Những thông số về máy bơm mà kỹ sư dây chuyền thực phẩm đều phải nắm chắc vững vàng

Trong công nghệ sản xuất thực phẩm, đồ uống, việc tuân thủ quá trình sản xuất một cách nghiêm ngặt với những tiêu chuẩn thực phẩm là một trong những điều kiện quan trọng. Chúng bao gồm cả việc thực hiện và tuân thủ yêu cầu vệ sinh thực phẩm, đáp đứng đúng công thức sản xuất của nhà nghiên cứu sản phẩm. Trong đó, dây chuyền sản xuất phải đáp ứng việc dễ dàng vệ sinh và thuận tiện khi làm sạch. Thiết bị bơm công nghiệp cũng vậy. Không chỉ vừa đáp ứng được công suất, lưu lượng, cột áp mà còn phải đảm bảo nhiều yếu tố khác.

Ở bài viết này Việt Nhất sẽ chia sẻ 4 thông số quan trọng giúp bạn dễ dàng cân nhắc lựa chọn máy bơm phù hợp và tiết kiệm chi phí, cùng một số thủ thuật để nâng cao tuổi thọ máy bơm trong quá trình sử dụng.

1. Lưu Lượng

Nhắc lại khái niệm một chút nhé:

Lưu lượng dòng chảy chính là lượng chất lỏng chảy qua mặt cắt ngang của một ống dẫn chất lỏng trong một đơn vị thời gian nhất định. 

Công thức tính lưu lượng dòng chảy: nhân vận tốc vật liệu và kích thước ống để xác định gallon/lít mỗi phút. 

Q = v x A

Trong đó:

– Q: Lưu lượng dòng chảy

– A: Tiết diện mặt ngang: Thuật ngữ này được định nghĩa đó là mặt phẳng cắt của một hình khối tròn, trụ,.. Công thức tính tiết diện (trong trường hợp này nó là công thức tính diện tích của hình tròn với bán kính r của ống tròn): A(tiết diện) = S (mặt phẳng tròn) = 3.14 x r²

– v: Vận tốc (tốc độ dòng chảy): Công thức tính vận tốc nước chảy trong ống: v = Căn bậc 2 của 2gh = √(2gh)

* Trong đó:

– g đại lượng đo gia tốc có giá trị bằng 9.81

– h là chiều cao của cột nước (đơn vị m)

Chỉ số này có ý nghĩa rất quan trọng, trong ngành thực phẩm lại càng quan trọng. Chỉ số lưu lượng của thiết bị bơm sẽ giúp bạn tính được tốc độ đáp ứng dây chuyền và thời gian sản xuất. Dựa vào đó, bạn có thể tính toán thời gian, công suất theo từng giai đoạn, công đoạn xử lý để lựa chọn máy bơm phù hợp. 

Một máy bơm quá nhỏ so với ứng dụng sẽ khiến động cơ máy bơm chạy quá mạnh hoặc quá nóng, điều này có thể gây lỗi bơm. Máy bơm quá lớn sẽ phát sinh chi phí mua và vận hành lớn.

Ví dụ 1: Để lựa chọn được máy bơm tương ớt cho khâu khuấy trộn, chúng ta có thể sử dụng các dòng máy màng khí nén, cũng có thể sử dụng thiết bị bơm trục vít, nhưng lại không thể sử dụng bơm ly tâm (lực ly tâm từ chính cánh bơm sẽ xay nhuyễn hỗn hợp) mặc dù lưu lượng của bơm ly tâm thường cao hơn rất nhiều.

Khuyến nghị: Theo kinh nghiệm của Việt Nhất, các bạn nên lựa chọn thông số máy bơm cao hơn 30% sẽ giúp giảm hao mòn không cần thiết do tốc độ cao và cho phép mở rộng trong tương lai hoặc tăng khả năng xử lý nếu cần. 

– Chỉ áp dụng cho ngành thực phẩm thôi nhé. Nếu ở ngành cấp và xử lý nước hay một số dự án lớn, việc tăng thêm 1-2% công suất máy bơm cũng khiến ngân sách của bạn đội chi phí lên rất rất nhiều. Tùy điều kiện tài chính mà bạn cân đối, nếu bạn mong một sản phẩm rẻ tiền để phục vụ công việc dự án ngắn hạn thì không cần quan tâm đến điều này.

