您的泵是否也在毁掉您？
注：本案例研究仅适用于硬质奶酪
在硬质奶酪生产过程中，人们对什么是正确的泵存在一些固执的偏见。如果这些偏见不正确，奶酪生产商就无法最大限度地利用他们的工艺。这既影响生产过程的效率，也影响产品质量。
因此，我们与一家艾门塔尔奶酪生产商合作，对这些偏见是否真实进行了调查。
同时，我们还试图解决硬奶酪生产过程中的一个常见问题。硬质奶酪的生产往往会产生一种不良的副产品，即凝乳粉。
这种副产品最好避免使用，因为它会对奶酪的质量产生负面影响，进而影响奶酪生产商的收益。问题是：这种副产品（凝乳粉）产生得越多，剩下的主要产品（奶酪本身）就越少。
凝乳粉末形成的主要原因之一是抽吸产品时过于粗暴。因此，泵的选择对防止凝乳粉末的产生起着重要作用。
我们想通过一个具体的实例来说明，正确选择泵是如何解决这一问题，并同时提高加工质量和效率的。
目前的市场前景
目前，硬奶酪生产过程中大约有 4 种不同类型的泵：
- 单型泵
- 窦状泵
- 叶片泵
- 旋涡泵（带旋涡叶轮的离心泵）
一般认为，旋涡泵和叶片泵是避免凝乳细粒的最佳泵。让我们详细了解一下这两种泵。
首先是叶片泵。这种泵的优点是运行速度慢，几乎不会造成损坏，但缺点是价格昂贵（尤其是在流量大于 50 m³/h 的情况下）。此外，它们甚至需要单独的 CIP 泵（CIP = 就地清洗）。
其次是旋涡泵，这是一种带有直叶片的嵌入式叶轮（旋涡叶轮）和完全圆形泵壳（图 1）的离心泵。
据推测，嵌入式叶轮可确保凝乳不会 "穿过 "叶轮，因此比普通叶轮造成的损害要小。
但这些假设是正确的还是偏见呢？
可能的替代方案？
旋涡泵真的是解决这一问题的最佳方案吗？在探讨这个问题时，我们牢记以下几点：
"效率尽可能高的泵可确保介质泵送更顺畅，从而减少对凝乳的损坏。
为了找到替代方案，我们使用了我们的 CFD 系统（= 计算流体力学）。该软件可以模拟泵中的介质。这为我们改进以下几点提供了机会：
- 减少湍流；
- 提高效率
- 使介质的泵送总体更柔和。
通过这项研究，我们开发出了具有以下特点的 Packo 泵：
- 高效泵；
- 涡形泵壳；
- 带有 3D 叶片的封闭式叶轮。
下一步，我们将我们的解决方案与通常的旋涡泵进行了比较，并在相同的工作点进行了比较：7 米处 60 立方米/小时。结果如下
因此，从这项测试中很快就可以看出，封闭式叶轮比常用的涡流式叶轮效率更高。
在 Packo 的标准产品系列中，我们提供了两款符合这些特性的泵，即 FP3 和 MFP3。因此，这些泵可用于我们在客户处进行的测试。
实践
在这项研究中，我们与一家生产艾门塔尔奶酪的客户进行了密切合作。与大多数奶酪生产商一样，他们也在生产过程中使用旋涡泵。
在使用 Packo 进行测试之前，该客户已经自己尝试了许多方法：
- 设定较低和较高的泵速；
- 设定较长和较短的灌装时间；
- 灌装喷嘴的压力不同（0.25 - 0.5 巴）；
- 使用不同直径的灌装喷嘴（17 - 22 毫米）。
所有这些调整并没有像预期的那样明显改善奶酪的质量，在某些情况下还出现了质量下降的现象。奶酪质量下降还表现在以下特征上：
- 表面多处存在凝乳细粒，导致在压制新奶酪时出现固相（凝乳）和液相（乳清）分离的问题；
- 模具填充不均匀；
- 奶酪圆的中心比外部薄；
- 奶酪圆的重量不同；
- 奶酪出现裂缝。
研究目标
为了成功地完成这项工作，我们的客户设定了以下目标：
- 奶酪模具的填充时间约为 12-13 分钟；
- 填充喷嘴（分配器）的压力始终保持在 0.30-0.35 巴之间；
- 凝乳在不同的奶酪轮（6、8 和 10）中均匀分布；
- 没有凝乳细粒；
- 所有圆形奶酪的重量相同（约 +/-3 公斤）；
- 馅料一致（对称）；
- 奶酪质量符合市场要求（孔洞数量、耐久性和保质期）。
系统参数实际测试
同时，在客户处对整个设备进行了评估。以确定哪种泵在何种情况下能达到最佳效果。从而做出最佳选择。
- 目标工作点： 60m³/h @8,6m。
- 泵的选择 Packo FP3/100-250 泵具有以下特性：
- 电机功率为 5.5 千瓦 - 6 螺杆（1000 转/分钟 => 700 转/分钟）；
- 封闭式叶轮；
- 工作点的泵效率约为 75%。
该泵在奶酪工厂的生产过程中使用，并进行了各种测试，以研究最佳设置。这一点很有必要，因为不同类型的奶酪（6/8/10）需要不同的速度和工作点。
以下是测试设置和最终结果的概览。