สำหรับการผลิตหรือแปรรูปอาหารรูปแบบใดก็ตาม สิ่งสำคัญ คือ การเลือกเครื่องมือให้ถูกต้องเหมาะสมกับวัตถุดิบและส่วนผสม เนื่องจากความปลอดภัยทางอาหารถือเป็นเรื่องที่ต้องให้ความสำคัญอย่างมาก รวมถึงความต่อเนื่องสำหรับกระบวนการผลิต ค่าใช้จ่ายสำหรับการบำรุงรักษาและองค์ความรู้ที่ถูกต้องสำหรับขั้นตอนต่างๆ ล้วนเป็นปัจจัยที่เกี่ยวเนื่องถึงคุณภาพและความปลอดภัยของสินค้าโดยตรง
ในกระบวนการแปรรูปอาหารนั้น ปั๊มและวาล์วถือเป็นอีกหนึ่งฟันเฟืองสำคัญสำหรับกระบวนการแปรรูปอาหารต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งอาหารที่มีลักษณะเป็นของเหลว เช่น นมหรือซุปต่างๆ นับเป็นส่วนที่ต้องสัมผัสกับอาหารโดยตรงและสร้างผลกระทบต่อผลลัพธ์การผลิตได้เป็นอย่างมาก ความรู้ความเข้าใจสำหรับการใช้งานและการบำรุงรักษาทั้งปั๊มและวาล์วซึ่งทำงานควบคู่กันจึงเป็นสิ่งจำเป็น
ดังนั้น เว็บไซต์ Dairyfoods ซึ่งเป็นเว็บไซต์ที่ให้บริการข้อมูลด้านผลิตภัณฑ์แปรรูปเกี่ยวกับนมจึงได้ทำการรวบรวมคำตอบจากบริษัทผู้เชี่ยวชาญทั้งหลาย อาทิ บริษัท Alfa Laval Inx. (US) บริษัท SPX Flow Technology–Food and Beverage บริษัท Fristam Pumps USA บริษัท Powder Process-Solutions และบริษัท Pentair เพื่อร่วมกันตอบคำถามและไขข้อข้องใจที่มีต่อสินค้า โดยได้คัดเลือกคำถามพื้นฐานที่น่าสนใจ 5 หัวข้อ ดังนี้
‘ความทะนุถนอมต่อสินค้า’
ที่ผู้ผลิตหมายถึง คืออะไร?
ความทะนุถนอมต่อสินค้า หรือผลกระทบที่มีต่อวัตถุดิบในกระบวนการผลิต หมายถึง ปริมาณการเฉือนที่เกิดขึ้นกับผลิตภัณฑ์ ดังนั้น ปั๊มที่มีความนุ่มนวลก็จะเกิดการตัดเฉือนที่น้อยลงเป็นการถนอมตัววัตถุดิบ การตัดเฉือนที่เกิดขึ้นเป็นปัจจัยที่มีความสำคัญ ซึ่งเกี่ยวข้องกับค่าความหนืดที่เกิดขึ้นในสถานะของเหลว และหากเกิดการตัดเฉือนขึ้นก็อาจทำให้ขนาดของสินค้าลดลงไปด้วย
ปั๊มมีรูปแบบใดให้เลือกใช้บ้าง?
และแต่ละชนิดนั้นเหมาะกับการทำงานรูปแบบใด?
สำหรับปั๊มที่ใช้งานในโรงงานแปรรูปอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับการแปรรูปนมนั้นสามารถแบ่งออกเป็น 5 ชนิดหลัก ได้ดังนี้
- Positive Displacement Pump ปั๊มที่เคลื่อนย้ายของเหลวด้วยพื้นที่หรือช่องว่างที่ถูกกำหนดขนาดตายตัว ดูดของเหลวและส่งไปยังพื้นที่เป้าหมาย โดยที่จะไม่ก่อให้เกิดการตัดเฉือนวัตถุดิบ แต่อาจก่อให้เกิดการไหลย้อนกลับของวัตถุดิบ ซึ่งหากปั๊มมีคุณภาพมากเท่าไหร่ตัววัตถุดิบจะได้รับการขนย้ายที่มีคุณภาพดียิ่งขึ้นเท่านั้น
- Centrifugal Pump เป็นปั๊มที่ใช้ใบพัดในการเคลื่อนย้ายและเร่งความเร็วการเคลื่อนที่ของของเหลวเพื่อเข้าส่งไปยังใบพัดที่ทำหน้าที่ส่งไปยังพื้นที่เป้าหมาย ถือเป็นปั๊มที่มีต้นทุนค่าใช้จ่ายน้อยและสามารถบำรุงรักษาได้ง่าย แต่ปั๊มรูปแบบนี้มีข้อจำกัดที่เกี่ยวกับค่าความหนืด ซึ่งการใช้งานจำเป็นต้องมีค่าความหนืดต่ำกว่า 500 cP ลงไป นอกจากนี้ ปั๊มรูปแบบนี้ยังมีค่าการตัดเฉือนที่สูงอีกด้วย โดยมากมักใช้ในการเคลื่อนย้ายของเหลวที่มีค่าความหนืดต่ำ เช่น นม
