Wentylator do pyłów spożywczych

Pyły powstające podczas produkcji, przetwarzania i pakowania produktów spożywczych wymagają odpowiednio zaprojektowanych instalacji wentylacyjnych i odpylających. Mąka, cukier, skrobia, kakao, przyprawy, produkty zbożowe czy pasze mogą podczas przesypywania, mielenia, mieszania i dozowania przedostawać się do powietrza, dlatego konieczne jest skuteczne przechwytywanie zanieczyszczeń u źródła.

Jednym z najważniejszych elementów takiego systemu jest wentylator do pyłów spożywczych. Odpowiada on za wytworzenie przepływu powietrza potrzebnego do odbioru zapylonego powietrza i pokonanie oporów całej instalacji.

Dobór wentylatora nie powinien jednak ograniczać się do sprawdzenia jego maksymalnej wydajności. Należy uwzględnić rodzaj transportowanego pyłu, jego stężenie i granulację, temperaturę oraz wilgotność powietrza, wymagania dotyczące higieny, opory filtrów i przewodów, a także możliwość powstania atmosfery wybuchowej.

Czym są pyły spożywcze?

Pyły spożywcze powstają wszędzie tam, gdzie produkty sypkie lub sproszkowane są rozdrabniane, przesypywane, dozowane, mieszane, transportowane albo pakowane.

Do najczęściej spotykanych należą:

• Pyły mąki
• Pyły produktów zbożowych
• Cukier i cukier puder
• Skrobia
• Kakao
• Przyprawy
• Mleko w proszku
• Dodatki spożywcze
• Produkty suszone i sproszkowane
• Składniki paszowe
• Mieszanki paszowe

Poszczególne materiały mogą mieć zupełnie różne właściwości. Różnią się między innymi gęstością, granulacją, wilgotnością, ścieralnością oraz zdolnością do tworzenia atmosfery wybuchowej.

Z tego powodu wentylator należy dobierać do konkretnego procesu, a nie wyłącznie do ogólnej kategorii „pyłów spożywczych”.

Gdzie stosuje się wentylatory do pyłów spożywczych?

Instalacje odpylające z wentylatorami przemysłowymi stosuje się w wielu zakładach przetwarzających produkty spożywcze i materiały sypkie.

Młyny i zakłady zbożowe

Podczas mielenia, przesiewania, czyszczenia i transportu zbóż powstają drobne cząstki, które mogą być unoszone przez powietrze.

Wentylacja miejscowa pozwala przechwytywać pył w pobliżu źródła jego powstawania i kierować go do urządzenia filtracyjnego.

Piekarnie i zakłady cukiernicze

Pyły mąki, cukru, kakao czy innych składników mogą powstawać podczas dozowania i przesypywania surowców.

Odpowiednio zaprojektowany odciąg ogranicza rozprzestrzenianie się pyłu w pomieszczeniu.

Produkcja makaronów i produktów sypkich

Wentylatory mogą być elementem instalacji odciągających pyły powstające podczas przygotowania i transportu składników.

Mieszalnie i dozowanie składników

W miejscach, gdzie różne proszki są odmierzane i mieszane, szczególnie istotne jest przechwytywanie pyłu podczas otwierania opakowań, przesypywania i dozowania.

Produkcja pasz

W przemyśle paszowym występują pyły pochodzące między innymi ze śruty, zbóż, dodatków paszowych i gotowych mieszanek.

W takich instalacjach należy zwrócić szczególną uwagę na właściwości pyłu i możliwość wystąpienia zagrożenia wybuchem.

Pakowanie produktów sypkich

Pyły mogą powstawać podczas napełniania worków, opakowań i zbiorników. Odciąg miejscowy pozwala ograniczyć emisję zanieczyszczeń do hali produkcyjnej.

Jaki wentylator do pyłów spożywczych?

Wybór wentylatora zależy od parametrów całej instalacji. W wielu systemach odpylania stosuje się wentylatory promieniowe, ponieważ mogą zapewnić odpowiedni spręż przy wymaganej wydajności.

Wentylator promieniowy

Wentylatory promieniowe są stosowane między innymi w rozbudowanych instalacjach odpylających, w których występują znaczne opory przepływu.

Mogą współpracować z:

• Filtrami
• Cyklonami
• Separatorami
• Instalacjami kanałowymi
• Punktami odciągowymi
• Centralnymi systemami filtrowentylacyjnymi

Właściwy model należy dobrać na podstawie punktu pracy, a więc wymaganej wydajności oraz sprężu.

