In het begrip levensmiddelentechnologie zit het woord technologie.
Om een beeld te krijgen van het begrip technologie kijken we eerst maar eens wat Wikipedia erover zegt.
Klik op de afbeelding om naar Wikipedia te gaan.
1.2 Technologievormen
Aangezien er talloze verschillende technische processen zijn, spreekt men ook van verschillende technologieën.
Chemische technologie (scheikundige processen)
Mechanische technologie (werktuigbouwkundige processen)
Wel eens een inkijkje kunnen nemen in de levensmiddelenindustrie, via een excursie of virtueel bezoek? Dan herken je vast het volgende beeld: Laboratoria en fabrieken waar ontwikkeling en verwerking van levensmiddelen plaatsvindt hebben een sterk technologische uitstraling. In de levensmiddelenindustrie vormt technologie dus een prominente factor.
Bekijk de video hieronder voor een kort virtueel bezoek aan een grote speler in de levensmiddelenindustrie.
Levensmiddelentechnologie betekent: Het geheel van praktische kennis, steunend op de kennis van onder meer natuurkunde, scheikunde en microbiologie, dat ten grondslag ligt aan de be- en verwerking van grondstoffen tot levensmiddelen. Zo meteen meer over be- en verwerking van grondstoffen, maar eerst een impressie van de kenmerken van grondstoffen.
Impressie kenmerken grondstoffen
Grondstoffen zijn afkomstig uit de land- en tuinbouw, de veeteelt en de
visserij. Ze zijn dus van plantaardige of dierlijke herkomst. Daardoor
vertonen de grondstoffen ook kenmerken van de levende natuur, waarvan
hieronder een aantal voorbeelden.
Grondstoffen hebben een ingewikkelde samenstelling
(onder andere eiwitten, vetten, koolhydraten, vitamines, enzymen).
In grondstoffen gaan na de oogst of de winning gaan de levensprocessen
soms nog door. Bijvoorbeeld de ademhaling bij vruchten, zaden en aardappelen.
Aantasting door micro-organismen zoals bacteriën, gisten en schimmel.
Andere vormen van bederf, bijvoorbeeld verrotting.
.
1.4 Bewerking en verwerking van grondstoffen
Bewerking
Bij bewerking ondergaan grondstoffen een behandeling zonder noemenswaardig te veranderen. Een voorbeeld hiervan is het wassen van wortelen bij aankomst in de fabriek.
Ook het snijden van aardappelen tot schijfjes, het mengen van cakemeel, het koelen van melk zijn vormen van bewerking van grondstoffen.
Verwerking
Verwerking is de totale verandering van grondstof tot product. De bereiding van bier uit gerst is een vorm van verwerking van grondstoffen.
Andere voorbeelden van verwerking van grondstoffen zijn het verwerken van cacaobonen tot cacaopoeder en cacaoboter en het verwerken van melk tot kaas of melkpoeder.
Een zeer groot aantal verschillende grondstoffen wordt tot levensmiddelen verwerkt. De verwerking verloopt altijd volgens een bepaald proces. Een proces bestaat uit een reeks opeenvolgende en met elkaar samenhangende bewerkingen.
Bij de bereiding van voedings- en genotmiddelen werkt men aan de hand van een bepaalde receptuur. In de receptuur staat vermeld welke grondstoffen worden gebruikt, hoeveel ervan en op welke manier ze in het proces worden toegevoegd en verwerkt.
Invloedsfactoren op be- en verwerkingsmethode van grondstoffen
De be- en verwerking van grondstoffen kan op allerlei manieren plaatsvinden.
Welke werkwijze men kiest is onder meer afhankelijk van:
De aard van de grondstof.
Grondstoffen verschillen veel van elkaar in eigenschappen, bijvoorbeeld vast of vloeibaar, hard of zacht, verschil in vorm (doperwten of sperziebonen).
Het doel van de be- of verwerking.
Een product verwarmen kan plaatsvinden om het gaar te laten worden, het oplossen van ingrediënten te bevorderen of om het houdbaar te maken. Een product zeven kan plaatsvinden om het te reinigen of om te sorteren op deeltjesgrootte.
Het verschil in eindproduct.
Eenzelfde grondstof kan tot zeer verschillende eindproducten worden verwerkt, bijvoorbeeld:
melk: boter, yoghurt, kaas;
graan: brood, jenever, vermicelli;
fruit: wijn, vruchtensap, jam;
Het eindproduct kan samengesteld zijn uit verschillende grondstoffen al dan niet voorbewerkte grondstoffen.
Bijvoorbeeld verschillende grondstoffen voor de productie van:
soepen (water, groente, vlees, vermicelli);
koek (meel, suiker, gist, specerijen en kruiden).
Technologische eenheidsbewerkingen
Hoewel er een grote variatie in be- en verwerking van grondstoffen bestaat, vinden we gelijksoortige bewerkingen en processen in de verschillende takken van levensmiddelenindustrie steeds weer terug. In vrijwel alle fabrieken is transport van vloeistoffen zoals bijvoorbeeld water, bier, olie, azijn, melk aan de orde. In beginsel gebruikt men daarvoor steeds dezelfde apparatuur. Andere voorbeelden zijn malen (cacao, graan, suiker), mengen, verhitten en koelen.
Deze bewerkingen die, eventueel in aangepaste vorm, bij allerlei verschillende processen voorkomen, worden wel aangeduid als technologische eenheidsbewerkingen. In het Engels heet dit: Unit-operations.
Vormen van Unit-operations:
Verkleinen
Mengen
Verhitten
Transport
1.5 Geschiedenis levensmiddelenindustrie
Terugblik in de historie over de opkomst van de levensmiddelenindustrie.
Vroege Middeleeuwen (5e – 10e eeuw)
In de vroege Middeleeuwen konden de bewoners van een grote hoeve voor akker- en weidebouw zich zelf geheel redden wat betreft voeding en kleding, zonder hulp van buiten af. Men maakte alles zelf.
Opkomst van steden (11e – 15e eeuw)
Toen er steden ontstonden kwam er ruilhandel en specialismen in de vorm van ambachten. Het geld als ruilmiddel ging een rol spelen. Men kreeg wat men nodig had door eigen verbouw van producten, naast aankoop wat een ander - beter - kon maken. Dit is eeuwen zo doorgegaan. Bij de opkomst van steden ontstonden ook markten, zoals bijvoorbeeld hier de markt in den Bosch.
Eerste industriële revolutie (19e eeuw)
De eerste industriële revolutie (na 1800) leidde tot grote veranderingen. Stoomkracht bracht nieuwe mogelijkheden, de eerste fabriekjes ontstonden, ook in de levensmiddelenindustrie. Meestal was het dan zo dat wat traditioneel op de boerderij werd gemaakt, nu op dezelfde wijze in een fabriek gebeurde. Een bekend voorbeeld is de boerenkaas, bereid op de boerderij door de boerin en de fabriekskaas nu, bereid door mannen! De hoeveelheid te verwerken grondstof werd groter en de apparatuur daartoe werd aangepast en "afgekeken" van de boerderij.
Toepassing wetenschap in levensmiddelenindustrie (19e – 21e eeuw)
Veel veranderde echter toen men op basis van wetenschap de levensmiddelentechnologie ging bedrijven. Er ontstonden toepassingen van wat in verschillende wetenschappen en toegepaste wetenschappen zoals werktuigbouw was ontdekt en vastgelegd in natuurwetten, formules etc. Men maakt gebruik van de:
Scheikunde: ontleden van de grondstoffen, de eigenschappen en de bouw van anorganische en organische stoffen vaststellen, zoals o.a. van vetten, koolhydraten, eiwitten enz.
