Transport mediów gęstych i lepkich – przegląd pomp

Spośród wielu problemów z doborem odpowiedniej pompy często spotykamy się z błędami aplikacyjnymi przy tłoczeniu mediów gęstych i lepkich. Nie chcąc zagłębiać się we wszystkie detale techniczne wymagane dla prawidłowego doboru pompy chciałbym przedstawić kilka pomp o różnych zasadach działania i pokrótce poinformować o ich zaletach.

• Pompy dwumembranowe napędzane sprężonym powietrzem
Zalety tych pomp:
- mogą pracować na sucho,
- są samozasysające na sucho,
- nie ulegają uszkodzeniu przy pracy na zamknięty zawór tłoczny,
- mogą pracować w zanurzeniu,
- bardzo łatwa regulacja wydajności (zaworem na linii doprowadzającej powietrze lub zaworem na tłoczeniu),
- mogą tłoczyć ciecze zanieczyszczone ciałami stałymi,
- są bardzo atrakcyjne cenowo (klient płaci za samą pompę – bez kosztów silnika i przekładni),
- z uwagi na napęd pneumatyczny są idealne wszędzie tam, gdzie istnieje zagrożenie wybuchem (nie ma konieczności stosowania specjalnego silnika w wykonaniu przeciwwybuchowym),
- dostępne są w szerokiej gamie wykonań materiałowych.
Ograniczenia stosowania:
- znaczny spadek wydajności przy wzroście lepkości (np. dla cieczy o lepkości 10 000 mPa•s wydajność jest około 65% mniejsza od nominalnej),
- ograniczone maksymalne ciśnienie,
- zużywające się elementy eksploatacyjne: membrany, kule i gniazda zaworów,
- wymagają istnienia instalacji sprężonego powietrza,
- pulsacyjne podawanie medium.
Typowe aplikacje:
- przemysł farb i lakierów,
- podawanie osadów na prasy filtracyjne,
- transport chemikaliów.

• Pompy krzywkowe (kłykciowe)
Najczęściej spotykane w zakładach spożywczych do tłoczenia cieczy typu jogurty, kefiry, przeciery, pulpy owocowe, miody, lody, musztardy, ketchupy, itp.

Zalety tych pomp:
- w pełni sanitarne (polerowana na lustro stal nierdzewna),
- posiadają certyfikat farmaceutyczny 3-A,
- bardzo łatwe do mycia bez zdejmowania z instalacji,
Ograniczenia stosowania:
- powinny pracować w warunkach napływu,
- posiadają dwa uszczelnienia mechaniczne,
- w wykonaniach standardowych dosyć wrażliwe na ciała ścierne stale znajdujące się w medium.
Typowe aplikacje:
- przemysł spożywczy,
- przemysł kosmetyczny.

• Pompy jednośrubowe
Zalety tych pomp:
- duża zdolność ssania (po zalaniu),
- duża dokładność przy zastosowaniu pompy jako urządzenia dozującego,
- możliwość tłoczenia cieczy zawierających ciała stałe,
- pompy czterostopniowe mogą osiągać ciśnienia rzędu 24 bar,
- w specjalnych układach mogą tłoczyć ciecze o lepkościach rzędu kilku milionów mPa•s,
Ograniczenia stosowania:
- nie mogą pracować „na sucho”,
- stator jest elementem eksploatacyjnym,
- nie mogą pracować na zbyt duże przeciwciśnienie.
Typowe aplikacje:
- przemysł spożywczy,
- tłoczenie szlamów,
- opróżnianie beczek.

• Pompy zębate
Najczęściej stosowane do cieczy samosmarnych jak np. benzyny, oleje, żywice, smoła, poliolefiny, smary, asfalt, bitumen....
Są to pompy do ciężkiej, przemysłowej pracy, ale nie powinny być stosowane do tłoczenia cieczy zawierających ciała stałe.
Z mojego doświadczenia ten typ pomp nie został należycie doceniony w naszym kraju.