Wentylator do transportu pyłów spożywczych

Jeżeli wentylator znajduje się po stronie zapylonej i przez jego wirnik przepływa powietrze zawierające cząstki materiału, jego konstrukcja musi być dostosowana do takiego medium.

Znaczenie mogą mieć:

• Odporność na ścieranie
• Możliwość osadzania pyłu
• Konstrukcja wirnika
• Wyważenie
• Materiał wykonania

Jeżeli materiał jest separowany przed wentylatorem, warunki jego pracy mogą być inne.

Wentylator do zapylonego powietrza

W instalacjach odpylających wentylator powinien zapewniać wymagany przepływ powietrza przy rzeczywistym oporze całego systemu.

Nie należy więc wybierać urządzenia tylko na podstawie wartości maksymalnej wydajności podanej w katalogu.

Jak dobrać wentylator do pyłów spożywczych?

Dobór wentylatora powinien uwzględniać zarówno właściwości pyłu, jak i parametry instalacji.

Najważniejsze informacje to:

Rodzaj pyłu

Mąka, cukier, skrobia, kakao czy pył zbożowy mogą zachowywać się inaczej podczas przepływu powietrza.

Wielkość cząstek

Drobne cząstki mogą łatwo unosić się w powietrzu, natomiast większe i cięższe cząstki mogą wymagać innych warunków transportu.

Stężenie pyłu

Im większa ilość pyłu w strumieniu powietrza, tym większe znaczenie ma konstrukcja wentylatora i odporność jego elementów na zużycie.

Wydajność powietrza

Należy określić ilość powietrza wymaganą do skutecznego przechwytywania zanieczyszczeń.

Spręż

Wentylator musi pokonać opory całej instalacji, w tym przewodów, kształtek, filtrów i pozostałych urządzeń.

Temperatura

Temperatura medium wpływa na dobór materiałów, łożysk, uszczelnień i silnika.

Wilgotność

Wilgotne powietrze może sprzyjać kondensacji, korozji oraz osadzaniu się materiału w instalacji.

Wymagania higieniczne

Jeżeli instalacja ma bezpośredni kontakt z produktem, wymagania dotyczące materiałów i konstrukcji mogą być inne niż w przypadku instalacji służącej wyłącznie do odpylania pomieszczenia.

Zagrożenie wybuchem

Niektóre pyły spożywcze mogą tworzyć z powietrzem atmosferę wybuchową. Konieczna jest więc analiza właściwości konkretnego materiału i procesu.

Wydajność wentylatora do pyłów spożywczych

Wydajność wentylatora określa ilość powietrza, którą urządzenie może przemieścić w jednostce czasu.

Podstawową zależność można zapisać jako:

Q = v × A × 3600

gdzie:

• Q - wydajność powietrza [m³/h]
• v - prędkość powietrza [m/s]
• A - pole przekroju [m²]

W instalacjach odpylających wymagany przepływ może być określany między innymi na podstawie liczby punktów odciągowych oraz wymagań danego procesu.

Przy kilku stanowiskach trzeba również określić, które z nich mogą pracować jednocześnie.

Nie zawsze oznacza to konieczność prostego sumowania maksymalnych przepływów wszystkich punktów. Sposób pracy instalacji powinien być uwzględniony już na etapie projektowania.

Spręż wentylatora do odpylania przemysłu spożywczego

Wentylator musi zapewnić odpowiedni spręż, aby pokonać opory występujące w instalacji.

Na całkowite straty ciśnienia wpływają między innymi:

• Długość kanałów
• Średnice przewodów
• Kolana
• Trójniki
• Zwężki
• Przepustnice
• Punkty odciągowe
• Filtry
• Cyklony
• Separatory
• Wyrzutnie

Szczególnie istotny jest opór filtra. Wraz z jego zabrudzeniem może zmieniać się opór przepływu, dlatego przy projektowaniu systemu należy uwzględnić rzeczywiste warunki pracy urządzenia filtracyjnego.

Wentylator powinien zostać dobrany tak, aby przy wymaganym przepływie powietrza zapewniał odpowiedni spręż.

Wentylator do pyłów spożywczych a higiena instalacji

Higiena jest jednym z najważniejszych aspektów instalacji pracujących w przemyśle spożywczym.

W przypadku systemów mających kontakt z produktem należy ograniczać możliwość gromadzenia się materiału w miejscach, które są trudne do czyszczenia.

