「ジャガイモ加工施設での消泡剤のコストを下げる方法」は、ChemFree DefoamLLCからPotatoProに提供された材料に基づいています。 元の記事の内容は、わかりやすく、PotatoProプラットフォームに合うように編集されています。
これまで、消泡剤(消泡剤)は、泡を制御するための唯一の商業的に実行可能な解決策でした。 したがって、処理プラントはこのソリューションを念頭に置いて設計されています。
しかし、これらの化学物質の価格の上昇と懸念の高まりとともに 処理 化学物質が私たちの食品に追加されているため、食品業界は泡の制御と防止へのアプローチを再考しています。
現在、泡の制御に非化学的ソリューションが利用可能ですが、泡の防止に取り組む既存の施設には、安価で効果的な改善もあります。 これらの改善は、既存のプラントの定期的なメンテナンスに適合し、全体的なメンテナンス予算にほとんどまたはまったく追加されません。
また、既存の施設には、非常に短期間の見返りで泡の発生を防ぐための積極的な変更があります。
現在設計段階にある施設には、消泡剤の必要性を大幅に削減または排除する費用効果の高い設計オプションが多数あります。
水輸送システムの改善
水が施設を流れると、空気はその体積内にますます同伴されます。 空気が表面に到達すると、泡が形成され、成長し始めます。 泡の成長速度は、連行空気の量とともに増加します。
したがって、処理水への空気の混入を最小限に抑えるためにあらゆる努力を払う必要があります。
連行空気とは別に、他のXNUMXつの物理的パラメータが泡の成長速度に影響を与えます。 これらは、水が移動する速度と流れる水の経路の障害物です。 水が速く動くほど、局所的な泡の問題が発生する可能性は低くなります。 移動する水が表面の障害物に衝突すると、泡が集まって成長する傾向があります。
この記事では、上記の問題のXNUMXつ以上が原因で泡が成長する原因となる特定の物理設計と、これらの問題を最小限に抑えるための推奨される変更について説明します。
パイプからタンクに入る水
水輸送システムに存在する典型的な条件は、水がパイプを出てタンクに入る場合です。
出水がタンク内の水面に当たると(左)、より多くの空気が混入するため、より多くの泡が発生しますが、パイプの端を浸して、出水が水面下に出るようにします(右) )空気/水界面の影響が大幅に最小限に抑えられますこのような場合、出現する水がタンク内の水面に当たると(左)、より多くの空気が同伴され、より多くの泡が生成されます。
ただし、パイプの端を浸して、出てくる水が表面の下に出るようにすることで(右)、空気/水面の影響が大幅に最小限に抑えられ、追加の泡の生成が減少または排除されます。
この改善は、既存のパイプにエクステンションを追加するだけで、許容できない表面の乱流が発生しないようにパイプを十分に深く浸すことで実現できます。
水路からタンクに入る水
流れを制限する
理想的には、水路から出てくる水(「ウォーターフォール」状態)を変換して、閉じたパイプに閉じ込め、前述のように処理することが有利です。
ただし、これは、一部には、水流への移行を行うことによる泡立ちの結果のために、困難な作業になる可能性があります。
方向の変化、流速の変化、閉じ込めの増加などの水の流れの遷移は、多くの場合、望ましくない乱流とより多くの泡をもたらします。 したがって、そのようなアプローチを実装する場合は、慎重な設計上の考慮事項を考慮する必要があります。
乱流を利用する
水路からタンクへの処理水の衝撃から生成される泡を制御するための別のアプローチは、水に入るときの乱流を利用することです。
乱流、空気を連行し、続いて泡を生成するための供給源である一方で、泡を制御するのに有利に使用することもできる。
通常、処理水がタンクの水面に当たる直前では泡は発生しません。 代わりに、乱流は連行された空気を水量に運び、そこで上昇し、泡として表面に現れます。 この泡が現れる衝撃領域からの距離は、処理水の表面に当たるときの速度と方向に依存します。
衝撃領域に入る泡は破壊されるか、タンクの水に戻されます。
乱流を利用して、開放水路によって供給されるタンク内の泡レベルが平衡に達し、許容レベルに維持されるシステムを設計することが可能です。この乱流の説明を利用して、によって供給されるタンク内の泡レベルを設計することが可能です。開いた水路は平衡に達し、許容レベルに維持されます。
上の図は、そのような構成を示しています。 ここで、流入するプロセス水の乱流には水平速度成分があり、水の下でタンクの反対側の端に向かって移動し、そこで逆方向に迂回します。
この逆流は「閉ループ」を完了し、表面の泡が衝撃領域に戻され、そこで破壊されるか、表面下の乱流に運ばれます…循環プロセスを繰り返します。
水路とオープンフロア排水路の水
流速を上げる
ゆっくりと動く水や静止した水と比較して、速く動く水で泡が成長するのはより困難です。 排水路と水路のピッチは、周囲の状況によって合理的に指示される高さである必要があります。
