پمپ هايي هستند که جهت جابجايي سيالات با ويسکوزيته پايين مانندآب،انواع آبليموي بدون پالپ، لبنيات با ويسکوزيته پايين مانند شيرودوغ ،منابع نفت وپتروشيمي مورداستفاده قرارميگيرند.

نکات مهم دراستفاده از پمپ هاي سانتريفيوژ:

1. موقع نصب پمپ هاحتما بايد باتوجه به پلاک نصب شده روي الکتروموتور نسبت به انتخاب کليد حرارتي وکنتاکتور اقدام گردد، نصب کنترل فاز درتابلوي پمپ الزامي مي باشد.

2. جهت حرکت پروانه ي پمپ هميشه بايد درجهت عقربه هاي ساعت باشد.

3. تحت هيچ شرايطي پمپ بدون مايع وخالي حتي براي لحظه اي کوتاه روشن نباشد که باعث خرابي سيل پمپ ونشتي مواد ميشود.

4. براي جلوگيري ازلرزش وسروصداي اضافه ، پمپ حتما بايدبه صورت تراز نصب وپايه هاي پمپ کاملافيکس گردد.

کاربردهاي پمپ
انجام فرايند ها به طور دائم بر دو عامل کيفيت و توجيه اقتصادي تاکيد دارند. معمولا ، در قديم از نيروي ثقل براي جابه جايي مايعات استفاده مي شد اما ، امروزه مايعات را با استفاده از نيروي فشار و لوله کشي هاي طويل با شير فلکه هاي متعدد از ميان تبادل کننده هاي حرارتي ، صافي ها و ديگر دستگاه ها ، که اغلب آنها با فشار بالا کار مي کنند ، عبور مي دهند. سرعت جريان مواد در اين سيستم ها اکثر اوقات بالا مي باشد. عمل انتقال مايعات در کارخانه به وسيله پمپ ها انجام مي گيرد. يکي از نکات مهم ، استفاده از پمپ هاي مناسب ، در مکان هاي مناسب ، مي باشد . مشکلات احتمالي در استفاده از پمپ ها به شرح ذيل است.
جاگذاري و نصب پمپ
خطوط مکش و تخليه
نوع و اندازه پمپ مورد نياز ، با دقت نظر در موارد زير بايد انتخاب گردد.
سرعت جريان
محصولي که بايد پمپ گردد
ويسکوزيته
چگالي
درجه حرارت
فشار سيستم ، مواد سازنده پمپ
از انواع پمپ ها قابل استفاده در صنايع لبني ، مي توان به پمپ گريز از مرکز (Centrifugal) حلقه مايع (Liquid-ring) و جابجائي مثبت (Positive displacement)اشاره نمود. اين سه نوع ، کاربردي هاي متفاوتي را دارند. پمپ هاي گريز از مرکز کاربردهاي رايج تري را در صنايع لبني دارا هستند.
پمپ سانتريفوژي اصلي ترين کاربرد آنها براي فراورده هايي با ويسکوزيته پايين مي باشند ، اما نمي توان آن ها را براي مايعات گاز دار ، به کار برد. از پمپ هاي جابجا کننده مثبت ، براي عمليات ملايم مايع ها و مايع هايي با ويسکوزيته بالا ، استفاده مي گردد.
خط مکش
  قبل از ورود به بحث پمپ ها ، نکته بسيار مهم شناخت مسائل و مشکلات مي باشد پمپ بايد در کمترين فاصله از محل اصلي به کارگيري ، نصب گردند و در مسير مکش آن خمش هاي  غير اصولي و بي جا ، دريچه ها و احيانا منفذ هاي تراوش مايع ، وجود نداشته باشد.پمپ هايي با قطر بزرگ خطر ايجاد کاويتاسيون (Cavitation) را کاهش مي دهند.

يک لايه نازک مايه بين دو سطح آب بندي قرار گرفته و عمل ليز و نرم کردن سطح اب بندي را انجام داده و از تماس مستقيم بين دو سطح کاسه جلوگيري بعمل مي آورد. اين عمل باعث طولاني

       شدن  عمر کاسه نمد خواهد شد. اگر پمپ به طور خشک به کار انداخته شود ،لايه مايع ليز کننده (نرم کننده )در سطح کاسه نمد تخريب شده و باعث تسريع فرسايش حلقه ها (واشرها ) آب بندي 

      مي  گردد. معمولا درزبند مکانيکي متوازن مي گردد يعني غير حساس به فشار پمپ مي باشد. درزبند مکانيکي بهداشتي نياز به تنظيم نداشته و باعث خوردگي بدنه و شافت نمي شود.

