Choisir la bonne pompe PD pour le traitement des aliments et des boissons

Jan 27, 2024

Ce n'est un secret pour personne que l'industrie des aliments et des boissons est en constante évolution. Selon le Service de recherche économique du Département de l'agriculture des États-Unis, « les introductions de nouveaux produits alimentaires et de boissons aux États-Unis dans les points de vente au détail, telles qu'elles sont suivies par la base de données mondiale sur les nouveaux produits de Mintel (Mintel GNPD), ont suivi une tendance à la hausse depuis la fin des années 1990, dépassant celles des produits d'épicerie non alimentaires depuis 2010.

En 2016, les catégories d'aliments avec les parts les plus importantes de l'ensemble des lancements de nouveaux produits comprenaient les boissons, les collations, les produits de boulangerie, les sauces, les vinaigrettes et les condiments. »

Dans le paysage actuel de la fabrication d'aliments et de boissons, le choix de la bonne pompe sanitaire à déplacement positif (PD) est essentiel pour soutenir l'efficacité opérationnelle et la cohérence du produit tout en minimisant les déchets et les temps d'arrêt. Il existe aujourd'hui une variété de technologies de pompes PD disponibles pour les transformateurs alimentaires. Ensemble, ils peuvent répondre à une large gamme de capacités de performance, de pressions et de viscosités. Mais toutes les pompes PD ne sont pas créées égales. Et toutes les pompes ne peuvent pas s'attaquer à toutes les applications.

Les pompes PD déplacent un produit en enfermant à plusieurs reprises un volume fixe de produit et en le déplaçant à chaque actionnement, qui peut être divisé en deux classifications : à mouvement alternatif et rotatif. Cet article se concentre principalement sur les pompes rotatives, en particulier : les pompes à lobes, les pompes à pistons circonférentiels et les pompes à double vis.

Le principe de fonctionnement de ces pompes rotatives PD consiste en deux rotors contrarotatifs situés dans le corps de pompe. Lorsque les rotors tournent dans le boîtier de la pompe, ils déplacent le produit à travers la pompe en ouvrant et en fermant des volumes contrôlés par l'espacement entre les rotors.

Du côté aspiration, une cavité en expansion est formée entre le rotor et le corps de pompe. Cela crée un vide partiel et permet au produit de la tuyauterie d'alimentation de remplir le vide. Ce volume se ferme ensuite à la fois sur la tuyauterie d'entrée et de sortie pour transporter un volume fixe de produit vers le côté opposé de la pompe où il est déchargé lorsque les rotors convergent.

Les pompes à lobes rotatifs et à pistons circonférentiels sont les deux technologies les plus utilisées pour les applications sanitaires de DP. Visuellement, elles sont similaires et, selon le fabricant, ces deux pompes peuvent même être fabriquées à partir de composants communs, tels que des arbres et des carters.

Les deux modèles ont deux rotors qui aspirent le produit et le transportent de l'aspiration à la décharge. Les pointes ou les ailes des rotors créent une action d'étanchéité proche du contact à l'intérieur du boîtier de la pompe. L'espace entre les pointes ou les ailes indique le volume de produit déplacé.

Ce qui distingue une pompe à lobes rotatifs d'une pompe à pistons circonférentiels réside dans la conception des rotors et du carter.

Pompe à lobes

Les rotors des pompes à lobes sont constamment proches les uns des autres mais ne s'entraînent jamais comme une pompe à engrenages. Le quasi-contact constant des rotors crée un joint pour transporter le produit de l'aspiration au refoulement de la pompe.

Dans l'ensemble, les pompes à lobes rotatifs sont idéales pour les produits à haute viscosité et sont les plus abordables des trois types.

Pompe à piston circonférentiel

Les rotors de pompe à pistons circonférentiels créent le joint entre les stators qui s'étendent depuis le corps de pompe. Les rotors ne se touchent pas non plus ni ne s'engrènent. L'action d'étanchéité n'existe qu'entre les stators et les rotors. En raison des caractéristiques géométriques supplémentaires, ces pompes ont tendance à être plus chères que les pompes à lobes. Cependant, ces caractéristiques rendent les pompes à pistons circonférentiels supérieures à l'efficacité à faible viscosité par rapport aux pompes à lobes et à double vis.

Pompes à double vis

Les pompes à double vis commencent à devenir plus courantes parmi les pompes PD dans les applications alimentaires et de boissons. La conception à deux broches déplace le produit dans une direction axiale. Ce type de pompe a une faible pulsation, ce qui réduit l'usure de la pompe et facilite la manipulation en douceur du produit.

La faible pulsation permet également à la pompe à double vis de fonctionner à des révolutions par minute (tr/min) plus élevées. Cela lui donne l'avantage de pouvoir également fonctionner comme une pompe d'alimentation CIP (nettoyage en place), simplifiant ainsi la tuyauterie et les commandes.

Les pompes à double vis sont l'option la plus chère de ces trois types de pompes PD.

Si l'application nécessite le pompage d'un produit à haute viscosité, sensible au cisaillement ou contenant des solides entraînés, une pompe PD est probablement le meilleur choix. Bien que les pompes PD aient des coûts initiaux plus élevés, les coûts d'exploitation et les avantages du produit, tels que la capacité de conserver les solides mous, de protéger les arômes et les particules de produit, peuvent en faire un choix judicieux.

D'autres éléments à prendre en compte lors du choix d'une pompe PD pour les applications agroalimentaires incluent :

Il existe de nombreuses technologies de pompes PD disponibles sur le marché aujourd'hui, couvrant une large gamme de débits, de pressions et de viscosités. Choisir la bonne pompe PD pour l'application contribue grandement à créer la recette du succès.

Richard Shook est ingénieur mécanique senior pour Ampco Pumps Company à Glendale, Wisconsin. Il a obtenu son baccalauréat ès sciences en génie mécanique de l'Université Marquette. Shook a également obtenu la certification d'auditeur interne ISO 9001, possède une connaissance approfondie du contrôle et de la gestion de la qualité et est membre du comité directeur de 3A Sanitary Standards, Inc. Pour plus d'informations, visitez www.ampcopumps.com.