Microbiologie: ontdekking van het bestaan en de levenswijze van micro-organismen; conservering: dit is de toepassing van de microbiologie in de levensmiddelenindustrie met als resultaat het verduurzamen van de grondstof tot langer houdbare eindproducten;
Technische ontwikkelingen: apparatuur met grotere capaciteiten en grotere precisie; - beter te reinigen en te desinfecteren; de ontwikkeling van transport (transportbanen, palletsystemen; meet en regelapparatuur: eerst alleen maar meten (temperaturen bijstellen door de man); daarna meten en regelen en bijstellen door de apparatuur zelf; ontwikkeling tot centrale bedieningspanelen, PLC’s en procescomputers.
Van eenvoudig fabriekje naar moderne computergestuurde fabriek
De tijd die ligt tussen het eenvoudige fabriekje en de moderne met procescomputers gestuurde fabriek is betrekkelijk kort, nog geen 100 jaar. Naast de toepassing van kennis uit wetenschapsgebieden kwam er bij de opzet van fabrieken ook hele andere zaken om de hoek kijken: Hoe wordt het geheel gefinancierd? Wat gaat een product van een bepaalde kwaliteit kosten (bedrijfsrekenen)? Daarnaast moest kennis ontwikkeld worden over de organisatie van mensen, machines, gebouwen, grondstofaanvoer, be- en verwerking, opslag en controle eindproduct (bedrijfskennis).
Door deze ontwikkelingen weten we nu veel beter dan vroeger wat er speelt bij de verwerking van grondstoffen. Toen berustte veel op ervaring en traditie. Nu zijn uitkomsten van bewerkingen beter voorspelbaar en teregelen.
Voorspelbaar omdat er veel wetenschappelijke kennis is over de gevolgen van een bepaalde bewerking op de grondstof.
Regelkaart met meetpunten en documentnaam: inline metingen- naast elkaar
Beter te regelen: omdat er een ontwikkeling is geweest van handmatig naar centraal gestuurde processen.
Vroeger werden alle bewerkingen "met de hand gestuurd", elke bewerking apart. Door mechanisatie werden de aan- en afvoer al beter geregeld, de capaciteit van de verwerkingsapparatuur nam toe, regelapparatuur nog steeds per bewerking. De volgende stap is geweest een koppeling van de gehele verwerking, van grondstof tot eindproduct, tot één proceslijn, centraal gestuurd vanaf één bedieningspaneel, al of niet via een computer.
Centraal gestuurd proces
Het beschikbaar komen van al die kennis heeft de ontwikkeling van allerlei nieuwe producten en technologische technieken mogelijk gemaakt. Bij nieuwe producten kun je denken aan bijvoorbeeld aardappelchips, vriesdroogkoffie, snacks, en bij nieuwe technologische technieken aan omgekeerde osmose, ultrahoog verhitten, diepvriezen, vriesdrogen. In researchlaboratoria van de levensmiddelenindustrie is er veel aandacht voor ontwikkeling van nieuwe producten en machines daarvoor eventueel aan te passen. Dit met het doel om grondstoffen tot meerwaarde te maken, respectievelijk een markt te scheppen voor geheel nieuwe producten.
Nieuwe productenVoedsellaboratorium
2. Blok en stroomschema's
2.1. Productstroom in de levensmiddelenindustrie
Een proces bestaat uit een aantal opeenvolgende bewerkingen en daarvoor is verschillende apparatuur nodig. In de procesindustrie is de apparatuur vast opgesteld. De grondstoffen, hulpstoffen of halffabricaten worden van de ene naar de andere machine of installatie getransporteerd. Er is als het ware sprake van een productstroom door de fabriek.
In elke proceslijn komt transport voor, in ieder geval tussen de bewerkingen, en dikwijls ook tijdens de bewerkingen. Die productstroom door de fabriek heet in vaktermen stromende productief. Het duidelijkst komt dit naar voren bij continuprocessen, want hier vindt ook tijdens de bewerking transport plaats, bijvoorbeeld het transport door een vulmachine, een pasteur of een etiketteermachine.
In het schema van de pommes-fritesfabriek is gebruik gemaakt van tekeningetjes van de apparatuur om het proces en de productstroom zichtbaar te maken.
Schema van een pommes frites fabriek
In de levensmiddelenindustrie bestaan verschillende mogelijkheden om een proces, verkort en overzichtelijk, schematisch weer te geven. Eén van de methoden is het maken van een stroom- of blokschema.
Bij het weergeven van processen met behulp van een blok- of stroomschema maak je gebruik van symbolen. Elk symbool stelt een bewerking of een apparaat voor. Het transport is aangegeven door de verbindingslijnen of pijlen.
2.2. Weergave productstroom in blok- en stroomschema’s
In de levensmiddelenindustrie bestaan verschillende mogelijkheden om een proces, verkort en overzichtelijk, schematisch weer te geven. Eén van de methoden is het maken van een blok- of stroomschema.
Het blokschema voor de pommes frites productstroom ziet er zo uit:
En dit is het stroomschema van de pommes frites productstroom:
Bij het weergeven van processen met behulp van een blok- of stroomschema maak je dus gebruik van symbolen. Elk symbool stelt een bewerking of een apparaat voor. Het transport is aangegeven door de verbindingslijnen of pijlen.
Het blokschema is opgebouwd uit deze 2 symbolen:
In het stroomschema zijn 3 symbolen aanwezig:
Het verschil tussen het blokschema en het stroomschema zit ‘m dus in de symbolen die gebruikt worden.
Een blokschema van een productstroom geeft alleen de bewerkingen (vorm = rechthoek) en het begin en eind van het proces (vorm =ovaal) weer.
Een stroomschema geeft de bewerkingen (vorm = rechthoek), begin en eind van het proces (vorm = ovaal) en de ingaande en uitgaande stoffen (vorm = paralellogram) weer.
Afspraken opzet stroomschema
Voor het maken van een stroomschema zijn er de algemeen geldende afspraken.
2.3. Processchema
Een processchema is een volledig uitgewerkt blokschema waarin aanvullend ook alle stofstromen nauwkeurig zijn aangegeven, die het proces ingaan en/of uitgaan. Een processchema maakt duidelijk waar grond- en hulp- stoffen in het proces komen en waar welke bijproducten en afvalstoffen ontstaan.
Symbolen voor het opstellen van processchema’s Een processchema bevat nog een aantal symbolen meer dan blok- en stroomschema’s. Die extra symbolen zijn nodig om de volledige productstroom met controle en beslismomenten aan te geven.
Regels voor het opstellen van een processchema
Gebruik de standaard symbolen bij het tekenen van processchema’s.
Teken de schema's van links naar rechts en van boven naar beneden.
Plaats invoersymbolen en uitvoersymbolen zoveel mogelijk horizontaal, bij de activiteit of handeling waar ze bij horen.
Teken lijnen alleen horizontaal of verticaal.
Teken zoveel mogelijk korte lijnen; maak het de lezer niet te ingewikkeld bij het volgen van lijnen.
Vermijd, zoveel mogelijk kruisingen en pijlen.
Om een correct processchema op te stellen is het dus van belang om het begin en het eind van de stroom te kennen en na te gaan of het schema een goed geheel vormt. Vanuit een stroomschema kan op simpele wijze een werkinstructie, worden vervaardigd.