     انواع درزبند به دو شکل مکانيکي تکي و فوراني در دسترس قرار دارند.

  درزبندي مکانيکي

  درزبندي مکانيکي (منفرد)Single   Mechnical seal)به طور استاندارد در بيشتر پمپ ها بهداشتي در صنايع لبني به کار برده مي شود.درزبندي مکانيکي ، کاسه نمد ، در جايگاه مخصوص

 واقع در پيوسته پمپ و حلقه متحرک همراه با يک واشر حلقوي ((ORING در قسمت داخلي يا خارجي اتصال شفت پمپ کار گذاشته مي شود. حلقه متحرک در مقابل حلقه متحرک در مقابل ساکن به

  وسيله فنر فشرده شده و همراه شفت حرکت مي نمايد.

 درزبندي فوراني

  آب بندي نوع فورانيFlushed seal )  ) شامل دو درزبند مي باشد در ميان فضاي بين دو صفحه آنها ،از اب يا بخار ، براي خنک کردن تميز کردن و يا به عنوان حايل بين محصول و هواي   بيرون استفاده مي کردد.ا ستفاده از درزبندي دوراني در موارد زير استفاده مي شود.

• در محلهاي که درزبند با بخار يا محصول گرم در تماس مي باشد ،از آن به عنوان سد بخار (Bater flushimg) در پمپ هاي که براي فراورده هاي چسبناک يا انواع فراورده
• هاي ي که تشکيل بلور مي دهند –محلول هاي قندي –مناسب است.
• در محل هايي که امکان رسوب مواد در روي شفت و يا در محل درزبندي وجود دارد ، يا ممکن است در اثر دماي بالا موارد در محل درزبندي پمپ هايي که در مسير دستگاه پاستوريزه کننده قرار دارند.
• در پمپ ها فراوردهايي که در فشار پايين قرار دارند از درزبندي سد آبي  Water barrier )) استفاده ميشود  تا هوا به آساني از فراورده خارج گردد.مانند درزبندي پمپ هايي که در مسير خروجي محفظه خلاء قرار دارند.

    فشار سد بخار(Barrier steam pressure) نبايد از فشار در 100 درجه سانتيگراد بيشتر باشد. زيرا باعث خشک شدن بخار ميگردد.اگر سطح درزبندي به گونه اي تنظيم شود که در سيستم

   خروجي ، هيچ نوع انسدادي به وجود نيايد اين نوع سد رادر جايي قبل از محل اتصال ها نصب مي نمايند.

  موارد سازنده درزبندي ها

  براي ساخت حلقه هاي  متحرک  درزبندي Rotating seal ring) ) از مواد کربه و براي ساخت حلقه هاي ساکن از فولاد ضد زنگ استفاده مي گردد. يک ترکيب برتر استفاده از سيليکون کاربيد

Sili con carbide)  ) براي قسمت متحرک و مواد کربنه براي قسمت ساکن مي باشد.براي مايعات ساينده اغلب از مواد خيلي سخت مانند سيليکون کاربيد براي هر دو قسمت متحرک و ساکن         استفاده مي شود.

کاربردپمپ

کاربردهاي پمپ

آب بندي نوع فورانيFlushed seal    شامل دو درزبند مي باشد در ميان فضاي بين دو صفحه آنها ،از اب يا بخار ، براي خنک کردن تميز کردن و يا به عنوان حايل بين محصول و هواي بيرون استفاده مي کردد.

استفاده از درزبندي دوراني در موارد زير استفاده مي شود.

• در محلهاي که درزبند با بخار يا محصول گرم در تماس مي باشد ،از آن به عنوان سد بخار (Bater flushimg) در پمپ هاي که براي فراورده هاي چسبناک يا انواع فراورده هاي ي که تشکيل بلور مي دهند –محلول هاي قندي –مناسب است
• در محل هايي که امکان رسوب مواد در روي شفت و يا در محل درزبندي وجود دارد ، يا ممکن است در اثر دماي بالا موارد در محل درزبندي پمپ هايي که در مسير دستگاه پاستوريزه کننده قرار دارند.
• در پمپ ها فراوردهايي که در فشار پايين قرار دارند از درزبندي سد آبي Water barrier استفاده ميشود  تا هوا به آساني از فراورده خارج گردد.مانند درزبندي پمپ هايي که در مسير خروجي محفظه خلاء قرار دارند.

