Выбор приборов и соединений для узла учёта в санитарном исполнении складывается из двух последовательных решений. Первое — принцип измерения, и его диктует сам продукт: проводит ли он электрический ток, как меняются вязкость и плотность с температурой, есть ли в нём частицы или вовлечённый воздух, нужен ли результат в массе или в объёме. Второе — конструкция и монтаж выбранного прибора: гигиеническое исполнение, тип присоединения к процессу, материал уплотнения и ориентация на раме, причём всё это оценивается с учётом режима мойки. Если второе решение пропустить, даже точный расходомер может оказаться самой трудной для очистки точкой линии.
Общая компоновка блочного узла учёта жидкости — расходомер, измерение температуры и давления, регулирующая арматура и вычислитель на общей раме — та же, что и для нефтепродуктов или химической продукции, и здесь она не пересказывается. Страница посвящена тому, что меняется, когда жидкость является пищевым продуктом или напитком: гигиене, очищаемости и реальным границам сертификатов гигиенического дизайна.
Как свойства продукта определяют принцип измерения
В учёте пищевых жидкостей преобладают два принципа: электромагнитные расходомеры и кориолисовые массовые расходомеры. Электромагнитный прибор не имеет подвижных частей и обладает полнопроходной измерительной трубой, но работает только при электропроводности жидкости выше определённого порога. Этот порог зависит от модели и типоразмера, поэтому проводимость продукта нужно сравнить с пределом, указанным изготовителем. Кориолисовый расходомер от проводимости не зависит, измеряет массу напрямую и дополнительно выдаёт плотность; если рецептуры, концентрация или расчёты ведутся по массе, это может стать решающим.
Влияние свойств продукта на выбор расходомера
Свойство продукта | Почему важно при проектировании | Влияние на выбор |
Электропроводность | Электромагнитный принцип основан на проводимости жидкости | Для слабопроводящих продуктов рассматривается кориолисовый или иной принцип |
Вязкость и её зависимость от температуры | Определяет потери давления и подбор насоса; при охлаждении продукт может загустевать | От неё зависят типоразмер, геометрия измерительной трубы и допустимые потери давления |
Частицы, волокна, кусочки фруктов | В узких сечениях возможны отложения и засорение | Предпочтительны полнопроходные и прямотрубные конструкции |
Вовлечённый воздух или пена | Объёмный прибор может учесть воздух как продукт; двухфазный поток ухудшает точность | Совместно оцениваются необходимость газоотделения и поведение прибора при наличии газа |
Требуемая величина | Учёт или дозирование ведутся по объёму либо по массе | Потребность в массе и плотности указывает на кориолисовый прибор, для объёма часто достаточно электромагнитного |
Условия мойки и стерилизации | Прибор и уплотнения контактируют с моющими средствами, горячей водой или паром | Проверяются материалы проточной части, тип уплотнения и температурные пределы электроники |
Санитарные присоединения и ориентация монтажа
Даже при корпусе из нержавеющей стали обычное фланцевое соединение может оставить зазор в месте контакта прокладки с продуктом, и этот зазор превращается в карман, куда не попадает моющий раствор. Приборы для гигиенического применения поставляются с присоединениями, принятыми в пищевой промышленности: хомутовыми (clamp), санитарными резьбовыми и асептическими фланцами. В перечне стандартов 3-A есть отдельные стандарты для расходомеров и для санитарной арматуры; какое присоединение выбрать на практике, зависит от стандарта трубопроводов на предприятии и способа мойки.
Ориентация важна не меньше самого прибора. Некоторые кориолисовые конструкции с одной прямой трубой описываются как самодренирующиеся, однако это свойство работает только при установке под углом, заданным изготовителем, и в согласии с общим уклоном трубопроводов узла. Для электромагнитных приборов главное — постоянно заполненная труба и такое положение электродов, при котором на них не собираются пузырьки. Датчики температуры, пробоотборные клапаны и отборы давления следует размещать на коротких отводах, омываемых основным потоком: длинные тупиковые присоединения очищаются хуже всего.
Что охватывает сертификат прибора
В технических данных гигиенических расходомеров часто упоминаются EHEDG или 3-A. Это документы уровня прибора. EHEDG указывает, что, как правило, сертифицируются отдельные компоненты, а не крупные сложные машины или технологические системы; в сертификате перечислены тип оборудования, типоразмеры и испытанные материалы уплотнений. Символ 3-A обозначает оборудование, соответствующее конкретному санитарному стандарту 3-A, а модели, на которые распространяется лицензия, перечисляются отдельно.
В техническом описании одного из изготовителей кориолисовых расходомеров прямо сказано, что статус 3-A и EHEDG действует только с определёнными гигиеническими присоединениями и определённым исполнением корпуса. Если тот же прибор заказать с другим присоединением или установить уплотнение из материала, не указанного в сертификате, можно выйти за его рамки. Главное же в том, что сборка нескольких приборов с сертификатами на одной раме не делает узел гигиеническим автоматически: уклоны, отсутствие застойных зон, отводы и доступ моющего раствора ко всем смачиваемым поверхностям нужно спроектировать и затем подтвердить.
