Современное сельское хозяйство — это не только тракторы, комбайны и оборудование для обработки почвы. На фермах, перерабатывающих предприятиях, складах и производственных линиях используется множество инженерных систем, одна из которых — вакуумное оборудование.
Вакуум необходим там, где требуется удалить воздух или газ из герметичного объема, обеспечить определенное давление, ускорить сушку, организовать упаковку продукции или поддерживать работу технологической линии. Для решения таких задач применяются разные типы вакуумных насосов, в том числе пластинчато-роторные.
Разберемся, как устроено такое оборудование, где оно может использоваться в агропромышленном комплексе и какие параметры необходимо учитывать при выборе.
Что такое пластинчато-роторный вакуумный насос
Основой конструкции такого насоса служит ротор, расположенный внутри рабочей камеры. В специальных пазах ротора находятся подвижные пластины. Во время вращения они перемещаются относительно корпуса и разделяют внутреннее пространство на камеры переменного объема.
Упрощенно рабочий цикл выглядит следующим образом:
- газ поступает во входную часть насоса;
- при вращении ротора объем рабочей камеры изменяется;
- газ перемещается внутри насоса и сжимается;
- после этого он выводится через выпускной канал.
Так создается разрежение в подключенной системе.
В маслозаполненных моделях рабочая жидкость выполняет сразу несколько функций: помогает герметизировать рабочую камеру, уменьшает трение движущихся деталей и способствует отводу тепла.
Существуют одно- и двухступенчатые конструкции. В двухступенчатой схеме газ последовательно проходит две ступени откачки. Такое решение применяют, когда технологическому процессу требуется более глубокий вакуум, чем способен обеспечить обычный одноступенчатый агрегат.
Где вакуум используется в сельском хозяйстве
В агропромышленном комплексе вакуумные технологии чаще всего встречаются не непосредственно в поле, а на последующих этапах производства: при переработке, подготовке, упаковке и хранении продукции.
Вакуумная упаковка
Один из наиболее понятных примеров — удаление воздуха из упаковки.
Эта технология широко используется при подготовке к хранению и реализации:
- мяса и мясных полуфабрикатов;
- сыров и другой молочной продукции;
- овощей;
- готовых продуктов;
- некоторых видов семян и посадочного материала.
Насос создает необходимое разрежение в упаковочной камере, после чего пакет герметизируется.
Сам насос при этом является лишь частью установки. На стабильность процесса также влияют герметичность системы, производительность оборудования, состояние фильтров и соответствие насоса рабочей среде.
Вакуумная сушка сельскохозяйственного сырья
Удаление влаги — важный этап подготовки многих видов продукции к хранению или дальнейшей переработке.
При снижении давления температура кипения воды уменьшается. Благодаря этому в определенных технологических процессах влагу можно удалять при более низкой температуре, чем при обычной атмосферной сушке.
Вакуумные технологии могут применяться при сушке:
- растительного сырья;
- трав и различных растительных компонентов;
- семян;
- пищевой продукции;
- сырья для дальнейшей переработки.
Особенно интересен такой способ там, где необходимо контролировать температурное воздействие на продукт.
Однако выбор оборудования для сушильной установки требует расчета. В насос могут поступать водяные пары, поэтому необходимо учитывать их количество, рабочую температуру, наличие конденсаторов и ловушек, а также требования конкретного производителя насоса.
Переработка продукции
Вакуум используется и в технологическом оборудовании пищевой и сельскохозяйственной переработки.
Разрежение может требоваться при:
- фильтрации;
- дегазации жидкостей;
- вакуумировании емкостей;
- перемещении некоторых материалов;
- приготовлении продуктов в вакуумных установках;
- работе отдельных видов смесительного и фасовочного оборудования.
В данном случае насос подбирают уже не как отдельное устройство, а как элемент технологической системы.
Важно учитывать состав откачиваемой среды. Маслозаполненные пластинчато роторные насосы нельзя автоматически считать универсальным вариантом для любого аграрного предприятия. Если в систему поступают значительные объемы влаги, пыли, агрессивных компонентов или других загрязнений, могут потребоваться дополнительная очистка, специальные ловушки либо насос другого типа.
Животноводческие предприятия
Разрежение применяется и в животноводстве. Наиболее известный пример — доильные системы, хотя область применения вакуумного оборудования этим не ограничивается.
В зависимости от технологии вакуум может использоваться для перемещения материалов, работы производственных установок, очистки и других вспомогательных процессов.
При этом конкретный тип насоса выбирается исходя из условий эксплуатации. Например, насос для чистого технологического газа и оборудование, предназначенное для работы во влажной или загрязненной среде, могут существенно различаться.
Поэтому ориентироваться только на мощность электродвигателя или стоимость агрегата неправильно.
Почему двухступенчатая конструкция может быть полезна
Главное преимущество двухступенчатого насоса заключается не просто в наличии двух рабочих секций.
Вторая ступень позволяет продолжить откачку после первой и получить более низкое остаточное давление. Это важно для технологических процессов, где требуется достаточно глубокое разрежение.