فشار سد بخارBarrier steam pressure نبايد از فشار در 100 درجه سانتيگراد بيشتر باشد. زيرا باعث خشک شدن بخار ميگردد.اگر سطح درزبندي به گونه اي تنظيم شود که در سيستم خروجي ، هيچ نوع انسدادي به وجود نيايد اين نوع سد رادر جايي قبل از محل اتصال ها نصب مي نمايند.

موارد سازنده درزبندي ها

براي ساخت حلقه هاي  متحرک  درزبندي Rotating seal ring از مواد کربه و براي ساخت حلقه هاي ساکن از فولاد ضد زنگ استفاده مي گردد. يک ترکيب برتر استفاده از سيليکون کاربيد Sili con carbide براي قسمت متحرک و مواد کربنه براي قسمت ساکن مي باشد.براي مايعات ساينده اغلب از مواد خيلي سخت مانند سيليکون کاربيد براي هر دو قسمت متحرک و ساکن استفاده مي شود.

ارتفاع

وقتي که يک پمپ ، انتخاب مي گردد ، بايد ارتفاع (HEAD)، H، آن مشخص باشد و بنابر آنچه  که در نمودار نشان داده شده برابر (فشار ) ارتفاعي است که در مايع ورودي به داخل پمپ (پس از

پمپ کردن) بدون بالا بردن فشار ورودي ،بدست آوردن فشار واقعي بعد از پمپ لازم است ، شرايط طرف مکش پمپ در نظر  گرفته شود. اکر در خط مکش خلاء وجود داشته باشد بخشي از توان

پمپ صرف غلبه بر خلاء  مي گردد . در اين حالت فشار خروجي پمپ پايين تر از آنچه در نمودار نشان  داده شده است . خواهد بود.

اگر خط مکش پمپ به صورت جاري (Flood)باشد ايجاد فشار مثبت در ورودي پمپ باعث افزايش فشار خروجي بيش از حد داده شده در نمودار خواهد شد..

ارتفاع مکش مثبت خالص (NPSH)

همانطور که قبلا شرح داده شده ،بايد در طراحي پمپ و خط مکش شرايطي در نظر گرفته شود که از بروز حفره اي شدن در سيستم اجتناب گردد. بر اساس منحني NPSH نمودار ، مقدار NOSH يک پمپ عبارت است از : مقدار اضافي لازم بر روي فشار بخار مايع که مانع بروز حفره اي شدن درسيستم گردد اين را ارتفاع مکش مثبت خالص لازم NPSH  مي نامند.

قبل از اين که اين عامل به کار گرفته شود ، بايد NPSH حقيقتي در خط مکش در شرايط معمولي محاسبه شود.اين داده را ارتفاع مکش  مثبت خالص متوسط NPSH_av مي نامند و بايد بسياري يا بالاتر از NPSH لازم در نظر گرفته شود.

در فرمول زير محاسبه NPSH_av در سيستم نشان داده شده است.

P_a    =     فشار بر حسب بار در سطح مايع

P_v     =      فشار بخار (بار )

d_r       =          چگالي نسبي

H_s       =     ارتفاع ستون مايع در خط مکش ساکن (متر )

H_fs      =      افت فشار در خط مکش ،متر ستون مايع

توجه مقدار hs  در سيستم با مکش عدد منفي و براي سيستم با فشار ورودي عدد مثبت مي باشد.

در بندي (آب بندي ) شافت

شافت يکي از اجزاء مهم و حساس در ساختمان پمپ بوده و بخشي از آن اتصال بين قسمت چرخنده (محرکه) و قسمت ساکن را برقرار مي سازد به طور معمول از درزبند مکانيکي براي استفاده آن مي گردد.

يک حلقه آب بندي کننده (کاسه نمد) سطح متحرک قطعه به سطح ساکن اتصال مي دهد.

اصول پمپ کردن

مايع پس از ورود به داخل پمپ به سمت مرکز (اصطلاحا چشم ) پره ها هدايت مي شود و در قسمت محفظه پره ها چرخش مي نمايد ، در اثر نيروي کريز از مرکز ، مايع با سرعت بالا از مرکز پره ها ، وارد مسير بدنه مي شود ،در آنجا سرعت بالا تبديل به فشار شده و مايع با فشار بالا پمپ را ترک مي نمايد.

کاربردهاي پمپ سانتريفيوژي

از پمپ هاي سانتريفيوژي ، به طور گسترده در صنايع لبني استفاده مي گردد.دليل اين امر ارزان تر بودن قيمت ، سادگي عملکرد ، شرايط سهل تر نگهداري و همچنين قابليت تطبيق آن ، براي عمليات هاي مختلف مي باشد.