- Liquid Ring Pump มีลักษณะการทำงานพื้นฐานเหมือนกับ Centrifugal Pump แต่สามารถใช้กับระบบกาลักน้ำหรือการล่อน้ำได้หากมีความต้องการใช้งาน นอกจากนี้ ยังสามารถใช้ได้ในเวลาที่ท่อลำเลียงว่างหรือมีอากาศปะปนอยู่ในระบบได้อีกด้วย หากเป็น Centrifugal Pump ซึ่งมีระบบแอร์ล็อกจะทำให้ไม่สามารถเปิดระบบใหม่หากไม่เติมเต็มช่องว่างของอากาศเสียก่อน
- Positive Rotary Pump นิยมใช้กับของเหลวที่มีค่าความหนืดสูงหรือตั้งแต่ 500 cP ขึ้นไป มักไม่ก่อให้เกิดความสูญเสียประสิทธิภาพของการออกแบบผลิตภัณฑ์ ก่อให้เกิดการตัดเฉือนที่น้อยกว่า Centrifugal Pump และส่งผ่านพลังงานที่เกิดขึ้นในกระบวนการไปยังวัตถุดิบได้น้อยกว่า ซึ่งปั๊มรูปแบบนี้มักถูกเลือกใช้บ่อยครั้งเมื่อต้องการถนอมวัตถุดิบสำหรับการผลิตสินค้า
- Piston Pump ปั๊มชนิดนี้สร้างแรงดันที่สูงกว่าปั๊มชนิดอื่นๆ โดยมีแรงดันอยู่ที่ประมาณ 100 bar หรือ 15,000 psi สามารถใช้ได้ตั้งแต่ของเหลวที่ต้องการอัตราความลื่นไหลต่ำไปจนถึงรูปแบบที่ต้องการแรงดันที่สูง Piston Pump นิยมใช้กับครื่องฮอจิไนซ์ ซึ่งโดยมากมักมีแรงดันอยู่ที่ 2,000 ถึง 5,000 psi หรือมักนำไปใช้งานกับการเคลื่อนย้ายวัตถุดิบเหลวในระยะทางที่ไกล หรือใช้ร่วมกับอุปกรณ์อื่นที่มีแรงดันแตกต่างกัน เช่น ท่อถ่ายเทอุณหภูมิ
ลักษณะเด่นของวาล์วแต่ะชนิด
และการเลือกใช้ที่เหมาะสมเป็นอย่างไร?
สำหรับการใช้งานวาล์วนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมนมมีมาตรฐานที่สูงกว่าอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มอื่นๆ ทำให้มีการใช้งานรูปแบบวาล์วที่หลากหลาย ในที่นี้ขอจำแนกไว้เป็น 6 ประเภทใหญ่ ได้แก่
- Single-Seat Valve มักถูกใช้มากที่สุดในการปิดแท็งก์หรือเครื่องมือที่ทำการปล่อยระบายของเหลว
- Mix-Proof Valves มักนิยมใช้ในการแบ่งแยกของเหลวที่แตกต่างกันสองชนิด เช่น CIP ที่อยู่ในวัตถุดิบเดียวกัน
- Flow Control (Throttling) Valve ใช้สำหรับงานที่ต้องการเคลื่อนย้ายที่ต่อเนื่องหรือต้องการควบคุมอัตราแรงดัน เช่น จุดแยกระหว่างนมดิบกับนมที่ถูกพาสเจอร์ไรส์แล้ว
- Regulating Valve ใช้สำหรับควบคุมสินค้าและ CIP
- Ball Valve นับเป็นวาล์วที่ไม่เหมาะต่อมาตรฐานสุขอนามัย ซึ่งไม่เหมาะกับผลิตภัณฑ์นม แต่มีจุดเด่น คือ ใช้ง่าย ราคาถูก ไม่ต้องการสารหล่อลื่น แต่ต้องระวังเรื่องความหนืด
- Powder Valve วาล์วรูปแบบนี้ถูกออกแบบมาเพื่อตอบสนองต่อการใช้งานหนัก รวมถึงความสามารถในการเผชิญหน้ากับการกัดกร่อนเป็นพิเศษอีกเช่นกัน
โดยมากแล้วผลิตภัณฑ์แปรรูปจากนมที่เป็นของเหลวไม่จำเป็นต้องใช้วาล์วที่มีคุณสมบัติพิเศษเสมอไป นอกจากผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะเฉพาะตัว เช่น ชีส โยเกิร์ต ไอศกรีม ซึ่งผลิตภัณฑ์เหล่านี้ต้องการรักษาไว้เนื้อวัตถุดิบให้มีลักษณะเป็นกลุ่มก้อนเดียวกัน จึงจำเป็นต้องเคลื่อนย้ายด้วยความนุ่มนวลและระมัดระวัง รวมถึงใช้แรงดันที่น้อยในการเคลื่อนย้าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกชีสที่จำเป็นต้องระวังการเฉือนเนื้อของผลิตภัณฑ์ด้วยเช่นกัน และเพื่อตอบสนองต่อผลิตภัณฑ์ที่มีความหนืดสูง วาล์วจำเป็นต้องมีขนาดใหญ่ ส่วนมากมีขนาดตั้งแต่ 4-6 นิ้ว นอกจากนี้ ยังต้องพิจารณาถึงความสามารถในการทำความสะอาดและถอดเปลี่ยนชิ้นส่วนอีกด้วย
การซ่อมบำรุงปั๊มและวาล์วที่ดี
ควรเป็นอย่างไร?
