W skrócie
Przesiewanie enzymów i proszków biologicznych, filtracja zawiesin, oddzielanie biomasy oraz wstępne oczyszczanie wód procesowych.
Spis treści
- Gdzie i po co stosuje się przesiewanie w tej branży?
- Przykładowe produkty i materiały
- Typowe punkty instalacji i dobór technologii
- Najważniejsze wyzwania procesowe
- Wrażliwość biologiczna i termiczna
- Zmienna lepkość zawiesiny
- Pienienie
- Kompatybilność chemiczna
- Wymagania higieniczne
- Jakie urządzenia ERIMAKI można zastosować?
- Przesiewacz wibracyjny kontrolny z jednym silnikiem
- Przesiewacz wibracyjny klasyfikujący z wysypami bocznymi
- Przesiewacz zataczający EFJ (tumbler)
- Przesiewacz z bezpośrednim wysypem i silnikiem centralnym
- Separator statyczny
- Przesiewacz laboratoryjny ERIMAKI
- Konfiguracja przesiewacza do produktu i instalacji
- Jak dobrać nominalny wymiar otworu siatki, liczbę pokładów i powierzchnię sitową?
- Dane potrzebne do doboru urządzenia
- Test przesiewania na próbce produktu
- Najczęściej zadawane pytania
- Jaki przesiewacz wybrać dla przykładowego produktu: enzymy do produkcji piwa?
- Jak dobrać nominalny wymiar otworu siatki dla przykładowego produktu: enzymy farmaceutyczne i spożywcze?
- Od czego zależy wydajność przesiewacza?
- Czy jeden przesiewacz może uzyskać kilka frakcji?
- Kiedy potrzebny jest system doczyszczania siatki?
- Czy dostępne jest wykonanie AISI 304 lub AISI 316?
- Czy urządzenie może pracować w strefie ATEX?
- Jak przebiega test przesiewania?
Procesy biotechnologiczne obejmują zarówno drobne, wrażliwe proszki, jak i ciecze z zawieszoną biomasą. Przesiewacz może chronić mieszalnik przed aglomeratami enzymu, kontrolować granulację wysuszonego produktu albo oddzielać większe cząstki ze strumienia po fermentacji. W browarnictwie urządzenia separacyjne mogą także pracować przy wstępnym oczyszczaniu cieczy procesowych i ścieków.
Właściwości medium często zmieniają się w czasie: rośnie lepkość, zawartość części stałych, pienienie lub temperatura. Dlatego urządzenie należy dobierać na podstawie danych z rzeczywistego procesu, a nie wyłącznie próbki rozcieńczonej w laboratorium.
Przesiewanie enzymów i proszków biologicznych, filtracja zawiesin, oddzielanie biomasy oraz wstępne oczyszczanie wód procesowych. Rozwiązania ERIMAKI obejmują urządzenia do przesiewania kontrolnego, klasyfikacji, odpylania, deaglomeracji i separacji faz. Każda aplikacja jest dobierana do właściwości produktu oraz miejsca montażu, dlatego separatory dla biotechnologii i fermentacji nie powinny być wybierane wyłącznie na podstawie średnicy i nominalnego wymiaru otworu siatki.
Gdzie i po co stosuje się przesiewanie w tej branży?
Przesiewanie może być operacją jakościową, procesową albo ochronną. W odsiewie bezpieczeństwa prawidłowa frakcja ma możliwie szybko przejść przez sito, a przypadkowe ciała obce, grudki i nadziarno są odprowadzane do odrzutu. W klasyfikacji materiał jest dzielony na ściśle określone klasy. W odpylaniu usuwa się niepożądaną frakcję drobną, natomiast w separacji mokrej celem jest rozdzielenie cieczy i cząstek stałych. To rozróżnienie decyduje o typie urządzenia, liczbie pokładów, ruchu produktu i sposobie odbioru frakcji.
Najczęstsze cele procesu:
- odsiew aglomeratów z proszków enzymatycznych;
- kontrola granulacji wysuszonego produktu;
- oddzielenie większych cząstek z zawiesiny;
- ochrona dalszych etapów filtracji;
- wstępne oczyszczanie wód procesowych i ścieków.
Przykładowe produkty i materiały
Poniższa lista pokazuje typowe grupy materiałów, ale nie zastępuje analizy konkretnej próbki. Dwa produkty o tej samej nazwie handlowej mogą różnić się wilgotnością, gęstością, kształtem cząstek i podatnością na zbrylanie.
