Насосы для пищевых производств

Почему на пищевом производстве насос подбирают по марке стали, а не по подаче

Насос для пищевого производства выбирают сначала по материалу проточной части и только потом по расходу: одинаковые 20 м³/ч у чугунной и нержавеющей модели ведут себя одинаково в трубе, но по-разному в продукте. Чугун отдаёт железо в среду, и на молочной или пивной линии это заметно быстрее, чем в техническом водоснабжении. У FANCY под пищевые линии собраны семь серий — CHLF, FZ, FDX, 2FDX, MS, FWO и WQS, всего 216 моделей из каталога на 2744 позиции. Проточная часть у всех семи выполнена из нержавеющей стали AISI 304, а для агрессивных сред доступно исполнение AISI 316.

Дальше выбор сужает узел. Подача воды в варочный или моечный аппарат, продавливание через фильтр, перекачивание среды с мякотью, откачка стока из приямка — это четыре разные рабочие точки, и одна модель их не закрывает. Требование ТР ТС 021/2011 к материалам, контактирующим с пищевой продукцией, действует одинаково на всех четырёх, а вот гидравлика различается кратно: от 6,5 м напора у FWO до 72 м у FZ. Поэтому подбор на пищевом производстве всегда идёт по паре «материал плюс узел», а не по одной цифре производительности.

Все перечисленные модели — центробежные насосы. Рабочее колесо разгоняет жидкость и передаёт ей энергию, а не выталкивает порцию за такт, как объёмная помпа. Отсюда практическое следствие для пищевой линии: подача и напор связаны кривой Q-H, и при росте сопротивления сети расход падает сам, без команды оператора. Все кривые серий FANCY сняты при 2900 об/мин на чистой воде — это база для пересчёта под реальную среду.

Нержавеющая проточная часть пищевой линии: чем различаются AISI 304 и AISI 316

Разница между AISI 304 и AISI 316 — в молибдене, который резко поднимает стойкость к точечной коррозии от хлоридов. На пищевой линии хлориды приходят из рассола, из томатной и фруктовой среды, из кислотной стадии мойки. Для нейтральной воды и большинства молочных сред достаточно AISI 304: именно из неё у FANCY выполнены корпус, рабочие колёса, диффузоры и вал в базовых исполнениях CHLF, FDX, 2FDX, MS и FWO. Там, где анализ среды показывает высокое содержание хлоридов, берут AISI 316.

Переход на AISI 316 у FANCY решается на этапе заказа, а не «по договорённости» уже на объекте. У CHLF, FDX, 2FDX, FWO и MS базовое исполнение проточной части — AISI 304, а версия из AISI 316 идёт отдельной позицией и стоит дороже. Консольная FZ и погружная WQS устроены иначе: у них нержавеющая сталь 304 и 316 идут как два самостоятельных материальных исполнения, и в каталоге WQS варианты sus304 и sus316 разделены по всем 58 моделям ряда — по прайсу исполнение sus316 выходит примерно на 18 % дороже sus304. Заказывать марку стали нужно на этапе покупки — переставить проточную часть на объекте нельзя.

Вал у всей пищевой линейки FANCY тоже нержавеющий, и это не мелочь. Пара разнородных металлов под уплотнением корродирует быстрее, чем сам корпус, и на практике насос выходит из строя именно по валу. У CHLF, FDX, 2FDX, MS и FWO вал выполнен из AISI 304, у FZ и WQS — из AISI 304 или 316 вместе с корпусом.

CIP-мойка пищевого производства: температура, щёлочь и кислота без разборки

CIP-мойка прогоняет по контуру щёлочь и кислоту при высокой температуре, и насос на этой линии моется вместе с оборудованием. Ключевой параметр здесь не подача, а допустимая температура среды и стойкость уплотнения к реагенту. Серии FANCY CHLF и MS рассчитаны на диапазон от −10 до 120 °C и оснащены механическим уплотнением с парой графит — карбид кремния и эластомером Viton. Консольная FZ в стандартной версии заявлена на 120 °C при рабочем давлении до 16 бар — этого хватает и на горячую промывку, и на перекачивание конденсата.

С сериями FDX и 2FDX нужно внимание к комплектации. Базовая версия рассчитана на 70 °C, а исполнение на 104 °C завод поставляет отдельной позицией, с доплатой к базовой цене. Отдельной позицией идёт и уплотнение SiC/Carbon/SS304/Viton. Ошибка типовая: модель заказывают в базе, ставят на контур мойки с раствором 80 °C и получают течь по уплотнению в первый же месяц. У FWO рабочая температура 104 °C входит в стандартную комплектацию без доплаты, поэтому эта серия на моечном контуре проще в заказе.

