W skrócie
Przesiewanie kontrolne, klasyfikacja i filtracja surowców oraz produktów spożywczych: proszków, granulatów, składników wilgotnych i cieczy 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
- Higiena i możliwość czyszczenia
- Zatykanie oczek przez proszki spożywcze
- Ochrona struktury produktu
- Pylenie i ryzyko wybuchu pyłu
- Stabilna wydajność przy zmiennej partii
- Jakie urządzenia ERIMAKI można zastosować?
- Przesiewacz wibracyjny kontrolny z jednym silnikiem
- Przesiewacz wibracyjny kontrolny z dwoma silnikami
- Separator rotacyjny
- Przesiewacz wibracyjny klasyfikujący z wysypami bocznymi
- Przesiewacz zataczający EFJ (tumbler)
- Przesiewacz z bezpośrednim wysypem i silnikiem centralnym
- Separator statyczny
- 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: mąki i mieszanki piekarnicze?
- Jak dobrać nominalny wymiar otworu siatki dla przykładowego produktu: cukier, cukier puder i cukier waniliowy?
- 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?
Przesiewanie w zakładach spożywczych nie ogranicza się do rozdziału produktu według wielkości cząstek. Bardzo często jest to operacja kontroli jakości: usunięcie przypadkowych zanieczyszczeń, grudek i nadziarna przed mieszaniem, dozowaniem albo pakowaniem. W innych liniach zadaniem przesiewacza jest ujednolicenie granulacji, przygotowanie kilku handlowych frakcji, odpylanie granulatu lub oddzielenie części stałych od cieczy.
Urządzenie powinno być dobierane do konkretnego produktu i punktu instalacji. Ta sama siatka może pracować zupełnie inaczej z suchą mąką, higroskopijnym cukrem, lekkim mlekiem w proszku, tłustym kakao czy lepką zawiesiną. Dlatego projekt zaczyna się od analizy rozkładu uziarnienia, gęstości nasypowej, wilgotności, temperatury, udziału nadziarna oraz wymaganej wydajności.
Przesiewanie kontrolne, klasyfikacja i filtracja surowców oraz produktów spożywczych: proszków, granulatów, składników wilgotnych i cieczy 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 przesiewacze dla przemysłu spożywczego 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 bezpieczeństwa przed pakowaniem lub zasypem urządzenia;
- rozbijanie miękkich aglomeratów i usuwanie grudek;
- podział surowca na frakcje handlowe lub technologiczne;
- odpylanie granulatu i ograniczenie udziału drobnej frakcji;
- filtracja produktu ciekłego albo oddzielenie części stałych ze strumienia procesowego.
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.
- mąki i mieszanki piekarnicze
- cukier, cukier puder i cukier waniliowy
- skrobie ziemniaczane i kukurydziane
- mleko w proszku, serwatka i kazeina
- kawa, kakao i herbata
- sól, przyprawy i suszone zioła
- płatki, ziarna, ryż i nasiona
- owoce suszone i kandyzowane
- białka, witaminy i dodatki funkcjonalne
- zawiesiny, syropy i ciecze procesowe
Typowe punkty instalacji i dobór technologii
| Miejsce w procesie | Cel operacji | Przykładowy materiał | Wstępnie rekomendowane urządzenie | Uwaga procesowa |
|---|---|---|---|---|
| Rozładunek worków lub big-bagów | Ochrona linii przed ciałami obcymi i zbrylonym produktem | mąka, cukier, skrobia, dodatki | Przesiewacz wibracyjny kontrolny z jednym silnikiem | niski profil i łatwe włączenie pod stacją zasypową |
| Pod silosem lub mieszalnikiem | Wysokowydajny odsiew kontrolny w osi instalacji | proszki i granulaty | Przesiewacz wibracyjny kontrolny z dwoma silnikami | centralny wlot i wysyp frakcji prawidłowej |
| Przed pakowaniem | Kontrola jakości, rozbijanie miękkich grudek | mleko w proszku, kawa, cukier, skrobia | Separator rotacyjny | zamknięta komora i mechaniczne podawanie produktu |
| Produkcja kilku klas produktu | Podział według wielkości cząstek | ziarna, sól, granulaty, dodatki | Przesiewacz wibracyjny klasyfikujący z wysypami bocznymi | liczbę pokładów dobiera się do liczby frakcji |
| Drobne i lekkie proszki | Precyzyjna klasyfikacja przy długim kontakcie z siatką | witaminy, skrobie, lekkie proszki | Przesiewacz zataczający EFJ (tumbler) | łagodny ruch zataczający i możliwość wielopokładowej separacji |
| Proces mokry | Usuwanie części stałych z produktu lub cieczy technologicznej | sosy, zawiesiny, solanki, ciecze procesowe | Przesiewacz z bezpośrednim wysypem i silnikiem centralnym | konieczne dane o lepkości, temperaturze i stężeniu części stałych |
| Ścieki z produkcji | Wstępne oddzielenie resztek surowca | wody myjące i ścieki technologiczne | Separator statyczny | dla rozcieńczonych strumieni, po potwierdzeniu obciążenia częściami stałymi |
| Transport i przesiewanie | Przemieszczenie produktu po dłuższej powierzchni sita | ziarna, płatki, większe granulaty | Przesiewacz liniowy prostokątny | konstrukcja dopasowana do miejsca montażu |
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
Higiena i możliwość czyszczenia
Powierzchnie mające kontakt z produktem powinny być dobrane do wymagań zakładu, a konstrukcja musi umożliwiać skuteczne opróżnienie i czyszczenie. Wymagane deklaracje materiałowe, uszczelnienia i standard wykończenia należy potwierdzić dla konkretnej wersji.
