Bơm trục vít đôi và bơm ly tâm cho chất lỏng có độ nhớt cao

Việc lựa chọn một máy bơm vệ sinh cho sản phẩm có độ nhớt cao đòi hỏi nhiều hơn là chỉ kiểm tra định mức lưu lượng. Khi độ nhớt tăng, sản phẩm trở nên khó di chuyển qua máy bơm và đường ống hơn, khiến cho nguyên lý bơm, điều kiện hút, độ ổn định dòng chảy và bố trí hệ thống ngày càng trở nên quan trọng.

Bơm ly tâm vệ sinh và bơm trục vít đôi tiếp cận việc vận chuyển chất lỏng theo những cách khác nhau. Bơm ly tâm sử dụng cánh bơm để truyền năng lượng cho chất lỏng, trong khi bơm trục vít đôi sử dụng hai trục vít quay để tạo thành các khoang kín liên tục đưa sản phẩm từ đầu vào đến đầu ra.

Hiểu được sự khác biệt này giúp các kỹ sư xác định công nghệ bơm nào phù hợp hơn cho một quy trình có độ nhớt cao cụ thể.

Nguyên lý bơm tạo nên sự khác biệt

Bơm ly tâm vận chuyển chất lỏng bằng cách quay một cánh bơm và chuyển đổi năng lượng cơ học thành vận tốc và áp suất chất lỏng. Điểm vận hành thực tế của nó phụ thuộc vào mối quan hệ giữa máy bơm và sức cản của hệ thống kết nối.

Bơm ly tâm vệ sinh BOSP sử dụng cánh bơm hở và buồng đầu vào mở rộng để cải thiện hiệu suất đầu vào. Các kênh dẫn chất lỏng tiếp xúc của nó được đánh bóng gương để đảm bảo chế biến vệ sinh, giúp thiết kế này phù hợp cho các ứng dụng vận chuyển chất lỏng vệ sinh khi sản phẩm và điều kiện vận hành tương thích với bơm ly tâm.

Bơm trục vít đôi hoạt động theo nguyên lý thể tích dương (positive-displacement). Hai trục vít quay bên trong buồng bơm, tạo thành các khoang kín liên tục di chuyển môi chất về phía xả.

Sự khác biệt này trở nên đặc biệt quan trọng khi sản phẩm đủ đặc đến mức lực cản chất lỏng có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất bơm.

Tại sao độ nhớt lại quan trọng trong việc lựa chọn máy bơm

Độ nhớt ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ dễ dàng mà sản phẩm di chuyển qua hệ thống bơm. Xi-rô đặc, sản phẩm thực phẩm cô đặc, chế phẩm dược phẩm, kem và các vật liệu nhớt khác có thể tạo ra lực cản lớn hơn đáng kể so với chất lỏng có độ nhớt thấp. Trong chế biến dược phẩm, có thể xem xét bơm trục vít đôi cho chất lỏng uống khi các công thức nhớt đòi hỏi vận chuyển ổn định, lưu lượng được kiểm soát và xử lý vệ sinh.

Bơm ly tâm vẫn có thể phù hợp với một số sản phẩm nhớt nhất định khi các điều kiện vận hành thực tế của nó nằm trong phạm vi thích hợp. Tuy nhiên, việc tăng độ nhớt có thể thay đổi hiệu suất thủy lực của máy bơm và các điều kiện cần thiết ở phía hút.

Bơm trục vít đôi sử dụng phương pháp vận chuyển thể tích dương, khiến nó đặc biệt phù hợp với các ứng dụng mà độ nhớt là yếu tố chính. Bơm trục vít đôi vệ sinh SLGP hỗ trợ độ nhớt chất lỏng từ 1 đến 500.000 cSt, cung cấp phạm vi vận hành rộng cho các sản phẩm khó vận chuyển.

Điểm quan trọng không phải là mọi sản phẩm nhớt đều yêu cầu bơm trục vít đôi. Đúng hơn, độ nhớt nên được coi là yếu tố lựa chọn chính thay vì cho rằng một máy bơm được thiết kế cho chất lỏng có độ nhớt thấp sẽ hoạt động theo cùng một cách với một sản phẩm đặc hơn nhiều.

