איך בוחרים את משאבת המזון המתאימה ביותר?

בחברות מזון ומשקאות קשה להגיע לידי החלטות רכישה בעת התקנת ציוד חדש או שדרוג ציוד קיים. אשר למשאבות מזון, בחירת המשאבה הנכונה תמנע בזבוז של המזון המועבר ותתרום להעברה יעילה שלו תוך חיסכון מרבי בעלויות התפעול. הגורמים המשפיעים על בחירת משאבה נכונה, כלומר זו המתאימה ביותר לצרכים הספציפיים, יפורטו בהמשך.

בתחום של עיבוד מזון ומשקאות לא חסרות אפשרויות לשאיבת חומרי הגלם. האפשרויות נראות אינסופיות, החל במשאבות הבורגיות החדשות בתעשייה, דרך משאבות רוטרי ומשאבות דיאפרגמה חשמליות ופניאומטיות, וכלה במשאבות הבוכנה החזקות. קיימות אפשרויות בחירה רבות.

קצב זרימה - flow rate

קצב זרימה הוא מהירות זרימת החומר בקוטר נתון של הצנרת כדי לקבוע כמה ליטר עובר בדקה. קביעת הספיקה הנכונה חשובה מאוד בבחירת המשאבה הנכונה. משאבה עם ספיקה נמוכה מדי תעבוד קשה ותתחמם, והדבר יביא לכשל במשאבה ולהשבתת הייצור. משאבה גדולה מדי תהיה יקרה שלא לצורך.

כל המשאבות צריכות לעבוד ב-60-30 אחוז מהספיקה המרבית שלהן. הדבר מצמצם בלאי הנובע ממהירויות גבוהות ומאפשר להגדיל את קצב הזרימה בעתיד אם יעלה הצורך. כלל זה נכון לגבי המשאבות רוטרי, דיאפרגמה, בורגית וכמעט כל משאבה אחרת.

מאפייני חומר

צְמִיגוּת

צמיגות הנוזל היא המאפיין הבולט ביותר של החומר מבחינת מפעילי המשאבה. ביצועי המשאבה מבחינת הספיקה יקטינו את צמיגות החומרים. רוב המשאבות מדורגות לספיקה מרבית עם מים ב-1 סנטיספויז (CP). רוב המרכיבים של המזון סמיכים יותר ממים, והדבר מפחית את הביצועים ולפיכך מצמצם את התפוקה המרבית מ-5% ליותר מ-25%. בדרך כלל משאבות צנטריפוגליות משמשות למרכיבים בעלי צמיגות נמוכה למדי, ומשאבות כגון בוכנה, צינור ודיאפרגמה משמשות לנוזלים בעלי צמיגות גבוהה.

צמיגות החומר תשפיע על יכולתה של המשאבה לשאוב את החומר לתוכה ועל דחיפתו לקו. משאבות Lobe אינן יוצרות יניקה ממשית בכניסה ומתקשות להעביר חומרים בעלי צמיגות גבוהה. משאבות דיאפרגמה חשמליות או פנאומטיות ומשאבות peristaltic מסוגלות לינוק חומרים בעלי צמיגות גבוהה עם כוח היניקה שהן מייצרות.

אם צמיגות החומר עולה על 100,000 cP יחידות, תידרש בוכנה כדי להפעיל לחץ כלפי מטה על החומר, כדי שיידחף לתוך המשאבה בעת שאיבה ממכלים.

שְׁחִיקָה

חומר גס עלול לשחוק בקלות את מרכיבי המשאבה, במיוחד כאשר משתמשים במשאבות בסגנון צנטריפוגלי. השחיקה תגרום לעלויות תיקון ואחזקה גבוהות. חומר בעל תכולת סוכר גבוהה ישחק במהירות רכיבים לעומת חומרים אחרים.

משאבות Lobe ישתמשו לפעמים בחומרים מיוחדים ובציפויים כדי להתמודד נכון עם שחיקה מוגברת זו, אך הן עדיין יכולות להיאבק עם אטמים סיבוביים דולפים ובלאי רוטור לאורך זמן. משאבות דיאפרגמה, שאינן משתמשות באטם סיבובי או בחלקים מסתובבים, מתמודדות עם חומרים שוחקים הרבה יותר טוב ממשאבות Lobe.

גזירה

בחומרים כגון עגבניות, מילוי פשטידות, גבינות רכות, בשר ועופות, המשתמשים צריכים להיות מודעים לגזירה של החומר. משאבות דיאפרגמה, peristaltic, עדינות, ולא יעבירו את החומר הנשאב כמו משאבה צנטריפוגלית, lobe, twin screw או משאבה אחרת בסגנון סיבובי. הדבר חשוב למשתמשים שהמוצרים שלהם מושפעים מגזירה וחום, שכן זה משפיע על המוצר הסופי שמועבר על ידי המשאבה.

