Gyártáshoz közeli integritás ellenőrzése: Szepszis-eljárású membránszivattyú terepi kísérletekhez összetett emulziók homogenizálására, akár 150 l/h teljesítménnyel és 400 bar nyomással

A LEWA homogenizáló tesztberendezéssel kipróbálható egy higiénikus hermetikus folyamat-diaphragma szivattyán alapuló homogenizáló aseptikus működése, és az ugyancsak higiénikus homogenizáló szelepnek köszönhetően rugalmasan beállítható különböző emulziók igényeihez. (Forrás: Lewa) / A LEWA homogenizáló teszt rendszerrel kipróbálható egy higiénikus hermetikus folyamat-diaphragma szivattyán alapuló homogenizáló aseptikus működése, és rugalmasan igazítható különböző emulziók igényeihez egy ugyancsak higiénikus homogenizáló szelepen keresztül. (Forrás: LEWA)

A folyadékszállítási mennyiség és a nyomás, amelyek szükségesek a folyamatfolyadék homogenizálásához a kétlépcsős, dinamikusan szabályozható homogenizáló szelepben, egy LEWA triplex folyadék-gáztömítő szivattyúval valósul meg. (Forrás: Lewa) / The flow rate and pressure required to homogenize the process fluid at the two-stage, dynamically controllable homogenization valve are realized by a LEWA triplex process diaphragm pump. (Source: LEWA)

Az összes berendezéskomponens a higiéniai követelményeknek megfelelően van kiválasztva, és egy közös alapkeretre vannak felszerelve, így a rendszer különösen alkalmas pilot- vagy kis tételű folyamatokra kompakt és helytakarékos kialakításának köszönhetően. (Forrás: LEWA) / Minden rendszerkomponens a higiéniai követelmények szerint van kiválasztva, és egy közös alapkeretre van szerelve, így a rendszer különösen alkalmas pilot- vagy kis tételű folyamatokra a kompakt és helytakarékos kialakításnak köszönhetően. (Forrás: LEWA)

A berendezést mind körkörös, mind pedig folyamatos működtetésre lehet használni az ügyfél folyamatában. A folyadékellátás vagy az integrált fűthető tartályon keresztül történik, vagy egy külön médiacsatlakozón keresztül. (Forrás: LEWA)

A berendezést mind körkörös, mind pedig folyamatos működésre lehet használni az ügyfél folyamatában. A folyadékellátás vagy a beépített fűthető tartályon keresztül történik, vagy egy külön médiacsatlakozón keresztül. (Forrás: LEWA)

Csecsemő tápszer újszülöttek számára speciális tápanyagkeveréket tartalmaz, és megpróbálja részben pótolni a természetes ellátást az anyatejen keresztül. Az ipari gyártási folyamat a szigorú sterilitási követelmények miatt gyakran aseptikus, és magában foglalja a homogenizálást és a szórótorony szivattyút. (Forrás: Adobe Stock)

Emulziók, az általában nem keveredő folyadékok finom eloszlású keverékei, többek között az élelmiszeriparban, mint homogenizált tej kerülnek az fogyasztók asztalára. Főként vízből, zsírból és fehérjéből állnak. Mivel a benne lévő zsírcseppek természetesen a nyerstejben kevésbé homogén módon fordulnak elő, műszaki szempontból fontos azok méretének előzetes csökkentése és egyenletes eloszlásuk biztosítása. Csak így felelhet meg a végtermék a gyártók minőségi elvárásainak és a fogyasztói igényeknek egyaránt. Mivel azonban a jól ismert tej mellett egyre igényesebb emulziók jelennek meg más területeken is, mint például a bébiételek, gyógyszeripar, kozmetikumok vagy finomkémia, amelyek különösen a legmagasabb tisztaságot követelik meg, a LEWA kifejlesztette a LEWA homogenizáló tesztberendezést. Ezzel az eszközzel ki lehet próbálni egy homogenizáló steril munkamódszerét egy higiénikus, hermetikusan zárt folyamatmembránszivattyú alapú rendszerben, és egy szintén higiénikus homogenizáló szeleppel rugalmasan lehet alkalmazkodni különböző emulziók igényeihez. A kompakt berendezés mind körkörös („stand-alone”) rendszerként, mind a gyártósorba integrálva folyamatos steril működésre alkalmas. A folyadékellátás történhet egy beépített, fűthető tartályon keresztül vagy egy külön média csatlakozáson keresztül. Az Anuga FoodTec látogatói megtekinthetik a rugalmas pilotberendezés kompakt méretét és az alkalmazási lehetőségeket a 4.1-es csarnok D085 standjánál, és beszélgethetnek a lehetőségekről.

Nem túl krémes, nem túl folyékony: mindenki ismeri az emulziókkal kapcsolatos kihívásokat. Legyen szó egy salátaöntet keveréséről vagy egy béarnaise szósz stabil elkészítéséről a saját konyhában: az ipar elvárásai messze túlmutatnak ezeken a konyhai feladatokon. „A diszpergálástechnika ismerete mellett egyre inkább előtérbe kerülnek a higiéniai követelmények, valamint a gyártás folyamatosságát és robusztusságát biztosító szempontok” – mondja Dr.-Ing. Hans-Joachim Johl, a LEWA GmbH élet tudományok / tiszta folyamatok vezető termékmenedzsere. Egyszerűbben fogalmazva, a dugattyús membránszivattyú a szív, amely nagy nyomáson nyomja át a folyadékot egy szűk nyíláson. A magas súrlódás és a cseppek ütközése miatt ezek apró darabokra törnek és egyenletesen oszlanak el. A hozzájuk használt berendezések egy magasnyomású szivattyúból, mint nyomásforrást, valamint egy hidraulikus fogyasztóból, az ún. homogenizáló szelepből állnak. Gyakran kétlépcsős felépítésűek, hogy elkerüljék például a zsírcseppek újra összetapadását.

