'Cách giảm chi phí chất chống tạo bọt trong cơ sở chế biến khoai tây' dựa trên các tài liệu do ChemFree Defoam LLC cung cấp cho PotatoPro. Nội dung của bài viết gốc đã được chỉnh sửa cho rõ ràng và phù hợp với nền tảng PotatoPro.
Cho đến nay, hóa chất chống tạo bọt (chất khử bọt) là giải pháp thương mại duy nhất khả thi để kiểm soát bọt. Theo đó, các nhà máy chế biến được thiết kế với giải pháp này.
Tuy nhiên, với sự gia tăng giá của các hóa chất này và với mối quan tâm ngày càng tăng về xử lý hóa chất được thêm vào thực phẩm của chúng ta, ngành công nghiệp thực phẩm đang suy nghĩ lại cách tiếp cận của mình để kiểm soát và ngăn ngừa bọt.
Mặc dù các giải pháp không dùng hóa chất hiện đã có sẵn để kiểm soát bọt, nhưng cũng có những cải tiến rẻ tiền nhưng hiệu quả cho các cơ sở hiện có đề cập đến việc ngăn chặn bọt. Những cải tiến này có thể phù hợp với việc bảo trì định kỳ của một nhà máy hiện có và bổ sung ít hoặc không có gì vào ngân sách bảo trì tổng thể.
Cũng có những sửa đổi chủ động trong các cơ sở hiện có nhằm ngăn chặn việc tạo bọt với lợi nhuận rất ngắn hạn.
Đối với các cơ sở hiện đang trong giai đoạn thiết kế, có rất nhiều phương án thiết kế hiệu quả về chi phí sẽ làm giảm đáng kể hoặc loại bỏ nhu cầu sử dụng hóa chất chống tạo bọt.
Cải thiện hệ thống giao thông đường thủy
Khi nước chảy qua một cơ sở, không khí ngày càng bị cuốn theo thể tích của nó. Khi không khí tràn lên bề mặt, bọt bắt đầu hình thành và phát triển. Tốc độ phát triển của bọt tăng lên khi lượng không khí bị cuốn vào.
Vì vậy, mọi nỗ lực cần được thực hiện để giảm thiểu việc cuốn không khí vào nước chế biến.
Ngoài không khí bị cuốn theo, hai thông số vật lý khác ảnh hưởng đến tốc độ phát triển của bọt. Đây là tốc độ nước di chuyển và các vật cản trên đường nước chảy. Nước di chuyển càng nhanh thì càng ít có khả năng xảy ra các vấn đề tạo bọt cục bộ. Khi nước di chuyển gặp chướng ngại vật trên bề mặt, bọt có xu hướng tụ lại và phát triển.
Bài viết này mô tả các thiết kế vật lý cụ thể góp phần vào sự phát triển bọt do một hoặc nhiều vấn đề nêu trên và các sửa đổi được đề xuất để giảm thiểu những vấn đề này.
Nước vào xe tăng từ đường ống
Một điều kiện điển hình tồn tại trong hệ thống vận chuyển nước là nơi nước rời khỏi đường ống và đi vào bể chứa.
Nếu nước nổi lên chạm vào bề mặt của nước trong bể (trái), nhiều không khí bị cuốn theo hơn, do đó, tạo ra nhiều bọt hơn. ) Ảnh hưởng của giao diện không khí / nước được giảm thiểu đáng kể Đối với trường hợp như vậy, nếu nước nổi lên chạm vào bề mặt của nước trong bể (trái), nhiều không khí bị cuốn vào, do đó, tạo ra nhiều bọt hơn.
Tuy nhiên, bằng cách nhúng phần cuối của ống để nước nổi lên bên dưới bề mặt (bên phải), hiệu ứng của giao diện không khí / nước được giảm thiểu đáng kể, giảm hoặc loại bỏ việc tạo thêm bọt.
Sự cải tiến này có thể đạt được bằng cách chỉ cần thêm một phần mở rộng vào một đường ống hiện có, ngâm nó đủ sâu để không tạo ra sự hỗn loạn bề mặt không thể chấp nhận được.
Nước vào xe tăng từ khói
Hạn chế dòng chảy
Lý tưởng nhất, sẽ là thuận lợi khi chuyển đổi nước chảy ra từ vòi (điều kiện “thác nước”) để giam giữ nó trong một đường ống kín và xử lý như đã đề cập trước đây.
Tuy nhiên, đây có thể là một nhiệm vụ khó khăn, một phần là do hậu quả của sự tạo bọt khi thực hiện bất kỳ quá trình chuyển đổi nào sang dòng nước.
