يقوم اختيار الأجهزة والوصلات في وحدة القياس الصحية على قرارين متتاليين. القرار الأول هو مبدأ القياس، ويحدده المنتج نفسه: هل يوصل الكهرباء، وكيف تتغير لزوجته وكثافته مع الحرارة، وهل يحمل جسيمات أو هواءً محتبسًا، وهل المطلوب قياس الكتلة أم الحجم. أما القرار الثاني فيتعلق بطريقة بناء الجهاز وتركيبه: تصميمه الصحي، ونوع وصلة العملية، ومادة الحشية، واتجاه التركيب على الهيكل، وكل ذلك في ضوء نظام التنظيف المتّبع. وإذا أُهمل القرار الثاني فقد يتحول عدّاد دقيق القياس إلى أصعب نقطة في الخط من حيث التنظيف.
البنية العامة لوحدة قياس السوائل، أي العدّاد وقياس الحرارة والضغط وصمامات التحكم ووحدة الحساب والتسجيل على هيكل واحد، هي نفسها المستخدمة في الوقود والكيماويات، ولن نكررها هنا. تركز هذه الصفحة على ما يتغير عندما يكون السائل غذاءً أو مشروبًا: النظافة، وقابلية التنظيف، والنطاق الفعلي لشهادات التصميم الصحي.
مواءمة مبدأ القياس مع خصائص المنتج
يسود في قياس السوائل الغذائية مبدآن: مقياس التدفق الكهرومغناطيسي، وعدّاد التدفق الكتلي بتأثير كوريوليس. لا يحتوي المقياس الكهرومغناطيسي على أجزاء متحركة ويتميز بأنبوب قياس كامل المقطع، لكنه لا يعمل إلا فوق حد أدنى من الموصلية الكهربائية للسائل، ويختلف هذا الحد باختلاف الطراز والقطر، لذا يجب مقارنة موصلية المنتج بالحد الذي يحدده المصنّع. أما عدّاد كوريوليس فلا يعتمد على الموصلية، ويقيس الكتلة مباشرة ويعطي الكثافة أيضًا، وقد يكون ذلك حاسمًا حين تعتمد الوصفات أو التركيز أو الفوترة على الكتلة.
أثر خصائص المنتج في اختيار العدّاد
خاصية المنتج | أهميتها في التصميم | أثرها في الاختيار |
الموصلية الكهربائية | يعتمد المبدأ الكهرومغناطيسي على كون السائل موصلًا | للمنتجات منخفضة الموصلية يُقيَّم عدّاد كوريوليس أو مبدأ آخر |
اللزوجة وتغيرها مع الحرارة | تؤثر في فقد الضغط واختيار المضخة، وقد يتكثف المنتج عند التبريد | يُحدَّد قطر العدّاد وشكل أنبوب القياس وفقد الضغط المسموح بناءً عليها |
الجسيمات أو الألياف أو قطع الفاكهة | قد تترسب في المقاطع الضيقة أو تسدّها | تُفضَّل التصاميم كاملة المقطع أو ذات الأنبوب المستقيم |
الهواء المحتبس أو الرغوة | قد يُحتسب الهواء منتجًا في القياس الحجمي، ويُضعف التدفق ثنائي الطور الدقة | تُدرس الحاجة إلى فصل الهواء وسلوك العدّاد مع الغاز معًا |
الكمية المطلوبة | قد تُبنى الفوترة أو الدفعات على الحجم أو على الكتلة | الحاجة إلى الكتلة والكثافة ترجّح كوريوليس، والحجم وحده يلائم غالبًا المقياس الكهرومغناطيسي |
ظروف التنظيف والتعقيم | يتعرض العدّاد والحشيات لمواد التنظيف والماء الساخن أو البخار | تُراجع المواد الملامسة للسائل ونوع الحشية وحدود حرارة الإلكترونيات |
الوصلات الصحية واتجاه التركيب
قد يكون جسم العدّاد من الفولاذ المقاوم للصدأ، لكن تركيبه بوصلات شفّية عادية قد يترك فجوة عند التقاء الحشية بالمنتج، فتتحول إلى جيب لا يصل إليه محلول التنظيف. تُقدَّم العدّادات المصممة للخدمة الصحية بوصلات شائعة في مصانع الأغذية مثل الوصلات المشبكية والوصلات الملولبة الصحية والشفّات المعقمة. وتضم قائمة معايير 3-A معيارًا خاصًا لمقاييس التدفق وآخر للتجهيزات الصحية، أما نوع الوصلة المستخدم عمليًا فيتحدد وفق معيار الأنابيب القائم في المنشأة وطريقة التنظيف.