Znaczenie mogą mieć:

• Gładkość powierzchni
• Dostępność elementów do czyszczenia
• Konstrukcja połączeń
• Ograniczenie miejsc zalegania produktu
• Odpowiedni dobór materiałów
• Odporność na korozję
• Możliwość przeprowadzenia konserwacji

Jednocześnie należy rozróżnić instalację transportującą lub mającą kontakt z produktem od instalacji, której zadaniem jest wyłącznie odciąganie zapylonego powietrza z hali.

W pierwszym przypadku wymagania higieniczne mogą być znacznie bardziej rygorystyczne.

Z jakiego materiału powinien być wykonany wentylator do przemysłu spożywczego?

Materiał wykonania powinien być dobrany do konkretnego zastosowania.

Stal węglowa

Może być stosowana w określonych instalacjach przemysłowych, szczególnie gdy wentylator nie ma bezpośredniego kontaktu z produktem i nie występują szczególne wymagania dotyczące odporności na korozję.

Stal nierdzewna

W niektórych zastosowaniach przemysłu spożywczego korzystne może być zastosowanie stali nierdzewnej ze względu na jej odporność na korozję oraz możliwość utrzymania odpowiednich warunków higienicznych.

Nie oznacza to jednak, że każdy wentylator pracujący w zakładzie spożywczym musi być wykonany ze stali nierdzewnej.

Ostateczny dobór materiału zależy od:

• Rodzaju medium
• Temperatury
• Wilgotności
• Sposobu czyszczenia
• Kontaktu z produktem
• Warunków środowiskowych
• Wymagań konkretnego procesu

Wentylator do mąki, cukru i skrobi

Nie wszystkie pyły spożywcze zachowują się w ten sam sposób. Dlatego warto uwzględnić charakterystykę konkretnego produktu.

Wentylator do pyłu mącznego

Pył mączny może powstawać podczas przesypywania, dozowania, mieszania i transportu mąki.

W instalacji należy zapewnić skuteczne przechwytywanie pyłu i odpowiedni przepływ powietrza. Szczególnie ważna jest również analiza zagrożenia wybuchem.

Wentylator do pyłu cukrowego

Cukier i cukier puder mogą być źródłem drobnych cząstek unoszących się w powietrzu podczas przesypywania i dozowania.

Przy doborze systemu należy uwzględnić między innymi granulację oraz możliwość powstania atmosfery wybuchowej.

Wentylator do pyłu skrobiowego

Skrobia występuje w wielu procesach produkcyjnych w postaci drobnego proszku. Przy jej odciąganiu istotne są odpowiedni przepływ, filtracja i bezpieczeństwo przeciwwybuchowe.

Wentylator do pyłów przypraw

W zakładach produkujących lub przetwarzających przyprawy pył może powstawać podczas rozdrabniania, przesypywania i mieszania.

Oprócz skuteczności odpylania należy uwzględnić wymagania higieniczne konkretnego procesu.

Wentylator do pyłów mleka w proszku

Mleko w proszku i podobne produkty sproszkowane mogą wymagać skutecznego odciągu w miejscach dozowania, przesypywania i pakowania.

W każdym przypadku parametry wentylatora należy dobrać do rzeczywistego procesu i charakterystyki pyłu.

Pyły spożywcze a zagrożenie wybuchem ATEX

Jednym z najważniejszych zagadnień związanych z pyłami spożywczymi jest możliwość powstawania atmosfery wybuchowej.

Niektóre materiały organiczne w postaci drobnego pyłu mogą tworzyć z powietrzem mieszaninę zdolną do zapłonu.

Dotyczyć to może między innymi:

• Mąki
• Produktów zbożowych
• Cukru
• Skrobi
• Niektórych przypraw
• Produktów paszowych

Ryzyko zależy jednak od konkretnego materiału i warunków procesu. Sam fakt, że materiał jest produktem spożywczym, nie oznacza automatycznie konieczności stosowania urządzeń ATEX.

Czy każdy wentylator do pyłów spożywczych musi być ATEX?

Nie.

Konieczne jest określenie, czy w danym miejscu może powstać atmosfera wybuchowa oraz jakie strefy zagrożenia występują w instalacji.

W analizie należy uwzględnić między innymi:

• Właściwości pyłu
• Jego stężenie
• Możliwość występowania pyłu w powietrzu
• Źródła zapłonu
• Temperaturę powierzchni
• Elektryzowanie się materiału
• Klasyfikację stref zagrożenia

Jeżeli analiza wskazuje na konieczność zastosowania urządzeń przeciwwybuchowych, wentylator oraz pozostałe elementy systemu należy dobrać zgodnie z wymaganiami dla konkretnej strefy i procesu.