براي پمپ کردن مايع هايي با ويسکوزيته نسبتا پايين که لزوم انجام عمليات ملايم در آنها وجود ندارد ، مي توان از پمپ ها ي سانتريفيوژي استفاده نمود. گاهي آنها را براي سيالاتي با ذرات نسبتا برزگ به کار مي برد در اين صورت اندازه ذرات نبايد از ابعاد مجاري ورودي بزرکتر نباشد .

يکي از مشکلات پمپ هاي کريز از مرکز ، عدم توانايي آنها در پمپ کردن مايع هاي گازدار (Aerated liquids) مي باشد.اگر مايع هاي گاز دار براي پمپ شدن به کار برده شوند سيستم پر نشده و عمليات پمپ کردن متوقف مي گردد ( با پمپ خالي عمل مي نمايد)

بايد سيستم راه اندازي مجدد متوقف شده و با مايع پر گردد.بنابراين پمپ ها سانتريفيوژ خود راه اندازه (Self-priming) نمي باشند و بايد خط مکش و محفظه بدنه قبل از راه اندازي مايع پر گردد. محل قرار پمپ هاي سانتريفيوژ بايد با دقت فراوان طراحي گردد.

کنترل جريان

به ندرت ممکن است يک پمپ استاتدارد ، دقيقا با همان ظرفيت مورد نياز انتخاب گردد.در نتيجه براي تطبيق سيستم از روش ذيل استفاده مي شود:

• استفاده از شير خودکار- با قابليت تطبيق بالا ، اما غير اقتصادي است
• کاهش قطر پروانه (پره ها )- با قابليت تطبيق کمتر ، اما اقتصادي تر است.
• کنترل سرعت- با انعطاف پذيري بيشتر ،اقتصادي هم باشد.
• سه مورد فوق در شکل نشان داده شده است.

شير خودکار

ساده ترين روش کنترل جريان ، جاگذاري شير خودکار در مسير خروجي پمپ مي باشد. با اين وسيله مي توان پمپ را در فشار و سرعت جريان لازم تنظيم نمود اين روش براي پمپ ها که بايد در فشار و سرعت جريان هاي مختلف کار کنند مناسب مي باشد ، اما به کار گيري اين روش در سيستم با فشار و سرعت جريان ثابت اقتصادي نمي باشد.

شير خودکار

شير خودکار را مي توان با صفحه هاي سوراخ (Orifice) درون لوله همراه با کنترل دستي يا خودکار نصب نمود يا مي توان از کنترل کننده هاي مکانيکي ، که اغلب در عمليات شير کاربرد دارند ، استفاده نمود.

کاهش قطر پروانه

روش ديگر کنترل جريان کاهش قطر پروانه مي باشد مشاهده مي شود که کاهش قطر پروانه ازD به D₁ مي تواند منحني پمپ کردن به سطح پايين تري انتقال دهد.قطر جديد D را ميتوان با امتداد

يک خط مستقيم O به نقطه A نسبت به حالت استاندارد  را مي توان يک خط مستقيم O  به نقطه A نسبت به حالت استاندارد B براي منحنيD رسم نمود . فشار H براي D و فشار H براي D  مي

باشد قطر پروانه جديد D با فرمول محاسبه مي گردد.

شکل اقتصادي تر پمپ با کاهش قطر پروانه D حاصل مي گردد منحني پمپ ها با قطر هاي مختلف پروانه ، در دسترس مي باشد.

کنترل سرعت

تغييرهاي سرعت در پمپ باعث تغيير در مقدار نيروي کريز از مرکز –ايجاد شده به وسيله پروانه مي گردد و به تبع فشار و ظرفيت پمپ بنزين نيز تغيير مي يابد.

کنترل سرعت موثرترين راه براي تنظيم عملکرد يک پمپ مي باشد. چرخش پروانه هميشه نمايانگر مصرف نيرو و رفتار مايع مي

باشد. مبدل ها با جريان متناوب با موتور هايي سه فاز استاندارد مي توانند به طور دستي يا خودکار مقدار جريان و فشار را کنترل نمايند.

پمپ هاي 60 هرتز

اغلب پمپ هاي سانتريفيوژِي براي 50 هرتز(Hr)طراحي شده اند .که به معني چرخش 3000 دور در دقيقه(Revolutons per minute=rpm) براي يک موتور دو قطبي (Tow-pole) مي

باشد. در بعضي از کشورها از نيروي 60هرتز استفاده مي گردد.که به معني افزايش سرعت تا 20% يعني 3600 دور در دقيقه مي باشد .منحني پمپ هاي 60 هرتز از طرف سازندگان اين پمپ

ها در  دسترس مصرف کنندگان قرار مي گيرد.