اتجاه التركيب لا يقل أهمية عن الجهاز نفسه. توصف بعض تصاميم كوريوليس ذات الأنبوب المستقيم المفرد بأنها ذاتية التصريف، غير أن هذه الميزة لا تتحقق إلا إذا رُكّب العدّاد بالزاوية التي يحددها المصنّع وبما يتسق مع ميل أنابيب الوحدة. وفي المقاييس الكهرومغناطيسية يجب أن يبقى الأنبوب ممتلئًا وأن تكون الأقطاب في موضع لا تتجمع فيه الفقاعات. كما ينبغي أن تتصل حساسات الحرارة وصمامات أخذ العينات ونقاط قياس الضغط بفروع قصيرة يجرفها التدفق الرئيسي، فالوصلات الطويلة المسدودة هي أصعب المواضع تنظيفًا.
ما الذي تغطيه شهادة الجهاز وما الذي لا تغطيه؟
كثيرًا ما تشير نشرات بيانات العدّادات الصحية إلى EHEDG أو 3-A، وهذه وثائق على مستوى الجهاز. تذكر EHEDG أنها تمنح شهاداتها عادةً لمكونات منفردة لا لآلات كبيرة معقدة أو أنظمة معالجة كاملة، وتدوّن في كل شهادة نوع المعدة ومقاساتها ومواد الحشيات التي اختُبرت. أما رمز 3-A فيعرّف المعدات المستوفية لمعيار محدد من معايير 3-A، وتُدرج الطرازات المشمولة بكل ترخيص بشكل منفصل.
وتنص نشرة بيانات أحد مصنّعي عدّادات كوريوليس صراحةً على أن حالة 3-A وEHEDG لا تسري إلا مع وصلات عملية صحية محددة وخيار غلاف محدد. فإذا طُلب العدّاد نفسه بوصلة مختلفة أو رُكّبت حشية من مادة غير مدرجة في الشهادة، فقد يخرج عن نطاقها. والأهم أن تجميع عدة أجهزة حاصلة على شهادات فوق هيكل واحد لا يجعل الوحدة صحية تلقائيًا؛ إذ يجب تصميم ميل الأنابيب وتجنب الساق الميتة وضبط وصلات الفروع والتحقق من وصول محلول التنظيف إلى كل سطح ملامس للمنتج.
السجلات والتتبع والمواد الملامسة للغذاء
لا تقتصر بيانات القياس في المنشآت الغذائية على الكمية؛ فعند تسجيلها مع رقم الدفعة وحرارة المنتج ووقت النقل وتأكيد اكتمال دورة التنظيف الأخيرة تصبح جزءًا من سجل التتبع. ويشترط الإطار التنظيمي الأوروبي للمواد الملامسة للغذاء ألا تنقل هذه المواد إلى الغذاء مكونات بمستويات تضر بالصحة وأن تكون قابلة للتتبع، مع قواعد إضافية للبلاستيك. وفي الولايات المتحدة تخضع البوليمرات في الأدوات الغذائية متكررة الاستخدام لجزء مستقل من اللوائح الفيدرالية. لذلك ينبغي أن تتضمن وثائق التوريد إقرارات المطابقة للحشيات والحلقات الدائرية وأي أجزاء بلاستيكية.
دور TLY Enerji
تقدم TLY Enerji دعمًا هندسيًا في اختيار تقنية القياس انطلاقًا من بيانات المنتج والعملية، وتشمل محفظة منتجاتها عدّادات كوريوليس ومقاييس التدفق الكهرومغناطيسية. وبحسب نطاق المشروع يمكن أن تشمل الخدمات توريد المعدات وتكامل الأنظمة والتركيب والاختبار والتشغيل، إلى جانب جمع البيانات على مستوى PLC أو SCADA. لا تدّعي هذه الصفحة خبرة في قطاع الأغذية، وتُحدَّد حدود التوريد ومتطلبات الوثائق في التطبيقات الصحية لكل مشروع على حدة.
