'כיצד להוזיל את העלויות של חומר אנטי-קצף במתקני עיבוד תפוחי אדמה' מבוסס על חומרים שסופקו ל- PotatoPro על ידי חברת ChemFree Defoam LLC. תוכן המאמר המקורי נערך לשם הבהרה וכדי להתאים לפלטפורמת PotatoPro.
עד כה, כימיקלים נגד קצף (קצף קצף) היו הפיתרון היחידי המסחרי לבקרת קצף. בהתאם לכך, מפעלי עיבוד מתוכננים מתוך מחשבה על פתרון זה.
עם זאת, עם עליית המחירים של כימיקלים אלה ועם הדאגה הגוברת לגבי תהליך כשמוסיפים כימיקלים למזון שלנו, תעשיית המזון שוקלת מחדש את גישתה למניעת קצף ומניעתם.
בעוד שפתרונות שאינם כימיים זמינים כעת לבקרת קצף, ישנם שיפורים זולים אך יעילים עבור מתקנים קיימים העוסקים במניעת קצף. שיפורים אלה יכולים להשתלב בתחזוקה שוטפת של מפעל קיים ולהוסיף מעט, או כלום, לתקציב התחזוקה הכולל.
ישנם גם שינויים יזומים במתקנים הקיימים שימנעו יצירת קצף עם תמורה לטווח קצר מאוד.
למתקנים הנמצאים בשלב התכנון, קיימות אפשרויות תכנון חסכוניות רבות אשר יפחיתו במידה ניכרת, או יבטלו את הצורך בכימיקלים נגד קצף.
שיפור מערכות הובלת מים
ככל שמים זורמים דרך מתקן, האוויר נבלע יותר ויותר בנפחו. ברגע שאוויר עושה את דרכו אל פני השטח, קצף מתחיל להיווצר ולצמוח. קצב גידול הקצף עולה עם כמות האוויר המושרה.
לפיכך, יש לעשות כל מאמץ לעשות כדי למזער את הזרמת אוויר למי העיבוד.
מלבד האוויר המושרש, שני פרמטרים פיזיים אחרים משפיעים על קצב צמיחת הקצף. אלה המהירות בה המים נעים וחסימות בדרך המים הזורמים. ככל שהמים נעים מהר יותר כך יש פחות סיכוי לבעיות קצף מקומיות. כאשר מים נעים פוגעים בחסימת פני השטח, קצף נוטה להצטבר ולצמוח.
מאמר זה מתאר עיצובים פיזיים ספציפיים התורמים לצמיחת קצף עקב אחת או יותר מהנושאים שהוזכרו לעיל והשינויים המוצעים הממזערים בעיות אלה.
מיכלי כניסה למים מצינורות
מצב אופייני הקיים במערכת הובלת מים הוא המקום בו המים עוזבים צינור ונכנסים למיכל.
אם מים מתעוררים פוגעים על פני המים במיכל (משמאל), יותר אוויר מסתבך, וכך נוצר קצף רב יותר. עם זאת, על ידי טבילת קצה הצינור כך שיציאת המים העולה מתחת לפני השטח (מימין ) ההשפעה של ממשק אוויר / מים ממוזערת מאוד לאירוע כזה, במידה והמים המתעוררים יפלו על פני המים במיכל (משמאל), יותר אוויר יסתבך, וכך נוצר יותר קצף.
עם זאת, על ידי טבילת קצה הצינור כך שיציאת המים המתעוררת מתחת לפני השטח (מימין), ההשפעה של ממשק אוויר / מים ממוזערת מאוד, ומפחיתה או מבטלת את יצירת קצף נוסף.
ניתן להשיג שיפור זה על ידי הוספת הרחבה לצינור קיים הטובל אותו עמוק מספיק כדי לא ליצור מערבולת שטח לא מקובלת.
מים הנכנסים למיכלי מים
אילוץ הזרימה
באופן אידיאלי, זה יהיה יתרון להמיר מים שיוצאים מפלומה (מצב "מפל") כדי להגביל אותם לצינור סגור ולטפל בהם כאמור.
עם זאת, זו יכולה להיות משימה קשה, בין השאר, בגלל השלכות מקציפות של ביצוע כל מעבר לזרימת מים.