2.4. Test je kennis
3. Ontvangst en opslag
3.1. Ontvangst van goederen
Bij de ontvangst van goederen komt veel kijken. Allereerst moet het product, voordat het bij de fabriek wordt gelost, worden beoordeeld op gewenste kwaliteit. Dit kan op verschillende manieren gebeuren:
Aan de hand van een vrachtbrief
Aan de hand van een meegeleverd monster
Aan de hand van een eigen genomen monster
Aan de hand van organoleptische controle
Aan de hand van specificaties
1. Beoordeling kwaliteit aan de hand van een vrachtbrief
Een vrachtbrief vertelt de ontvanger wat er in de partij zit. De vrachtbrief geeft informatie over welk product het betreft, de leverancier, de transporteur en hoeveel stuks of kilogram de vracht bevat.
De vrachtbrief zegt dus iets over inhoud, maar niet over de kwaliteit. Dat moet dus nog nader onderzocht worden.
2. Beoordeling kwaliteit aan de hand van een meegeleverd monster
Een meegeleverd monster geeft meer informatie over het product, dan enkel een begeleidende vrachtbrief. Alleen moet je altijd beseffen, dat de leverancier het product zo goed mogelijk wil presenteren. Niet alle meegeleverde monsters zijn ook representatief voor de hele partij. Daarom nemen de meeste bedrijven ook nog een eigen monster.
3. Beoordeling kwaliteit aan de hand van en eigen genomen monster
Een eigen monster nemen gaat ook niet altijd eenvoudig. Als de partij erg groot is, is het lastig een goed monster te nemen. Bij sommige bedrijven wordt tijdens het lossen om de zoveel tijd een klein monster genomen, dat samen een totaal overzicht geeft van de hele partij. Soms nemen bedrijven steekproeven; enkele willekeurige verpakkingen worden dan getest, en dat wordt gezien als een totaal monster van de partij.
Als een leverancier betrouwbaar is en zeer regelmatig levert, kan het zijn dat er geen monstername wordt uitgevoerd. Het ontvangende bedrijf volstaat dan met organoleptische controles en specificaties.
4. Beoordeling kwaliteit aan de hand van organoleptische controle
Organoleptische controle is het beoordelen van de levering met de zintuigen, zien, ruiken, proeven, voelen en horen. Als er zeer regelmatig een product binnenkomt, weten de ontvangers van dit product vaak precies hoe het eruit moet zien, proeven, ruiken enz. Dus bij opening van een vrachtwagen komt de eerste controle al. Hoe ziet het product er uit en hoe ruikt het. Als daar een afwijking in zit, zal direct alarm worden geslagen. Het product zal de vrachtwagen niet mogen verlaten en vervolgens retour gaan naar de leverancier.
Ook met horen, (klinkt het graan door de buis gewoon, of is er een afwijking van bijvoorbeeld veel steentjes?) wordt gecontroleerd.
En natuurlijk ook met proeven. Soms stiekem tijdens het lossen, maar vaak gepland in het lab of proeffabriek, om de eigenschappen te vergelijken met eerdere leveringen en eindresultaat.
Even hier een uitstapje naar de werking van ons smaakzintuig en reukzintuig om te ervaren dat we best goed zijn toegerust om smaak en geur in te zetten voor het beoordelen van de kwaliteit. Daarnaast worden ook hulpmiddelen ingezet om de zintuigen te ondersteunen, zoals bijvoorbeeld onderstaande kleurvergelijkingswijzer om de kleur van sinaasappelsap te vergelijken.
5. Beoordeling kwaliteit aan de hand van specificaties
Veel ontvangende bedrijven controleren aan de hand van specificaties bij het aangeleverde product of grondstof. Een specificatie geeft bepaalde productgegevens, zoals bijvoorbeeld meetwaarden. Vaak worden die specificaties vertaalt in certificaten, die door onafhankelijke controlerende instanties zijn afgegeven.
Bekijk hoe de onafhankelijke controle wordt uitgevoerd:
Certificaten
Certificaten geven inzicht in de manier van produceren, de kwaliteit en de herkomst van het product. Als het een betrouwbare leverancier is, zal een certificaat voldoen. Het is ook bijna niet mogelijk om voor alle grondstoffen die binnenkomen een totale analyse uit te voeren. Dan volstaat een certificaat, dat aantoont, dat het product veilig is voor de menselijke consumptie.
3.2. Opslag van vaste stoffen
Bij vaste stoffen maak je onderscheid tussen stukgoed en bulk. De opslag van bulkproducten vindt plaats in silo’s. Stukgoed wordt meestal op pallets gestapeld en in stellingen opgeslagen.
Voor beide soorten geldt dat de omstandigheden tijdens de opslag grote invloed kunnen hebben op de kwaliteit van het product.
Stukgoederen
Stukgoederen zijn vaak verpakt in kartonnen dozen. Deze zorgen er niet alleen voor dat het product in de gewenste hoeveelheid afgepast is en bij elkaar blijft, het karton zorgt ook voor de stevigheid. Vaak is een plastic folie om de pallet gewikkeld, die zorgt voor extra stevigheid, en extra bescherming tegen vuil.
Bij opslag van stukgoed in kartonnen dozen is het belangrijk om de luchtvochtigheid in de gaten te houden. Wanneer de lucht erg vochtig is, neemt het karton vocht uit de lucht op en verliest daardoor veel van zijn stevigheid. Die stevigheid komt niet meer terug, wanneer de lucht weer droger wordt, en het karton dus opdroogt.
Ook kan door vocht schimmelgroei gaan optreden. Al eet je de verpakking (meestal) niet op, toch is een beschimmelde verpakking ongewenst.
Bulkproducten in silo’s
Bulkgoederen zoals bijvoorbeeld suiker en meel worden in tankwagens getransporteerd van het ene naar het andere bedrijf, en tot gebruik in silo’s opgeslagen. Vaak staan deze silo’s buiten op het fabrieksterrein en zijn al van ver te zien.
In de silo is het product beschermd tegen invloed van buitenaf, zoals regen, wind, vogels, ongedierte. Een silo bestaat uit een cilindervorm met aan de onderzijde een trechtervormige opening. Afhankelijk van het materiaal waarvan ze gemaakt zijn is de vorm meestal rond (staal, kunststof) of rechthoekig of zeskantig (beton, silogebouwen).
Bij het legen van de silo stroomt het product onder invloed van de zwaartekracht naar de trechteropening onderin de silo.
In de ideale situatie stroomt het product dat er al het langst in zit, als eerste uit de silo. Dat kan wanneer in het midden en aan de wand alle deeltjes even snel naar beneden stromen, dit heet massastroming. Afhankelijk van de vorm van de silo, de ruwheid van de binnenoppervlakte en de ‘plakkerigheid’ van het product zal dit meer of minder het geval zijn.
Bij de vorm van de silo is de verhouding tussen de diameter en de hoogte belangrijk. De hoogte is meestal 5 tot 10 keer de diameter van de silo.Hierdoor ontstaat er bij het uitstromen voldoende druk.Ook de vorm van de uitstroomtrechter is belangrijk. Een langgerekte trechter geeft een mooi stromingsbeeld. Bij een trechter die vrijwel vlak is ontstaan er zogenaamde ‘dode zones’ waar het product niet stroomt. Hier blijft dus heel lang product liggen, wat kan bederven.
Beeld van de dode zone die in een silo kan ontstaan door uitstroom van grondstof. Bron.
Brugvorming en opheffen brugvorming Wanneer het product niet uit zichzelf stroomt, of wanneer een goed stromend product plakkerig is geworden door vocht, kan het product in de silo blijven ‘hangen’. Bij de uitstroomopening ontstaat er een holte. Dit noemen we brugvorming of boogvorming.
