Maistiniai siurbliai: tipai, parinkimas ir pagrindiniai reikalavimai

 

Kas yra maistinis siurblys?

Siurbliai naudojami įvairiose pramonės šakose, tačiau reikalavimai jiems gali ženkliai skirtis priklausomai nuo transportuojamos terpės. Akivaizdu, kad siurblys, skirtas dyzelinui, grietinei ar rūgščiai, turi skirtingus konstrukcinius ir higieninius reikalavimus.

Kartais kyla klausimų, ar vienu siurbliu galima transportuoti skirtingas medžiagas, pavyzdžiui, bitumą ir melasą ar dyzelinį kurą ir sultis. Nors techniškai kai kuriais atvejais tai įmanoma, praktikoje – ypač maisto pramonėje – tai yra netinkama dėl higienos, saugos ir produkto kokybės reikalavimų.

Didžioji dalis maisto produktų gamybos procese yra transportuojami siurbliais: tešla, pienas, sultys, alus, vynas, jogurtas, medus, grietinė, padažai, kremai, sriubos ir kt.

Pagrindinis maistinių siurblių išskirtinumas – visos su produktu besiliečiančios dalys turi būti pagamintos iš maistui tinkamų, higieniškų ir lengvai valomų medžiagų.

Dažniausiai siurblių gamyboje naudojamos medžiagos:

• nerūdijantis plienas (AISI 304, AISI 316, AISI 316L arba analogai)
• specialūs plastikai
• sertifikuoti elastomerai

Maistinis siurblys – tai specializuotas įrenginys, skirtas maisto produktų transportavimui, kurio konstrukcija užtikrina, kad produktas nebus užterštas, nebus pažeista jo struktūra, o pati įranga yra atspari korozijai ir pritaikyta intensyviam plovimui bei dezinfekcijai. Tai yra esminis kriterijus, leidžiantis siurblį priskirti maisto pramonei.

 

Pagrindiniai maistinių siurblių tipai

Išcentriniai siurbliai

Plačiausiai naudojami maisto pramonėje.

Skirti:

• švariems
• mažo klampumo skysčiams (paprastai iki ~100–150 mPa·s, priklausomai nuo konstrukcijos gali būti iki ~200 mPa·s, tačiau efektyvumas ženkliai mažėja)

Tinka:

• vandeniui
• pienui
• sultims
• alui
• vynui

✔️ Privalumai:

• didelis našumas
• paprasta konstrukcija
• palyginti maža kaina

Lanksčios sparnuotės siurbliai

Naudojami mažo ir vidutinio klampumo produktams.

Savybės:

• geros savaiminio įsiurbimo charakteristikos
• paprastas aptarnavimas
• lengvas išardymas valymui
• keičiamos elastinės darbinės dalys
• tačiau jie yra jautrūs sukimuisi be skysčio (darbas sausos eigos sąlygomis greitai sugadina guminę sparnuotę)
• ribotas atsparumas temperatūrai ir chemijai

❌ Netinka terpėms su kietosiomis/abrazyvinėmis dalelėmis

Membraniniai siurbliai

Veikia membranos deformacijos principu. Tačiau reikia atsižvelgti į pulsacinį srautą, kuris gali būti nepageidaujamas procesuose (tam naudojami slopintuvai).

✔️ Privalumai:

• srauto zonoje nėra besitrinančių mechaninių dalių
• gali dirbti „sausai“
• geros savaiminio įsiurbimo savybės
• tinkami labai klampioms terpėms su kietosiomis dalelėmis, tačiau didėjant klampumui našumas ženkliai mažėja ir efektyvumas krenta.

Dažniausiai:

• pneumatiniai (varomi suslėgtu oru)
• rečiau – elektriniai

Sraigtiniai/sliekiniai (ekscentrinio sraigto) siurbliai

Optimalus pasirinkimas klampiems ir labai klampiems produktams.

Naudojami:

• pastoms
• kremams
• mėsos faršui
• sirupams
• tirštiems mišiniams

✔️ Privalumas: tolygus srautas ir švelnus transportavimas.