Tham khảo thêm: Những lưu ý khi mua máy bơm dùng trong thực phẩm

2. Đặc tính của sản phẩm

2.1. Độ nhớt

Độ nhớt của lưu chất cần bơm là một trong những yếu tố then chốt ảnh hưởng đến việc chọn loại bơm, công suất cũng như kiểu bơm. Ai làm kỹ thuật ắt cũng sẽ nắm rõ: độ nhớt chất lỏng là đặc tính quan trọng nhất đối với người vận hành máy bơm bởi hiệu suất và tốc độ dòng chảy của lưu chất sẽ có tỷ lệ nghịch theo độ nhớt vật liệu. Chất lỏng có độ nhớt cao thì tốc độ lưu chuyển càng chậm.

*Lưu ý: Hầu hết các máy bơm được đánh giá cho tốc độ chảy tối đa với nước ở mức 1 cP.  Các thành phần thực phẩm có độ nhớt cao hơn nước sẽ làm giảm tốc độ chảy từ 5% đến 25% hiệu suất. 

	Thực phẩm	Kem, Socola, chất béo, thạch, men, giấm, bột, nước muối
	Bia, nước giải khát	Siro, rượu vang, nước ngọt, nước ép trái cây,..
	Sữa	Sữa chua, sữa đông, phô mai
	Dược phẩm công nghệ sinh học, hoá mỹ phẩm
	CIP

Nhóm lưu chất của đỉnh kim tự tháp sẽ có độ nhớt cao nhất

Tìm hiểu thêm: Độ nhớt chất lỏng là gì ? Ảnh hưởng đến hiệu suất máy bơm như thế nào

Một số thương hiệu uy tín đáng cân nhắc khi tìm kiếm bơm ly tâm phục vụ ngành thực phẩm

*Bơm ly tâm được sử dụng cho chất lỏng có độ nhớt thấp.

Có thể bạn quan tâm: Tổng hợp các loại bơm ly tâm chính hãng chất lượng tốt

*Việt Nhất là nhà phân phối độc quyền thương hiệu CFS tại Việt Nam

Một số thương hiệu uy tín đáng cân nhắc khi tìm kiếm bơm thể tích phục vụ ngành thực phẩm:

*Máy bơm thể tích: máy bơm piston, bơm thuỳ, bơm màng ngăn được sử dụng cho chất lỏng có độ nhớt cao:

Độ nhớt lưu chất gây khó khăn trong việc nạp lưu chất đầu vào và đầu ra của máy bơm. Một số lưu ý, mà bạn cần chú ý ở mỗi dòng bơm:

– Bơm thùng phuy tạo ra lực hút đáng kể nhưng khó mồi khi lưu chất có độ nhớt cao. 

– Bơm màng điện hoặc khí nén, bơm nhu động có thể nạp nguyên liệu có độ nhớt cao vào máy bơm với lực hút mà chúng tạo ra. 

2.2. Độ mài mòn và ăn mòn

Là hai nhân vật có tác động lớn nhất hàng ngày đến tuổi thọ, hiệu suất của các bộ phận máy bơm.

Ăn mòn xảy ra khi hóa chất trong lưu chất tương tác với các vật liệu máy bơm và ăn mòn chúng theo thời gian. Sự mài mòn xảy ra khi các hạt cứng – như cát hoặc sỏi – chà lên bề mặt rắn của máy bơm và làm mòn chúng. Xác định vật liệu hao mòn của lưu chất bơm dựa vào các yếu tố:

• Kích thước rắn, hình dạng và độ cứng, tác động mài mòn.
• Nhiệt độ bùn, pH và hàm lượng hóa học, tác động đến sự ăn mòn.
• Tốc độ cánh quạt, trục quay,.. xác định lượng tác động bơm truyền vào lưu chất bơm

Vì vậy, các vật liệu được sử dụng trong máy bơm phải phù hợp với mục tiêu ứng dụng thực tế và phải chống lại mức độ ăn mòn hoặc mài mòn. Việt Nhất khuyến nghị một vài chất liệu máy bơm bạn có thể tham khảo để giảm mức độ mài mòn.

• Khả năng chống mài mòn – Hợp kim Endurasite, T32G và 18G mang lại khả năng chống mài mòn vượt trội. Các máy bơm được chứng nhận cho hiệu suất cao và bảo trì thấp, phù hợp với điều kiện khắc nghiệt.
• Chống ăn mòn – Các Gasite ® T90G hợp kim tuyệt vời chống ăn mòn. 
• Chống ăn mòn và mài mòn – Nhiều loại thép martensitic hợp kim cao như hợp kim 18CS, HH và HK có khả năng chống ăn mòn và mài mòn. 