- enzymy do produkcji piwa
- enzymy farmaceutyczne i spożywcze
- wysuszone kultury i startery
- biomasa po fermentacji
- ekstrakty i hydrolizaty
- proszki biologiczne
- zawiesiny komórkowe
- ciecze pofermentacyjne
- wody procesowe
- ścieki browarnicze i wody popłuczne – po ocenie materiałowej
Typowe punkty instalacji i dobór technologii
| Miejsce w procesie | Cel operacji | Przykładowy materiał | Wstępnie rekomendowane urządzenie | Uwaga procesowa |
|---|---|---|---|---|
| Przygotowanie proszku | Usunięcie aglomeratów | enzymy i kultury | Przesiewacz wibracyjny kontrolny z jednym silnikiem | łagodny odsiew przed mieszaniem |
| Klasyfikacja produktu suszonego | Ujednolicenie granulacji | enzymy granulowane | Przesiewacz wibracyjny klasyfikujący z wysypami bocznymi | liczba frakcji zależna od specyfikacji |
| Bardzo drobne proszki | Precyzyjna separacja | enzymy, ekstrakty | Przesiewacz zataczający EFJ (tumbler) | łagodny ruch i możliwe ultradźwięki |
| Strumień ciekły | Oddzielenie cząstek z zawiesiny | biomasa, ciecze pofermentacyjne | Przesiewacz z bezpośrednim wysypem i silnikiem centralnym | test przy rzeczywistej lepkości i temperaturze |
| Wody procesowe | Wstępne usunięcie większych części stałych | ścieki browarnicze i biotechnologiczne | Separator statyczny | dla rozcieńczonych strumieni |
| Kontrola R&D | Badanie granulometrii suchego produktu | proszki biologiczne | Przesiewacz laboratoryjny ERIMAKI | porównanie partii i parametrów suszenia |
Ważne: tabela przedstawia kierunek doboru, a nie ostateczną specyfikację. Wydajność, nominalny wymiar otworu siatki, średnicę, liczbę pokładów, materiał wykonania i system doczyszczania należy potwierdzić na podstawie danych procesowych lub testu.
Najważniejsze wyzwania procesowe
Wrażliwość biologiczna i termiczna
Produkt może tracić aktywność przy wysokiej temperaturze, wilgotności lub agresywnym oddziaływaniu mechanicznym. Czas kontaktu i energia procesu powinny być ograniczone.
Zmienna lepkość zawiesiny
Lepkość wpływa na przepływ przez siatkę bardziej niż sama wielkość cząstek. Konieczne są dane z najtrudniejszego etapu kampanii.
Pienienie
Powietrze uwięzione w cieczy może ograniczać powierzchnię filtracji i powodować rozbryzg. Sposób zasilania powinien minimalizować napowietrzanie.
Kompatybilność chemiczna
Ługi, kwasy i środki myjące wymagają potwierdzenia gatunku stali, uszczelnień i temperatury pracy. Nie wolno zakładać odporności AISI 304 dla każdego medium.
Wymagania higieniczne
Proces może wymagać udokumentowanego czyszczenia, drenażu i określonego wykończenia powierzchni. Zakres trzeba uzgodnić przed doborem.
Jakie urządzenia ERIMAKI można zastosować?
Oferta ERIMAKI obejmuje kilka technologii, które realizują odmienne zadania. Najlepsze rozwiązanie wynika z celu procesu; nie zawsze urządzenie o największej powierzchni jest najbardziej skuteczne. Poniżej wskazano warianty najczęściej rozważane dla tej branży.
Przesiewacz wibracyjny kontrolny z jednym silnikiem
Niskoprofilowy przesiewacz przeznaczony przede wszystkim do odsiewu bezpieczeństwa proszków i cieczy. Jeden silnik boczny generuje ruch sprzyjający szybkiemu przejściu frakcji prawidłowej przez sito oraz odprowadzeniu nadziarna na bok. To typowe rozwiązanie przed pakowaniem, zasypem zbiornika albo podawaniem produktu do kolejnego urządzenia.
Zastosowanie w tej branży: do proszków przed rozpuszczaniem i mieszaniem.
Przesiewacz wibracyjny klasyfikujący z wysypami bocznymi
Rozwiązanie do klasyfikacji, odpylania i odsiewu produktów sypkich, a w odpowiedniej konfiguracji także cieczy. Ruch trójwymiarowy rozprowadza materiał po powierzchni sita. Konstrukcja może mieć kilka pokładów; liczba pokładów i uzyskiwanych frakcji zależy od średnicy oraz wykonania. Dostępne są systemy doczyszczania siatek, pokrywy i wykonania materiałowe dobierane do procesu.
Zastosowanie w tej branży: do klasyfikacji wysuszonego produktu.