物理的な障害物
水の流速に関係なく、水とともに輸送される表面の泡のレベルは、流れの経路の障害物に容易に付着します。 水が通過し続けると、対向する表面の泡がすでに存在するものに付着し、泡が継続的に成長する領域が生じます。
理想的には、障害物を取り除く必要があります。 それが不可能な場合は、水が障害物に付着することなく「滑る」ことを可能にするスムーズで合理化された迂回(上に表示)XNUMX種類の障害物が食品加工施設で一般的です。
- 「ハード」障害物
これらは、パイプ、水路の不連続性、表面の不規則性などの物理的なオブジェクトを指します。 一度特定された理想的な解決策は、これらの障害物を単に取り除くことです。
これが常に合理的であるとは限らないことを知って、問題を解決するためのXNUMX番目のアプローチは、上に示すように水が障害物に付着することなく障害物によって「滑る」ことを可能にするスムーズで合理化された迂回を導入することです。
の適切な設計の例 閉じたパイプ一般的に観察される大きな障害物は、パイプから排水路、多くの場合床排水路への水の流れです。 この入力は多くの場合90またはその近くですo、つまり、流入ストリームが排水溝の壁にまっすぐに当たることを意味します。 これにより、乱流が発生し、泡がさらに発生します。
さらに、それは排水溝を流れる水に対して「柔らかい」障害物(以下を参照)を作成します。 ドレンに導入される水は、常にドレン方向とできるだけ平行に、流れるドレン水と同じ方向に流入する必要があります。
の適切な設計の例 オープントレンチ(側溝) - 「柔らかい」障害物
- フォーム: 柔らかい障害物のXNUMXつのタイプは、泡自体です。 泡の堆積物は、泡の成長の「種」になります。 接触した泡は、特にその泡が静止している場合、簡単に付着します。
解決策は、これらの「シード」が形成されないようにすることです…この記事の主題である手段。 - 水: XNUMX番目の柔らかい障害物は水です。 流れる水が別の水源からの水と出会うと、乱流が発生します。空気を追加すると、泡が発生します。
流れのダイナミクスに応じて、どちらかのソースの流れが遅くなる可能性があり、これも追加の泡の生成に寄与する可能性があります。
この障害物を最小限に抑えるために、閉じたパイプまたは開いたトレンチについて説明したのと同じ設計基準をお勧めします。 - デブリ: 「ソフト」に分類されるもうXNUMXつの障害物は、デブリです。 食品加工の残骸は、水路、特に排水溝に集まることがよくあります。
この問題は通常、排水管を流れる水の速度を上げることで軽減されます。 可能な場合はピッチを上げます。
他の手段には、水(好ましくは再循環水)を水流の方向に破片に向ける高衝撃ノズルの挿入が含まれる。
- フォーム: 柔らかい障害物のXNUMXつのタイプは、泡自体です。 泡の堆積物は、泡の成長の「種」になります。 接触した泡は、特にその泡が静止している場合、簡単に付着します。
ドレンカバー
ドレンカバーは泡を抑えるのに役立ちます。 それらは、局所的な発泡領域に使用でき、その後の処理のために発泡を他の領域に向けることができます。
この目的のために、ポリ塩化ビニル、ウレタン、およびシリコーンベースの材料を含むいくつかの材料が利用可能です。
消泡剤分配システム
閉ループ水輸送システムのXNUMXつの場所に消泡剤を注入することは、食品加工業界全体で一般的です。 このループは通常、いくつかの潜在的な発泡領域、すなわち、複数のタンク、水路、洗浄テーブル、デンプン回収領域などで構成されています。
多くの場合、各ループに注入される消泡剤の量は、消泡剤とポンプが配置されている中央の場所で制御されます。
このような分配システムは運用上効率的であるように見えますが、消泡剤を使いすぎているため、お金を浪費しています。
これにはいくつかの理由があります。
- まず、ループ上の各領域の消泡剤の必要性は異なります。これは必然的に化学物質が無駄になっていることを意味します。XNUMXつの領域に十分な量が他の領域には過剰です。
- 第二に、消泡剤も注入ポイントから離れるにつれて化学物質の有効性が低下するため、無駄になります。
これは、ループ内の大量の水による消泡剤の希釈、ループ内の製品への消泡剤の付着、および経時的な消泡剤の性能低下によるものです。
いくつかの消泡剤注入ポイントの賢明な分散化により、消泡効果を大幅に高めることができます。
「痛みのあるところに薬を入れてください。」
まとめ
既存の食品加工施設の物理的なプラントに合理的な変更を加えること、および/またはこれらの変更を新しい施設の設計に組み込むことにより、消泡剤の使用に関連する費用を大幅に削減できます。
さらに、これらの変更を最近利用可能な泡破壊のための非化学的手段と組み合わせることにより、化学的コストは減少します…おそらくゼロになります。