מעברי זרימת מים, למשל, שינויי כיוון, שינויי מהירות זרימה, הסתגרות הולכת וגוברת וכו 'גורמים לעיתים קרובות לסערות לא רצויות ולקצף רב יותר. לפיכך, יש לקחת בחשבון שיקולי תכנון זהירים במידה וייושם גישה כזו.
ניצול זרימה סוערת
גישה נוספת לשליטה בקצף המופק מהשפעת עיבוד מים מפלחה למיכל היא לנצל את זרימתם הסוערת עם כניסתו למים.
מערבולתבעוד שמקור להזרמת אוויר והפקת קצף לאחר מכן, ניתן להשתמש בו גם ליתרון בשליטה על קצף.
בדרך כלל, לא מייצרים קצף בסביבה המיידית שבה מי העיבוד פוגע במשטח מי הטנק. במקום זאת הזרימה הסוערת נושאת את האוויר המושרה למטה לנפח המים ושם הוא עולה ומופיע לפני השטח כקצף. המרחק מאזור הפגיעה בו קצף זה מופיע תלוי במהירות ובכיוון של מי העיבוד כשהם פוגעים על פני השטח.
קצף שעושה את דרכו לאזור הפגיעה נהרס או מועבר חזרה למי המיכל.
באמצעות זרימה סוערת, ניתן לתכנן מערכות לפיהן רמות הקצף במיכלים המוזנים מפללים פתוחים מגיעות לשיווי משקל ונשמרות ברמות מקובלות. בעזרת תיאור זרימה סוער זה ניתן לתכנן מערכות לפיהן רמות הקצף במיכלים המוזנות על ידי תנודות פתוחות מגיעות לשיווי משקל ונשמרות ברמות מקובלות.
האיור לעיל מתאר תצורה כזו. כאן הזרימה הסוערת של מי התהליך הנכנסים כוללת רכיב מהירות אופקי המניע אותם מתחת למים לכיוון הקצה הנגדי של המיכל ושם הוא מופנה לכיוון ההפוך.
זרימה הפוכה זו משלימה "לולאה סגורה" בה קצף המשטח מונע חזרה לאזור הפגיעה בו הוא נהרס או מובל אל הזרימה הסוערת מתחת לפני השטח ... וחוזר על התהליך המחזורי.
מים בפלומות וניקוזי רצפה פתוחים
הגדל את מהירות הזרימה
קשה יותר לקצף לגדול במים הנעים במהירות לעומת מים נעים לאט או דומם. גובה הניקוז והפלים צריך להיות גבוה כפי שמכתיב סביר על ידי הסביבה.
חסימות פיזיות
ללא קשר למהירות זרימת המים, כל רמה של קצף משטח המועבר עם המים תיצמד בקלות לחסימות בדרך הזרימה. ככל שהמים ממשיכים לעבור, קצף המשטח הקרוב יצמיד את עצמו לזה שכבר קיים, וכתוצאה מכך אזור עם צמיחת קצף מתמשכת.
באופן אידיאלי, יש להסיר חסימות. אם זה לא אפשרי, הסטה יעילה חלקה המאפשרת למים "להחליק" על ידי החסימה מבלי להיצמד אליהם (מוצג לעיל) שני סוגים של חסימות נפוצים במתקני עיבוד מזון:
- חסימות "קשות"
אלה מתייחסים לאובייקטים פיזיים כגון צינורות, אי-רציפות פלומה ואי סדרים במשטח. לאחר זיהויו, הפיתרון האידיאלי הוא פשוט להסיר חסימות אלה.
הידיעה שהדבר לא תמיד סביר, הגישה השנייה לפתרון הבעיה היא הצגת הסטה יעילה חלקה המאפשרת למים "להחליק" על ידי החסימה מבלי לדבוק בהם כפי שמודגם לעיל.
דוגמה לעיצוב נכון עבור a צינור סגורמכשול קשה שנצפה בדרך כלל הוא זרימת מים מצינור לנקז, לרוב ניקוז רצפה. קלט זה נמצא לעיתים קרובות בסביבות 90o, כלומר זרם הכניסה פוגע בקיר הניקוז ישר. זה גורם לטלטלות וליצירת קצף רבה יותר.
יתר על כן, הוא יוצר חסם "רך" (ראה להלן) למים הזורמים בביוב. מים המוכנסים לנקז צריכים להיכנס תמיד במקביל לכיוון הניקוז ככל האפשר, ובאותו כיוון כמו מי הניקוז הזורמים.