Przesiewacz zataczający EFJ (tumbler)
Ruch zataczający imituje przesiewanie ręczne i utrzymuje drobny lub lekki produkt w kontakcie z siatką. Technologia jest rozważana przy dokładnej klasyfikacji, gdy silna wibracja powodowałaby odbijanie cząstek, wtórne rozdrobnienie albo nadmierne pylenie. Możliwe są układy wielopokładowe oraz systemy doczyszczania siatek.
Zastosowanie w tej branży: do delikatnych, drobnych enzymów.
Przesiewacz z bezpośrednim wysypem i silnikiem centralnym
Urządzenie przeznaczone do aktywnej separacji fazy stałej od ciekłej. Przesącz przechodzi przez siatkę i jest odbierany centralnie, a zatrzymane cząstki są kierowane do bocznego wysypu. Dobór wymaga znajomości lepkości, temperatury, stężenia części stałych i wymaganej dokładności filtracji.
Zastosowanie w tej branży: do separacji zawiesin.
Separator statyczny
Separator bez napędu, wykorzystujący przepływ grawitacyjny po szczelinowej powierzchni z prętów o profilu trójkątnym. Ciecz przechodzi przez szczeliny, a zatrzymane części stałe zsuwają się po powierzchni. Rozwiązanie przeznaczone jest do rozcieńczonych strumieni; broszura producenta podaje maksymalnie 10% części stałych, co należy potwierdzić dla konkretnego medium.
Zastosowanie w tej branży: do wstępnego oczyszczania wód procesowych.
Przesiewacz laboratoryjny ERIMAKI
Urządzenie do powtarzalnych testów granulometrycznych na sitach analitycznych o średnicy 200 mm. Rama mieści do ośmiu sit, a programowalny timer pozwala ujednolicić czas badania. Materiał producenta wskazuje możliwość analizowania separacji do 20 µm, przy czym dobór sit i metody badawczej musi odpowiadać właściwościom próbki i wymaganej normie.
Zastosowanie w tej branży: do rozwoju parametrów produktu.
Konfiguracja przesiewacza do produktu i instalacji
Konfiguracja powinna obejmować nie tylko model urządzenia, ale również sposób zasilania, odbioru frakcji i czyszczenia. W szczególności należy uzgodnić:
- wykonanie materiałowe dobrane do pH i środków myjących;
- pokrywa ograniczająca pylenie produktów enzymatycznych;
- łagodne zasilanie cieczy;
- system doczyszczania siatki po testach;
- króćce spustowe umożliwiające opróżnienie;
- nominalny wymiar otworu siatki i typ powierzchni sitowej;
- liczbę pokładów oraz kolejność granic rozdziału;
- położenie i średnice króćców, pokrywę oraz kierunki wysypów;
- sposób podparcia, wibroizolację i elastyczne połączenia z instalacją;
- zakres regulacji napędu oraz przewidywany czas przebywania produktu na sicie;
- procedurę kontroli integralności siatki i dostęp do elementów eksploatacyjnych.
Jak dobrać nominalny wymiar otworu siatki, liczbę pokładów i powierzchnię sitową?
Nominalny wymiar otworu siatki nie jest równoznaczny z idealną, ostrą granicą rozdziału. Cząstki wydłużone lub płaskie mogą przechodzić przez otwór siatki w określonej orientacji, a miękkie aglomeraty mogą rozpadać się podczas procesu. Równie ważna jest powierzchnia otwarta siatki: dwa sita o takim samym nominalnym wymiarze otworu siatki, lecz z inną średnicą drutu, mogą mieć wyraźnie różną przepustowość.
Jeżeli duża część materiału ma wymiar zbliżony do nominalnego wymiaru otworu siatki, cząstki potrzebują wielu prób kontaktu z powierzchnią, co zwiększa wymagany czas przebywania i obniża wydajność. W klasyfikacji wielopokładowej obciążenie każdego kolejnego sita zależy od tego, ile materiału przeszło przez pokłady górne. Dlatego wydajność urządzenia jest estymacją procesową, a nie stałą wartością wynikającą z samej średnicy.
Dane potrzebne do doboru urządzenia
Do przygotowania wiarygodnej koncepcji należy zebrać co najmniej:
- nazwa produktu i jego stan: proszek, granulat, materiał wilgotny, zawiesina albo ciecz;
- gęstość nasypowa oraz, dla cieczy, lepkość i temperatura;
- pełny rozkład uziarnienia materiału zasilającego, nie tylko nominalna wielkość cząstek;
- oczekiwana granica rozdziału, nominalny wymiar otworu siatki i liczba frakcji końcowych;
- udział nadziarna, podziarna oraz cząstek o wymiarach zbliżonych do otworu siatki;
- wymagana wydajność godzinowa i sposób podawania produktu;
- wilgotność, higroskopijność, skłonność do zbrylania, elektryzowania i oblepiania sita;
- temperatura produktu oraz warunki otoczenia;
- wymagania higieniczne, materiałowe, dotyczące kontaktu z żywnością i ewentualnej strefy ATEX;
- dostępna wysokość zabudowy, średnice króćców oraz kierunki wlotów i wysypów.
