Pompa higieniczna – strategiczny komponent w technologii procesów spożywczych

Pompy higieniczna to jedne z najważniejszych urządzeń stosowanych w instalacjach przetwórstwa spożywczego, napojowego, mleczarskiego i browarniczego. Ich projekt uwzględnia wymogi sterylności, odporności na środki myjące i dezynfekujące oraz eliminację ryzyka kontaminacji produktu.

Pompa higieniczna – podstawowe informacje

Pompa higieniczna różni się od standardowych pomp przemysłowych przede wszystkim konstrukcją i materiałami, z których została wykonana. Stosuje się stal nierdzewną AISI 316L lub 1.4404 z chropowatością powierzchni wewnętrznych poniżej Ra ≤ 0,8 μm (a w procesach aseptycznych nawet Ra ≤ 0,4 μm), co ogranicza przywieranie resztek produktu i rozwój mikroorganizmów. Uszczelnienia elastomerowe wykonuje się z EPDM, FKM, PTFE lub FEP i certyfikuje pod kątem zgodności z FDA oraz (opcjonalnie) USP Class VI. Konstrukcja musi umożliwiać mycie CIP (Cleaning in Place) i sterylizację SIP (Sterilization in Place), unikać martwych stref i zapewniać pełne opróżnianie korpusu.

Spis treści

1. Pompy higieniczne odśrodkowe
2. Pompy higieniczne krzywkowe
3. Pompy higieniczne dwuśrubowe
4. Pompy higieniczne membranowe
5. Pompy higieniczne powrotu CIP
6. Pompy higieniczne perystaltyczne
7. Pompy higieniczne monośrubowe
8. Pompy higieniczne tłokowe

Pompa higieniczna odśrodkowa – wysokowydajny transport cieczy o niskiej lepkości

Pompy odśrodkowe należą do najczęściej stosowanych w przemyśle spożywczym ze względu na prostą konstrukcję, wysoką wydajność oraz łatwość utrzymania higieny. Sprawdzają się w instalacjach, gdzie wymagany jest duży przepływ przy stosunkowo niewielkim ciśnieniu.

Jak zbudowana jest pompa higieniczna odśrodkowa?

Korpus pompy wykonany jest z polerowanej stali nierdzewnej AISI 316L o chropowatości wewnętrznej ≤ 0,8 μm, co minimalizuje ryzyko osadzania się resztek produktu. Wirnik może być otwarty lub półotwarty, z łopatkami wyprofilowanymi w celu ograniczenia kawitacji i strat hydraulicznych. Uszczelnienia mechaniczne (pojedyncze lub podwójne) wykonuje się z węglika krzemu, ceramiki lub węglika wolframu, z elastomerami EPDM, FKM lub PTFE. Wlot pompy ma układ osiowy, a wylot promieniowy, co ułatwia montaż w instalacjach procesowych.

Jak działa pompa odśrodkowa?

Medium wpływa do centralnej części wirnika, gdzie energia mechaniczna z wału pompy przekazywana jest na łopatki. Obrót wirnika nadaje cieczy energię kinetyczną, która w korpusie dyfuzyjnym zamienia się w energię ciśnienia. Typowe wydajności mieszczą się w zakresie od 5 do 300 m³/h, przy wysokości podnoszenia 5–100 m i lepkości medium do 500 cP.

Pompy odśrodkowe higieniczne – obszary zastosowania

Pompy odśrodkowe wykorzystuje się do transportu cieczy o niskiej lepkości w procesach wymagających dużej wydajności i stabilnego przepływu. Stosowane są w liniach pasteryzacji, filtracji, rozładunku cystern, transferach z zbiorników buforowych oraz w obiegach CIP do transportu roztworów czyszczących.

Pompa higieniczna krzywkowa – precyzyjny transport produktów wrażliwych

Pompy krzywkowe są cenione za możliwość delikatnego transportu produktów przy jednoczesnym zachowaniu ich struktury i parametrów jakościowych. Dzięki bezstykowej pracy rotorów nadają się do mediów o wysokiej lepkości oraz dużej wrażliwości na ścinanie.

Z czego składa się pompa higieniczna krzywkowa?

Dwa rotory krzywkowe (jednoskrzydłowe, dwuskrzydłowe lub trójskrzydłowe) wykonane są z polerowanej stali nierdzewnej. Obracają się synchronicznie dzięki przekładni zębatej smarowanej olejem spożywczym, odseparowanej od komory produktu. Korpus ma precyzyjne pasowanie elementów roboczych, a uszczelnienia mechaniczne (pojedyncze lub podwójne) mogą być chłodzone cieczą.

W jaki sposób działa pompa krzywkowa?