Пара трения выбирается под абразивность и температуру. Карбид кремния держит истирание твёрдыми частицами дольше графитовой пары, поэтому у WQS применено двойное уплотнение SiC/SiC/SS304 — среда в цеховом стоке содержит и песок, и остатки сырья. Для контура, где после мойки идёт гликолевый или рассольный теплоноситель, важна отдельная строка даташита CHLF и MS: уплотнение допускает этиленгликоль и пропиленгликоль концентрацией до 50 %.

Подача воды на линию розлива пищевого производства: ровное давление важнее расхода

На линии розлива насос обязан держать давление, а не расход: скачок на входе дозатора сбивает наполнение, и брак идёт по всей партии сразу. Многоступенчатая FANCY CHLF решает эту задачу связкой ступеней и частотного привода. В ряду 28 моделей с числом ступеней от 1 до 6, подача 2–20 м³/ч, напор 9–50 м, мощность 0,37–4,4 кВт, вес 16–48 кг. Присоединение резьбовое G20, патрубки от 25×25 до 50×50 мм — насос встаёт в готовую обвязку без переделки трассы.

Частотный преобразователь удерживает уставку точнее дроссельной заслонки. Заслонка гасит лишний напор на клапане, а привод меняет обороты двигателя вслед за сигналом датчика давления. Для CHLF на 2900 об/мин это ещё и экономия на частичной нагрузке: потребление снижается по кубу оборотов, а не остаётся почти на уровне полной подачи. Двигатель у серии имеет класс защиты IP 55 и класс изоляции обмотки F — нормальная комплектация для машинного зала пищевого цеха, где есть влажность и регулярная мойка полов.

Когда розлив идёт на верхнем этаже или вода идёт по длинной магистрали, одной ступени не хватает по напору. Здесь работает пара FDX и 2FDX. Одноступенчатая FDX даёт 4,2–12 м³/ч при напоре 14–27,8 м и мощности 0,37–1,8 кВт, а двухступенчатая 2FDX при той же подаче 4,2–12 м³/ч поднимает напор до 31–56 м при мощности 0,75–3,7 кВт. Расход не меняется, потому что оба колеса стоят последовательно на одном валу; растёт только напор и вес — с 8–22 кг у FDX до 12–31 кг у 2FDX.

Среды с мягкими включениями на пищевой линии: открытое колесо FWO

Закрытое рабочее колесо забивается на среде с мякотью и волокном, поэтому на такие линии ставят насос с открытым колесом. FANCY FWO — нержавеющий насос с открытым колесом из AISI 304, у которого нет переднего диска: лопатки работают в паре со стенкой корпуса, и проход для включений заметно шире. Ряд компактный — 7 моделей: подача 4,8–30 м³/ч, напор 6,5–15 м, мощность 0,37–3 кВт, вес 7–23 кг, патрубки 32×25, 40×40, 50×50 и 65×50 мм.

Какие среды идут через FWO на пищевом производстве: соки с мякотью, сусло, пивная дробина, молочные продукты, жидкие корма и барда, моечная вода с остатками продукта, слабые растворы и суспензии химических линий. Для малых очистных объектов серия берёт осадок невысокой плотности, а на водоподготовке — воду с флокулянтом и хлопьями. Рабочая температура до 104 °C входит в базовую комплектацию, что удобно для возврата горячей моечной воды.

Молочное производство и пивоварение: где на пищевой линии работают CHLF и FZ

Молочное производство и пивоварение дают самый широкий разброс задач на одной площадке, и одной серией их не закрыть. Перекачивание молока, воды, сусла и растворов идёт при разных расходах и разной вязкости. Многоступенчатая CHLF заявлена заводом именно для пищевых линий, молочных и пивоваренных производств, водоподготовки и розлива питьевой воды — её 2–20 м³/ч и 9–50 м закрывают подачу воды в аппараты и мойку. Пивная дробина и сусло с крупицами — задача для FWO с открытым колесом.

Консольная FANCY FZ берёт на себя объёмные потоки. В ряду 91 модель: подача 12–320 м³/ч, напор 19–72 м, мощность 1,1–90 кВт, вес 22–628 кг, патрубки от 50×32 до 150×125 мм. Проточная часть из нержавеющей стали AISI 304 или AISI 316, уплотнение SiC/Carbon/Viton, рабочее давление до 16 бар, стандартная температура 120 °C. Двигатель у консольной компоновки подбирается отдельно и меняется без замены гидравлики — для производства с круглосуточным циклом это заметно сокращает простой при ремонте.