Điều kiện hút có thể thay đổi lựa chọn

Đối với các sản phẩm có độ nhớt cao, việc sản phẩm đi vào máy bơm một cách đáng tin cậy có thể quan trọng không kém hiệu suất xả.

Bơm ly tâm vệ sinh BOSP sử dụng thiết kế không tự mồi và được thiết kế cho các lắp đặt có điều kiện đầu vào phù hợp, chẳng hạn như vận chuyển gần như nằm ngang giữa các thiết bị kết nối. Khi một quy trình yêu cầu tự mồi, cần xem xét một máy bơm tự mồi chuyên dụng.

Bơm trục vít đôi SLGP cung cấp khả năng tự mồi mạnh mẽ. Khi sản phẩm có mặt bên trong buồng bơm, nó có thể tạo ra chân không lên đến 0,8 bar.

Điều này có thể có giá trị khi một sản phẩm đặc cần được hút từ một thùng chứa hoặc khi các điều kiện hút có sẵn kém thuận lợi hơn. Tuy nhiên, khả năng tự mồi của máy bơm không loại bỏ nhu cầu đánh giá đường ống hút. Đường kính ống, chiều dài đường ống, phụ kiện, nhiệt độ sản phẩm, độ nhớt và mức chất lỏng đều ảnh hưởng đến hiệu suất hút thực tế.

Độ ổn định dòng chảy cho sản phẩm có độ nhớt cao

Các sản phẩm có độ nhớt cao thường được vận chuyển như một phần của quy trình pha chế hoặc chiết rót được kiểm soát. Do đó, sự di chuyển ổn định có thể quan trọng hơn là chỉ đạt được tốc độ dòng chảy cao nhất có thể.

Lưu lượng của bơm ly tâm được xác định bởi sự tương tác giữa các đặc tính thủy lực của máy bơm và sức cản của hệ thống kết nối. Những thay đổi về độ nhớt của sản phẩm hoặc sức cản đường ống có thể làm thay đổi điểm vận hành.

Bơm trục vít đôi di chuyển sản phẩm qua các khoang kín liên tiếp. Thiết kế SLGP cũng cung cấp khả năng vận chuyển có độ xung thấp, có thể giúp duy trì dòng sản phẩm ổn định hơn trong các điều kiện chế biến phù hợp.

Tốc độ quay của máy bơm và cấu hình trục vít có thể được lựa chọn theo các điều kiện quy trình yêu cầu. Điều này mang lại cho các kỹ sư sự linh hoạt khi điều chỉnh máy bơm cho các sản phẩm nhớt khác nhau và các yêu cầu vận chuyển khác nhau.

Khi sản phẩm có độ nhớt cao cũng chứa các hạt

Một số sản phẩm có độ nhớt cao chứa các hạt lơ lửng hoặc chất rắn mềm, thêm một lớp phức tạp khác cho việc lựa chọn máy bơm.

Với bơm ly tâm, kích thước hạt, nồng độ, cấu hình cánh bơm và các điều kiện thủy lực cần được xem xét cùng nhau. Sự phù hợp của máy bơm phụ thuộc vào các đặc tính thực tế của sản phẩm chứ không chỉ riêng độ nhớt.

Bơm trục vít đôi SLGP có thể xử lý môi chất chứa tạp chất và các hạt trong các điều kiện vận hành áp dụng. Các trục vít của nó cũng hoạt động mà không có sự tiếp xúc kim loại với kim loại với vỏ bơm.

Cấu trúc không tiếp xúc này rất hữu ích khi xử lý môi chất không bôi trơn hoặc chứa tạp chất vì các trục vít không dựa vào sự tiếp xúc kim loại trực tiếp với vỏ trong quá trình hoạt động.

Tuy nhiên, đối với bất kỳ sản phẩm nào chứa hạt, các kỹ sư vẫn nên đánh giá kích thước hạt, nồng độ, độ cứng, độ nhớt và nhiệt độ trước khi lựa chọn máy bơm cuối cùng.

