Prodotti pompati in sicurezza

Largamente utilizzate nelle aziende lattiero-casearie, le pompe sanitarie sono idonee al contatto di prodotto e con liquidi CIP. Le più usate sono quelle centrifughe, le più diffuse, le autoadescanti, applicate soprattutto nei servizi CIP, e le positive, per prodotti viscosi e sensibili

Liquidi e sostanze pompabili in genere, quali materie prime, ingredienti, intermedi, liquidi CIP, detergenti concentrati, acque tecnologiche, scorrono lungo i percorsi mediante l’ausilio di pompe sanitarie, così chiamate in quanto idonee al contatto di prodotto e con liquidi CIP. Sono di norma realizzate in acciaio Aisi 316 e 316 L. Una delle caratteristiche di queste pompe è una completa ispezione delle parti a contatto con il prodotto. Le superfici lisce, l’assenza di incavature dove si possano depositare residui di fluido, consentono una facile pulizia.

La scelta della pompa viene fatta in funzione della viscosità del prodotto e della portata. Le curve caratteristiche delimitano il campo di impiego delle varie grandezze di pompe, per una prima approssimata scelta in funzione della viscosità / portata, che va poi rettificata sul lay-out della pompa, tenendo in considerazione la natura del liquido da pompare, l’NPSH (“net positive suction head”), ovvero la minima altezza positiva di aspirazione, la distanza di aspirazione, la tensione di vapore e le perdite di carico in mandata.

Le più utilizzate

Le principali categorie di pompe utilizzate nelle aziende lattiero-casearie sono quelle centrifughe, le più diffuse, le autoadescanti, applicate soprattutto nei servizi CIP, e le positive, di cui la più utilizzata è la pompa a lobi. Vediamole nel dettaglio.

Pompe centrifughe standard: la pompa centrifuga è la principale pompa fluidodinamica ed è quella di uso più comune sia in ambito industriale sia civile ed è in grado di sfruttare l’accelerazione fornita al liquido convertendo l’energia cinetica in pressione. Sono costituite da un girante, un corpo pompa e un motore. Le tenute meccaniche sono in diversi materiali a seconda del prodotto pompato: semplice, singola, flussata e doppia flussata. Sono disponibili diversi materiali delle facce a contatto (carburo di silicio, carburo di tungsteno, acciaio, ceramica e grafite), mentre la temperatura massima di esercizio dipende dal tipo di guarnizione: Buna 120 °C, elastomero EPDM 120 °C, Viton 180 °C, Teflon 250 °C. Il principio di funzionamento è il seguente: l’elemento funzionale, la girante, riceve il prodotto liquido di fronte e mediante una rotazione imprime una pressione allo stesso verso l’alto. Grazie ad inverter è possibile variare la portata con un conseguente risparmio energetico. Possono movimentare grandi portate a basse pressioni (4-6 bar) esercitando però un’azione meccanica molto drastica nei confronti del fluido, creando turbolenze ed aerazione. Non sono quindi adatte per prodotti che devono essere trattati delicatamente e nei casi in cui si ha presenza di aria nel liquido o di pezzi.

Pompe autoadescanti: sono applicate per il ritorno dei liquidi CIP da serbatoi e apparecchiature. Sono costituite da una girante radiale, un canale a profondità variabile, un corpo pompa e un motore. A differenze di quelle centrifughe che permettono di variare la portata, le autoadescanti normalmente sono a portata fissa. Sono utilizzate per aspirare liquidi con presenza di aria (richiedono almeno la metà della girante sotto liquido). Il principio di funzionamento prevede che l’elemento funzionale, ovvero la girante, riceva il prodotto liquido di fronte e, mediante la rotazione, imprima una pressione allo stesso verso l’alto.

