“如何降低马铃薯加工设施中消泡剂的成本”基于ChemFree Defoam LLC提供给PotatoPro的材料。 原始文章的内容已过编辑,以使其更加清晰并适合PotatoPro平台。
到目前为止,消泡剂(消泡剂)是控制泡沫的唯一商业上可行的解决方案。 因此,在设计加工厂时要考虑到这种解决方案。
但是,随着这些化学品价格的上涨以及对 处理 食品中添加了化学药品后,食品行业正在重新考虑其泡沫控制和预防方法。
虽然现在可以使用非化学解决方案来控制泡沫,但是对于解决泡沫预防的现有设施也有廉价但有效的改进。 这些改进可以适合现有工厂的例行维护,而对总体维护预算的影响却很小或没有。
现有设施还进行了积极的修改,可以防止泡沫的产生,并能在短期内获得回报。
对于目前处于设计阶段的设施,有许多具有成本效益的设计方案,这些方案将大大减少或消除对消泡剂的需求。
改善水上运输系统
随着水流过设施,空气越来越多地被带入设施中。 空气进入地面后,泡沫开始形成并增长。 泡沫的增长速率随夹带的空气量的增加而增加。
因此,应尽一切努力使夹带到处理水中的空气最少。
除了夹带的空气,其他两个物理参数也会影响泡沫的生长速度。 这些是水移动的速度和流水路径中的障碍物。 水移动得越快,发生局部泡沫问题的可能性就越小。 当流动的水撞击到表面障碍物时,泡沫趋于聚集并生长。
本文介绍了由于上述一个或多个问题而导致泡沫增长的特定物理设计,以及将这些问题降至最低的建议修改方案。
从管道进入水箱
输水系统中存在的典型条件是水离开管道进入水箱。
如果涌出的水撞击水箱中的水表面(左),则会夹带更多的空气,因此会产生更多的泡沫。 )大大降低了空气/水界面的影响对于这种情况,如果涌出的水撞击罐中水的表面(左),则会夹带更多的空气,从而产生更多的泡沫。
但是,通过将管道的末端浸入水中,使流出的水在表面以下(右),空气/水界面的影响会大大降低,从而减少或消除了额外泡沫的产生。
可以通过简单地在现有管道上添加一个扩展将其浸入足够深的深度,以免产生不可接受的表面湍流来实现这种改进。
从水槽进入水箱
限制流量
理想情况下,将水槽中冒出的水(“瀑布”状态)转换为密闭管并如前所述进行处理将是有利的。
但是,这可能是一项艰巨的任务,部分原因是任何向水流过渡的泡沫后果。
水流过渡,例如方向变化,流速变化,限制增大等,通常会导致不希望有的湍流和更多的泡沫。 因此,如果实施这种方法,则需要考虑仔细的设计考虑。
利用湍流
控制由水从水槽进入水箱的冲击所产生的泡沫的另一种方法是在进入水中时利用其湍流。
紊流虽然用于夹带空气并随后产生泡沫的源也可以用于控制泡沫的优点。
典型地,在处理水撞击罐水表面的附近不产生泡沫。 取而代之的是,湍流将夹带的空气向下输送到水体积中,然后在空气中上升并以泡沫形式出现在水面。 距泡沫出现的撞击区域的距离取决于处理水撞击到表面时的速度和方向。
进入撞击区域的泡沫要么被破坏,要么被带回储罐水中。
利用湍流,可以设计一种系统,使通过开放水槽进料的储罐中的泡沫水平达到平衡并保持在可接受的水平。开放的水槽达到平衡,并保持在可接受的水平。
上图描述了这样的配置。 在此,进入的过程水的湍流具有水平速度分量,该水平速度分量将其在水之下移向水箱的另一端,并在水箱的另一端转向相反方向。
这种逆流完成了一个“闭环”,在该“闭环”中,表面泡沫被驱回冲击区域,在该区域中泡沫被破坏或被带入表面下方的湍流中……重复循环过程。
排水沟和地漏中的水
增加流速