ارتفاع فشار

چگالي

ارتفاع (HEAD)پمپ بر اساس متر ستون مايع ، غير وابسته به چگالي (Density)مايع پمپ شدني مي باشد.چگالي عامل مهمي در تعين فشار خروجي و توان مصرفي پمپ محسوب مي گردد.

اگر پمپ و ويسکوزيته مايع در موارد مختلف مشابه باشند. ستون مايع هد بدون توجه به چگالي در همان ارتفاع (به طور مثال 10 متر )بالا خواهد رفت . ارتفاع پمپ نيز برابر همان اندازه ستون مايع

مي باشد. اما تغييري چگالي –جرم مايع – تغييراتي را در عقربه فشار نما نشان خواهد داد.

به طور معمول ، فشار درون پمپ را مي توان با ضرب چگالي سيال در ارتفاع بر حسب اندازه ستون مايع آب بدست آورد.

بنابراين پمپ ها ، براي مايعات غليظ تر در مقايسه رقيق تر ، بايد کار بيشتري را انجام دهد. انرژي لازم براي پمپ کردن اين مايعات نيز متفاوت مي باشد . به طور نمونه در شکل فوق در مثال A موتور يک کيلو وات ، در مثال B موتور 2/1 کيلووات و براي حالت C فقط موتور 8/0 کيلو وات انرژي لازم مي باشد.

ويسکوزيته

سيالات با ويسکوزيته بالا در هنگام جريان يافتن مقاومت بيشتري را در مقايسه با سيالات با ويسکوزيته پايين ايجاد مي نمايد.بنابراين پمپ کردن مايعات با ويسکوزيته بالاتر باعث کاهش سرعت جريان و کاهش ارتفاع در پمپ مي گردد و در مقابل توان مورد نياز افزايش مي يابدکه علت آن افزايش مقاومت جريان ، در برابر حرکت پروانه و بدنه پمپ مي باشد.

پمپ هاي سانتريفوژي را مي توان براي مايعات با ويسکوزيته نسبتا زياد به کار برد. اما آنها را  در مايعات با ويسکوزيته بالاتر از 500 سانتي پواز (Cp) توصيه نمي نمايند.زيرا توان مورد نياز در بالاتر از اين مقدار به شدت افزايش مييابد.

پمپ حلقه مايع

پمپ حلق مايع (Liquid-ring)در صورتي که حداقل نيمي از بدنه آنها با سيال پر شده باشد در انواع خود راه انداز (Self-priming) دسته بندي مي گردند. اين پمپ براي مايع هايي گاز دار مناسب مي باشند.

پمپ ، شامل يک پروانه با پره هاي شعاي مستقيم بوده که در داخل يک غلاف مي چرخد يک ورودي يک خروجي و يک موتور محرکه ديگر اجزاي آنرا تشکيل مي دهند .مايع از ورودي بين پره ها داخل شده و بشکل يک حلقه مايع با چرخشي پروانه برابر  چرخش پروانه در مي آيد.در اين حال سرعت مايع افزايش يافته و به سمت بدنه پمپ رانده مي شود.

يک شيار در ديواره بدنه اين نوع پمپ وجود دارد اين شيار در نقطه 2 کم عمق مي باشد و به تدريج تا رسيدن به نقطه 3 عميق تر و پهن تر مي گردد و سپس از آن دوباره در قعطه 6 از عمق آن کاسته مي شود.بنابراين وقتي مايع به وسيله پره ها منتقل مي گردد شيار مجرا هميشه پر مي باشد و بدين وسيله حجم دسترس مايع براي پره افزايش مي يابد.

در اثر حرکت و تخليه مايع ، يک حالت خلاء نسبي در مرکز به وجود مي آيد. و باعث سوق دادن مايه به سوي خارج از مرکز و افزايش فشار شده و مايع از ميان دهانه 7 به خروجي 5 مي رود .هوا نيز در اين سيستم مانند مايع مکش مي گردد.

موارد کاربرد

در پمپ حلقه مايع فضاي آزاد پروانه و بدنه بسيار کم مي باشد بنابراين قابليت پمپ کردن فراورده هاي گاز دار را دارند ، در صنايع لبني از اين ويژگي براي پمپ کردن فراورده هاي گاز استفاده مي شود.زيرا در اين مواقع استفاده از پمپ هاي کريز از مرکز مقدور نمي باشند. استفاده از اين نوع پمپ ها براي فراورده هاي ساينده نامناسب مي باشد.