Записи, прослеживаемость и материалы, контактирующие с пищей
На пищевых предприятиях данные учёта — это не только количество. Вместе с номером партии, температурой продукта, временем перекачки и подтверждением завершения последнего цикла мойки они становятся частью системы прослеживаемости. Рамочный регламент ЕС о материалах, контактирующих с пищевыми продуктами, требует, чтобы материалы не передавали в пищу веществ в опасных для здоровья количествах и были прослеживаемыми; для пластмасс действуют дополнительные правила. В США полимеры в изделиях многократного контакта с пищей регулируются отдельной частью федеральных правил. Поэтому декларации соответствия на прокладки, кольца и пластмассовые детали стоит включать в комплект поставочной документации.
Вклад TLY Enerji
TLY Enerji оказывает инженерную поддержку в выборе технологии измерения на основе данных о продукте и процессе; в продуктовой линейке компании есть кориолисовые и электромагнитные расходомеры. В зависимости от объёма проекта услуги могут включать поставку оборудования, системную интеграцию, монтаж, испытания и пусконаладку, а также сбор данных на уровне PLC или SCADA. Опыт в пищевой отрасли на этой странице не заявляется; для гигиенических применений границы поставки и требования к документации согласуются в каждом проекте отдельно.
Исходные данные для подбора расходомера
· Наименование продукта, электропроводность, вязкость, плотность и их изменение с температурой
· Наличие частиц, волокон или вовлечённого воздуха
· Минимальный и максимальный расход продукта, а также расход при мойке
· Назначение результата: дозирование, учёт запасов, внутренняя перекачка или расчёты с контрагентом
· Применяемый стандарт санитарных присоединений и диаметры трубопроводов
· Условия мойки и, при наличии, стерилизации: химикаты, температуры, продолжительность
· Ожидаемые документы: сертификат гигиенического дизайна, декларации на материалы и уплотнения
Связанные страницы
· Измерительные системы из нержавеющей стали: Почему выбор марки стали — отдельное решение, не равное гигиеническому дизайну.
· Совместимость с CIP / SIP: Стойкость расходомеров и датчиков к циклам мойки и стерилизации.
· Гигиенические системы перекачки: Насосы, арматура и трубопроводы, питающие узел учёта.
· Объекты перекачки пищевых жидкостей в санитарном исполнении: Требования отрасли и группы решений.
· Блоки коммерческого учёта при наливе автоцистерн: Системный подход, когда результат используется для расчётов.
Вопросы о санитарном учёте
Электромагнитный или кориолисовый расходомер для молока или сока?
Оба продукта обычно обладают достаточной проводимостью для электромагнитного измерения, но значение всё равно нужно сравнить с порогом изготовителя. Если достаточно объёма, электромагнитный прибор прост и даёт малые потери давления. Если требуются масса, плотность или концентрация либо продукт содержит переменное количество воздуха, как правило, уместнее кориолисовый расходомер. Окончательный выбор делается по данным о продукте и назначению результата.
Делает ли прибор с EHEDG или 3-A весь узел гигиеническим?
Нет. Эти сертификаты относятся к прибору и обычно ограничены определёнными присоединениями, типоразмерами и испытанными материалами уплотнений. Гигиеничный узел требует также правильных уклонов и дренажа, отсутствия застойных зон, продуманных отводов под датчики и подтверждения того, что моющий раствор достигает всех поверхностей. Это решается при проектировании узла и проверяется при пусконаладке.
Как ориентировать расходомер — горизонтально или вертикально?
Это зависит от типа прибора и инструкции изготовителя по монтажу. Если требуется самодренирование, прибор обычно устанавливают под углом, позволяющим продукту стечь самотёком. Для электромагнитных приборов приоритет — постоянное заполнение трубы и такое положение электродов, при котором не скапливаются пузырьки. Ориентацию нужно определить до разработки компоновки узла.
Влияет ли расход при мойке на выбор расходомера?
Да. Моющий раствор часто прокачивают с расходом, отличающимся от расхода продукта, иногда большим, чтобы поддерживать турбулентный режим в трубах. Прибор должен выдерживать этот расход без чрезмерных потерь давления, а если расход мойки нужно измерять и регистрировать тем же прибором, его диапазон должен охватывать и это значение.
Почему материал уплотнения требует отдельной проверки?
Уплотнение контактирует и с продуктом, и с моющими средствами, а сертификаты гигиенического дизайна часто действуют только для испытанных материалов уплотнений. Кроме того, правила для материалов, контактирующих с пищей, требуют деклараций соответствия на эластомеры и пластмассы. При замене уплотнения нужно заново проверить и химическую стойкость, и границы сертификата.