Az ipari hatékonyság és higiénia szempontjából egyaránt megfelelő diszpergálási folyamat biztosítására a leonbergi szivattyú szakértők kifejlesztettek egy új bérelhető és tesztberendezést. Ez a bevált triplex szivattyútechnológiára épül, és a kompakt kialakításnak köszönhetően könnyen beilleszthető pilot- vagy akár gyártási környezetbe is. Különösen olyan termékek tesztelésére alkalmas, amelyek rendkívüli követelményeket támasztanak, például magas oldhatatlan, abrazív összetevőket tartalmazó folyadékok (pl. kalcium-karbonát, trikalcium-foszfát). Még kis mennyiségű drága folyadék is problémamentesen tesztelhető „stand-alone” módban.

Optimális eredmény a szivattyú és szelep együttműködésével

A berendezés szívét a bevált LEWA triplex magasnyomású membránszivattyú képezi. Ez biztosítja, hogy a folyadék a kívánt térfogatárammal és nyomással haladjon át az integrált kétlépcsős homogenizáló szelepen. Ez a dinamikusan szabályozott szelep a tesztberendezésen maximum 400 bar nyomásra és 150 l/h áramlásra van méretezve. A LEWA triplex dugattyús membránszivattyú egyik fő előnye a homogenizálás során: szerkezetileg mentes a dinamikus tömítésektől. A PTFE-szendvics membrán – amelyet szivárgásérzékelőkkel is elláttak – hermetikusan zárt munkateret biztosít, így nem történhet emisszió, szubsztrát vagy tisztítószer-kiszivárgás, illetve a folyadék szennyeződése. Ezt a munkamódszert kiegészítve, amely lehetővé teszi az aseptikus folyamatvezetést, minden folyadék-kapcsolódó alkatrész megfelel a hatályos higiéniai előírásoknak, például az EHEDG irányelveinek („Higiénikus kialakítású szivattyúk, homogenizálók és csillapító berendezések”), és könnyen tisztítható (CIP, SIP) – ugyanakkor könnyen hozzáférhető az ellenőrzéshez és karbantartáshoz.

„A homogenizálási folyamat valódi szíve a vevőspecifikusan kialakítható szállítórendszerek és berendezéskomponensek szoros együttműködése” – magyarázza Johl. Először egy higiénikus kialakítású csavarmenetes szivattyú biztosítja a megfelelő beszívási nyomást a magasnyomású szivattyú szív oldalán, különösen magasabb viszkozitás esetén. Ezután a fordulatszám-szabályozott magasnyomású membránszivattyú a folyadékot a kívánt térfogatárammal és a második fokozatban beállított nyomással (P2) továbbítja. A szelep a kiválasztott nyomás szerint pneumatikusan zárva marad. Amint elérték a nyomást és a szállítási mennyiséget, az első fokozat homogenizáló szelepe úgy záródik, hogy ott is érvényes legyen a beállított érték. A második fokozat szelepét ezután már nem szabályozzák.„ Az arány a nyomások között általában P2 < 1/5 P1, de ez szabadon választható. Az első fokozat homogenizálási nyomását pneumatikus szelepvezérlés tartja fenn a diszpergálási résben, így a homogenizálás szinte nyomásingadozásoktól mentes. A homogenizáló szelepek típusát és kivitelét a későbbi gyártási léptékhez lehet specifikálni, ügyfél igény szerint. A megfelelő nyomás tartalékok lehetővé teszik, hogy a későbbi berendezés közvetlenül elláthassa egy utólagos szárító lépést, növelve ezzel a folyamat hatékonyságát és rugalmasságát.

Kompakt kialakítás és rugalmas vezérlés sokoldalú felhasználásra

Minden alkatrész higiénikus kialakítású, és egy közös alapkeretre szerelve, a „Wash-down-berendezés” védőburkolatával, így a berendezés helytakarékosan telepíthető a gyártási környezetben. Attól függően, hogy körkörös vagy folyamatos üzemmódban működik, a folyadékellátás történhet az integrált, fűthető, dupla falú tartályon keresztül, 60 literes kapacitással, vagy egy külön média csatlakozással. Emellett a LEWA smart control vezérlés a szállítópultban elhelyezett kapcsolószekrénybe integrálva, „Higiénikus kialakítású” kivitelben érhető el. Itt különböző üzemmódok és előre beállított működési szekvenciák (tisztítás, homogenizálás stb.) vannak előre telepítve a könnyű és rugalmas kezelés érdekében. „A berendezés biztonságát különböző védelmi intézkedések biztosítják: automatikusan nyitható biztonsági szelep tisztítás közben a rendszer túlnyomás elleni védelmére, szivattyúba integrált nyomáskorlátozó szelep a magasnyomású oldalon, valamint különböző nyomás- és hőmérséklet-átvivő elemek a folyamatfigyeléshez, továbbá vizuális és hangjelző figyelmeztető eszközök” – egészíti ki Johl.

2024. március 19. és 22. között a látogatók az Anuga FoodTec kiállításon Kölnben lehetőséget kapnak arra, hogy élőben tapasztalják meg a LEWA homogenizáló tesztberendezést. Dr. Hans-Joachim Johl és további LEWA szakértők várják kérdéseiket és érdekes beszélgetéseiket a 4.1-es csarnok D085 standjánál.