Thiết kế vệ sinh vẫn quan trọng

Độ nhớt cao không loại bỏ các yêu cầu vệ sinh của các quy trình thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm hoặc các quy trình vệ sinh khác.

Bơm ly tâm vệ sinh BOSP sử dụng các bề mặt tiếp xúc được đánh bóng và các bộ phận tiếp xúc bằng thép không gỉ, trong khi thiết kế phớt cơ khí giữ các bu lông và lò xo tránh xa sản phẩm. Một van xả cũng được cung cấp để giúp loại bỏ vật liệu còn sót lại khỏi thân bơm.

Bơm trục vít đôi SLGP sử dụng kênh dẫn dòng chảy không có góc chết và hỗ trợ cấu hình làm sạch CIP và SIP. Các tính năng này rất quan trọng khi việc lựa chọn máy bơm là một phần của hệ thống chế biến vệ sinh chứ không phải là một ứng dụng vận chuyển riêng lẻ.

Do đó, sự so sánh mở rộng ra ngoài hiệu suất bơm. Khả năng làm sạch, khả năng thoát nước, khả năng giữ sản phẩm và chiến lược làm sạch tổng thể cũng cần được xem xét.

Vận chuyển đảo chiều làm tăng tính linh hoạt của quy trình

Một điểm khác biệt quan trọng nữa là khả năng đảo ngược hướng vận chuyển sản phẩm.

Bơm ly tâm thông thường hoạt động với cách bố trí đầu vào và đầu ra xác định. Việc thay đổi hướng vận chuyển dự định thường yêu cầu một cách bố trí hệ thống khác thay vì chỉ đơn giản là đảo ngược hoạt động bình thường của máy bơm.

Bơm trục vít đôi SLGP hỗ trợ vận chuyển đảo chiều. Bằng cách thay đổi hướng quay của trục, hướng bơm có thể được đảo ngược và đầu vào và đầu ra có thể được hoán đổi mà không cần thay đổi các bộ phận khác của máy bơm.

Đối với các hệ thống chế biến phù hợp, điều này có thể hỗ trợ thu hồi sản phẩm, thoát nước đường ống và di chuyển giữa các công đoạn chế biến được kết nối. Nó có thể đặc biệt hữu ích khi việc giảm thiểu sản phẩm tồn đọng là quan trọng.

Các kỹ sư nên lựa chọn như thế nào?

Không có sản phẩm thắng tuyệt đối nào giữa bơm ly tâm và bơm trục vít đôi. Công nghệ phù hợp phụ thuộc vào sản phẩm và các điều kiện quy trình.

Bơm ly tâm vệ sinh có thể là một lựa chọn thực tế khi sản phẩm có độ chảy tự do đủ, các điều kiện hút thuận lợi và lưu lượng cùng áp suất yêu cầu nằm trong phạm vi hoạt động của máy bơm. Kết cấu vệ sinh của nó làm cho nó phù hợp với nhiều ứng dụng vận chuyển chất lỏng vệ sinh.

Bơm trục vít đôi vệ sinh trở nên phù hợp hơn khi độ nhớt cao, điều kiện hút khó khăn, vận chuyển độ xung thấp, môi chất chứa hạt hoặc dòng chảy đảo chiều là các yêu cầu quy trình quan trọng.

Do đó, việc lựa chọn nên bắt đầu từ sản phẩm và hệ thống thực tế chứ không phải từ tên máy bơm. Hãy đánh giá độ nhớt, lưu lượng yêu cầu, chênh lệch áp suất, điều kiện hút, hàm lượng hạt, nhiệt độ, yêu cầu làm sạch và nhu cầu vận chuyển đảo chiều.

Đối với chất lỏng có độ nhớt cao, cách tiếp cận dựa trên sản phẩm này cung cấp cơ sở rõ ràng hơn để quyết định liệu bơm ly tâm có thể đáp ứng các yêu cầu của quy trình hay không, hay liệu các đặc tính thể tích dương của bơm trục vít đôi vệ sinh có phù hợp hơn với ứng dụng hay không.