Le pompe sanitarie sono applicate nelle operazioni di ricevimento latte dove è importante trasportare in modo efficiente il latte da un serbatoio all’altro o dall’autocisterna al caseificio. Nella maggior parte dei caseifici il latte viene trasportato dall’autocisterna ai serbatoi con una pompa centrifuga monostadio o multistadio, nel caso sia necessaria una pressione più elevata. Per vuotare completamente l’autocisterna per il trasporto del latte, si può far uso di una pompa monostadio autoadescante in grado di generare un vuoto. Le pompe sanitarie utilizzate devono essere compatibili con i metodi CIP e consentono di pulire in modo efficace serbatoi, tubi e linee di processo senza dover smontare l’attrezzatura.

Pompe volumetriche o positive: in esse la portata è condizionata dalla velocità di rotazione del motore azionante i congegni di carico e scarico. Le pompe volumetriche sono autoadescanti e permettono di trattare il liquido senza turbolenza ed aerazione, fornire una portata costante, pressioni anche elevate e di trattare con il minimo danno un prodotto che contenga anche particelle solide in sospensione. La più utilizzata è quella a lobi, applicata per prodotti viscosi o delicati (panne, cagliate, yogurt, formaggi fusi, burro, siero, ecc.). Le pompe a lobi sfruttano il principio di movimento di due o più lobi che ruotano in una camera sagomata per spingere in modo costante un fluido. Il volume formato tra i lobi e la camera si allarga nella zona di aspirazione e si restringe nella zona di scarico. Consentono un buon adattamento al processo produttivo attraverso la selezione del numero di lobi (2-3-4), della motorizzazione (ovvero del numero di giri) e del diametro di ingresso e di uscita della camera.

Per questo, le pompe a lobi richiedono un intervento di progettazione per selezionare la configurazione ottimale. Quando è necessario mantenere una temperatura costante del fluido pompato, come nel caso di burro, cioccolato e margarina, è possibile applicare alle pompe un’intercapedinatura sul corpo per la circolazione di liquido riscaldante o raffreddante. Grazie alla mancanza di interstizi in cui possano depositarsi residui di prodotto, queste pompe sono largamente impiegate nell’industria alimentare. Altri tipi di pompe positive utilizzate nel settore lattiero-caseario sono quelle a membrana e sinusoidali. Le prime sfruttano la variazione di volume causata dall’oscillazione di una membrana che chiude un lato della camera. Esse sono in grado di aspirare fluidi senza l’utilizzo di tenute meccaniche e in modo autoadescante. Non esistono problemi di viscosità o corpi solidi. Il vantaggio di queste pompe è l’impermeabilità ottenuta con l’eliminazione dello scorrimento tra parti.

Il movimento della membrana può essere impresso per via meccanica o con aria compressa. Per la loro semplicità di costruzione e i pochi organi in movimento, questa tipologia di pompa è una scelta economica ed affidabile che non richiede elevati costi di manutenzione. Le pompe sinusoidali sono costituite da camere di movimentazione, ricavate dal rotore sinusoidale, a tenuta ermetica. Il sistema di pompaggio è particolarmente indicato per fluidi che contengono parti semisolide. Sono inoltre dotate di uno speciale blocco antiriflusso che previene eventuali rifluissi di fluido dal lato di scarico a quello di aspirazione. Sono utilizzate per la lavorazione di latte, yogurt, panna, formaggi. I vantaggi di utilizzo maggiori riguardano la portata elevata, l’estrema flessibilità di adattamento a seconda del prodotto da pompare, l’erogazione delicata per fluidi sensibili alle sollecitazioni, la capacità di aspirazione fino a 0,85 bar di pressione, un’erogazione rapida e uniforme, il minimo ingombro e una manutenzione rapida e facile.

Le pompe trovano il loro utilizzo anche nel trattamento del siero del latte. Una volta che il siero di latte viene separato dal formaggio, viene trasferito in vasche di separazione da pompe centrifughe monostadio. Durante il trattamento, le pompe centrifughe monostadio trasportano il siero da un serbatoio a quello successivo, mentre una pompa monoassiale consente il suo riscaldamento e un processo di raffreddamento altrettanto rapido. Per evitare la formazione di batteri, è importante mantenere freddo il siero a una temperatura costante di 5°C, che viene realizzata dalle pompe di raffreddamento.
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