דוגמה לעיצוב נכון ל- תעלה פתוחה (מרזב) - חסימות "רכות"
- קצף: סוג אחד של חסימה רכה הוא הקצף עצמו. מרבצי קצף הופכים ל"זרעים "לצמיחת קצף. קצף שבא במגע יידבק אליו בקלות, במיוחד אם הקצף הזה הוא נייח.
הפיתרון הוא למנוע את היווצרותם של "זרעים" אלה ... האמצעים עליהם נושא מאמר זה. - מים: חסימה רכה שנייה היא מים. כאשר מים זורמים פוגשים מים ממקור אחר נוצרת מערבולת - מוסיפים אוויר ונוצר קצף.
בהתאם לדינמיקת הזרימה, הזרימה של כל מקור יכולה להאט, מה שיכול גם לתרום ליצירת קצף נוספת.
כדי למזער חסימה זו, מומלצים אותם קריטריוני תכנון כפי שמוצג עבור צינור סגור או תעלה פתוחה. - מַפּוֹלֶת: חסימה נוספת המסווגת כ"רכה "היא פסולת. פסולת לעיבוד מזון נאספת לעיתים קרובות בשטף, במיוחד בניקוז.
בדרך כלל מקלים על בעיה זו על ידי הגדלת מהירות המים הזורמים בניקוז. איפה שניתן להגדיל את המגרש.
אמצעים אחרים כוללים החדרת זרבובית בעלת השפעה גבוהה המכוונת מים (רצוי להחזר מים) לעבר הפסולת לכיוון זרימת המים.
- קצף: סוג אחד של חסימה רכה הוא הקצף עצמו. מרבצי קצף הופכים ל"זרעים "לצמיחת קצף. קצף שבא במגע יידבק אליו בקלות, במיוחד אם הקצף הזה הוא נייח.
מכסים ניקוז
כיסויי ניקוז יכולים לעזור בשמירה על קצף. הם יכולים לשמש לאזורי קצף מקומיים ולהפניית קצף לאזורים אחרים לטיפול עוקב.
ניתן להשיג מספר חומרים למטרה זו, כולל חומרים מבוססי פוליוויניל כלוריד, אורטן וחומרי סיליקון.
מערכת הפצה נגד קצף
מקובל בכל ענף עיבוד המזון להזריק כימיקלים נגד קצף למיקום אחד של מערכת הובלת מים בלולאה סגורה. לולאה זו מורכבת בדרך כלל מכמה אזורי קצף פוטנציאליים, קרי, מספר טנקים, תנודות, שולחנות שטיפה, אזורי התאוששות עמילן וכו '.
לעיתים קרובות, כמות האנטי-קצף המוזרקת לכל לולאה נשלטת במקום מרכזי בו נמצאים האנטי-קצף והמשאבות.
בעוד שמערכת הפצה כזו נראית יעילה מבחינה תפעולית, היא עושה שימוש מוגזם בחומרים שמקדימים מקצפים ולכן מבזבזים כסף.
ישנן מספר סיבות לכך:
- ראשית, הצרכים נגד הקצף עבור כל אזור בלולאה ישתנו, מה שמשמעותו בהכרח כי חומרים כימיים מבוזבזים - מספיק שאזור אחד הוא יתר על המידה עבור אזורים אחרים.
- שנית, אנטי קצף מבוזבז גם מכיוון שיעילותם של הכימיקלים פוחתת ככל שהוא מתרחק מנקודת ההזרקה.
הסיבה לכך היא דילול הכימיקלים נגד קצף על ידי נפח המים הגדול בלולאה, היצמדות הכימיקלים נגד הקצף למוצר בתוך הלולאה, והידרדרות הביצועים של אנטי קצף לאורך זמן.
על ידי דה-ריכוזיות נבונה של כמה מנקודות ההזרקה נגד קצף ניתן לשפר מאוד את יעילות ההקצפה:
"שים את התרופה במקום בו הכאב נמצא."
סיכום
ביצוע שינויים סבירים במפעל הפיזי של מתקני עיבוד מזון קיימים ו / או על ידי שילוב שינויים אלה בתכנון המתקנים החדשים יקטין משמעותית את ההוצאות הקשורות לשימוש בכימיקלים נגד קצף.
יתר על כן, על ידי שילוב של שינויים אלה עם האמצעים הלא כימיים הקיימים לאחרונה להרס קצף, העלויות הכימיות יצטמצמו ... אולי עד אפס.