کاربرد عمومي اين نوع پمپ در سيستم CIP براي برگشت دادن محلول شستشو پس از شستشو مخازن مي باشدومعمولا محلول هاي سشتشو CIP حاوي مقدار زيادي هوا مي باشند.

پمپ هاي جابجايي مثبت

اصول پمپ کردن اين گروه از پمپ ها بر اساس جابه جايي مثبت(Positive  displacement)کار مي کنند آنها را به دو دسته اصلي تقسيم مي نمايند: پمپ هاي چرخنده(Rotary pumps)و پمپ هاي تناوبي (Reciprocating pumps) .هر دسته از انها خود شامل چندين نوع مي باشند.

به طور معمول ، فشار درون پمپ را مي توان با ضرب چگالي سيال در ارتفاع بر حسب اندازه ستون مايع آب بدست آورد.

بنابراين پمپ ها ، براي مايعات غليظ تر در مقايسه رقيق تر ، بايد کار بيشتري را انجام دهد. انرژي لازم براي پمپ کردن اين مايعات نيز متفاوت مي باشد . به طور نمونه در شکل فوق در مثال A موتور يک کيلو وات ، در مثال B موتور 2/1 کيلووات و براي حالت C فقط موتور 8/0 کيلو وات انرژي لازم مي باشد.

ويسکوزيته

سيالات با ويسکوزيته بالا در هنگام جريان يافتن مقاومت بيشتري را در مقايسه با سيالات با ويسکوزيته پايين ايجاد مي نمايد.بنابراين پمپ کردن مايعات با ويسکوزيته بالاتر باعث کاهش سرعت جريان و کاهش ارتفاع در پمپ مي گردد و در مقابل توان مورد نياز افزايش مي يابدکه علت آن افزايش مقاومت جريان ، در برابر حرکت پروانه و بدنه پمپ مي باشد.

پمپ هاي سانتريفوژي را مي توان براي مايعات با ويسکوزيته نسبتا زياد به کار برد. اما آنها را  در مايعات با ويسکوزيته بالاتر از 500 سانتي پواز (Cp) توصيه نمي نمايند.زيرا توان مورد نياز در بالاتر از اين مقدار به شدت افزايش مييابد.

پمپ حلقه مايع

پمپ حلق مايع (Liquid-ring)در صورتي که حداقل نيمي از بدنه آنها با سيال پر شده باشد در انواع خود راه انداز (Self-priming) دسته بندي مي گردند. اين پمپ براي مايع هايي گاز دار مناسب مي باشند.

پمپ ، شامل يک پروانه با پره هاي شعاي مستقيم بوده که در داخل يک غلاف مي چرخد يک ورودي يک خروجي و يک موتور محرکه ديگر اجزاي آنرا تشکيل مي دهند .مايع از ورودي بين پره ها داخل شده و بشکل يک حلقه مايع با چرخشي پروانه برابر  چرخش پروانه در مي آيد.در اين حال سرعت مايع افزايش يافته و به سمت بدنه پمپ رانده مي شود.

يک شيار در ديواره بدنه اين نوع پمپ وجود دارد اين شيار در نقطه 2 کم عمق مي باشد و به تدريج تا رسيدن به نقطه 3 عميق تر و پهن تر مي گردد و سپس از آن دوباره در قعطه 6 از عمق آن کاسته مي شود.بنابراين وقتي مايع به وسيله پره ها منتقل مي گردد شيار مجرا هميشه پر مي باشد و بدين وسيله حجم دسترس مايع براي پره افزايش مي يابد.

در اثر حرکت و تخليه مايع ، يک حالت خلاء نسبي در مرکز به وجود مي آيد. و باعث سوق دادن مايه به سوي خارج از مرکز و افزايش فشار شده و مايع از ميان دهانه 7 به خروجي 5 مي رود .هوا نيز در اين سيستم مانند مايع مکش مي گردد.

موارد کاربرد

در پمپ حلقه مايع فضاي آزاد پروانه و بدنه بسيار کم مي باشد بنابراين قابليت پمپ کردن فراورده هاي گاز دار را دارند ، در صنايع لبني از اين ويژگي براي پمپ کردن فراورده هاي گاز استفاده مي شود.زيرا در اين مواقع استفاده از پمپ هاي کريز از مرکز مقدور نمي باشند. استفاده از اين نوع پمپ ها براي فراورده هاي ساينده نامناسب مي باشد.