与缓慢移动或静止的水相比,泡沫在快速移动的水中更难生长。 排水沟和排水沟的间距应尽可能高,取决于周围环境。
身体障碍
无论水的流速如何,随水一起运输的任何水平的表面泡沫都将容易粘附在流动路径上的障碍物上。 随着水继续流过,即将到来的表面泡沫将自身附着在已经存在的表面泡沫上,从而导致区域内泡沫不断增长。
理想情况下,应清除障碍物。 如果无法做到,则采用平稳的流线型分流,使水因障碍物“滑倒”而不会粘附在上面(如上所示)。食品加工设施中常见两种类型的障碍物:
- “硬”障碍
这些指的是物理对象,例如管道,水槽不连续和表面不规则。 一旦确定,理想的解决方案是简单地消除这些障碍。
知道这并不总是合理的,解决该问题的第二种方法是引入平滑的流线型分流,该分流允许水因障碍物而“滑倒”而没有如上所述的附着。
适当设计的示例 封闭管通常观察到的硬障碍是水从管道流到排水管(通常是地漏)中。 此输入通常为90或附近o,表示流入的水流直接撞击排水管的壁。 这会引起湍流并产生更多的泡沫。
此外,它为排水管中流动的水造成了“软”障碍(见下文)。 引入排水的水应始终尽可能平行于排水方向进入,并与流动的排水方向相同。
适当设计的示例 开沟(排水沟) - “软”障碍
- 泡沫: 一种柔软的阻塞物是泡沫本身。 泡沫沉积物成为泡沫生长的“种子”。 接触到的泡沫很容易附着在其上,特别是如果该泡沫是固定的。
解决的办法是防止这些“种子”形成……本文讨论的手段。 - 水费: 第二个软障碍是水。 当流动的水与其他来源的水汇合时,会产生湍流-添加空气并产生泡沫。
取决于流动动力学,任一源的流动都可能减慢,这也可能导致额外的泡沫产生。
为了最大程度地减少这种障碍,建议使用与封闭管道或开放式沟槽相同的设计标准。 - 碎屑: 被分类为“软”的另一个障碍物是碎屑。 食品加工残渣经常聚集在水槽中,特别是在排水沟中。
通常通过增加排水管中水流的速度来缓解该问题。 在可能的情况下增加音调。
其他方法包括插入高冲击力喷嘴,该喷嘴将水(最好是循环水)沿水流方向引向碎屑。
- 泡沫: 一种柔软的阻塞物是泡沫本身。 泡沫沉积物成为泡沫生长的“种子”。 接触到的泡沫很容易附着在其上,特别是如果该泡沫是固定的。
排水盖
排水盖可以帮助减少泡沫。 它们可用于局部起泡区域,并将泡沫引导到其他区域进行后续处理。
有几种材料可用于此目的,包括聚氯乙烯,尿烷和有机硅基材料。
防沫分配系统
在整个食品加工业中,通常将消泡剂注入到闭路输水系统的一个位置。 该回路通常由几个潜在的起泡区域组成,即多个水箱,水槽,洗手台,淀粉回收区域等。
注入到每个回路中的消泡剂的数量通常是在消泡剂和泵所处的中央位置进行控制的。
虽然这样的分配系统似乎在操作上是有效的,但是它过度使用了消泡剂,因此浪费了金钱。
这有几个原因:
- 首先,环路上每个区域的消泡需求将有所不同,这必然意味着化学药品被浪费了-一个区域足够多,而其他区域则过多。
- 其次,消泡剂也被浪费了,因为当化学药品从注射点移开时,其有效性会降低。
这是由于环路中大量水稀释了消泡剂,消泡剂对环路内产品的附着力以及消泡剂的性能随时间而下降。
通过明智地分散一些消泡剂注入点,可以大大提高消泡效果:
“将药物放在疼痛所在的地方。”
结论
对现有食品加工设施的物理工厂进行合理的修改,和/或将这些修改合并到新设备的设计中,将大大减少与使用消泡剂相关的费用。
此外,通过将这些修改与最近可用的用于破坏泡沫的非化学方法相结合,化学成本将减少,甚至可能降至零。