Sự chuyển đổi dòng nước, ví dụ, thay đổi hướng, thay đổi tốc độ dòng chảy, tăng độ kín, v.v., thường dẫn đến hỗn loạn không mong muốn và nhiều bọt hơn. Do đó, cần phải tính đến các cân nhắc thiết kế cẩn thận nếu cách tiếp cận như vậy được thực hiện.
Tận dụng dòng chảy hỗn loạn
Một cách tiếp cận khác để kiểm soát bọt được tạo ra từ tác động của quá trình xử lý nước từ vòi vào bể chứa là tận dụng dòng chảy hỗn loạn của nó khi đi vào nước.
Bất ổn, trong khi một nguồn để hút không khí và sau đó tạo ra bọt, cũng có thể được sử dụng để tạo lợi thế trong việc kiểm soát bọt.
Thông thường, không có bọt được tạo ra ở vùng lân cận nơi nước xử lý chạm vào bề mặt của nước bể. Thay vào đó, dòng chảy hỗn loạn mang không khí bị cuốn theo xuống thể tích nước, nơi sau đó nó tăng lên và nổi lên trên bề mặt dưới dạng bọt. Khoảng cách từ khu vực va chạm nơi bọt này nổi lên phụ thuộc vào tốc độ và hướng của nước xử lý khi nó chạm vào bề mặt.
Bọt đi vào khu vực va chạm sẽ bị phá hủy hoặc được đưa trở lại vào nước bể.
Sử dụng dòng chảy rối, có thể thiết kế các hệ thống theo đó mức bọt trong các bể được cấp bằng dòng khí hở đạt đến trạng thái cân bằng và được duy trì ở mức chấp nhận được. khí hở đạt trạng thái cân bằng và được duy trì ở mức chấp nhận được.
Hình trên mô tả một cấu hình như vậy. Ở đây dòng chảy hỗn loạn của quá trình nước đến có thành phần vận tốc nằm ngang di chuyển nó bên dưới nước về phía đầu đối diện của bể, nơi nó chuyển hướng sang hướng ngược lại.
Dòng chảy ngược này hoàn thành một “vòng khép kín” trong đó bọt bề mặt được đẩy trở lại khu vực va chạm, nơi nó bị phá hủy hoặc được đưa vào dòng chảy hỗn loạn bên dưới bề mặt… lặp lại quá trình tuần hoàn.
Nước trong ống xả và hệ thống thoát nước sàn mở
Tăng tốc độ dòng chảy
Bọt khó phát triển trong nước chuyển động nhanh hơn so với chuyển động chậm hoặc nước tĩnh. Cao độ của cống và nước thải phải cao nhất là do môi trường xung quanh quyết định một cách hợp lý.
Vật cản vật lý
Bất kể tốc độ dòng chảy của nước, bất kỳ mức độ bọt bề mặt nào được vận chuyển cùng với nước sẽ dễ dàng bám vào các vật cản trên đường đi của dòng chảy. Khi nước tiếp tục đi qua, bọt trên bề mặt sẽ tự bám vào phần đã có, dẫn đến một khu vực có bọt liên tục phát triển.
Tốt nhất, các vật cản nên được loại bỏ. Nếu điều đó là không thể, một sự chuyển hướng hợp lý thuận lợi cho phép nước “trượt” theo vật cản mà không bám vào nó (được trình bày ở trên) Hai loại vật cản thường gặp trong các cơ sở chế biến thực phẩm:
- Vật cản "cứng"
Chúng đề cập đến các đối tượng vật lý như đường ống, sự không liên tục của ống khói và các bất thường trên bề mặt. Sau khi xác định, giải pháp lý tưởng là chỉ cần loại bỏ các vật cản này.
Biết rằng điều này không phải lúc nào cũng hợp lý, cách tiếp cận thứ hai để giải quyết vấn đề là đưa ra một chuyển hướng hợp lý trơn tru cho phép nước “trượt” bởi vật cản mà không bám vào vật cản như minh họa ở trên.
Ví dụ về một thiết kế thích hợp cho một đường ống đóngMột vật cản cứng thường được quan sát thấy là dòng chảy của nước từ đường ống vào cống, thường là thoát sàn. Đầu vào này thường bằng hoặc gần 90o, nghĩa là dòng xâm nhập đập thẳng vào thành cống. Điều này gây ra sự hỗn loạn và tạo ra nhiều bọt hơn.
Hơn nữa, nó tạo ra một vật cản “mềm” (xem bên dưới) cho nước chảy trong cống. Nước đưa vào cống phải luôn đi vào song song với hướng thoát nước nhất có thể và cùng hướng với dòng nước chảy của cống.