Er zijn verschillende manieren om brugvorming op te heffen. Aan de silo worden soms aan de buitenkant hamers of kloppers gemonteerd. Kijk maar:
Ook is de brugvorming te breken door persluchtpulsen te geven. Aan de binnenkant van de trechter kunnen ‘woelmatten’ worden aangebracht, deze kunnen met behulp van perslucht worden opgeblazen. Hierdoor wordt de brug verstoord en stort in.
3.3. Opslag van vloeistoffen
Vloeistoffen worden opgeslagen in reservoirs. Er bestaan open- en gesloten reservoirs. Een open reservoir heet een kuip, vat of bassin. Meestal zijn deze reservoirs in de levensmiddelenindustrie ongewenst, omdat de kans op besmetting groot is. Daarom worden vloeistoffen meestal in een gesloten reservoir; een tank, opgeslagen. Een vat, dus een open reservoir, dat wordt afgesloten met een deksel wordt een ketel genoemd.
Tegenwoordig wordt ook het woord silo voor tank gebruikt, maar een tank is voor vloeistof ( nat) en een silo voor droge grondstof. Meestal gaat het dan om tanks met een inhoud van meer dan 100 m3. Het begrip silo wordt meestal gebruikt voor een tank voor bulkopslag van poeders of brokjes.
Tanks voor brandstof worden soms ingegraven, denk maar aan de tanks bij een benzinestation.
Liggend of staand
Ingraven van tanks in de levensmiddelenindustrie gebeurt zelden. Tanks kunnen liggend of staand worden geplaatst. De keuze voor een liggende of staande tank is afhankelijk van de beschikbare ruimte en de eigenschappen van de grondstof die erin gaat. Als een opgeslagen grondstof geroerd moet worden bijvoorbeeld om het product homogeen te houden is geen liggende tank te gebruiken.
Materiaal
Het materiaal van een tank moet stevig genoeg zijn en mag niet reageren met het product in de tank. Bovendien moet het materiaal een glad oppervlak hebben. Dit voorkomt dat verontreinigingen en micro-organismen zich eraan hechten.
3.4. Constructie van vloeistoftanks
Constructiemateriaal van vloeistoftanks
Als constructiemateriaal wordt vaak roestvast staal (RVS) toegepast. Dit is een legering, of mengsel van metalen, van ijzer, chroom en nikkel. Door de samenstelling van de legering is het materiaal bestand tegen de meeste producten. Er zal hierbij dus geen corrosie optreden en geen roestdeeltjes in het product terecht komen. Corrosie is het oxideren van het materiaal, zoals het roesten van ijzer.
Gecorrodeerde tankwand
De constructie van tanks kan ook bestaan uit, met glasvezel versterkte kunststoffen. Kunststof is licht, heeft een glad oppervlak, maar is niet bijzonder sterk. De mechanische sterkte wordt geleverd door de glasvezelwapening. Het materiaal heeft geen last van corrosie.
Voor de opslag en verwerking van agressieve stoffen, zoals geconcentreerde zuren of zouten (pekel), zijn stalen tanks bekleed met kunststof (teflon) of emaille. Bekleed staal is veel beter dan roestvast staal bestand tegen corrosie. Bovendien is het sterker dan kunststof. Zo’n tank is wel erg kostbaar.
Glad oppervlak binnenwand voor minder aanhechting micro-organismen
De binnenzijde van de tank moet een glad oppervlak hebben. Op een ruw oppervlak kunnen micro-organismen zich goed hechten en gaan groeien. Een ruw oppervlak kan veroorzaakt worden door een verkeerde materiaalkeuze (hout, gietijzer) of door beschadigingen door verkeerde behandeling van de tank. Door onjuist gebruik van schoonmaakmiddelen en desinfectiemiddelen kan het inwendige oppervlak van tanks en apparatuur worden aangetast. Hierdoor ontstaan microscopisch kleine putjes in het oppervlak, die voor micro-organismen groot genoeg zijn om zich te kunnen nestelen.
De aangehechte micro-organismen besmetten op die manier het product.
3.5. Constructie van vloeistoftanks deel 2
Schematische tekening van een opslagtank voor vloeistoffen:
Toevoerinrichting (1)
De toevoerinrichting kan zowel onder als boven in de tank zijn aangesloten. Bij een aantal producten moet de toevoer zodanig zijn dat luchtinslag niet mogelijk is. Bij bovenin toevoeren, zoals in de tekening, is het belangrijk dat het product als een dunne film langs de tankwand naar beneden stroomt.
Afvoerinrichting (2)
De afvoer moet op het laagste punt worden aangesloten, om te voorkomen dat verontreinigingen en micro-organismen zich in de tank kunnen ophouden Vaak loopt de bodem van een tank iets hellend.
Roerwerk (3)
Het roerwerk dient om de vloeistof goed gemengd te houden. Voor goed stromende (laagvisceuze) vloeistoffen is een propeller-roerwerk, zoals op de tekening, geschikt. Meer visceuze vloeistoffen worden geroerd met een hekroerwerk.
Hekroerwerk
Aandrijving van het roerwerk(4)
Meestal wordt het roerwerk door een elektromotor aangedreven. In de tekening staat deze in het midden van de tank. Dat is niet altijd zo. Bij een hoge draaisnelheid gaat de inhoud van de tank meedraaien en dan is het roereffect weg. Om dit tegen te gaan wordt het roerwerk bij laagviskeuze vloeistoffen ook wel uit het middel geplaatst. Dit heet excentrisch geplaatst roerwerk.
Overloop (5)
Deze voorziening zit niet op alle tanks. Als beveiliging tegen overlopen kan ook een hoog-niveau alarm worden geïnstalleerd.
Ontluchtingspijpje (6)
Het ontluchtingspijpje moet bij het vullen of leeglopen van de tank altijd open staan. Vooral bij het leeglopen is er implosiegevaar door onderdruk. De tank kan dan lelijk vervormen en/of scheuren. Zelfs bij te snel leeglopen van de tank kunnen vervormingen ontstaan.
Mangat en/of deksel (7 + 8)
Om te controleren of de tank inderdaad goed is gereinigd, moeten we de tank in kunnen. De tank moet voorzien zijn van een scharnierend deksel en/of een mangat (een toegang voor personeel, die zich vaak aan de zijkant bevindt).
Mogelijke extra voorzieningen op een vloeistoftank
Meetinrichting
Een tank moet voorzien zijn van aansluitpunten voor het meten van temperatuur, druk en vloeistofniveau. Ook moeten er monsters uit de tank genomen kunnen worden.
Warmte/koude mantel of isolatie
Vooral in tijden van extreme temperaturen willen we de tankinhoud graag tussen bepaalde temperatuurgrenzen kunnen bewaren. Een koelmantel of verwarmingsmantel kan de temperatuur regelen. Voor kortstondige opslag is een isolatiemantel voldoende.
Sproei-installatie
Voor het automatisch reinigen zijn er sproeiers en sproeibollen in de tank gemonteerd. Deze sproei-installatie is aangesloten op een speciaal leidingnet voor reinigingsvloeistoffen. Het automatisch reinigen heet ook wel cleaning in place.
Sproeibollen
In de opleiding zullen we bij diverse vakken dieper ingaan op de bovenstaande zaken. Zo zal er uitleg komen in andere vakken over ingangscontroles, zorgsystemen en reiniging en desinfectie. Tijdens algemene technologie komt ook transport, eenheidsbewerkingen en verpakken aan bod.