• Pompy z oscylującym tłokiem
Zalety tych pomp:
- jedyne prawdziwie spożywcze pompy samozasysające na sucho,
- po zakończeniu tłoczenia mogą także opróżnić rurociąg z resztek medium,
- stała wydajność przy wahaniach lepkości medium,
- z uwagi na konstrukcję urządzenia charakteryzuje się ono brakiem uszczelnienia (brak konieczności dodatkowej obsługi i wymiany elementów uszczelnienia).
Wady tych pomp:
- z uwagi na ograniczenia patentowe istnieje tylko trzech producentów tego typu urządzeń na świecie, co wiąże się z dość wysokim kosztem.
Typowa aplikacja: zbiornik z medium lepkim (np. pasztet, pulpa owocowa). Wąż ssawny pompy (pusty) wkłada się od góry do zbiornika i uruchamia pompę. Nie ma konieczności zalewania pompy.

• Pompy perystaltyczne (jelitkowe)
Zalety tych pomp:
- w tych pompach tłoczona ciecz ma styk wyłącznie z wężem,
- są to pompy samozasysające na sucho,
- jedyna obsługa jakiej wymagają to ewentualna wymiana węża,
- mogą tłoczyć ciecze z ciałami stałymi,
- idealne wszędzie tam, gdzie jedna pompa musi tłoczyć różne media (np. w ciągu jednej zmiany produkt spożywczy, kwasy, zasady, ....) – zmiana cieczy wymaga jedynie zmiany węża,
- brak konieczności stosowania zaworów i uszczelnień.
Ograniczenia stosowania:
- nie mogą pracować na zbyt duże przeciwciśnienie,
- w związku ze zużywaniem się węża roboczego pompa traci zdolność ssania i tłoczenia, co wiąże się z koniecznością wymiany tego elementu eksploatacyjnego.

• Pompy sinusoidalne
Zalety tych pomp:
- pompy w pełni sanitarne (polerowana stal nierdzewna),
- są to pompy tłoczące najdelikatniej – nie naruszają w żaden sposób struktury pompowanego medium,
- porównując z pompami krzywkowymi o tych samych rozmiarach portów mają znacznie większą wydajność,
- możliwość tłoczenia cieczy o bardzo dużej lepkości,
- bardzo tanie w eksploatacji.
Wady tych pomp:
- z uwagi na ograniczenia patentowe istnieje tylko jeden producent, co niestety pociąga za sobą dość wysoki koszt inwestycyjny urządzenia.
Przykłady aplikacji: chłodny wosk, czekolada z całymi orzechami (nie niszczą orzechów), zsiadłe mleko z owocami (nie niszczą owoców, nie wstrząsają mleka), karmel, miazgi z rodzynkami (nie niszczą rodzynek, a więc nie ma zagrożenia powstania salmonelli), zagęszczony koncentrat pomarańczowy.

Powyższe zestawienie nie uwzględnia wszystkich pomp do cieczy lepkich (istnieje wiele innych np. z gumowym wirnikiem, wielośrubowych, tłokowych), gdyż starałem się zaprezentować jedynie te najpopularniejsze. Oczywiście doboru nie można opierać na powyższych wadach i zaletach pomp, a jedynie na dogłębnej analizie konkretnej aplikacji. Wiele pomp posiada szereg innych ograniczeń, które są obowiązujące wyłącznie w specyficznych instalacjach. Mam nadzieję, że takie krótkie podsumowanie zwróci uwagę użytkowników i inwestorów na fakt, że do danej aplikacji można znaleźć kilka rozwiązań, a cena nie zawsze jest właściwym wyznacznikiem prawidłowego zakupu.

Jeżeli ktoś z Czytelników chciałby uzyskać więcej informacji o jakimkolwiek typie pompy, z przyjemnością służę swoją bogatą kolekcją. Zapraszam także na naszą stronę Internetową http://www.pompy.pl .

Autor reprezentuje firmę Pompy i Systemy, pompy@pompy.pl Najświeższe informacje w kanale RSS (jak używać)

Zawartość numeru:

• Technologie:
  • Ciecze jonowe w zastosowaniach przemysłowych
  • Transport mediów gęstych i lepkich – przegląd pomp
• Chemia Gospodarcza i Kosmetyki:
  • Produkty ochrony przeciwsłonecznej – zalecenie Komisji Europejskiej
  • Pachnący kosmetyk
• Zarządzanie:
  • Wycena instalacji produkcyjnych infrastruktury pomocniczej w sektorze chemicznym
• Powłoki:
  • Dyspersje polimerowe
  • Kolory według BASF Coatings

Zobacz pozostałe numery Chemical Review »