*Lưu ý: Lưu chất có hàm lượng đường càng cao sẽ càng đẩy nhanh mức độ hao mòn hơn các thành phần lưu chất  khác. 

2.3. Vật liệu cắt:

Xử lý thực phẩm là một quá trình tinh tế từ đầu đến cuối. Sai sót ở bất kỳ công đoạn nào đều có thể dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng giá trị thành phẩm và đơn hàng. Vì vậy, việc lựa chọn máy bơm trong ngành thực phẩm cần phải thực hiện một cách cẩn trọng và nghiêm ngặt.

Máy bơm trong ứng dụng thực phẩm, chúng ta phải đặc biệt chú ý đến khối lượng phân phối, áp lực của nước hoặc chất lỏng và các vật rắn phải được đảm bảo không bị tác động bơm làm biến dạng hoặc hư hại. Đặc biệt, đảm bảo quá trình vận chuyển cũng không làm hỏng máy bơm.

Cho dù các sản phẩm là cà chua (tương đối mềm) hoặc khoai tây (tương đối cứng và dai) cũng phải luôn được vận chuyển an toàn (và xử lý đúng cách) để ngăn ngừa hoặc giảm thiểu tổn thất tài chính.

Tuỳ theo yêu cầu thực tế về việc giữ nguyên vật liệu bơm, bạn cần cân nhắc lựa chọn loại máy bơm phù hợp. Các tác động từ máy bơm ly tâm, bơm trục xoắn, bơm thùng phuy lực hút cao có thể làm ảnh hưởng hoặc thay đổi kết cấu, hình dạng của vật liệu vận chuyển.

Bơm ly tâm thường được sử dụng cho các vật liệu như batters, dầu và đồ uống. Sử dụng phổ biến trong dây chuyền cần tác động dịch chuyển: bột nhão, xay nhuyễn, thức ăn trẻ em, bột cà chua & nước sốt, kem, phô mai, nước sốt, mayonnaise, nhũ tương thịt,…

Bơm dịch chuyển tích cực (PD): được thiết kế theo mục đích xử lý các thực phẩm rất nhớt và nhớt mà không làm lưu chất vận chuyển hư hại trong khi làm việc ở áp suất cao. Đảm bảo sự chuyển động của môi trường chuyển tải với thể tích và áp suất ổn định, do đó không có lực cắt. Điều này rất quan trọng đối với chất lượng sản phẩm của nhiều loại thực phẩm.

Ví dụ: sữa chua hoặc tinh bột rất nhạy cảm với lực cắt và cấu trúc của chúng có thể bị phá hủy dưới áp lực cơ học quá mức.

Tùy thuộc vào kích thước buồng, chất rắn có kích thước lên tới 150 mm có thể được vận chuyển. Ví dụ về máy bơm dịch chuyển tích cực quay và ứng dụng:

– Bơm piston quay: vận chuyển nhẹ nhàng, chất lỏng dễ bay hơi và không bôi trơn, chân không

– Bơm nhu động: vận chuyển nhẹ nhàng, yêu cầu tiêu chuẩn vệ sinh cao

– Bơm trục vít: ngành dầu khí, hàng hải

– Bơm bánh răng: chất lỏng có độ nhớt cao tự bôi trơn

– Bơm cánh gạt: công suất hút cao, chân không

2.4. Chất rắn trong lưu chất vận chuyển:

Bạn nên chú ý lưu chất vận chuyển trong máy bơm có chứa chất rắn hoặc hạt không? Sau đó xác định kích thích chất rắn để lựa chọn máy bơm phù hợp.Với chất rắn có đường kính 4 cm trở lên nên lựa chọn Bơm màng có "flapper” và bơm nhu động

Bơm quay có thể xử lý một số chất rắn, nhưng có kích thước đáng kể và thường làm hỏng các hạt và làm giảm chất liệu do kiểu bơm và tốc độ hoạt động.

