食品および飲料の処理に最適な PD ポンプの選択

Jan 27, 2024

飲食業界が常に変化していることは周知の事実です。 米国農務省経済調査局によると、「ミンテルの世界新製品データベース (ミンテル GNPD) で追跡されている米国の小売店における新しい食品および飲料製品の導入は、1990 年代後半から増加傾向をたどっており、米国の小売店での導入を上回っています。 2010年から非食品食料品を販売。

2016 年に新製品全体の中で最大のシェアを占めた食品カテゴリーには、飲料、スナック、ベーカリー製品、ソース、ドレッシング、調味料が含まれていました。」

現在の食品および飲料の製造状況では、無駄とダウンタイムを最小限に抑えながら業務効率と製品の一貫性をサポートするには、適切な衛生容積式 (PD) ポンプを選択することが重要です。 現在、食品加工業者が利用できるさまざまな PD ポンプ技術があります。 これらを総合すると、幅広い性能容量、圧力、粘度に対応できます。 しかし、すべての PD ポンプが同じように作られているわけではありません。 また、すべてのポンプがすべての用途に対応できるわけではありません。

PD ポンプは、一定容積の製品を繰り返し封入し、各作動ごとに押し出すことによって製品を移動させます。ポンプは、往復式と回転式の 2 つの分類に分類できます。 この記事では主にロータリー ポンプ、特にローブ ポンプ、円周ピストン ポンプ、二軸スクリュー ポンプに焦点を当てます。

これらの回転 PD ポンプの動作原理は、ポンプ ハウジング内に配置された 2 つの逆回転ローターで構成されます。 ローターがポンプ ハウジング内で回転すると、ローター間の間隔によって制御される容積の開閉により、製品がポンプ内を移動します。

吸込側では、ローターとポンプハウジングの間に拡張キャビティが形成されます。 これにより部分的な真空が生じ、供給配管からの製品が空隙を埋めることができます。 次に、この容積は入口配管と出口配管の両方を閉じて、一定量の製品をポンプの反対側に輸送し、ローターが収束するときに製品が排出されます。

ロータリー ローブ ポンプと円周ピストン ポンプは、サニタリー PD アプリケーションで最もよく使用される 2 つのテクノロジーです。 見た目は似ており、メーカーによっては、これら 2 つのポンプはシャフトやハウジングなどの共通のコンポーネントを使用して製造されることもあります。

どちらのスタイルにも、製品を吸い込み、吸引から排出まで輸送する 2 つのローターがあります。 ローターの先端または翼は、ポンプ ハウジング内にほぼ接触したシール作用を生み出します。 先端または翼の間のスペースは、移動される製品の体積を示します。

ロータリーローブポンプが円周ピストンポンプと異なる点は、ローターとハウジングの設計にあります。

ローブポンプ

ローブ ポンプ ローターは常に互いに接近していますが、ギア ポンプのように相互に駆動することはありません。 ローターが常に近接して接触することでシールが形成され、製品がポンプの吸込側から吐出側に輸送されます。

全体として、ロータリー ローブ ポンプは高粘度の製品に最適であり、3 つのタイプの中で最も手頃な価格です。

全周ピストンポンプ

円周ピストンポンプローターは、ポンプハウジングから伸びるステーター間にシールを形成します。 ローターも接触したり噛み合ったりしません。 シール作用はステーターとローターの間にのみ存在します。 幾何学的特徴が追加されているため、これらのポンプはローブ ポンプよりも高価になる傾向があります。 ただし、これらの特徴により、円周ピストン ポンプはローブ ポンプや二軸スクリュー ポンプと比較して低粘度効率で優れています。

二軸スクリューポンプ

食品および飲料用途の PD ポンプでは、二軸スクリュー ポンプがより一般的になり始めています。 2 つのスピンドル設計により、製品が軸方向に変位します。 脈動が少ないポンプタイプですので、ポンプの磨耗が少なく、製品の取り扱いに優しくなります。

また、脈動が少ないため、二軸スクリュー ポンプがより高い毎分回転数 (rpm) で動作するのにも役立ちます。 これにより、（定置洗浄）CIP 供給ポンプとしても機能できるため、配管や制御が簡素化されるという利点があります。

二軸スクリュー ポンプは、これら 3 つの PD ポンプ タイプの中で最も高価なオプションです。

高粘度、せん断の影響を受けやすい製品、または混入固体を含む製品をポンプで輸送する必要があるアプリケーションの場合は、PD ポンプが最適な選択となる可能性があります。 PD ポンプは初期コストが高くなりますが、運用コストと、柔らかい固形物を維持し、香味料や製品の粒子を保護する機能などの製品の利点を考慮すると、賢明な選択と言えます。

食品および飲料用途に PD ポンプを選択する際に考慮すべきその他の事項は次のとおりです。

現在市場では、幅広い流量、圧力、粘度をカバーする多数の PD ポンプ技術が入手可能です。 アプリケーションに適切な PD ポンプを選択することは、成功へのレシピを作成する上で非常に役立ちます。

Richard Shook は、ウィスコンシン州グレンデールにある Ampco Pumps Company の上級機械エンジニアです。 彼はマーケット大学で機械工学の理学士号を取得しました。 Shook は ISO 9001 内部監査員認定も取得しており、品質管理と管理に関する広範な知識を持ち、3A Sanitary Standards, Inc. の運営委員会のメンバーを務めています。詳細については、www.ampcopumps.com をご覧ください。