Wentylator do pyłów spożywczych a wilgoć i kondensacja

Wilgotność może znacząco wpływać na pracę instalacji odpylającej.

Problem może pojawić się między innymi w przypadku:

• Procesów z użyciem pary
• Mycia pomieszczeń
• Różnic temperatur
• Transportu ciepłego i wilgotnego powietrza
• Okresowego schładzania instalacji

Skraplająca się para wodna może prowadzić do:

• Korozji
• Zawilgocenia pyłu
• Powstawania osadów
• Zwiększenia masy zalegającego materiału
• Pogorszenia pracy filtrów

Dlatego przy projektowaniu instalacji należy uwzględnić możliwość występowania kondensatu oraz dobrać odpowiednie materiały i rozwiązania konstrukcyjne.

Wentylator do pyłów spożywczych a filtracja

Wentylator jest jednym z elementów całego systemu odpylania.

Przykładowa instalacja może wyglądać następująco:

stanowisko → punkt odciągowy → kanał → wentylator → filtr → wyrzutnia

W innym układzie:

stanowisko → kanał → filtr/separator → wentylator → wyrzutnia

W zależności od rodzaju pyłu i wymaganej skuteczności filtracji można stosować między innymi:

• Filtry workowe
• Filtry patronowe
• Cyklony
• Separatory wstępne
• Centralne urządzenia filtrowentylacyjne

Przy doborze wentylatora należy uwzględnić opory wszystkich urządzeń znajdujących się w instalacji.

Wentylator do pyłów spożywczych przed czy za filtrem?

Położenie wentylatora może mieć istotny wpływ na warunki jego pracy.

Wentylator za filtrem

Przykładowy układ:

stanowisko → kanały → filtr → wentylator → wyrzutnia

Wentylator pracuje wtedy po stronie oczyszczonego powietrza. Dzięki temu jego wirnik nie ma bezpośredniego kontaktu z dużą ilością pyłu.

Jest to rozwiązanie stosowane w wielu instalacjach odpylających.

Wentylator przed filtrem

W tym przypadku:

stanowisko → kanały → wentylator → filtr → wyrzutnia

Wentylator transportuje zapylone powietrze. Jego konstrukcja musi więc być odpowiednia do pracy z takim medium.

Znaczenie mogą mieć:

• Odporność na ścieranie
• Możliwość osadzania się pyłu
• Konstrukcja wirnika
• Sposób czyszczenia
• Właściwości transportowanego materiału

Ostateczny układ zależy od konstrukcji całej instalacji.

Konstrukcja wentylatora do pyłów spożywczych

Wentylator przeznaczony do pracy z pyłami spożywczymi powinien być dobrany pod względem zarówno parametrów aerodynamicznych, jak i warunków środowiskowych.

Wirnik

Wirnik musi zapewnić wymagany przepływ i spręż. Jeżeli pracuje po stronie zapylonej, należy dodatkowo uwzględnić możliwość osadzania się cząstek oraz ich wpływ na wyważenie.

Obudowa

Obudowa powinna być odpowiednia do rodzaju medium i warunków pracy.

Jeżeli wymagane jest częste czyszczenie lub występuje podwyższona wilgotność, należy odpowiednio dobrać materiał i konstrukcję.

Łożyska i napęd

Warunki pracy łożysk i silnika zależą między innymi od temperatury, zapylenia i sposobu zabudowy.

W przypadku zapylonego środowiska należy zwrócić uwagę na ochronę elementów napędowych.

Uszczelnienia

Uszczelnienia powinny być dostosowane do temperatury, wilgotności i właściwości transportowanego medium.

Czy wentylator do pyłów spożywczych musi być odporny na ścieranie?

Pyły spożywcze nie są automatycznie materiałami silnie ściernymi, ale ich właściwości mogą być bardzo różne.

Przy ocenie zużycia należy uwzględnić:

• Wielkość cząstek
• Twardość materiału
• Jego stężenie
• Prędkość przepływu
• Czas pracy instalacji

W niektórych zastosowaniach szczególne znaczenie będzie miała odporność na ścieranie wirnika, obudowy oraz przewodów.

Nie należy więc zakładać, że ponieważ transportowany jest materiał spożywczy, zużycie elementów instalacji nie będzie problemem.

Jak obliczyć moc wentylatora do pyłów spożywczych?

Do podstawowego obliczenia mocy można wykorzystać wzór:

P = Q × Δp / η

gdzie:

• P - moc [W]
• Q - przepływ powietrza [m³/s]
• Δp - wymagany spręż [Pa]
• η - sprawność

Zależność pokazuje, że zapotrzebowanie na moc rośnie wraz ze wzrostem przepływu i wymaganego sprężu.