3.6. Test je kennis
4. Vloeistoftransport
4.1 Transport
Een van de meest prominent zichtbare processen in een levensmiddelenfabriek is transport. Transportlijnen voor aan- en afvoer van grondstoffen, hulpstoffen, halffabricaten, restproducten en eindproducten lopen door de hele fabriek. Om deze stoffenstromen actief in beweging te houden is apparatuur nodig.
Transport wordt ingedeeld in:
- Vloeistofstansport
- Vaste stoffen transport
- Transport van gassen
Elke transportvorm kent z’n eigen specifieke apparatuur. In dit hoofdstuk leer je over de functie en werking van apparatuur voor vloeistoftransport.
4.2 Soorten pompen
Impulspompen en verdringerpompen
Vloeistof in een leiding gaat pas stromen als er een drukverschil in die leiding aanwezig is. Als dat drukverschil niet door natuurlijke hoogte aanwezig is, moet je gebruik maken van een pomp.
Een pomp kan energie omzetten in een drukverschil, waardoor een vloeistof of gas gaat stromen. Pompen worden ook wel drukopbouwers genoemd. De wijze waarop een pomp zijn energie omzet in drukverschil, maakt dat pompen verschillend zijn.
In het vloeistoftransport zijn er 2 soorten pompen belangrijk: Impulspompen en verdringerpompen.
4.3 Impulspompen
Impulspompen geven de vloeistof een hoge snelheid en een bepaalde richting met behulp van een waaier met schoepen of een schroef. Pompen worden ook wel drukopbouwers genoemd. De hoeveelheid vloeistof die een pomp kan verpompen heet de capaciteit of debiet, uitgedrukt in liters per minuut of mɜ per uur.
Impulspompen geven de vloeistof een hoge snelheid en een bepaalde richting met behulp van een waaier.
Het begrip impuls
Om het begrip impuls duidelijk te maken volgen we het gedrag van water in een zwaaiende emmer. Klik op de witte pijl in de afbeelding hieronder.
Twee soorten
Er zijn 2 soorten impulspompen:
De centrifugaalpomp slingert de vloeistof door een waaier in het slakkenhuis naar buiten. De axiaalpomp drukt de vloeistof met een schroef door een leiding.
4.4 Centrifugaalpompen
Deze module wordt nog verder opgeknipt en meer geintegreerd in de wiki. Interactieve afbeeldingen etc. blijven behouden.
4.5 Axiaalpompen
4.6 Voor- en nadelen
4.7 Test je kennis
4.8 Verdringerpompen
In dit hoofdstuk maak je kennis met de verdringerpompen. Het is de 2e groep belangrijke pompen bij vloeistoftransport, naast de impulspompen.
Een verdringerpomp kan, net als de impulspomp, energie omzetten in een drukverschil, waardoor een vloeistof of gas gaat stromen. De wijze waarop dit pomp type zijn energie omzet in drukverschil, is duidelijk verschillend van de impulspomp.
Invoegen module
4.9 Test je kennis
5. Vaste stoffen transport
In dit hoofdstuk kom je meer te weten over het transport van vaste stoffen. Juist bij vaste stoffen zijn er veel verschillende soorten transportsystemen. Tussendoor word je getest op je kennis.
Dit zijn de verschillende transportsystemen:
Transport stukgoederen.
Transport (en opslag) van margarines en vetten
Pneumatisch transport
Kettingtransport
Schroeftransport
Overige transportmiddelen
5.1 Transport stukgoederen
Stukgoed kan per stuk worden verplaatst, met een vorkheftruck of een pompwagen. Deze manier is flexibel en snel, maar arbeidsintensief.
Bij een doorlopende stroom producten die verplaatst moet worden kan dit ook met een lopende band of transportbaan gebeuren. Deze systemen hebben een grotere capaciteit maar zijn minder flexibel.
Robots, voor het palletiseren van stukgoederen, maken vaak onderdeel uit van het transportsysteem.
Bekijk deze video om een indruk te krijgen van het palletiseren met behulp van robots:
Transportbanen voor het transport van beladen pallets zijn uitgerust met een aantal veiligheidsvoorzieningen. Omdat het vermogen van de transportinstallatie groot is, vanwege de zware pallets, is het gevaar groot dat personen die tussen de pallets terecht komen, gewond raken, of erger… daarom hebben deze banen altijd beveiligingen.Het is levensgevaarlijk om deze beveiligingen te overbruggen of te omzeilen!!
5.2 Transport en opslag van margarines en vetten
Omdat de levensmiddelenindustrie vaak met vetten en margarines werkt en deze een aparte benadering hebben, even een stukje speciaal over margarines en vetten. Vloeibare vetten worden in tankauto's getransporteerd. Het wordt op het bedrijf overgepompt in een tank. De vereiste temperatuur is afhankelijk van het soort vet. In de tank kan een roerwerk aanwezig zijn om de temperatuur van het vet in de tank overal constant te houden. In de wand van de tank is verwarming aangebracht om het vet op de juiste temperatuur te houden.
Flexitank; grote kunststof zak in een zeecontainer voor transport van plantaardige olie
Soms wordt vloeibaar vet in stikstofatmosfeer opgeslagen, waardoor oxidatie door zuurstof uit de lucht onmogelijk is.
Het transport van vaste vetten en margarines vindt meestal in geconditioneerde vrachtwagens plaats. De temperatuur moet dan ca. 16ºC zijn. Vet bevat geen water en zal daarom ook niet microbiologisch bederven.
In de margarine is het water in zeer kleine druppeltjes verdeeld. De micro-organismen zullen door gebrek aan vrij water weinig kans hebben om bederf te veroorzaken. Soms kan door besmetting via papierwikkels of door condensvocht schimmelgroei optreden. Vet kan wel scheikundig bederven, vet krijgt dan een onaangename smaak.
Oorzaken van scheikundig bederf van vetten.
oxidatie van vetstoffen
Deze reactie met zuurstof wordt bevorderd door licht, lucht, warmte, de aanwezigheid van sommige katalysatoren (zoals ijzer of koperzouten) en enzymen afkomstig van micro-organismen;
hydrolyse van de vetstoffen
Door opname van water raken de vetzuren los van glycerol. Het gevolg is dat het vet een onaangename smaak en geur krijgt. Dit proces heet ranzig worden van vet. Enzymen kunnen dit proces bevorderen.
Klik hier voor uitleg over de structuurformule van vet en het ranzig worden van vet.
Condities voor opslag van vetten en margarines.
Vetten en margarines kunnen dus het beste koel, droog en donker opgeslagen worden. Koele en droge opslag remt de groei van micro-organismen en de enzymactiviteit. Afwezigheid van vocht, licht en lucht voorkomt scheikundig bederf.
Geopende verpakkingen moeten goed in de gaten gehouden worden met het oog op condensvorming, stof en licht. Vet moet tijdens de verwerking niet langer dan noodzakelijk aan het licht worden blootgesteld, omdat dit het ranzig bevordert.
Vet neemt snel luchtjes uit de omgeving op. Leg in de buurt van vet dus geen sterk geurende producten, denk bijvoorbeeld aan uien, prei, verf.
5.3 Pneumatisch transport
Pneumatisch transport is het transporteren van bulkgoederen met behulp van een luchtstroom.
Graan en andere grote hoeveelheden bulkproducten worden meestal per schip aangevoerd. Een schip kan gelost worden met hoeveelheden van 2000 ton/uur. Per spoor of vrachtwagen is de capaciteit veel lager, namelijk 50 tot 100 ton/uur. Via een slang wordt het schip leeggezogen. De luchtstroom voert het graan mee naar de plaats van bestemming.