Podczas pracy rotory tworzą komory o zmiennej objętości, dzięki czemu przesuwają medium od wlotu do wylotu. Nie występuje kontakt metal-metal, co eliminuje ścinanie produktu. Pompy te osiągają wydajności od 0,1 do 90 m³/h, przy ciśnieniu do 15 bar i lepkości medium nawet do 1 000 000 cP.

Pompy krzywkowe higieniczne – zakres zastosowań

Pompy krzywkowe wykorzystuje się do tłoczenia produktów, w których kluczowe jest zachowanie struktury i brak napowietrzenia. Wykorzystywane są w procesach z udziałem wysokiej lepkości mediów oraz tam, gdzie wymagana jest dokładna kontrola przepływu.

Pompa higieniczna dwuśrubowa – uniwersalne połączenie CIP i produkcji

Pompy dwuśrubowe to rozwiązanie łączące funkcję transportu produktu oraz możliwość pompowania roztworów myjących CIP. Dzięki konstrukcji tolerującej obecność cząstek stałych mogą obsługiwać szeroki zakres mediów.

Jak skonstruowana jest pompa higieniczna dwuśrubowa?

Dwie zsynchronizowane śruby napędzane przez przekładnie zębatą (odseparowaną bezpiecznie od produktu) zapewniają przepływ produktu w dowolnym kierunku.. Korpus i elementy robocze wykonane są z polerowanej stali nierdzewnej, a łożyska znajdują się poza strefą kontaktu z medium. Wysoki zakres częstotliwości napięcia zasilania przez falownik umożliwia wykorzystanie tej pompy także w trybie CIP bez konieczności stosowania by-passu.

Jaka jest zasada działania pompy dwuśrubowej?

Obracające się śruby tworzą zamknięte komory transportowe, które przesuwają medium wzdłuż osi pompy. Konstrukcja zapewnia równomierny przepływ bez pulsacji, a duże prześwity pozwalają na pompowanie produktów z kawałkami owoców, warzyw czy mięsa. Zakres pracy to wydajność do 300 m³/h, ciśnienie do 16 bar, lepkość do 1 000 000 cP.

Pompy dwuśrubowe higieniczne – zastosowania

Pompy dwuśrubowe wykorzystuje się do transportu mediów o zróżnicowanej lepkości, również z obecnością cząstek stałych, a także w procesach wymagających łatwego przełączania między trybem produkcyjnym i CIP.

Pompa higieniczna membranowa – odporne na media problematyczne

Pompy membranowe są cenione za zdolność do tłoczenia mediów o dużej zawartości cząstek stałych i właściwościach abrazyjnych. Ich konstrukcja pozwala minimalizować ryzyko uszkodzenia produktu i zapewnia wysoki poziom higieny.

Jak zbudowania jest pompa higieniczna membranowa?

Membrany wykonane są z PTFE, EPDM lub Santoprene, osadzone w komorach roboczych ze stali nierdzewnej. Napęd membran realizowany jest pneumatycznie lub mechanicznie. Zawory kulowe lub klapowe, również wykonane z materiałów spożywczych, kontrolują kierunek przepływu.

Jak funkcjonuje pompa membranowa?

Ruch membrany do tyłu powoduje zassanie medium do komory, a ruch do przodu wypycha ciecz przez zawór wylotowy. Pompy te mogą pracować na sucho i tolerują obecność gazu w medium.

Pompy membranowe higieniczne – obszary użycia

Pompy membranowe wykorzystuje się do tłoczenia zawiesin, past i cieczy abrazyjnych w procesach, gdzie wymagane jest łagodne przetłaczanie i wysoka odporność na zatkanie przewodów.

Pompa higieniczna powrotu CIP – odzysk i recyrkulacja roztworów myjących

Pompy powrotu CIP odpowiadają za transport roztworów czyszczących z instalacji procesowych do zbiorników. Są projektowane tak, aby utrzymywać ciągłość przepływu nawet przy obecności dużej ilości powietrza w medium.

Z czego zbudowana jest pompa higieniczna powrotu CIP?

Najczęściej stosuje się konstrukcje liquid-ring (pierścień cieczowy) lub odśrodkowe z wirnikiem air-screw. Rozwiązania te umożliwiają odzysk i recyrkulację roztworów myjących do zbiorników CIP. Materiał wykonania to stal AISI 316L, uszczelnienia dostosowane są do pracy z agresywnymi środkami myjącymi.

Jak działa pompa powrotu CIP?

Specjalne konstrukcje wirnika tworzą warunki umożliwiające skuteczny transport mieszaniny ciecz–powietrze, co pozwala na pełne odzyskanie cieczy myjącej z instalacji oraz utrzymanie wydajności nawet przy wysokim stopniu zapowietrzania cieczy.

Pompy higieniczne powrotu CIP – obszary działania

Pompy powrotu CIP wykorzystuje się do obsługi zamkniętych systemów czyszczenia, zapewniając efektywny powrót roztworów myjących do zbiorników i ich ponowne wykorzystanie.