W praktyce moc silnika należy dobrać na podstawie charakterystyki konkretnego wentylatora i rzeczywistego punktu pracy.

Najczęstsze błędy przy wyborze wentylatora do pyłów spożywczych

Wybór wyłącznie według wydajności

Wentylator musi zapewniać wymagany przepływ przy odpowiednim sprężu. Sama maksymalna wydajność katalogowa nie wystarcza.

Brak obliczenia oporów instalacji

Pominięcie kanałów, kolan, filtrów lub innych elementów może prowadzić do zaniżenia wymaganego sprężu.

Nieuwzględnienie filtra

Filtr może stanowić istotną część całkowitego oporu instalacji.

Pominięcie wilgotności

W wilgotnych warunkach może pojawić się kondensacja i związane z nią problemy eksploatacyjne.

Brak analizy zagrożenia wybuchem

Pył mączny, cukrowy, skrobiowy czy zbożowy może w określonych warunkach stanowić zagrożenie wybuchowe. Konieczna jest analiza konkretnego procesu.

Nieodpowiedni materiał wykonania

Materiał wentylatora należy dopasować do temperatury, wilgotności, medium i wymagań danego zastosowania.

Brak możliwości czyszczenia

W instalacjach spożywczych należy zwrócić uwagę na miejsca, w których może odkładać się pył lub produkt.

Nadmierna prędkość powietrza

Zbyt duża prędkość może powodować większe straty ciśnienia, hałas i zużycie elementów instalacji.

Jak dobrać wentylator do pyłów spożywczych - krok po kroku?

Prawidłowy dobór można przeprowadzić według następującej kolejności:

• Określ rodzaj pyłu
• Określ granulację i stężenie pyłu
• Określ temperaturę i wilgotność medium.
• Ustal, czy instalacja ma kontakt z produktem
• Wyznacz wymagany przepływ powietrza
• Określ długość i średnice przewodów
• Oblicz straty ciśnienia
• Uwzględnij filtry, cyklony i pozostałe urządzenia
• Określ wymagany spręż wentylatora
• Przeanalizuj możliwość występowania atmosfery wybuchowej
• Dobierz materiał i konstrukcję wentylatora
• Sprawdź rzeczywisty punkt pracy i dobierz moc silnika

Tak dobrany wentylator będzie odpowiadał nie tylko za odpowiedni przepływ powietrza, ale również za prawidłową pracę całej instalacji odpylającej.

Wentylatory do pyłów spożywczych Mastervent

Mastervent oferuje rozwiązania dla przemysłowych instalacji wentylacyjnych, odpylających i filtrowentylacyjnych.

Wentylator do pyłów spożywczych może być dobierany do parametrów konkretnego systemu, uwzględniając między innymi:

• Rodzaj transportowanego pyłu
• Wymaganą wydajność
• Wymagany spręż
• Temperaturę
• Wilgotność
• Sposób prowadzenia instalacji
• Rodzaj filtracji
• Warunki pracy urządzenia

Rozwiązanie może być częścią większego systemu obejmującego punkty odciągowe, kanały, urządzenia filtracyjne, separatory oraz pozostałe elementy instalacji przemysłowej.

Podsumowanie

Wentylator do pyłów spożywczych powinien być dobierany indywidualnie do rodzaju pyłu i warunków konkretnego procesu technologicznego. Mąka, cukier, skrobia, produkty zbożowe, kakao czy pasze mogą różnić się właściwościami, dlatego nie można przyjmować jednego uniwersalnego rozwiązania dla całego przemysłu spożywczego.

Przy doborze należy uwzględnić przede wszystkim wydajność, spręż, rodzaj i stężenie pyłu, granulację, temperaturę, wilgotność oraz materiał wykonania wentylatora. W instalacjach spożywczych dodatkowego znaczenia nabierają wymagania dotyczące higieny, czyszczenia i ograniczenia miejsc, w których może gromadzić się pył.

Istotnym elementem projektu jest również analiza zagrożenia wybuchem. Niektóre pyły spożywcze, w odpowiednich warunkach, mogą tworzyć atmosferę wybuchową, dlatego konieczne jest sprawdzenie wymagań dotyczących konkretnego procesu i ewentualnego zastosowania urządzeń ATEX.

Ostateczny wybór wentylatora powinien być wykonany na podstawie rzeczywistego punktu pracy, czyli wymaganej wydajności powietrza oraz sprężu wynikających z parametrów całej instalacji.