Test przesiewania na próbce produktu
Test na reprezentatywnej próbce jest najpewniejszym sposobem ograniczenia ryzyka doboru. Powinien możliwie dokładnie odtwarzać temperaturę, wilgotność, sposób podawania i wymagany strumień materiału. Zalecany przebieg obejmuje:
- pobranie reprezentatywnej próbki i opis warunków jej przechowywania.
- analizę wstępnej granulometrii oraz identyfikację udziału cząstek o wymiarach zbliżonych do granicy rozdziału.
- próbę na proponowanej siatce i urządzeniu przy kilku nastawach.
- ważenie frakcji, ocenę sprawności, strat produktu, pylenia i blokowania otworów siatki.
- określenie rekomendowanego systemu doczyszczania oraz orientacyjnej wydajności.
- potwierdzenie konfiguracji w skali produkcyjnej i pozostawienie rezerwy na zmienność surowca.
Najczęściej zadawane pytania
Jaki przesiewacz wybrać dla przykładowego produktu: enzymy do produkcji piwa?
Wstępnie należy rozważyć przesiewacz kontrolny z jednym silnikiem bocznym, ponieważ w tej branży jest stosowany do proszków przed rozpuszczaniem i mieszaniem. Ostateczny wybór zależy od celu procesu, rozkładu uziarnienia, udziału nadziarna, wymaganej wydajności i zachowania próbki na sicie.
Jak dobrać nominalny wymiar otworu siatki dla przykładowego produktu: enzymy farmaceutyczne i spożywcze?
Nominalny wymiar otworu siatki powinien wynikać z wymaganej granicy rozdziału i rzeczywistego rozkładu uziarnienia. Należy uwzględnić kształt cząstek, udział frakcji o wymiarach zbliżonych do otworu siatki, powierzchnię otwartą siatki oraz dopuszczalny poziom niedokładnej separacji. Najbezpieczniej potwierdzić wybór próbą materiałową.
Od czego zależy wydajność przesiewacza?
Od czynnej powierzchni sitowej, nominalnego wymiaru otworu, powierzchni otwartej siatki, sposobu podawania, gęstości nasypowej, wilgotności, kształtu cząstek, udziału nadziarna i udziału cząstek o wymiarach zbliżonych do granicy rozdziału. Wydajność jest wartością szacunkową i wymaga potwierdzenia testem.
Czy jeden przesiewacz może uzyskać kilka frakcji?
Tak, w klasyfikacji stosuje się urządzenia wielopokładowe. Liczba możliwych pokładów zależy od typu, średnicy i konkretnego wykonania. Każdy dodatkowy pokład wpływa na wysokość urządzenia, rozkład produktu oraz wydajność.
Kiedy potrzebny jest system doczyszczania siatki?
System doczyszczania jest potrzebny, gdy produkt blokuje otwory siatki, oblepia powierzchnię sitową, elektryzuje się albo zawiera dużo cząstek o wymiarach zbliżonych do granicy rozdziału. Kulki, kleenery, szczotki i ultradźwięki mają różne zakresy zastosowania, dlatego rozwiązanie należy potwierdzić na próbce.
Czy dostępne jest wykonanie AISI 304 lub AISI 316?
Materiały producenta potwierdzają dostępność wykonań ze stali nierdzewnej AISI 304 i AISI 316 dla wielu typów urządzeń. Dostępność gatunku, wykończenia powierzchni i dokumentacji należy potwierdzić dla konkretnego modelu oraz medium.
Czy urządzenie może pracować w strefie ATEX?
Dla wybranych urządzeń producent przewiduje wykonanie ATEX na zamówienie. Do doboru potrzebna jest klasyfikacja strefy, rodzaj pyłu lub gazu, grupa i kategoria urządzenia, temperatura zapłonu oraz parametry wybuchowe produktu.
Jak przebiega test przesiewania?
Reprezentatywna próbka jest przesiewana na proponowanym urządzeniu i powierzchni sitowej. Ocenia się wydajność, bilans frakcji, jakość rozdziału, zachowanie materiału, stopień blokowania siatki i ewentualną degradację produktu. Warunki próby powinny odtwarzać wilgotność, temperaturę oraz sposób zasilania występujące w procesie produkcyjnym.