Krumpliaratiniai siurbliai

Skirti:

• mažo iki didelio klampumo skysčiams (ypač efektyvūs klampiems, homogeniškiems produktams)

• ypač:

  • šokoladas
  • sirupai
  • aliejai
  • melasa

Tipai:

• su išoriniu dantračių sukibimu
• su vidiniu sukibimu (tinka klampesniems produktams). Maisto pramonėje krumpliaratiniai siurbliai (ypač su vidiniu sukibimu, pasižymintys dideliu slėgio generavimu) dažnai naudojami būtent labai klampiems skysčiams, kurie yra „švarūs“ (pvz., šokoladas, aliejus, sirupas).

⚠️ Šlyties poveikis gali pažeisti jautrius produktus, todėl netinka jautriems produktams

❌ Netinka skysčiams su kietosiomis/abrazyvinėmis dalelėmis

Rotoriniai (kumšteliniai) siurbliai

Skirti švelniam, produkto struktūros nepažeidžiančiam transportavimui.

Savaiminio įsiurbimo galimybės ribotos (gali būti savaiminio įsiurbimo, tačiau savybės labai priklauso nuo konstrukcijos ir tarpų)

Tinka:

• jogurtams su priedais
• džemams
• riebalams
• mėsos faršui
• padažams
• produktams su dalelėmis (vaisiais, riešutais)

Peristaltiniai siurbliai

Naudojami:

• jautriems produktams
• dozavimui
• kai reikalingas visiškas atskyrimas nuo mechaninių dalių

✔️ Privalumai:

• nėra kontakto su siurblio mechanika
• labai geras dozavimas
• gali dirbti „sausai“

Minusas: darbinė žarna yra eksploatacinė dalis ir periodiškai keičiama

 

Kaip pasirinkti tinkamą maistinį siurblį?

Tinkamo siurblio parinkimas priklauso nuo kelių pagrindinių parametrų. Praktikoje dažniausiai vadovaujamasi šia logika:

Pagal terpės savybes:

• Mažo klampumo skysčiai (vanduo, pienas, sultys) → išcentriniai siurbliai
• Vidutinio klampumo skysčiai → lanksčios sparnuotės arba krumpliaratiniai siurbliai
• Didelio klampumo produktai (medus, sirupai, pastos) → sraigtiniai siurbliai
• Produktai su kietosiomis dalelėmis → rotoriniai (kumšteliniai) arba membraniniai siurbliai
• Jautrūs produktai (pvz., jogurtas su priedais) → kumšteliniai siurbliai

Papildomi kriterijai:

• reikia savaiminio įsiurbimo → lanksčios sparnuotės arba membraniniai
• reikalingas tikslus dozavimas → krumpliaratiniai, sraigtiniai arba peristaltiniai

Ši logika yra orientacinė – galutinis pasirinkimas visada priklauso nuo konkrečių darbo sąlygų.

Praktiniai pavyzdžiai:

• pienui → išcentrinis siurblys
• medui → sraigtinis siurblys
• jogurtui su vaisiais → kumštelinis siurblys

Dauguma maistinių siurblių (išskyrus išcentrinius) yra tūrinio tipo, todėl jų našumas reguliuojamas keičiant variklio apsukas (dažnio keitikliu), o ne uždarant sklendę. Tai svarbu, nes uždarius sklendę tūriniame siurblyje, tai gali labai greitai sukelti slėgio šuolį ir mechaninį pažeidimą (būtini apsauginiai vožtuvai).

 

Medžiagos

Metalai

Pagrindinė medžiaga – nerūdijantis plienas:

• AISI 304
• AISI 316
• AISI 316L ir analogai

✔️ Privalumai:

• atsparumas korozijai
• atsparumas rūgštims ir šarmams
• ilgaamžiškumas
• tinkamumas CIP plovimui

Tam tikrais atvejais gali būti naudojami:

• žalvaris (ribotai). Maisto pramonės pagrindinėse linijose žalvaris praktiškai nenaudojamas (dėl švino rizikos ir reakcijos su rūgštimis). Naudojamas tik pagalbinėms sistemoms (pvz., vandens tiekimui į aušinimo gaubtus).
• ketus (tik ne maisto kontaktui, naudojamas pagalbinėse dalyse)

Plastikai ir elastomerai

Naudojami sandarikliuose ir darbinėse dalyse.