גודל חלקיק

על המשתמשים להיות מודעים למוצקים או לחלקיקים כלשהם בתוך החומר המועבר. מזון כגון סלסה ומילוי פירות מכילים חתיכות מזון גדולות בתוך נוזל. משאבות דיאפרגמה מותאמות במיוחד ומשאבות peristaltic נועדו להתמודד עם מוצקים בקוטר של ארבעה אינצ'ים ויותר. משאבות Rotary יכולות להתמודד עם כמה מוצקים, אך לא גדולים, ולעיתים קרובות פוגעות בחלקיקים ומפרקות את החומר בגלל הסגנון שלהן ומהירות הפעולה.

תאימות כימית

וידוא שהחומר שממנו בנויה המשאבה מתאים לתכונות החומר המועבר יאריך את חיי המשאבות. רוב המשאבות למזון בנויות מפלדת אל-חלד, ולכולן כמה אטמים אלסטיים הרגישים למזון. בעסקי הבשר והעופות, אלסטומרים רבים אינם מחזיקים מעמד בשומן ובשמן המאפיינים את המזון.

המשאבות צריכות להתאים גם לפתרונות הניקוי של המפעלים ולדרישות הניקוי: במקום (CIP) או ניקוי מחוץ למקום (COP). תקלות רבות מתרחשות כאשר חומר אלסטי במשאבה או אטם במשאבה תואמים למרכיבים של חומרי המזון אך אינם תואמים לחומרי הניקוי.

יש לבדוק את יכולת הניקוי של המשאבה ואת נהלי הניקוי של המפעל כדי לבחור במשאבה הנכונה. האם המפעל דורש משאבה שאפשר לנקות במקום? אם כן, הכיוון הוא Rotary lobe או משאבות סיבוביות אחרות. משאבות דיאפרגמה למשל ניתנות לניקוי במקום כתלות בחומר שממנו הן מיוצרות. מפעלים רבים משתמשים כעת בניקוי בקיטור במקום, כלומר כל רכיבי המשאבה חייבים לעמוד בטמפרטורות הקיטור הקיצוניות העוברות דרך המשאבות.

אישורים

האם צריך אישור של מינהל המזון והתרופות בארצות הברית - ה-FDA? רוב הציוד הנמכר לתחום המזון מצריך את אישור ה-FDA. על הציוד לעמוד בכל התקנים הנדרשים - FDA with FDA Code of Federal Regulations (CFR) Title 21.

ישנם אישורים נוספים הניתנים בהתאם למשאבה הנדרשת לתחום מסוים. כאשר מעבירים סולבנטים למשל נדרש אישור מוגן פיצוץ ATEX. יצרני מזון אירופים ידרשו את ה-EC 1935. לתחום הרפואה ולענף התרופות יידרש אישור U.S. Pharmacopoeia (USP) Class VI.

יש להביא בחשבון מספר גורמים בעת בחירת ציוד ליישומי מזון ומשקאות. חשוב להבין את דרישות הטיפול בחומר לפני בחירת המשאבה. כאשר מוכנים לבחור משאבה, יש להשתמש במנגנון בחירת המשאבות התברואתיות ובמנגנון בחירת המשאבות החשמליות.

משאבות דיאפרגמה כפולות

משאבות הדיאפרגמה הכפולה, הפניאומטית והחשמלית, של Graco למשל מתוכננות לשאוב מגוון רחב של סוגי מזון, כולל מיצי פירות מרוכזים, רטבים, משחות, עמילנים, יין, שמן ברמת מזון, ריבות וג'לי. המשאבות גמישות ואידיאליות ליישומים המצריכים קצב זרימה גבוה וניידות. תכננו אותן לשימוש קפדני ומתמשך עם תכונות של פירוק מהיר לתחזוקה, ולפיכך הן קלות לניקוי. הן מיועדות למוצרי מזון בעלי צמיגות נמוכה עד בינונית.

משאבות דיאפרגמה כפולה ניידות למזון מתאימות להעברת מזון בקצב זרימה גדול ב-25% ממשאבות רבות אחרות, וקצב הזרימה הגבוה מאפשר לעבד יותר מוצרי מזון, גם נוזלים עם צמיגות נמוכה עד בינונית. למשאבות הדיאפרגמה מבית Graco למשל מגוון רחב של אלסטומרים באיכות מזון, כולל Santoprene, PTFE ו-EPDM/PTFE מעוצבים. העיצובים משפרים את הבלאי ואת חיי הדיאפרגמה, במיוחד ביישומים שוחקים.

לגבי קצבי זרימה גבוהים, משאבות הדיאפרגמה הכפולות הסניטריות של Graco יכולות להעביר במהירות משחות, ריבות וג'לי מכלי אחסון גדולים, או לארוז מחדש נוזלים ממכל מקורי לכלי קיבול קטנים יותר. כל אזורי מגע עם הנוזלים תואמים לתקן ה-FDA.

לבטיחות מרבית, כל החומרים שבאים במגע עם נוזלים במשאבות הדיאפרגמה הכפולה הסניטריות תואמים לתקנות ה-FDA, כולל הקוד האמריקני Federal Regulations (CFR) Title 21.