Ví dụ về một thiết kế thích hợp cho một mở rãnh (máng xối) - Vật cản "mềm"
- Bọt: Một loại vật cản mềm chính là bọt. Các cặn bọt trở thành “hạt giống” cho sự phát triển của bọt. Bọt khi tiếp xúc sẽ dễ dàng dính vào nó, đặc biệt nếu bọt đó ở trạng thái tĩnh.
Giải pháp là ngăn chặn những “hạt giống” này hình thành… phương tiện là chủ đề của bài báo này. - Nước uống: Vật cản mềm thứ hai là nước. Khi nước chảy gặp nước từ nguồn khác xảy ra hiện tượng hỗn loạn - thêm không khí và bọt sẽ được tạo ra.
Tùy thuộc vào động lực của dòng chảy, dòng chảy của một trong hai nguồn có thể chậm lại, điều này cũng có thể góp phần tạo thêm bọt.
Để giảm thiểu sự cản trở này, các tiêu chí thiết kế tương tự như được minh họa cho một đường ống kín hoặc một rãnh hở được khuyến nghị. - Mảnh vỡ: Một vật cản khác được phân loại là "mềm" là các mảnh vụn. Các mảnh vụn chế biến thực phẩm thường tích tụ trong khói, đặc biệt là trong cống rãnh.
Vấn đề này thường được giảm bớt bằng cách tăng tốc độ nước chảy trong cống. Nếu có thể, cao độ được tăng lên.
Các phương tiện khác bao gồm lắp vòi phun có tác động mạnh hướng nước (tốt nhất là nước quay lại) về phía các mảnh vụn theo hướng của dòng nước.
- Bọt: Một loại vật cản mềm chính là bọt. Các cặn bọt trở thành “hạt giống” cho sự phát triển của bọt. Bọt khi tiếp xúc sẽ dễ dàng dính vào nó, đặc biệt nếu bọt đó ở trạng thái tĩnh.
Nắp cống
Nắp đậy thoát nước có thể giúp giữ bọt. Chúng có thể được sử dụng cho các khu vực tạo bọt cục bộ và dẫn bọt đến các khu vực khác để xử lý tiếp theo.
Một số vật liệu có sẵn cho mục đích này bao gồm polyvinyl clorua, urethane và vật liệu dựa trên silicone.
Hệ thống phân phối chống bọt
Thông thường trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm là bơm hóa chất chống tạo bọt vào một vị trí của hệ thống vận chuyển nước vòng kín. Vòng lặp này thường bao gồm một số khu vực tạo bọt tiềm năng, tức là nhiều bể chứa, ống xả, bàn rửa, khu vực thu hồi tinh bột, v.v.
Thông thường, lượng chất chống bọt được bơm vào mỗi vòng lặp được kiểm soát tại vị trí trung tâm nơi đặt chất chống bọt và máy bơm.
Mặc dù một hệ thống phân phối như vậy có vẻ hoạt động hiệu quả, nhưng nó lại lạm dụng chất khử bọt và do đó gây lãng phí tiền bạc.
Cái này có một vài nguyên nhân:
- Đầu tiên, nhu cầu chống tạo bọt cho từng khu vực trên đường vòng sẽ khác nhau, điều đó nhất thiết có nghĩa là hóa chất đang bị lãng phí - đủ cho một khu vực là quá mức cần thiết cho các khu vực khác.
- Thứ hai, chất chống tạo bọt cũng bị lãng phí vì hiệu quả của hóa chất giảm dần khi nó di chuyển ra khỏi điểm tiêm.
Điều này là do sự pha loãng của hóa chất chống tạo bọt bởi một lượng lớn nước trong mạch vòng, sự bám dính của hóa chất chống tạo bọt vào sản phẩm trong mạch vòng và sự suy giảm hiệu suất của chất chống tạo bọt theo thời gian.
Bằng cách khử trung tâm một cách hợp lý của một số điểm phun chống tạo bọt, hiệu quả khử bọt có thể được tăng cường đáng kể:
"Đặt thuốc vào chỗ đau."
Kết luận
Việc sửa đổi hợp lý nhà máy thực phẩm của các cơ sở chế biến thực phẩm hiện có và / hoặc bằng cách đưa những sửa đổi này vào thiết kế cho các cơ sở mới sẽ giảm đáng kể chi phí liên quan đến việc sử dụng hóa chất chống tạo bọt.
Hơn nữa, bằng cách kết hợp những sửa đổi này với các phương tiện phi hóa học có sẵn gần đây để phá hủy bọt, chi phí hóa chất sẽ giảm… có thể bằng không.