Pneumatisch lossen van graan uit een schip, detail van de zuigmond en schematische weergave graantransport door de zuigmond.
5.4 Werking pneumatisch transport
Om te begrijpen hoe graan door een stroomlucht in beweging wordt gebracht, maken we gebruik van een modelbuis.
Werking pneumatisch transport; uitleg met behulp van modelbuis
Zo werkt het!
In een doorzichtige verticale buis bevindt zich een geperforeerde plaat. Hierop leggen we via de vulopening rechtsonder een hoeveelheid graankorrels. We laten nu lucht via de geperforeerde plaat in de buis stromen.
Bij voldoende luchtstroom wordt elke graankorrel omspoeld met lucht. De graankorrels zweven in de lucht en het geheel gedraagt zich als een vloeistof. We noemen dit fluïdisatie. |
Bekijk het filmpje om te ervaren hoe fluïdisatie werkt.
De luchtsnelheid waarbij dat gebeurt wordt de zweefsnelheid genoemd. Graan neemt een groter volume in maar het wordt nog niet getransporteerd.
Als we de luchtsnelheid verder vergroten, zal er een onstabiele situatie ontstaan. Er ontstaan luchtbellen in het zwevende graan.
Gaan we de luchtsnelheid nog verder verhogen dan zal het graan door de lucht worden meegenomen.
Om te voorkomen dat de buis wordt leeggeblazen voeren we steeds weer graan toe. Het graan moeten we op de juiste manier doseren. Te weinig aanvoer is niet effectief en kostbare (blaas)energie gaat verloren. Te veel aanvoer geeft wrijvingsverlies. De luchtstroom is te laag en de buis zal langzaam volstromen met graan en tenslotte verstoppen. Deze situatie heet de stopgrens. We moeten zorgen dat we zoveel lucht toevoeren dat we net boven de stopgrens uitkomen. De verhouding tussen getransporteerd materiaal en getransporteerde lucht is de beladingsgraad.
5.5 Onderdelen pneumatisch transport
Pneumatisch transport bestaat uit de volgende elementen;
• Luchtpomp
• Producttoevoer-inrichting of venturi
• Leiding en pijpwissels
• Productafscheidingsinrichting of cycloon
• Luchtreinigingsinrichting/ stoffilter met luchtafvoer
In principe kan de luchtpomp op twee manieren in een systeem geplaatst worden.
Eén manier is de pomp achterin het circuit te plaatsen. De pomp zuigt dan het product door de leiding. Dit heet een onderdruksysteem. Om te voorkomen dat graan en stof in de luchtpomp terechtkomen, moet een cycloon, en een stoffilter in de luchtstroom aanwezig zijn. Met de cycloon wordt het graan van de lucht scheiden. Het stoffilter is niet alleen nodig om de luchtpomp te beschermen, maar ook vanwege de veiligheid, omdat een stoffige ruimte Deze manier van pneumatisch transport gaat goed bij drukverschillen van minder dan 1 bar.
Schema van pneumatisch transport voor toepassing van een persleiding.
Om over grote afstanden en hoogte te transporteren is meer druk nodig. Er is dan een luchtpomp nodig die veel druk kan maken. Een luchtpomp die hoge drukken kan maken is een compressor. We spreken dan van een overdruksysteem. De lucht wordt daarbij in het mondstuk via een tweede buis aangevoerd. Onderin het mondstuk moet de stroomrichting van de lucht omkeren, zodat lucht en product in de transportslang schieten. De snelle luchtstroom neemt dan het product mee.
5.6 Cycloon
Om het graan van de lucht te scheiden, is een cycloon nodig. Een cycloon scheidt op basis van dichtheid. Eigenlijk is het een versneld bezinkproces.
Bekijk deze video om een eerste indruk te krijgen van de werking van een cycloon:
Cycloon
Zo gebeurt het ook met de graankorrels als ze in de cycloon terecht komen. Een luchtstroom slingert de graankorrels langs de wand van de cycloon. De lichte luchtdeeltjes worden aan de bovenzijde afgevoerd. De logge trage tarwekorrels behouden hun draaiende beweging en komen met een neerwaartse spiraal onderin de cycloon terecht. De tarwe wordt onderin de cycloon via een doorvalsluis afgevoerd. Een doorvalsluis kun je vergelijken met een draaideur in een winkel.
De lucht die uit de cycloon gezogen wordt, moet gefilterd. In de figuur zie waar het stoffilter geplaatst is. Als stoffilter dient een zakkenfilter. Om een metalen steunkorf is een zak getrokken. De steunkorf zorgt ervoor dat de zak zijn vorm behoudt. De lucht wordt uit de korf gezogen, zodat het stof zich ophoopt aan de buitenzijde van de zak.
5.7 Test je kennis
5.8 Kettingtransport
In de levensmiddelenindustrie komen vier vormen van kettingtransport voor.
• stukgoedtransport
• elevator
• sleepketting
• schraapketting
Zowel de stukgoedtransporteur als de elevator zijn gebaseerd op het meeneemprincipe. Het product wordt gedragen door de ketting en ondervindt geen wrijving. Met een stukgoedtransporteur worden bijvoorbeeld flessen verplaatst.
De kettingen zijn daarom vlak opgesteld, zodat ze bij opstoppingen onder de fles doorglijden. Kwetsbare producten zoals kartonverpakkingen zouden kunnen beschadigen. Daarom wordt op de transportketting een zeepoplossing aangebracht. Deze zeepoplossing dient als smeermiddel.
Detailbeeld platte ketting; bovenkant platte ketting en onderkant met blokjesketting. Beide worden in roestvast staal of kunststof uitgevoerd.
5.9 Elevator bij kettingtransport
De elevator is een lift. Aan de verticaal lopende ketting zijn bakjes bevestigd die stortgoederen meenemen. Tijdens dit transport wordt het product niet beschadigd. De opvoerhoogte is beperkt door de massa die we willen transporteren. We kunnen weliswaar 50 meter opvoeren, maar het aantal bakjes of de inhoud van die bakjes is dan de beperkende factor. Evenals bij pompen geldt dan dat het debiet ten koste gaat van de opvoerhoogte. Bovenin gaat de ketting over een tandwiel terug naar beneden. Het bakje wordt op het hoogste punt omgekeerd en gaat vervolgens leeg naar beneden. Het is belangrijk dat er goed gelost wordt. We moeten voorkomen dat het product door de kast van de elevator naar beneden valt.
Jacobsladder of bucket-elevator
Bekijk deze vide om de bucket-elevator in werking te zien:
5.10 Sleepketting en schraapketting
De sleepketting en de schraapketting hebben veel overeenkomsten. Vaak worden beide als een redler aangeduid.
Beeld van een redler. Een redler kan het graan over een lange weg verplaatsen.
Het graan wordt naar het kettingwiel met aandrijving geleid. Daar valt het in de afvoerleiding.
De redler of kettingtransporteur is opgebouwd uit vijf onderdelen
Aandrijving
Retourkettingwiel
Toevoer van stortgoed
Transportketting
Afvoer van het stortgoed
Horizontale en verticale verplaatsing van het graan met een redler.