3. Sự tương thích của chất liệu bơm và lưu chất vận chuyển:

Đảm bảo các vật liệu bơm tương thích với thành phần được chuyển sẽ giữ cho máy bơm hoạt động trong một thời gian dài. Hầu hết các máy bơm thực phẩm được chế tạo bằng inox, thép không gỉ, nhưng tất cả đều sử dụng một số loại vật liệu silicone để làm kín như ron vòng đệm, seals,… dễ bị các vấn đề tương thích hơn. Trong lĩnh vực thực phẩm thịt gia cầm, nhiều vật liệu silicone không giữ được tốt với mỡ động vật và dầu trong nguyên liệu.

Ví dụ:

Bạn phải đặc biệt cẩn thận về sự không tương thích giữa các cao su hoặc các vật liệu polymer với các thành phần trong dầu. Ngoài ra, chất oxy hóa có thể tạo thành các hợp chất nguy hiểm với đồng và đồng thau.

Việc lựa chọn máy bơm và vật liệu silicone cũng cần phải tương thích với các giải pháp vệ sinh tại cơ sở và các yêu cầu vệ sinh tại chỗ (CIP)/ (COP). Nhiều lỗi xảy ra trong quá trình sử dụng chất ăn mòn để làm sạch thiết bị vì một vật liệu silicone tương thích với thành phần thực phẩm. 

Các quy trình làm sạch máy bơm và làm sạch nhà máy phải được xem xét để lựa chọn đúng máy bơm. Bạn cần một máy bơm có khả năng được làm sạch tại chỗ và không được tháo gỡ? Thì máy bơm thuỳ quay hoặc máy bơm quay khác được thiết kế cho khả năng CIP sẽ là lựa chọn phù hợp cho bạn.

Bơm màng có thể làm sạch tại chỗ  nhưng phụ thuộc vào vật liệu. Nhiều nhà máy hiện đang sử dụng vệ sinh tại chỗ bằng hơi nước có nghĩa là tất các bộ phận của máy bơm phải chịu được nhiệt độ hơi nước cực cao chạy qua.

4. Tiêu chuẩn của máy bơm thực phẩm

Việc chọn máy bơm thực phẩm, đồ uống không chỉ đáp ứng các tiêu chí về lưu lượng, cột áp suất, một tiêu chí quan trọng khác là lưu chất được bơm phải được xử lý cẩn thận và việc vệ sinh máy bơm sau quá trình phải đảm bảo thực hiện dễ dàng.

Yêu cầu kỹ thuật của bơm thực phẩm và đồ uống:

Các vật liệu chế tạo bơm phải hoàn toàn nhẵn mịn và không có lỗ để thức ăn bám vào ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm.

Yêu cầu đối với máy bơm thực phẩm phải có độ nhám bề mặt từ 3,2 đến 0,4 μm.

Các vật liệu được sử dụng trong máy bơm phải là thép không gỉ (thép không gỉ 316L) được chế tạo bằng công nghệ đúc nguyên khối.

Tiêu chuẩn của máy bơm thực phẩm và dược phẩm:

FDA: Thực phẩm và dược phẩm theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ

EHEDG – Nhóm thiết kế thiết bị sạch của Châu Âu

QHD – Thiết kế chất lượng

3-A – Tiêu chuẩn vệ sinh

3A0 / 3A1: Tiêu chuẩn vệ sinh / công nghiệp (Ra ≤ 3,2 mm)

3A2: Tiêu chuẩn vô trùng (Ra ≤ 0,8 m)

3A3: Tiêu chuẩn vô trùng (Ra ≤ 0,4 m)

Atex: Chống cháy nổ.

Có nhiều yếu tố để lựa chọn thiết bị máy bơm công nghiệp ứng dụng phù hợp trong ngành thực phẩm và đồ uống. Điều quan trọng là các yêu cầu đặc tính bơm và lưu chất phải được hiểu hoàn toàn trước khi lựa chọn máy bơm và 4 điều trên chính là các yếu tố để bạn nắm được vấn đề này.

Việt Nhất hiện cung cấp những dòng máy bơm cho ngành thực phẩm đồ uống nhập khẩu trực tiếp từ Châu Âu, Mỹ,  đảm bảo chất lượng EU, G7 (quý khách có thể tham khảo các sản phẩm tại đây).

Nếu quý khách vẫn chưa chọn được một sản phẩm bơm phù hợp với nhu cầu thực tế của mình, hay có bất kỳ thắc mắc nào cần tư vấn hoặc cần cung cấp thông tin kỹ thuật, giá cả sản phẩm. Hãy liên hệ ngay với chúng tôi.

Việt Nhất luôn sẵn sàng lắng nghe và hỗ trợ bạn.