответствии с Директивой 2014/68/ЕС (сертификат 3N231110).Сертификат SICS093, выданный компанией Ente Certificazione Macchine Srl 10 ноября 2023 года и действительный до 9 ноября 2028 года. Системы «под ключ», такие как наша полностью автоматизированная пивоварня объёмом 1000 л, объединяют в единый комплекс систему управления на базе ПЛК, контуры CIP и гликолевое охлаждение, причём перекачивающие контуры разрабатываются специально для этих сосудов, а не закупаются в готовом виде.

За шестнадцать лет опыта строительства варочных цехов, ферментеров и розливных линий вопросы по насосам, возникающие при вводе в эксплуатацию, почти всегда касаются геометрии всасывания и расчета размеров обратного трубопровода системы CIP — именно поэтому мы предпочитаем определять их размеры на основе чертежа схемы установки, а не исходя исключительно из технического паспорта.

Стоимость: цены на насосы и сопутствующее оборудование не публикуются. Они указываются индивидуально для каждого проекта вместе со стоимостью системы. Для справки: опубликованный компанией MICET ценовой диапазон для коммерческой пивоваренной системы минимальной производительностью 10 баррелей составляет 50 000–80 000 долларов США, а для оборудования для микропивоварни — 30 000–80 000 долларов США; насосы и оборудование для перекачки включены в стоимость этих комплектаций. Для получения информации о стоимости отдельных насосов необходимо направить запрос.

Перед отправкой запроса на предложение

Подготовьте три документа: изометрическую схему трубопроводов или, как минимум, набросок от руки с отметками вертикальных расстояний; схему самого длинного и наиболее сложного маршрута перекачки, включая пластинчатый охладитель; а также предполагаемую схему CIP с указанием объемов емкостей. Поставщик, который предлагает насос, не запросив этих данных, просто указывает каталожный номер, а не предлагает реальное решение.

В данной статье не были затронуты две темы, заслуживающие отдельного рассмотрения: выбор шлангов и фитингов (поскольку шланг неподходящего сечения может незаметно свести на нет правильно подобранный насос) и стратегия управления частотно-регулируемым приводом (ВFD), в том числе вопрос о том, следует ли применять плавный пуск при каждом режиме работы или только при перекачке с холодной стороны. Оба этих фактора настолько существенно влияют на технические характеристики насоса, что их следует уточнить до оформления заказа.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Вопрос: Какой мощности насос необходим для пивоварни объемом 15 баррелей?

Ответ: Для достижения полного охлаждения примерно за 45 минут требуется расход около 50–60 л/мин при напоре 15–22 м с использованием соединения DN40 (1,5–2 дюйма), при условии, что в линии установлен пластинчатый охладитель. Для работы гидромассажной системы требуется больший расход при аналогичном напоре. Проверьте данные с учётом фактической конфигурации трубопровода, поскольку пластинчатый теплообменник может составлять большую часть общего напора.

Вопрос: Можно ли использовать центробежный насос для сбора дрожжей?

Ответ: Он способен перекачивать жидкую суспензию, однако при сгущении дрожжевого осадка происходит сдвиг клеток, и насос начинает испытывать затруднения. Если вы планируете повторное засевание, для сохранения жизнеспособности дрожжей рекомендуется использовать насос с лопастным или гибким рабочим колесом, работающий на низких оборотах. Многие пивоварни начинают с использования центробежного насоса, а затем, когда повторное засевание становится регулярной процедурой, добавляют насос PD.

Вопрос: Почему мой насос издает стучащий звук при перекачке горячего сусла?

Ответ: Практически всегда это кавитация, вызванная недостаточным давлением всасывания. Убедитесь, что насос установлен ниже выпускного отверстия котла, что всасывающий трубопровод полностью открыт и имеет диаметр как минимум на один размер больше, чем нагнетательный, и что в спиральной камере нет воздуха. Регулируйте пропускную способность только на стороне нагнетания.

Вопрос: Должны ли насосы для пивоваренных заводов быть изготовлены из нержавеющей стали марки 316L, или допустимо использовать сталь марки 304?

Ответ: Сталь марки 304 является стандартным материалом для контакса с суслом и пивом при выполнении большинства операций в варочном цехе. Сталь марки 316L предпочтительна в условиях повышенного воздействия хлоридов, в том числе при использовании некоторых химических составов для CIP и при подаче воды из прибрежных источников, благодаря содержанию молибдена и повышенной стойкости к точечной коррозии.

Вопрос: Как часто следует заменять механические уплотнения?

0A: Универсального интервала не существует; это зависит от наработки, температурных циклов и частоты работы насоса всухую. На практике рекомендуется иметь на складе по одному запасному комплекту уплотнений на каждый насос и производить замену при первых признаках протечки, а не дожидаться полного выхода из строя. Повторные преждевременные выходы из строя указывают на проблемы с режимом всасывания или работой всухую.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Подождите! .......

Готовы ли Вы начать свой пивоваренный бизнес?

Мы являемся экспертами в области оборудования для пивоварения и предлагаем индивидуальные решения, отвечающие вашим потребностям. Независимо от того, открываете ли вы новую пивоварню или модернизируете существующее оборудование, мы готовы помочь вам.

Вот что вы получите, выбрав нас:

  1. Индивидуальные решения:

    Наша команда инженеров разработает оборудование в точном соответствии с вашими техническими требованиями, обеспечив его идеальное соответствие потребностям вашего бизнеса.

  2. Специальное предложение от « »:

    В знак благодарности за то, что вы выбрали нас, мы предлагаем эксклюзивные предложения для новых клиентов. Свяжитесь с нами прямо сейчас, чтобы узнать больше!

  3. Консультации экспертов:

    Обладая более чем 16-летним опытом работы в отрасли, мы предоставим вам профессиональные рекомендации, которые помогут вам без проблем запустить или расширить свой пивоваренный бизнес.

Примечание: Ваши данные электронной почты будут храниться в строгой конфиденциальности.