Werking sleepketting
Op de ketting zitten meenemers die het product transporteren. De transporteur is volledig door een rechthoekige kast afgeschermd. Het transport vindt dus stofvrij plaats. De meenemers slepen het product als één pakket voort. De productstroom is continu. De schraapketting bevindt zich boven het product. De schrapers aan de ketting verplaatsen het product voor zich uit door een goed sluitende kast. Dit gaat portiegewijs, Het is duidelijk dat bij deze vormen van transport de stortgoederen gemakkelijk beschadigd kunnen worden. Bij tarwe is dat geen probleem omdat de tarwe toch wordt vermalen. Bij andere producten, zoals gerst in een mouterij, mag dit niet gebeuren. De moutkorrels moeten heel blijven, omdat ze moeten ontkiemen.
Sleepketting
5.11 Test je kennis
5.12 Schroeftransport
Een ronddraaiende schroef kan losgestort materiaal, variërend van meel tot aardappelen, transporteren. Zowel horizontaal als verticaal zijn de producten te verplaatsen. Bij verticaal transport is een omwanding noodzakelijk. Als de schroef zich in een trog bevindt, kan de hellingshoek niet groter zijn dan 20°.
Bekijk deze video om een beeld te krijgen van schroeftransport:
Voordelen en nadelen van schroeftransport
Voordelen
Veel eenheidsbewerking met schroeftransporteur mogelijk zoals; doseren, mengen, stof verkleinen, zeven, koelen en verwarmen.Bij de meelproductie dient de transportschroef om meel te verplaatsen, maar is ook bruikbaar om verschillende soorten meel te mengen.
Omkering van transportrichting door verandering van omwentelingsrichting
Nadelen
Hoog energieverbruik door de grote weerstand die bij transport ontstaat.
Ophoping van restproduct, bijvoorbeeld kan de wand van de trog en de schroef na het leegdraaien nog aangekoekt meel bevatten
Werking transportschroef
Een transportschroef bestaat uit een holle buis waaromheen een winding is gelast. De afstand tussen twee opeenvolgende windingen heet spoed. De spoed is de afstand die het product aflegt als de schroef één omwenteling maakt. Er zijn schroeftransporteurs die uit twee schroeven bestaan. Deze moeten dan tegengesteld draaien.
Schroeftransporteur met 2 schroeven
Elk apparaat dat in beweging wordt gezet moet een grotere wrijvingskracht overwinnen dan wanneer het eenmaal draait. Dit noemen we piekbelasting. Deze piekbelasting is te minimaliseren bij opstarten terwijl er geen product meer in de schroef aanwezig is.Voor productspecifieke toepassingen is het mogelijk de vorm van het schroefblad te veranderen. Voor het transporteren van graan en meel worden gewone schroefbladen gebruikt. Schroeftransporteurs worden ook bij het mengen van stoffen toegepast. Mêleren is het mengen van verschillende graansoorten. De schroef heeft dan een andere vorm, bijvoorbeeld een lintschroef met tegenspoed.
Bekijk deze video om de lintmenger in werking te zien:
5.13 Test je kennis
5.14 Overige transportmiddelen
Overige mechanische transportmiddelen in de levensmiddelenindustrie zijn bijvoorbeeld de glijgoot, triltransporteur, transportband en de rollenbaan.
Glijgoot
Dit zeer eenvoudige transportmiddel wordt nog steeds gebruikt. Glijgoten zijn hellend opgesteld en zijn gemaakt van RVS, kunststof of staal. Ze worden gebruikt bij transport van zakken, blikjes, potten en andere stukgoederen.Een speciale glijgoot is de wentelgoot. Dit is een spiraalvormige glijgoot die gebruikt wordt om zowel verpakte als onverpakte producten verticaal te kunnen transporteren.
Er zijn glijgoten die door een bepaalde trilling korrelvormige producten naar boven kunnen transporteren.
Glijgoot
Triltransporteur
De triltransporteur kan gebruikt worden wanneer het transport horizontaal of licht hellend moet gebeuren. De producten moeten droog zijn en mogen niet kleven. De trilling wordt veroorzaakt door een trilmotor (een motor met een excentriek) of een fibrator. Bij een trilling onderscheiden we de frequentie en de amplitude. De frequentie wil zeggen het aantal trillingen per seconde. De amplitude is de uitwijking van de trilling, bijvoorbeeld 2 cm.
Triltransporteur
Transportband
Een transportband wordt bij vrijwel elk bedrijf aangetroffen. Voordelen zijn:
• grote capaciteit
• transporteren continu of discontinu
• laag energieverbruik
• transport over grote afstanden mogelijk
Nadelen zijn:
• beperktheid van de helling
• veel draaiende onderdelen, dus veel onderhoud
De transportband is gemaakt van kunststof, rubber of metaal. Het bandoppervlak is vaak voorzien van profielen om de hellingshoek te kunnen vergroten. De band wordt ondersteund door rollen. Het dragende deel kan dan trogvormig zijn. Evenals bij de kettingtransporteur heeft de bandtransporteur een aandrijfrol en een retourrol of spanrol.
Transportband
Detail ondersteuning van de transportband
Rollenbaan
Rollenbanen zijn vaak aanwezig op de verpakkingsafdeling. Stukgoederen worden over draaiende rollers horizontaal naar een andere plek vervoerd. Bij horizontaal transport worden de rollen met een snaar aangedreven. Bij lichthellend transport is dat niet nodig.
Rollenbaan
6. Afsluiters
6.1 Afsluitmechanismen
Om de vloeistof van het ene vat naar het andere te verpompen, zijn er, naast het leidingstelsel en pompen, ook afsluitmechanismen in de leiding nodig. Deze worden met de verzamelnaam afsluiters aangeduid.
Soorten afsluiters
Kranen
Afsluiters
Kleppen
Kranen kunnen niet de snelheid van de vloeistofstroom regelen; ze kunnen alleen open en dicht. De stromingsrichting van vloeistofstofstromen zijn te veranderen met driewegkranen.
Afsluiters kunnen de vloeistofstroom regelen. De kraan zoals we die thuis kennen, is dus een afsluiter.
Kleppen kunnen uitsluitend open en dicht. Een terugslagklep kan zorgen voor doorstroom in één bepaalde richting.
De plaats van de kleppen in een leiding is afhankelijk van de pompsoort. Ter vergelijking: Als de naald van een injectiespuit verstopt is, zal deze wellicht in zijn geheel de arm inschieten, wanneer de arts een flinke kracht op de zuiger uitoefent. In de persleiding van een verdringerpomp mag dus nooit een afsluiter geplaatst worden. De leidingen zouden los kunnen schieten of open kunnen scheuren. Lang niet bij alle verdringerpompen zijn kleppen nodig, omdat ze nauwelijks lekken. Maar als ze noodzakelijk zijn, moeten ze in de zuigleiding worden aangebracht.
Bij impulspompen moeten de kleppen in de persleiding worden aangebracht.
Het begrip impuls
Om het begrip impuls te verklaren is in het hoofdstuk impulspompen deze tekening gebruikt. Door een deksel als afsluiter te gebruiken, zal er geen schade ontstaan als de man het water in de emmer opnieuw probeert weg te werpen. Als de klep in de zuigleiding wordt aangebracht, zou in de waaier van de pomp een sterk verlaagde druk ontstaan. Daardoor kan de vloeistof gaan koken. Aan de rand van de waaier klappen de ontstane damp- bellen weer in elkaar. Deze implosies kunnen de waaier beschadigen. Delen van de waaier slaan eraf. Dit proces heet cavitatie; het is duidelijk hoorbaar als een geratel in de pomp.
Bekijk deze video om het proces van caviatie te ervaren.
...en dit hoor je bij cavitatie!