کاربرد عمومي اين نوع پمپ در سيستم CIP براي برگشت دادن محلول شستشو پس از شستشو مخازن مي باشدومعمولا محلول هاي سشتشو CIP حاوي مقدار زيادي هوا مي باشند.

پمپ هاي جابجايي مثبت

اصول پمپ کردن اين گروه از پمپ ها بر اساس جابه جايي مثبت(Positive  displacement)کار مي کنند آنها را به دو دسته اصلي تقسيم مي نمايند: پمپ هاي چرخنده(Rotary pumps)و پمپ هاي تناوبي (Reciprocating pumps) .هر دسته از انها خود شامل چندين نوع مي باشند.

کاربردهاي پمپ

کاربرد پمپ

تا اواخر قرن 19 عمليات حرارتي روي شير چندان مهم بشمار نمي آمد.

علي الخصوص در بعضي فراورده ها مانند: پنير ، کره ، که انجام عمليات حرارتي باعث ايجاد اختلال در فرايند توليد مي شد.

با توجه به اينکه شير محيط مناسبي براي رشد ميکروارگانيزها بود منبع مناسبي براي رشد و نکثير انواع بيماريها مانند: سل ، حصبه، مي گرديد.

لوي پاستور در اوسط قرن 19 مطالعاتش را بر روي اثرات کشندگي حرارت بر روي ميکروارگانيزها معطوف نمود و موفق به کشف فرايند پاستوريزاسيون بعنوان روش حفاظتي در مقابل

ميکروارگانيزهاي بيماري زا گرديد.

در حقيقت عمليات پاستوريزاسيون نوعي عمليات حرارتي بر روي شير بود که مي توانست باسيل سل را بدون اينکه تاثير ناخواسته اي  فيزيکي و شيميايي در اجزاي ديگر شير بگذارد به طور کامل نابود مي گردد.

هرچند دانشمندان موافق به بکارگيري عمليات حرارتي با ظرافت و دقت لازم بودند ولي عدم رعايت کنترل دمايي در اين فرايند باعث مي شد که با بالا رفتن دما از حد مجاز طعم پختگي شير را در

شير نمايان کند و از آن طرف پائين آوردن دما باعث از بين نرفتن باکتري ها و باقي ماندن باکتريهاي بيماري زا مثل باسيل سل شود.

در اواسط سال 1390 ميلادي  دانشمندي بنام کي (Kiy) وگراهام (Graham) متوجه خاصيت آشکار سازي آنزيم فسفاتاز شدند.

اين آنزيم در شير خام حضور دارد ، ولي در فرايند حرارتي در زمان معين مثل عمليات پاستوريزاسيون از بين مي رود. و حضور و غياب آن براحتي قابل  تشخيص مي باشد. (آزمايش فسفاتاز شارر (Schaner)

بطور کلي حضور فسفاتار در شير نشان دهنده کافي نبودن دماي لازم براي فرايند حرارتي مي باشد

خوشبختانه تمام با کتريهاي بيماري زايي موجود در شير با عمليات حرارتي نسبتا ملايمي ار بين مي روند . با سيل سل که از مقاومترين  ارگانيزمها در مقابل حرارت مي باشد در دماي  63 درجه

به مدت 10 دقيقه از بين مي رود براي کسب اطمينان خاطر از دماي 63 درجه به مدت 30 دقيقه استفاده مي گردد.

بطور کلي باسيل سل بعنوان يک شاخصه در صنعت پاستوريزاسيون بکار مي رود. بدين صورت که هر دماي که باعث از بين رفتن سيل سل شود، بصورت قابل اطميناني قادر به از بين بردن ساير

ميکرارگانيزهاي بيماري زا خواهد شد

خوشبختانه باکتريهاي بيماري زا اصلي در شير تشکيل اسپور نمي دهند.

فرضيه شکستن گويچه به وسيله تلاطم گردابي (گرداب کوچک micro whirls) بر اين پايه قرار داردکه تعدادي گرداب کوچک در برابرجريان مايعي که با سرعت بالادر حرکت است ،ايجاد مي گردد.سرعت هاي جريان هاي بالاتر،گرداب هاي کوچک تري را ايجاد مي کند،اگر اين جريان گردابي به يک قطره روغن هم اندازه برخورد نمايد،قطره روغن به قطرات ريزتري شکسته خواهد شد.اين فرضيه ،چگونگي اثرات هموژنيزاسيون را در فشارهاي مختلف پيشگويي مي کند.اين پديده باتحقيقات زيادي به اثبات رسيده است.