Небольшие перекачки между ёмкостями не требуют напора вовсе. Задача звучит как «переместить объём», и под неё есть FANCY MS: 12 моделей, подача 3,6–20 м³/ч, напор 13–25 м, мощность 0,37–2,2 кВт, вес 13–22 кг, патрубки 32×25, 40×32 и 50×32 мм. Серию применяют на опорожнении баков, переливе между резервуарами, циркуляции подготовленной воды, подкачке на пищевых линиях, мойке и розливе.

Стоки цеха пищевого производства: погружной WQS из нержавеющей стали

Сток пищевого цеха агрессивнее хозяйственно-бытового: в нём органика, жир, остатки сырья и щелочной или кислотный раствор после мойки. Чугунный насос в таком приямке изнашивается за сезон, поэтому здесь применяют погружной FANCY WQS — исполнение серии WQ целиком из нержавеющей стали AISI 304 или AISI 316. Ряд крупный: 58 моделей, подача 10–200 м³/ч, напор 6–60 м, мощность 0,75–22 кВт, вес 31–241 кг.

Конструкция рассчитана на постоянную работу под уровнем жидкости. Двигатель имеет степень защиты IP 68 и класс изоляции F, глубина погружения допускается до 5 м, температура среды — до 40 °C. Вал уплотнён двойным механическим уплотнением SiC/SiC/SS304. Напорные патрубки идут размерами 50, 65, 80, 100, 150 и 200 мм, так что насос подбирается под существующий трубопровод приямка. Габариты по каталогу завода известны для всех 58 моделей: у младшей 50WQD10-10-0.75S высота 492 мм при ширине 212 мм, у старшей 80WQ60-50-22S — 962 мм при ширине 293 мм и весе 193 кг.

Гидравлика WQS повторяет базовую чугунную WQ, поэтому рабочие точки совпадают и пересчитывать схему при замене не нужно. Разница только в материале и стойкости к среде. Отсюда простое правило подбора: обычный бытовой сток — чугунная WQ, сток с кислотами, щелочами, солями или активным хлором — нержавеющая WQS. Дальше подбор идёт как обычно: по подаче, напору и характерному размеру включений.

Рассольные и гликолевые контуры пищевого производства: уплотнение под среду

Рассольный и гликолевый контур на пищевом производстве работает при отрицательных температурах, и обычный эластомер такую среду держит плохо. Требование к насосу здесь смещается с гидравлики на материал уплотнения. У серий FANCY CHLF и MS уплотнение с парой графит — карбид кремния и эластомером Viton прямо допускает этиленгликоль и пропиленгликоль концентрацией до 50 % и температуру до 120 °C, а нижняя граница рабочего диапазона среды у обеих серий — −10 °C.

Тот же контур охлаждения часто совмещён с технологической водой цеха, и здесь пригодится пересечение серий. CHLF на 2–20 м³/ч ведёт малый контур, FZ на 12–320 м³/ч — магистральный. Обе серии нержавеющие, обе рассчитаны на 120 °C, различие в компоновке: CHLF многоступенчатая горизонтальная с резьбой G20, FZ консольная с фланцами от 50×32 до 150×125 мм. Подбор ведут по фактической плотности рассола: солевой раствор тяжелее воды, и потребляемая мощность на той же подаче выше паспортной.

Механическое уплотнение насоса пищевой линии: что именно изнашивается

Уплотнение вала — самый нагруженный узел насоса на пищевой линии, и по нему чаще всего приходит отказ. Изнашивают его три фактора сразу: температура мойки, химия реагента и абразив в среде. Поэтому у FANCY пары трения различаются по сериям, а не унифицированы. У CHLF и MS стоит графит — карбид кремния с Viton, у FZ — SiC/Carbon/Viton, у FDX, 2FDX и FWO — SiC/Carbon/SS304/Viton, у погружной WQS — двойное SiC/SiC/SS304.

Карбид кремния против графита выигрывает на абразиве. Твёрдые частицы — песок с овощей, кристаллы соли и сахара, окалина из трубопровода — истирают графитовую пару кратно быстрее. На пищевом производстве абразив попадает в контур почти всегда, даже если по регламенту его там быть не должно. Отсюда вывод по эксплуатации: ресурс уплотнения считают не по паспортным часам, а по фактической чистоте среды и числу циклов CIP-мойки в неделю.