Zatykanie oczek przez proszki spożywcze
Tłuszcz, wilgoć, higroskopijność i cząstki zbliżone do nominalnego wymiaru otworu siatki mogą ograniczać czynną powierzchnię sita. W zależności od produktu rozważa się kulki, kleenery, szczotki albo układ ultradźwiękowy.
Ochrona struktury produktu
Płatki, suszone owoce, orzechy i kruche granulaty mogą wymagać łagodniejszego ruchu oraz krótkiego czasu przebywania, aby ograniczyć kruszenie i wzrost ilości miału.
Pylenie i ryzyko wybuchu pyłu
Drobne produkty organiczne mogą tworzyć atmosferę pyłową. Klasyfikację strefy, parametry pyłu, uziemienie, szczelność i wymagane wykonanie ATEX trzeba ustalić przed doborem maszyny.
Stabilna wydajność przy zmiennej partii
Zmiana wilgotności, temperatury albo udziału aglomeratów może istotnie zmienić przepustowość. Test na reprezentatywnej próbce pozwala zweryfikować siatkę i system doczyszczania.
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 typowego odsiewu bezpieczeństwa małych i średnich strumieni produktu.
Przesiewacz wibracyjny kontrolny z dwoma silnikami
Konstrukcja do wysokowydajnego przesiewania kontrolnego w linii. Centralny zasyp i osiowy wysyp frakcji prawidłowej ułatwiają montaż pod silosem, mieszalnikiem lub stacją rozładunku. Dwa silniki boczne umożliwiają intensywną pracę sita, natomiast odrzut jest odprowadzany osobnym króćcem.
Zastosowanie w tej branży: gdy priorytetem jest wysoka wydajność i osiowe włączenie przesiewacza w linię.
Separator rotacyjny
Zamknięty separator z wirnikiem pracującym wewnątrz cylindrycznego sita. Stosuje się go do odsiewu kontrolnego, rozbijania miękkich aglomeratów i ujednolicania produktu przed pakowaniem lub dozowaniem. Zwarta obudowa i mechaniczne podawanie sprzyjają integracji z instalacjami proszkowymi.
Zastosowanie w tej branży: przed pakowaniem lub dozowaniem proszków, zwłaszcza gdy potrzebna jest zamknięta komora.
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 i uzyskania kilku frakcji z jednego zasilania.
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 proszków lekkich, bardzo drobnych albo trudnych do dokładnego rozdzielenia.
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 ciało stałe–ciecz.
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 rozcieńczonych ścieków i wód procesowych.
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 części kontaktowych w AISI 304 lub – po potwierdzeniu dla modelu – AISI 316;
- pokrywa z króćcem zasypowym i opcjonalnym króćcem aspiracyjnym;
- kulki, kleenery, szczotki albo ultradźwięki do doczyszczania siatki;
- uszczelnienia dobrane do produktu, temperatury i procedury mycia;
- grille magnetyczne jako dodatkowy stopień ochrony produktu;
- wykonanie ATEX wyłącznie po określeniu strefy i parametrów pyłu;
- 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: mąki i mieszanki piekarnicze?
Wstępnie należy rozważyć przesiewacz kontrolny z jednym silnikiem bocznym, ponieważ w tej branży jest stosowany do typowego odsiewu bezpieczeństwa małych i średnich strumieni produktu. 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: cukier, cukier puder i cukier waniliowy?
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.