Pompa higieniczna perystaltyczna – transport bez kontaktu z elementami mechanicznymi

Pompy perystaltyczne zapewniają najwyższy poziom sterylności transportu, ponieważ medium przepływa wyłącznie wewnątrz elastycznego węża, bez kontaktu z elementami mechanicznymi pompy.

Z czego skonstruowana jest pompa higieniczna perystaltyczna?

Korpus pompy zawiera elastyczny wąż wykonany z materiału dopuszczonego do kontaktu z żywnością. Rolki obracają się po obwodzie, ściskając wąż punktowo i przesuwając medium.

Jaki jest sposób działania pompy perystaltycznej?

Obrót rolek powoduje przemieszczenie cieczy w zamkniętym wężu. Proces ten pozwala uniknąć zanieczyszczenia produktu, a konstrukcja umożliwia dokładne dozowanie w zakresie ±1%.

Pompy perystaltyczne higieniczne – obszary zastosowania

Pompy perystaltyczne wykorzystuje się w aplikacjach wymagających aseptycznego transportu i wysokiej dokładności dozowania, szczególnie w produkcji dodatków smakowych, barwników, enzymów czy kultur bakteryjnych.

Pompa higieniczna monośrubowa – stały przepływ przy wysokiej lepkości

Pompy monośrubowe zapewniają równomierny, niepulsacyjny przepływ nawet przy bardzo gęstych i lepkich mediach. Dzięki temu znajdują zastosowanie w procesach wymagających stabilnych parametrów tłoczenia.

Jak zbudowana jest pompa higieniczna monośrubowa?

Wirnik w kształcie śruby Archimedesa obraca się w elastycznym statorze z elastomeru spożywczego, tworząc szczelne komory transportowe. Uszczelnienia wału mogą być mechaniczne lub dławnicowe, dostosowane do wymogów higienicznych.

Jak działa pompa monośrubowa?

Ruch wirnika powoduje przesuwanie medium wzdłuż osi pompy w komorach o stałej objętości. Pompa utrzymuje stały przepływ niezależnie od ciśnienia, obsługując lepkości do 1 000 000 cP i ciśnienia do 24 bar.

Pompy higieniczne monośrubowe – zastosowania w przemyśle

Pompy monośrubowe wykorzystuje się do tłoczenia gęstych produktów, takich jak pasty, masy cukiernicze, ciasta, karmel czy farsze, w procesach wymagających stabilnego przepływu i minimalnego napowietrzania.

Pompa higieniczna tłokowa – precyzyjne dozowanie i napełnianie

Pompy tłokowe stosuje się w procesach, w których wymagana jest wyjątkowa precyzja objętościowa i powtarzalność porcji. Dzięki konstrukcji z tłokiem i cylindrem gwarantują równą dawkę medium w każdym cyklu pracy.

Z jakich elementów składa się pompa higieniczna tłokowa?

Cylinder i tłok wykonane są z polerowanej stali nierdzewnej, z uszczelnieniami EPDM, FKM lub PTFE. Zawory wlotowe i wylotowe działają jako zawory zwrotne. Napęd pompy może być mechaniczny lub serwoelektryczny dla precyzyjnego sterowania skokiem tłoka.

Jaki jest sposób działania pompy tłokowej?

Ruch tłoka do tyłu zasysa medium do cylindra, a ruch do przodu wypycha je pod zadanym ciśnieniem. Proces ten pozwala uzyskać powtarzalne objętości i precyzyjne dozowanie.

Pompy tłokowe higieniczne – miejsca zastosowania

Pompy tłokowe wykorzystuje się w aplikacjach wymagających stałej i precyzyjnej porcji medium. Znajdują zastosowanie w liniach napełniania, dozowania i pakowania w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym.

OptiFlow – profesjonalny partner w branży pomp higienicznych

OptiFlow dostarcza najwyższej klasy pompy higieniczne, zapewniając również pełne wsparcie techniczne i serwisowe. Wieloletnie doświadczenie oraz współpraca z czołowymi światowymi producentami pozwalają nam skutecznie wspierać klientów w osiąganiu najwyższych standardów jakości i higieny produkcji.

mgr inż. Damian Isztwan

Commercial Director w OptiFlow Polska – inżynier automatyki i robotyki

Jestem absolwentem Politechniki Wrocławskiej, Wydziału Automatyki i Robotyki (2006–2011).

W latach 2011–2018, jako inżynier ds. sprzedaży w Endress+Hauser Group, rozwijałem rozwiązania z zakresu automatyzacji procesów i mechaniki płynów.

W lipcu 2018 roku dołączyłem do OptiFlow jako inżynier ds. sprzedaży, a od września 2020 roku pełnię funkcję Commercial Director.