Подшипниковый узел у всех семи серий заявлен подшипниками качения. У одноступенчатых FDX и MS конструкция предельно простая: одна ступень — одно уплотнение и один подшипниковый узел. Обслуживать в таком насосе нечего, и это главный аргумент в пользу простого насоса там, где напора 14–27,8 м у FDX или 13–25 м у MS действительно хватает.

Вязкость и плотность среды: как меняется рабочая точка на пищевом производстве

Паспортные характеристики насоса на пищевом производстве почти всегда оптимистичны, и это нормально: кривые сняты на чистой воде плотностью 1000 кг/м³. Реальная среда плотнее и вязче — сусло, сироп, рассол, продукт с мякотью. Практическое следствие простое: напор выходит ниже табличного, а потребляемая мощность — выше. Для консольной FZ завод прямо указывает правило подбора двигателя: мощность берут по максимуму потребления во всём диапазоне 12–320 м³/ч, а не в одной паспортной точке, потому что у консольных насосов мощность растёт вместе с подачей.

Потери в трассе съедают не меньше. На длинной линии с фильтрами, теплообменником и арматурой уходит до трети паспортного напора. Именно поэтому двухступенчатую 2FDX с её 31–56 м ставят там, где одноступенчатая FDX с 14–27,8 м формально проходит по расчёту «по прямой», но не тянет реальную трассу. Рабочую точку считают по фактической длине трубопровода и полному набору местных сопротивлений.

Есть и обратная ошибка — избыточный запас. Насос, подобранный вдвое мощнее нужного, работает в невыгодной части кривой Q-H, греет среду и быстрее изнашивает уплотнение. На пищевой линии перегрев особенно вреден: продукт чувствителен к температуре, и лишние градусы от насоса меняют его свойства. Правильный запас — 10–20 % по напору, а не двукратный.

Конструкция и характеристики насосов FANCY для пищевых производств

Конструктивно семь пищевых серий FANCY делятся на три типа. Горизонтальные с резьбовым присоединением — CHLF, FDX, 2FDX и MS, вес от 8 до 48 кг, патрубки от 25×25 до 50×50 мм, монтаж на раме рядом с линией. Консольная FZ — тяжёлый насос от 22 до 628 кг с фланцами до 150×125 мм для магистральных потоков. Погружная WQS — насос для приямка, вес 31–241 кг, напорные патрубки 50–200 мм, работа под уровнем жидкости с защитой IP 68.

Общее у всех семи — частота вращения 2900 об/мин и класс изоляции обмотки F. Класс защиты двигателя различается по месту установки: IP 55 у поверхностных CHLF, FDX, 2FDX, MS и FWO и IP 68 у погружной WQS. Данные по температуре тоже не одинаковы, и это надо сверять при заказе.

Мощность в лошадиных силах в прайсе завода идёт параллельно киловаттам: 0,5–6 л.с. у CHLF, 1,5–125 л.с. у FZ, 0,5–2,5 л.с. у FDX, 1–5 л.с. у 2FDX, 0,5–3 л.с. у MS, 0,5–4 л.с. у FWO и 1–30 л.с. у WQS. Каждая модель поставляется в однофазном и трёхфазном исполнении, кроме погружной WQS, где разделение идёт по марке стали — sus304 и sus316.

Нормативы для оборудования пищевого производства: что реально проверяют

Требования к насосу пищевого производства идут от продукта, а не от насоса. ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» требует, чтобы материалы, контактирующие с продукцией, не передавали ей посторонние вещества — отсюда и запрет на чугун в контуре продукта, и нержавеющая проточная часть AISI 304 или AISI 316 у серий FANCY. Безопасность самого насоса как оборудования регулирует ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования».

Гигиеническую сторону конструкции описывает европейский стандарт EN 1672-2 на пищевое оборудование: он задаёт принципы, по которым поверхности должны быть моющимися, без застойных зон и труднодоступных карманов. Систему пищевой безопасности предприятия в целом выстраивают по ISO 22000, и насос там фигурирует как элемент технологической линии с подтверждённым материалом. Качество воды, которая идёт на линию, нормирует СанПиН 1.2.3685-21.

Практический смысл этого набора для покупателя один: на проверке спрашивают документы на материал и паспорт оборудования, а не рекламные формулировки. Поэтому марку стали — AISI 304 или AISI 316 — фиксируют в заказе и в отгрузочных документах. Перекрасить или дооснастить насос задним числом под требование инспектора невозможно.

Какую серию FANCY ставить в узел пищевого производства

Выбор серии на пищевом производстве сводится к трём вопросам: касается ли среда продукта, есть ли в ней включения и какой нужен напор. Ответы дают короткий маршрут по каталогу, и дальше остаётся подобрать типоразмер по кривой Q-H на странице модели. Ниже — сводка по узлам пищевой линии, которая экономит время на первом круге подбора.