Dažniausios medžiagos:

• EPDM – tinkamas maisto produktams ir šarminėms terpėms (geriau tinka karštiems procesams)
• NBR – riebalams ir aliejams (geriau tinka produktams, pasižymintiems tepimo savybėmis)
• PTFE – chemiškai agresyvioms terpėms
• FKM (Viton) – aukštesnėms temperatūroms

Svarbu: visos medžiagos turi turėti maistinius sertifikatus (FDA, EC).

Sandarinimai

Siurbliuose naudojami skirtingi sandarinimo tipai:

• mechaniniai sandarikliai (viengubi arba dvigubi)
• riebokšliai nenaudojami (praktikoje nenaudojami higieninėse zonose, nes tai yra bakterijų kaupimosi židinys)

Dvigubi sandarikliai naudojami:

• aukštos higienos reikalavimams
• agresyvesnėms terpėms
• siekiant išvengti produkto nutekėjimo

 

Plovimas ir konstrukcija

Maisto pramonėje būtina užtikrinti aukštą higienos lygį ir efektyvią bakterijų dauginimosi prevenciją. Todėl siurblių konstrukcija ir plovimo metodai yra kritiškai svarbūs.

Pagrindinis plovimo metodas – CIP (Cleaning In Place)

CIP – tai cirkuliacinis plovimas, atliekamas neišardant įrangos. Tai standartinis sprendimas maisto pramonėje.

Tipinis CIP ciklas:

1. Pirminis skalavimas vandeniu

2. Šarminis plovimas

• koncentracija: ~1–2 %
• temperatūra: ~70–80 °C

3. Tarpinis skalavimas

4. Rūgštinis plovimas arba dezinfekcija

• rūgštiniai tirpalai: ~1–1,5 %, ~60–70 °C
• dezinfekantai (pvz., peracto rūgštis)

5. Galutinis skalavimas vandeniu

CIP efektyvumas priklauso nuo keturių pagrindinių veiksnių:

• temperatūros
• chemijos (naudojamų plovimo priemonių)
• srauto greičio (turbulencijos)
• laiko

Rankinis plovimas

Naudojamas mažose sistemose arba kai įranga nėra pritaikyta CIP:

• įrangos išardymas
• detalių plovimas
• dezinfekcija
• surinkimas

Konstrukciniai higienos reikalavimai

Kad plovimas būtų efektyvus, siurbliai turi atitikti šiuos reikalavimus:

• nėra negyvų zonų (angl. dead legs) – vietų, kuriose nėra srauto ir gali kauptis produktas
• lygūs paviršiai (paviršiaus šiurkštumas paprastai ≤ 0,8 µm Ra)
• sandarūs, higieniški sujungimai
• konstrukcija pritaikyta CIP plovimui
• minimalus ertmių ir tarpų kiekis

Netinkama konstrukcija gali lemti:

• neefektyvų plovimą
• bakterijų kaupimąsi
• produkto užteršimą

 

Temperatūra, klampumas, tankis ir dalelės

Temperatūra

• darbinis diapazonas: ~0–100 °C (standartiškai)
• specialūs sprendimai priklausomai nuo konstrukcijos ir sandariklių gali siekti iki: ~150–200 °C

Klampumas

• nuo ~1 mPa·s
• iki >100 000 mPa·s

Tankis

Svarbu nepainioti su klampumu (tai viena dažniausių klaidų praktikoje):

• didelis tankis ≠ didelis klampumas

Pavyzdys: sūrymas – didelis tankis, mažas klampumas.

Kietosios dalelės

Reikia įvertinti:

• dydį
• kiekį
• jautrumą mechaniniam poveikiui

Netinkamai parinktas siurblys gali:

• pažeisti produkto struktūrą
• užkimšti sistemą
• sukelti gedimus

 

 

📊 Siurblys / klampumas (orientacinė lentelė)

