Strona główna
Budownictwo
Zawór membranowy – budowa i zastosowanie w przemyśle spożywczym i uzdatnianiu wody

Zawór membranowy – budowa i zastosowanie w przemyśle spożywczym i uzdatnianiu wody

✦ AI
Zawór membranowy - budowa i zastosowanie w przemyśle spożywczym i uzdatnianiu wody

Elastyczna przegroda zamiast metalowego gniazda. Ta prosta zasada sprawia, że zawór membranowy trafia tam, gdzie liczy się czystość medium: do zakładów spożywczych i stacji uzdatniania wody.

Jak zbudowany jest zawór membranowy

Konstrukcja jest prostsza, niż sugeruje jej rola w instalacjach higienicznych. Składa się z kilku elementów:

  • korpus – kanał przepływowy wykonany zwykle ze stali nierdzewnej lub mosiądzu, odporny na korozję,
  • membrana – elastyczna przegroda z polimeru, czasem z silikonu, która zamyka przelot i jednocześnie oddziela medium od reszty mechanizmu,
  • trzpień – przenosi siłę na membranę i powoduje jej ugięcie,
  • napęd – pokrętło w wersji ręcznej, siłownik pneumatyczny albo cewka elektromagnetyczna w wersji automatycznej.

Gdy trzpień dociska membranę, przekrój przelotu maleje aż do pełnego zamknięcia. Ciecz styka się tylko z wnętrzem korpusu i z membraną. Trzpień, sprężyna i napęd pozostają po drugiej stronie przegrody, więc nie zbierają resztek produktu ani osadów.

Warto rozróżnić dwa znaczenia tej nazwy. W armaturze procesowej zaworem membranowym nazywa się zawór, w którym membrana bezpośrednio zamyka kanał. W automatyce spotyka się też elektrozawory membranowe ze wspomaganiem: cewka otwiera niewielki kanał pilotowy, a membranę główną przestawia samo ciśnienie medium. Taki zawór potrzebuje pewnej minimalnej różnicy ciśnień, podanej w karcie katalogowej, ale za to niewielką cewką steruje stosunkowo dużym przepływem.

Przemysł spożywczy – higiena na pierwszym miejscu

W zakładzie produkującym soki, nabiał czy sosy każde zagłębienie w armaturze to potencjalne miejsce rozwoju bakterii. Zawór membranowy ma mało martwych stref, bo medium nie wnika w mechanizm. Gładki kanał łatwiej też umyć w obiegu mycia na miejscu (CIP), bez demontażu instalacji.

Ważny jest dobór materiału membrany. Elementy stykające się z żywnością muszą spełniać wymogi rozporządzenia (WE) nr 1935/2004 w sprawie materiałów przeznaczonych do kontaktu z żywnością. Membrana powinna znosić temperaturę mycia i środki chemiczne używane w CIP, a nie tylko sam produkt. Druga zaleta tej konstrukcji to praca z mediami trudnymi: syropami, koncentratami, zawiesinami z cząstkami owoców. Tam, gdzie kula czy dysk mogłyby się zablokować, elastyczna membrana zamyka się szczelnie mimo obecności drobnych zanieczyszczeń.

Uzdatnianie wody – dozowanie, płukanie, odcinanie

Stacje uzdatniania wody, zarówno komunalne, jak i zakładowe, to wiele obwodów pracujących w cyklach. Filtry wymagają płukania wstecznego, zmiękczacze regeneracji, a układy dozowania chemii precyzyjnego otwierania i zamykania. Automatyczne zawory membranowe dobrze odnajdują się w takich zadaniach z kilku powodów:

  • Membrana chroni mechanizm przed kontaktem z wodą twardą, która zostawia kamień.
  • Konstrukcja znosi obecność zawiesin, piasku czy osadu żelazistego po filtrach.
  • Sterowanie elektryczne łatwo połączyć ze sterownikiem stacji i harmonogramem płukań.
  • Dobór materiału membrany pozwala pracować z roztworami środków dezynfekujących i korygujących pH.

Przy projektowaniu należy pamiętać o uderzeniu hydraulicznym. Szybko zamykany zawór na długim rurociągu może wywołać gwałtowny skok ciśnienia. Wpływ na to mają czas zamykania, prędkość przepływu i długość odcinka, dlatego w dużych instalacjach dobiera się zawory o odpowiedniej charakterystyce zamykania.

Dobór i eksploatacja w praktyce

Przy wyborze zaworu membranowego analizuje się kolejno:

  • skład chemiczny, lepkość i obecność cząstek stałych w medium,
  • zakres temperatur, także podczas mycia i dezynfekcji,
  • ciśnienie robocze i minimalną różnicę ciśnień, jeśli zawór ma wspomaganie,
  • średnicę nominalną dopasowaną do wymaganego przepływu,
  • sposób sterowania i sygnał z systemu nadrzędnego.

Membrana to element eksploatacyjny. Jej żywotność zależy od liczby cykli, temperatury i agresywności medium. Przy montażu należy zachować kierunek przepływu wskazany strzałką na korpusie i nie obracać zaworu, trzymając za cewkę. Filtr przed zaworem znacząco wydłuża jego pracę, a regularna kontrola membrany i uszczelek pozwala wymienić je, zanim pojawi się nieszczelność. W razie uszkodzeń rozsądniej jest sięgnąć po oryginalne zestawy naprawcze niż po zamienniki o nieznanym składzie materiałowym.

Kto szuka gotowych elementów do takich układów, znajdzie je między innymi w ofercie EA Kraków, dystrybutora automatyki, pneumatyki i napędów. Firma udostępnia zawory membranowe marki OLAB w postaci elektrozaworów ze wspomaganiem, sterowanych cewką elektromagnetyczną. Według informacji producenta nadają się do wody, lekkich olejów i gazów, z wyłączeniem płynów niebezpiecznych grupy 1. Na stronie można też wysłać zapytanie bezpośrednio o konkretny produkt.

Artykuł sponsorowany

Redakcja programcp.org.pl

Na programcp.org.pl z pasją dzielimy się wiedzą o domu, budownictwie, biznesie, finansach i ekologii. Wierzymy, że nawet najbardziej skomplikowane zagadnienia można wyjaśnić w prosty i przystępny sposób. Razem z naszymi czytelnikami odkrywamy, jak łączyć praktyczność z troską o środowisko i sukcesem w biznesie.

Może Cię również zainteresować

Potrzebujesz więcej informacji?