البيانات المطلوبة لاختيار العدّاد
· اسم المنتج وموصليته ولزوجته وكثافته وتغيرها مع الحرارة
· وجود جسيمات أو ألياف أو هواء محتبس
· أدنى وأقصى تدفق للمنتج، والتدفق المستخدم أثناء التنظيف
· الغرض من القراءة: الدفعات أو المخزون أو النقل الداخلي أو الفوترة
· معيار الوصلات الصحية وأقطار الأنابيب المستخدمة في الموقع
· ظروف التنظيف والتعقيم إن وُجد: المواد الكيميائية ودرجات الحرارة والمدد
· الوثائق المنتظرة: شهادة التصميم الصحي وإقرارات مطابقة المواد والحشيات
صفحات ذات صلة
· أنظمة القياس المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ: لماذا يُعد اختيار درجة الفولاذ قرارًا منفصلًا عن التصميم الصحي.
· الأنظمة المتوافقة مع CIP / SIP: تحمّل العدّادات والحساسات لدورات التنظيف والتعقيم.
· أنظمة النقل الصحية: المضخات والصمامات والأنابيب التي تغذي وحدة القياس.
· منشآت نقل السوائل الغذائية والصحية: متطلبات القطاع ومجموعات الحلول.
· وحدات تعبئة الصهاريج لقياس نقل الملكية: النهج على مستوى النظام حين تُستخدم القراءة للفوترة.
أسئلة حول القياس الصحي
هل يُختار مقياس كهرومغناطيسي أم عدّاد كوريوليس للحليب أو العصير؟
يتمتع المنتجان عادةً بموصلية كافية للقياس الكهرومغناطيسي، لكن يجب مع ذلك مقارنتها بحد المصنّع. إذا كان الحجم كافيًا فالمقياس الكهرومغناطيسي حل بسيط وفقد ضغطه منخفض. أما إذا لزمت الكتلة أو الكثافة أو التركيز، أو كان المنتج يحمل هواءً بكميات متغيرة، فيصبح عدّاد كوريوليس الخيار الأنسب غالبًا. ويُتخذ القرار النهائي وفق بيانات المنتج واستخدام القراءة.
هل يكفي استخدام عدّاد حاصل على شهادة EHEDG أو 3-A لجعل الوحدة صحية؟
لا. هذه الشهادات تخص الجهاز وتقتصر عادةً على أنواع وصلات ومقاسات ومواد حشيات مختبرة. الوحدة الصحية تحتاج أيضًا إلى ميل صحيح للأنابيب وتصريف كامل وتجنب الساق الميتة وتوزيع مدروس لفروع الحساسات، مع إثبات وصول محلول التنظيف إلى كل سطح، ويُعالج ذلك في تصميم الوحدة ويُتحقق منه أثناء التشغيل.
هل يُركَّب العدّاد أفقيًا أم رأسيًا؟
يتوقف ذلك على نوع العدّاد وتعليمات التركيب الصادرة عن المصنّع. عند اشتراط التصريف الذاتي يُركّب العدّاد عادةً بزاوية تسمح بخروج المنتج بالجاذبية. وفي المقاييس الكهرومغناطيسية تكون الأولوية لبقاء الأنبوب ممتلئًا ووضع الأقطاب حيث لا تتجمع الفقاعات. ويجب حسم الاتجاه قبل رسم مخطط الوحدة.
هل يؤثر تدفق التنظيف في اختيار العدّاد؟
نعم. يُدوَّر محلول التنظيف غالبًا بتدفق يختلف عن تدفق المنتج وقد يزيد عليه للحفاظ على الاضطراب داخل الأنابيب. يجب أن يتحمل العدّاد هذا التدفق دون فقد ضغط مفرط، وإذا كان مطلوبًا قياس تدفق التنظيف وتسجيله بالعدّاد نفسه فيجب أن يغطي مداه هذه القيمة أيضًا.
لماذا تحتاج مادة الحشية إلى تدقيق منفصل؟
تلامس الحشية المنتج ومواد التنظيف معًا، وكثيرًا ما تقتصر شهادات التصميم الصحي على مواد الحشيات التي اختُبرت فعلًا. كما تطلب قواعد المواد الملامسة للغذاء إقرارات مطابقة للمطاط والبلاستيك. وعند اختيار حشية مختلفة يجب إعادة التحقق من المقاومة الكيميائية ومن نطاق الشهادة.