6.2 Bediening afsluiters en kleppen
Bediening afsluiters en kleppen
Veel gebruikte afsluiters die in de levensmiddelenindustrie zijn:
Membraanafsluiters
Klepafsluiters
Schuifafsluiters
Vlinderkleppen
Veel afsluiters en kleppen worden in de procesindustrie pneumatisch bediend, dat wil zeggen dat een cilinder door perslucht in en uit wordt bewogen. Kleppen kunnen ook elektrisch bediend worden, maar perslucht heeft een aantal voordelen:
Het kan in tegenstelling tot elektriciteit goed tegen vocht dus er treden geen storingen op.
Het kan veel kracht uitoefenen, dus grote afsluiters kunnen makkelijk door perslucht worden geopend.
Het is eenvoudig op elke gewenste plek aan te brengen.
Persluchtcilinders zijn eenvoudig van constructie, dus relatief goedkoop en storingvrij.
6.3 Soorten afsluiters
Membraanafsluiters
Een membraan wordt door een tandwiel, elektromotor of pneumatisch op en neer bewogen. Het afsluiten van de vloeistofstroom vindt plaats doordat het flexibele membraan op de zitting van het klephuis wordt gedrukt. Het voordeel van deze klep is dat deze aseptisch kan worden gebruikt.
Klepafsluiters
Een vlakke klep wordt door een tandwiel, elektromotor of pneumatisch op en neer bewogen in het klephuis, waardoor de klep van de vloeistofstroom veel of weinig kan doorlaten. De klep kan ook onder een hoek van 45° staan. Deze schuine uitvoering geeft minder weerstand.
Schuifafsluiters
Een schuif wordt door een tandwiel, elektromotor of pneumatisch in het klephuis op of neer bewogen en sluit of opent zo de vloeistofstroom. Deze afsluiter geeft weinig weerstand, maar is slecht regelbaar en kan snel lekkage geven.
Vlinderkleppen
Een in een huis gemonteerde ronde schijf, vlinder genoemd, kan door middel van een klepstang om zijn as worden bewogen. Door de klepstang een kwartslag te draaien, wordt de vloeistofstroom gestopt. Deze afsluiter is geschikt voor grote diameters en kan aseptisch gebruikt worden. Je kunt er niet mee regelen.
6.4 Afsluiters en hygiëne
Afsluiters worden als losse onderdelen in de leiding gemonteerd. Evenals in de afsluiter zelf, mogen er bij de koppelingen geen dode hoeken aanwezig zijn. Immers, het vuil houdt zich daar op, met groei van micro-organismen en schimmels. Een onverkoopbaar product is het gevolg.
Afsluiters en koppelingen moeten aseptisch (hygiënisch) zijn. Ze mogen geen dode hoeken bevatten waar het product zich afzet.
Dode hoeken bij inbouw van een thermometer
Koppelingen bevatten een pakking, die zorgt dat de gekoppelde leidingen naadloos en drempelloos in elkaar overvloeien.
Aseptische afsluiters
Kenmerkend voor aseptische afsluiters is dat de vloeistof niet kan binnendringen tussen de draaiende delen. Een traditionele waterkraan sluit af door draaiing van een schroef in een zitting. Tussen de schroef en het huis waarin de schroef draait kan vloeistof binnendringen. De kraan is dus niet aseptisch. Omdat in leiding- water nauwelijks bacteriegroei kan plaatsvinden, is de kraan geschikt voor leidingwater. Als afsluiter in een melkleiding is de kraan ongeschikt. Op dit punt onderscheidt de levensmiddelenindustrie zich van de overige procesindustrieën.
Aseptische koppeling
6.5 Test je kennis
7. Transport van gassen
7.1 Luchtverplaatsing
Bij het transporteren van gassen gaat het in de meeste gevallen om lucht. Luchtverplaatsing kan om verschillende redenen nodig zijn, zoals:
Verontreinigde lucht afvoeren. Het gebruik van afzuigkappen is hiervan een voorbeeld.
Lucht met een bepaalde temperatuur toevoeren. Toepassingen zijn bijvoorbeeld het toevoegen van hete lucht in drogers of koude buitenlucht in opslagplaatsen.
Vaste stoffen transporteren met behulp van een luchtstroom. Pneumatisch transport is hiervan een toepassing.
Een afzuigkap voert verontreinigde lucht af
In de levensmiddelenindustrie worden naast lucht ook wel andere gassen gebruikt Bijvoorbeeld waterstofgas, stikstofgas, en koolzuurgas. Meestal worden deze onder druk in cilinders aangevoerd. Pompen zijn dan niet nodig. Het gas heeft namelijk van zichzelf een flinke druk, als er een klep open wordt gezet, zal het gas zich daar doorheen persen.
7.2 Typen luchtpompen
Om lucht te transporteren bestaan er verschillende typen luchtpompen, die ingedeeld worden naar de druk of de zuigkracht die zij kunnen leveren.
Typen luchtpompen
Ventilatoren
Blowers
Compressoren
Vacuümpompen
Ventilatoren
Ventilatoren kunnen wel een grote hoeveelheid lucht verplaatsen, maar de druk en de zuigkracht die zij leveren is gering. De capaciteit van een ventilator wordt geregeld door variatie in het toerental; hoe hoger het toerental, des te meer lucht wordt verplaatst.
Ventilatoren kennen we in allerlei vormen en uitvoeringen.
Propellerventilator
Een eerste voorbeeld is de propellerventilator of schroefventilator. Deze hebben als groot voordeel dat ze gemakkelijk in kanalen ingebouwd kunnen worden.
Propellerventilator
Centrifugaalventilator
Daarnaast komt de centrifugaalventilator veel voor. De centrifugaalventilator is wat betreft constructie en werking vergelijkbaar met de centrifugaalpomp. Centrifugaal-ventilatoren kunnen een hogere druk leveren dan de schroef- of propellerventilatoren. Bij de centrifugaalventilator werkt ook de centrigugaalkracht mee, daardoor kunnen ze meer druk leveren dan bij de axiale richting van de schroefventilator.
Centrifugaalventilator
Blowers
Blowers worden gebruikt bij pneumatische transportsystemen. Het meest voorkomende type komt wat betreft constructie en werking overeen met een lobbenpomp.
Zijkanaalblower
Compressoren
Compressoren leveren de hoogste drukken; 6 bar en hoger. Ze worden toegepast bij persluchtinstallaties en in koelmachines.Veel gebruikte typen compressoren zijn de schroefcompressor en zuig-perscompressor.
Zuig-perscompressor als onderdeel van een koelinstallatie
Vacuümpomp of vloeistofringpomp
Voor inbedrijfstelling wordt de pomp tot ashoogte met water gevuld. Bij het aanzetten van de pomp wordt de vloeistof onder invloed van de centrifugale kracht naar buiten geslingerd en een -overal even dikke roterende- vloeistofring in het pomphuis vormen. De tekening toont de vloeistofring en de luchtkamers die tussen de schoepen en de vloeistofring ontstaan. Het water dient dus als afdichting. De kamers worden eerst groter, en daarna weer kleiner. Bij het vergroten van de kamers ontstaat hierin een onderdruk, waardoor lucht via de zuigopening wordt aangezogen. Zodra bij verder draaien de kamers weer kleiner worden, comprimeert de lucht, en verlaat de pomp via de persopening.
Vloeistofringpomp (tekening toont de vloeistofring en luchtkamers)
Het arrangement Algemene technologie is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteurs
Marlou Maas
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2016-09-22 14:00:21
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
Oefeningen en toetsen
Test
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat
alle
informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen
punten,
etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