สำหรับขั้นตอนการบำรุงรักษาและใช้งานที่เหมาะสมนั้น ผู้จัดการโรงงานต้องทำงานร่วมกับผู้ผลิตอุปกรณ์อย่างใกล้ชิด เพื่อจัดการกับรอบการซ่อมบำรุงให้มีประสิทธิภาพ เหมาะสมกับลักษณะของอุปกรณ์นั้นๆ และต้องมีความเข้าใจสำหรับปัญหาการกัดกร่อนแบบมาตรฐานที่เกิดขึ้น รวมถึงสร้างความคุ้นเคยกับความต่อเนื่องในการทำงานของระบบแรงดัน รวมถึงระดับของเสียงรบกวนที่เกิดขึ้นในยามปกติ เพื่อให้สามารถสังเกตความผิดปกติที่อาจเกิดขึ้นได้อย่างทันท่วงที นอกจากนี้ การมีชิ้นส่วนอะไหล่สำรองที่ถูกต้องยังสามารถส่งเสริมการทำงานให้เกิดความต่อเนื่องได้เช่นกัน
การทำความสะอาดและกำจัดเชื้อโรค
สำหรับปั๊มและวาล์วควรทำอย่างไร?
คำตอบที่เหมาะสมกับคำถามนี้นั้นขึ้นอยู่กับเครื่องมือ และการใช้งาน ซึ่งต้องได้รับคำแนะนำจากผู้ผลิตอุปกรณ์เหล่านั้นในลักษณะพิเศษของแต่ละหัวข้อ ซึ่งผู้จัดการโรงงานจำเป็นต้องเรียนรู้และประสานงานสำหรับขั้นตอนเหล่านี้ หลักสำคัญ คือ การทำความสะอาดให้เร็วที่สุดหลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการผลิต หรืออย่างน้อยก่อนที่ผลิตภัณฑ์จะเริ่มแห้งตกค้างอยู่ภายในระบบ นอกจากนี้ การใช้น้ำเปล่าอัดเข้าไปในระบบเพื่อทำความสะอาดชะล้างคราบ รวมถึงเศษขนาดใหญ่ที่ติดอยู่ภายในถือเป็นแนวความคิดที่น่าสนใจอยู่เช่นกัน
การทำความสะอาดหรือกำจัดเชื้อโรคควรคำนึงถึงค่าความต่อเนื่องของการเคลื่อนที่ของของเหลวที่ถูกต้อง รวมถึงอุณหภูมิและแรงดันก่อนที่ของเหลวที่รินเข้าไปชุดสุดท้ายจะจบกระบวนการเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่คุ้มค่า สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความเหนียวหรือเกาะติดกับท่อลำเลียงและอุปกรณ์ จำเป็นต้องติดต่อสอบถามผู้จัดจำหน่าย เพื่อวิธีการจัดการที่มีประสิทธิภาพสูงสุดเหมาะสมกับความอ่อนไหวของอุปกรณ์ และการทำงานร่วมกับผู้จัดจำหน่ายสารเคมีนั้นเป็นสิ่งที่สำคัญอย่างมากเพื่อให้เกิดความเข้าใจที่ตรงกันเกี่ยวกับปฏิกิริยาที่อาจเกิดขึ้นได้กับอุปกรณ์เครื่องใช้รวมถึงซีลต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง
การทำความรู้จักสินค้าที่ผลิตรวมถึงลักษณะจำเพาะ ถือเป็นการทำความเข้าใจขั้นต้นสำหรับการเลือกใช้ปั๊มและวาล์วได้อย่างถูกต้องเหมาะสม ในส่วนของการดูแลและบำรุงรักษานั้นการพูดคุยและปรึกษากับผู้ผลิตหรือตัวแทนจำหน่ายนับเป็นทางเลือกที่ดีในการดำเนินการดูแลซ่อมบำรุง รวมถึงกำจัดเชื้อโรคในกระบวนการได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่อาจหลีกเลี่ยงได้ในการรักษามาตรฐานและความปลอดภัยของสินค้าที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิต
EXECUTIVE SUMMARY
To use pump and valve which are the important part of various food and beverage manufacturing process, particular the dairy product. The first point of pump and valve consideration is ‘the gentle on product’ level of the equipment. Then choose the type of pump and valve that fit with the product restriction. The maintenance process should be cooperating with the manufacturer or distributor, for example, instructions, specified inspection for the equipment.
Source:
- https://goo.gl/2f99jz