Svarbios pastabos

• Lentelėje pateikti klampumo intervalai yra orientaciniai. Konkretus siurblio pritaikomumas visada priklauso nuo darbo sąlygų ir terpės savybių.
• Klampumo ribos nėra griežtos – dauguma siurblių gali dirbti ir už nurodyto intervalo ribų, tačiau tokiu atveju dažniausiai mažėja efektyvumas, našumas arba didėja nusidėvėjimas.
• Temperatūra turi kritinę įtaką klampumui. Tas pats produktas, esant skirtingai temperatūrai, gali patekti į visiškai kitą siurblių taikymo zoną.
• Būtina įvertinti ne tik klampumą, bet ir:
  • terpės tipą (Newtoninė / nenewtoninė)
  • kietųjų dalelių buvimą
  • dalelių dydį ir kiekį
  • produkto jautrumą mechaniniam poveikiui (šlyčiai)
• Kai kurie siurbliai (pvz., membraniniai, peristaltiniai) sukuria pulsacinį srautą, kuris gali būti nepageidaujamas tam tikruose procesuose.
• Tūriniai siurbliai (sraigtiniai, krumpliaratiniai, kumšteliniai ir kt.) neturi dirbti su uždaryta sklende – būtina naudoti apsauginius slėgio vožtuvus.
• Didelio klampumo terpėms dažniausiai tinkamiausi yra:
  • sraigtiniai siurbliai
  • krumpliaratiniai siurbliai (jei nėra kietųjų dalelių)
• Membraniniai (AODD) siurbliai gali dirbti su didesnio klampumo terpėmis nei nurodyta lentelėje, tačiau tokiu atveju efektyvumas ženkliai mažėja.
• Galutinis siurblio parinkimas visada turi būti atliekamas pagal:
  • realų klampumą darbo temperatūroje
  • hidraulinius parametrus (našumą, slėgį, NPSH)
  • sistemos ir proceso reikalavimus

 

Hidrauliniai parametrai

Parenkant siurblį būtina įvertinti:

• Našumą (m³/h)
• Slėgį / kėlimo aukštį
• NPSH (labai priklauso nuo temperatūros, garavimo slėgio ir įsiurbimo linijos nuostolių, klampumo įtaka yra netiesioginė ) 

Netinkamai įvertinus šiuos parametrus gali atsirasti:

• triukšmas
• vibracijos
• našumo kritimas
• siurblio pažeidimai
• neįmanomas siurbimo procesas

 

Standartai

Maistiniai siurbliai turi atitikti ES higienos ir saugos reikalavimus:

• EN 1672-1 (sauga)
• EN 1672-2 (higiena)
• (EC) Nr. 1935/2004 – medžiagos, besiliečiančios su maistu
• (EC) Nr. 2023/2006 – geroji gamybos praktika (GMP)
• Mašinų direktyva 2006/42/EC
• ISO 2852 (Tri-clamp jungtys)

Papildomai:

• EHEDG gairės (aukšto higienos lygio įranga)
• FDA reikalavimai (eksportui į JAV)

 

Dažniausios siurblių parinkimo klaidos

⚠️ Dažniausios klaidos:

• netinkamas siurblio tipas pagal klampumą
• neįvertintas klampumo pokytis dėl temperatūros
• ignoruojamas CIP poreikis
• netinkamos sandariklių medžiagos
• neįvertintas NPSH
• netinkamai parinkta siurblio galia/našumas

👉 Šios klaidos gali lemti didesnes sąnaudas ir produkto kokybės praradimą.

 

Išvados

Maistiniai siurbliai reikalauja:

• atsakingo pasirinkimo
• tikslaus parinkimo
• tinkamo eksploatavimo

Pagrindiniai pasirinkimo kriterijai:

• klampumas
• temperatūra
• kietųjų dalelių buvimas
• cheminės savybės

Taip pat būtina įvertinti:

• vamzdyno parametrus
• įsiurbimo sąlygas (NPSH)
• plovimo metodą (CIP / rankinis)
• higienos lygį

 

Esminė rekomendacija

Nors techniškai kai kurie siurbliai gali būti pritaikomi skirtingoms terpėms, maisto pramonėje būtina naudoti specialiai tam skirtus sprendimus.

Tinkamas maistinio siurblio parinkimas yra neįmanomas be išsamios informacijos apie terpę.

Būtina įvertinti:

• produkto tipą
• klampumą (realiose darbo sąlygose)
• temperatūrą
• tankį
• kietųjų dalelių dydį ir kiekį
• chemines savybes
• higienos reikalavimus

Net ir nedidelis parametrų netikslumas gali lemti netinkamą siurblio parinkimą, padidėjusias eksploatacijos sąnaudas ar produkto kokybės praradimą.

📩

Jeigu nesate tikri dėl pasirinkimo – rekomenduojame kreiptis į specialistus ir pateikti visus terpės parametrus.