تئوري ايجاد حفره (Cavitation) از طرف ديگر ادعا مي کند شوک امواج ايجاد شده در اثر ترکيدن حباب بخار ،باعث شکسته شدن گويچه چربي مي گردد.بر اساس اين فرظيه وقتي که مايع با فشار بالا از شکاف دستگاه عبور مي کند ،تاثير فشار بالا بر روي مايع ايجادحفره هايي درآن مي گردد ،هر چند اين پديده در عمل رويت نشده است .وقوع هموژنيزاسيون بدون ايجاد حفره ،امکان دارد اما از کارايي کم تري برخوردار است .

هموژنيزاسيون يک مرحله اي ،دو مرحله اي

دستگاه هموژن کننده ،ممکن است به صورت يک مرحله اي يا دو مرحله اي عمل نمايد.در هموژن کننده يک مرحله اي ،تمام فشار بر روي يک سيستم عمل مي نمايد.

در هموژن کننده دو مرحله اي ،فشارکل،در بين مرحله اول (P₁) و مرحله دوم (P₂) تقسيم گرديده است .

معمولا روش دو مرحله اي براي دست يابي به کارايي بهتر ”هموژن کردن“ به کار برده مي شود. بهترين نتيجه وقتي بدست مي آيد که نسبت بين (P₂/P₁) تقريبا 2% باشد  .

هموژنيزاسيون يک مرحله اي براي موردهاي زير به کار برده مي شود:

محصول با محتواي چربي پايين

فراورده هايي که بخواهيم ويسکوزيته بالا داشته باشند(تشکيل خوشه هاي چربي)

هموژنيزاسيون دو مرحله اي اصولا براي شکستن خوشه هاي چربي به کار گرفته مي شود، مانند:

• فراورده ها با محتواي چربي بالا

پاستوريزاسيون با روش LTLT

اين نوع فرايند حرارتي ،به شکل غير مداوم در مخازن درب باز(Vat) با به کارگيري دماي 63^°C و نگهداري اين دما به مدت 30دقيقه انجام مي پذيرد.اين روش راروش”هولدر“ )ثابت نگه

داشتن حرارت( با روش حرارت پايين ،زمان طولاني (LTLT=Low Temperature Long Time) مي نامند.

امروزه اغلب ،شير را با روش هاي مداوم حرارت دهي مثل ترميزاسيون ،پاستوريزاسيون HTSTيا روش UHT تحت فرايند حرارتي قرار مي دهند.

پاستوريزاسيون HTST عبارت HTST که مخفف (High Temperature Short Time) حرارت بالاو زمان کوتاه مي باشد،به معني ترکيبي از-دماي بالا/زمان کوتاه –براي حفظ کيفيت

اجزاي شيرخام و ديگر فراورده هاي لبني به کاربرده مي شود.

فرايندHTST

درفرايندHTST ،شير به مدت 20-15 ثانيه در معرض حرارت75-72 درجه سانتيگراد قرار مي گيرد.آنزيم فسفاتاز در اين ترکيب از –دما /زمان –نابود مي گردد.

آزمايش فسفاتاز در اين جا براي تعيين کفايت عمل پاستوريزاسيون به کار برده مي شود.

نتيجه آزمايش نبايد هيچگونه فعاليت فسفاتاز قابل اندازه گيري رانشان دهد.

خامه و فراورده هاي تخميري(کشت داده شده)

آزمايش فسفاتاز نبايد براي فراورده هايي که حاوي بيش تز از 8 درصد چربي مي باشند به کار برده شود .چون مقدار آنزيم دوباره” فعال شونده“ در مدت کوتاهي پس از پاستوريزاسيون نمايان

مي گردد.عمليات حرارتي فراورده هايي که داراي محتواي چربي بالاتري هستند به دليل پايين بودن رسانايي چربي ،بايد با شدت بيش تري انجام پذيرد.

براي پاستوريزاسيون فراورده هايي باچربي بالا آن ها را در دماي 80 درجه سانتيگراد به مدت 5 ثانيه نگهداري مي کنند.براي کنترل کفايت پاستوريزاسيون در خامه فعاليت آنزيم پراکسيداز

(Peroxidase)  اندازه گيري مي شو(درروش استورچ Storch). اين فرايند حرارتي براي غير فعال نمودن پراکسيداز کفايت مي نمايد.نتيجه اين آزمايش بايد منفي شود و هيچ گونه فعاليت

آنزيم پراکسيداز در محصول مشاهده نگردد.