Датчики давления для CIP/SIP-систем, гигиеническое исполнение

ПРОЦЕСС

На производствах молочной продукции, косметики, фармацевтики и продуктов питания все технологические линии и резервуары регулярно промываются моющими средствами для уничтожения бактерий, удаления химических и биологических отложений и предотвращения распространения микроорганизмов. На современных производствах для этих целей применяются CIP (от англ. Clean In Place - «очистка на месте») или SIP-системы (от англ. Sterilization In Place - «стерилизация на месте»), которые позволяют производить очистку без необходимости демонтажа элементов оборудования («Без разборная очистка»).

ЗАДАЧА

Для эффективной очистки моющие средства подаются под различным давлением, это давление измеряется при помощи датчиков давления, устанавливаемых на напорных трубопроводах. «Без разборная очистка» предполагает, что в системе отсутствуют «мертвые зоны», где может накапливаться продукт и могут развиваться микроорганизмы. Для этого должны соблюдаться строгие гигиенические требования механических соединений согласно различным стандартам 3-A (3-A Sanitary Standards Incorporated), EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group) и другим.

Необходимо обратить внимание, что в качестве моющих растворов часто используются щелочи и кислоты, а также водяной пар. Поэтому материал деталей контактирующей с измеряемой средой должен быть химически стойким к таким средам, а сами приборы должны быть рассчитаны на работу при высоких температурах.

РЕШЕНИЕ

Существует много стандартов гигиенических соединений, отличающихся типом соединения и уплотнениями, и в зависимости от этого, обеспечивающих различную степень гигиены соединения. Широкое распространение в отрасли получило соединение CLAMP и DIN 11851 так же известное как «Молочная гайка» или «Молочная муфта». Такие присоединения обеспечивают удобство очистки и монтажа приборов. Благодаря установленной заподлицо герметичной мембране из нержавеющей стали эти датчики можно использовать в CIP/SIP установках.

Соединения CLAMP состоят из двух фланцев c канавками для уплотнения, которые соединены с помощью зажима. Уплотнение заполняет зазор между фланцами, обеспечивая высокий уровень гигиены соединения.

DIN 11851 это быстроразъемное резьбовое соединение. Соединение состоит из четырех частей: конический штуцер - механическое присоединение датчика (1), резьбовой штуцер (2) с патрубком под приварку к технологической линии, накидная гайка (3) стягивающая штуцера, и уплотнение (4).

Преимущества и недостатки

• Для монтажа «Молочной гайки» необходим специальный ключ, CLAMP монтируется полностью вручную.
• «Молочная гайка» легко центрируется при монтаже, благодаря вращению гайки, соединяемые трубы легко подгоняются друг к другу. CLAMP необходимо монтировать более аккуратно, потому, что при стягивании хомутом, уплотнение должно быть вставлено в пазы, иначе есть риск его сдвига при стягивании хомутом.
• CLAMP имеет минимальный перепад внутри трубы - гладкость внутреннего соединения в разы выше, чем в «Молочной гайки». Поэтому CLAMP чаще применяется на фармацевтических и косметических предприятиях.
• CLAMP менее устойчив к трубным вибрациям и гидроударам чем «Молочная гайка».

В качестве уплотняющего материала в обоих типах соединений применяются: 

1. VITON применяется в фармацевтике. Рабочая температура от -20°C до +200°C, выдерживает кратковременную обработку паром +130°C. при стерилизации. Применяется для работы в среде минеральных и растительных масел, животных жиров, с различными видами топлива. Не допускается: перегретый водяной пар, растворители (ацетон), муравьиная кислота, уксусная кислота, газы и щелочи на основе аммиака. 
2. EPDM - применяется в пищевой отрасли. Рабочая температура от -40°C до +140°C выдерживает кратковременную обработку паром +130°C. при стерилизации. Применяется для работы с щелочами, разбавленными органическими и неорганическими кислотами. Не допускается: сухой воздух, жиры, минеральное и растительное масло. 
3. SILICON рабочая температура от -55°C до +100°C и выдерживает кратковременную обработку паром +130°C. при стерилизации. Применяется в производстве алкоголей, напитков и пищевой продукции. Не допускаются: кислоты и щелочи сильной концентрации, минеральное масло. 
4. NBR - применяется в молочном и пивном производстве. Рабочая температура от -25°C до +110°C и выдерживает кратковременную обработку паром +130°C. при стерилизации. Хорошая стойкость к спиртам и минеральным маслам. Не допускается: бензол, эфиры, растворители, углеводороды хлорсодержащие. 
5. PTFE применяется в фармацевтике и в производстве спирта. Выдерживает от -200°C до +260°C. Предназначен для работы во всех средах кроме соединений на основе фтора под высоким давлением и температурой.

Металлические части соединений выполняются из нержавеющей стали AISI 304 или 316L.

AISI 304 используется в средах с окислительным характером: серная, хлорная, азотная, соляная кислота при низкой концентрации и низкой температуре или слабой яблочной, лимонной, винной, молочной, уксусной кислотой при средней температуре. Рекомендуется использовать для пищевого производства натуральных соков, вина, пива, спирта, кисломолочных продуктов. 

Сталь AISI 316L имеет пониженное содержание углерода менее 0,03%, дополнена молибденом и имеет повышенное содержание никеля. Молибден придает стали 316L лучшую коррозийную стойкость в окислительных средах. Такая сталь применяется в особенно агрессивных средах: кипящая 20%-ая фосфорная кислота, серная кислота при определенной концентрации и температуре, сернистый газ, горячие органические кислоты (уксусная, яблочная, молочная и др.). 

Высокотемпературное исполнение.

Для применения в высокотемпературных процессах CIP/SIP датчики давления оснащаются специальными радиаторами, которые позволяют применять датчик при температуре измеряемой среды до +300 °C.

 «Пищевое масло».

Разделитель сред между мембраной и сенсором датчика заполняется специальным маслом. В случае механического повреждения мембраны, в партию продукции попадет безопасное «пищевое масло».

Рекомендуемые датчики Piezus: APZ 3420s