1. Подача воды и растворов в аппараты, розлив — CHLF, 2–20 м³/ч и 9–50 м, полностью нержавеющий многоступенчатый насос с резьбой G20.
2. Большие потоки технологической воды, горячая вода, конденсат — FZ, 12–320 м³/ч и 19–72 м, консольная компоновка, 16 бар, 120 °C.
3. Компактная подача чистой воды и слабых растворов — FDX, 4,2–12 м³/ч и 14–27,8 м, одна ступень и один подшипниковый узел.
4. Тот же расход при вдвое большем напоре — 2FDX, 4,2–12 м³/ч и 31–56 м, две ступени на одном валу.
5. Перелив, опорожнение баков, циркуляция, мойка — MS, 3,6–20 м³/ч и 13–25 м, вес всего 13–22 кг.
6. Среда с мягкими включениями, мякоть, дробина, осадок — FWO, 4,8–30 м³/ч и 6,5–15 м, открытое колесо.
7. Сток цеха, приямок, мойка оборудования — WQS, 10–200 м³/ч и 6–60 м, IP 68, погружение до 5 м.

Серии пересекаются по диапазонам, и это удобно. Например, 15 м³/ч можно получить и на CHLF с напором до 50 м, и на MS с напором 25 м, и на FWO с напором 15 м — решает не расход, а состав среды и требуемое давление. Если у вас уже есть чугунный насос той же гидравлики, замена на нержавеющую модель FANCY обычно не требует переделки обвязки: у WQS гидравлика совпадает с базовой WQ напрямую.

Типичные ошибки при подборе насоса для пищевого производства

Первая ошибка — ставить чугунный насос в контур, который потом соединяется с продуктом. Даже покрытие не снимает контакт среды с металлом на сколах и в резьбе, а требование ТР ТС 021/2011 к материалам никуда не девается. Нержавеющая сталь AISI 304 у серий FANCY CHLF, FZ, FDX, 2FDX, MS, FWO и WQS закрывает вопрос на уровне материала, а не регламента эксплуатации.

Вторая — заказывать FDX или 2FDX в базовом исполнении на 70 °C для контура мойки. Версия на 104 °C заказывается с доплатой, и это решается один раз при заказе. Третья ошибка — закрытое колесо на среде с мякотью: серия с закрытым колесом забьётся там, где FWO с открытым колесом на 4,8–30 м³/ч работает штатно. Четвёртая — экономия на марке стали в рассольном контуре: AISI 316 дороже базового исполнения, но на хлоридах это разница между сезоном работы и годами.

Пятая ошибка встречается реже, но стоит дороже других: подбор погружного насоса для цехового стока по чугунному аналогу «в таком же корпусе». Сток пищевого производства содержит щёлочь и кислоту после CIP-мойки, и здесь нужна WQS с её нержавеющим корпусом, двойным уплотнением SiC/SiC/SS304 и защитой IP 68, а не универсальный насос. Если производственная площадка шире пищевого цеха, посмотрите подборки для промышленных предприятий, очистных сооружений и водоподготовки — часть серий там пересекается напрямую.

Поставка, гарантия и как купить насос для пищевой линии

Купить насос для пищевой линии — это выбрать не только модель, но и исполнение: марку стали, число фаз, температурную версию и уплотнение. Компания-поставщик ООО «МВК-СПБ» ведёт каталог FANCY с полными паспортными данными по каждой из 216 моделей пищевых серий: подача, напор, мощность, вес, патрубки и кривая Q-H. Наличие конкретных типоразмеров и срок поставки уточняются на момент заказа — часть ряда идёт со склада, часть под заказ с завода.

Гарантия распространяется на насос при соблюдении паспортных условий эксплуатации: температура среды в заявленном диапазоне, отсутствие сухого хода, работа в пределах кривой Q-H. Для WQS добавляется ограничение по глубине погружения — до 5 м, для FZ — по давлению 16 бар. Гарантийное обращение начинается с паспорта изделия и документов на отгрузку, поэтому исполнение и марку стали фиксируют в спецификации.

Если рабочая точка ещё не посчитана, пришлите исходные данные: среду, требуемый расход в м³/ч, геометрический перепад, длину трассы и температуру мойки. По этим данным подбирается конкретная модель из семи серий — от FWO на 0,37 кВт до FZ на 90 кВт — с расчётом по кривой, а не по ближайшей строке прайса.