Двухступенчатые пластинчато-роторные насосы обычно рассматривают для систем, где важны:
- требуемое конечное давление;
- стабильность вакуума;
- работа в составе технологического оборудования;
- возможность продолжительной эксплуатации;
- компактность насосного узла по сравнению с более сложными вакуумными системами.
Но использовать двухступенчатый агрегат там, где достаточно грубого вакуума, не всегда рационально. Более сложное оборудование должно быть оправдано требованиями конкретного процесса.
Как выбрать вакуумный насос для агропредприятия
Главная ошибка при выборе — сравнивать модели только по производительности.
На практике нужно учитывать несколько параметров одновременно.
Требуемое давление
Сначала необходимо определить, какое разрежение требуется технологической установке.
Одно дело — удалить основную массу воздуха из емкости, другое — поддерживать определенное давление на протяжении всего производственного цикла.
Чем глубже необходимый вакуум, тем больше значение имеет тип и конструкция насоса.
Производительность
Производительность показывает объем газа, который насос способен откачивать за определенное время.
При подборе необходимо учитывать:
- объем камеры или системы;
- требуемое время откачки;
- количество рабочих циклов;
- возможные подсосы воздуха;
- характер технологического процесса.
Слишком малопроизводительный агрегат будет долго создавать необходимое разрежение и может ограничивать производительность всей линии.
Покупка оборудования с чрезмерным запасом тоже не всегда оправдана: увеличиваются первоначальные расходы, мощность электропривода и потенциальные эксплуатационные затраты.
Состав откачиваемой среды
Для агропредприятия это особенно важный параметр.
Необходимо заранее установить, что будет попадать в насос:
- обычный воздух;
- водяной пар;
- пыль;
- органические пары;
- частицы продукции;
- моющие средства или другие химические соединения.
Если технологическая среда не соответствует условиям эксплуатации выбранного насоса, срок его службы может заметно сократиться.
Для защиты оборудования применяют входные фильтры, сепараторы, конденсаторы и вакуумные ловушки. В некоторых случаях вместо маслозаполненного пластинчато-роторного агрегата целесообразнее использовать другую конструкцию насоса.
Режим работы
Нужно учитывать не только максимальную нагрузку, но и реальный график эксплуатации.
Насос может работать:
- несколько минут за один цикл;
- периодически в течение смены;
- много часов подряд;
- практически непрерывно в составе автоматической линии.
Для интенсивного производства особенно важны допустимый режим эксплуатации, система охлаждения, возможность контроля масла и удобство технического обслуживания.
Условия установки
Еще до покупки желательно определить место размещения оборудования.
Необходимо предусмотреть:
- нормальную вентиляцию;
- доступ для обслуживания;
- допустимую температуру окружающей среды;
- подключение электропитания;
- правильный отвод отработанного газа;
- защиту от пыли и загрязнений;
- возможность замены масла и фильтров.
Нередко ресурс оборудования зависит не столько от его конструкции, сколько от того, насколько правильно насос установлен и обслуживается.
Что учитывать при эксплуатации масляного насоса
Пластинчато-роторный насос нельзя считать полностью необслуживаемым оборудованием.
В процессе эксплуатации необходимо контролировать состояние рабочей жидкости. Масло постепенно загрязняется и может терять первоначальные свойства.
Периодически проверяют:
- уровень и внешний вид масла;
- состояние входных и выпускных фильтров;
- герметичность соединений;
- температуру оборудования;
- уровень шума и вибраций;
- время достижения необходимого давления.
Изменение привычных параметров работы часто позволяет обнаружить проблему еще до серьезной неисправности.
Например, если установка начала заметно дольше создавать вакуум, причиной может быть не только износ насоса. Сначала стоит проверить герметичность магистралей, состояние уплотнений, фильтров и клапанов.
Когда пластинчато-роторный насос подходит, а когда стоит искать другое решение
Такой насос имеет смысл рассматривать, если технологическому процессу требуется стабильный вакуум, рабочая среда совместима с конструкцией и маслом, а условия эксплуатации позволяют регулярно обслуживать оборудование.
Другую технологию стоит оценить, если процесс связан с большим количеством жидкости, абразивной пыли, агрессивными газами либо существуют специальные требования к отсутствию масла в вакуумной системе.
Универсального насоса для всех процессов агропредприятия не существует.
Правильный подход начинается не с выбора конкретной модели, а с описания технологической задачи: что необходимо откачивать, из какого объема, до какого давления, за какое время и как часто.
Частые вопросы
Итог
Вакуумное оборудование стало частью многих современных технологических процессов в агропромышленном комплексе. Оно применяется при упаковке и переработке продукции, сушке, работе с емкостями и в отдельных производственных процессах животноводческих предприятий.
Пластинчато-роторные вакуумные насосы ценятся за понятный принцип работы, возможность поддерживать стабильное разрежение и широкий выбор исполнений. Двухступенчатые модели особенно актуальны там, где технологическому процессу требуется более глубокий вакуум.
При этом выбирать насос только по цене или максимальной производительности не следует. Оптимальная модель определяется параметрами всей установки: рабочим давлением, объемом системы, составом откачиваемой среды, продолжительностью работы и условиями обслуживания. Именно такой подход позволяет получить надежную вакуумную систему без ненужного запаса мощности и лишних эксплуатационных расходов.
