اختيار المحرك الكهربائي لمضخة التدوير في جهاز البسترة

عند اختيار محرك مضخة التدوير في جهاز البسترة يجب أولًا تمييز الدائرة التي تعمل فيها المضخة: هل هي المضخة الصحية التي تنقل المنتج، أم مضخة دائرة الخدمة التي تضخ الماء الساخن إلى المبادل اللوحي؟ فلمضخة دائرة الماء الساخن يكون المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور القياسي في الغالب هو الاختيار الصحيح؛ والعوامل الحاسمة هي نقطة التدفق–الارتفاع للمضخة، والتشغيل المتواصل، ومقدار الحرارة التي يتلقاها المحرك من هيكل المضخة الساخن. أما في المضخات الصحية الملامسة للمنتج والتي تُغسل، فإن المحرك نفسه جزء من التصميم الصحي.

ما المضخات الموجودة في جهاز البسترة؟

في وحدة البسترة اللوحية أو الأنبوبية توجد عادةً أكثر من مضخة، ولكل منها احتياج مختلف للمحرك:

• مضخة تغذية المنتج: تضخ الحليب أو العصير أو الصلصة من خزان الموازنة إلى المبادل. ولأنها تلامس المنتج فهي مضخة صحية من الفولاذ المقاوم للصدأ تُغسل بنظام CIP.
• المضخة المعززة (البوستر): تُستخدم في قسم الاسترجاع لإبقاء ضغط جانب المنتج المبستر أعلى من جانب المنتج الخام؛ وهي أيضًا مضخة منتج.
• مضخة تدوير الماء الساخن: تدير الماء المسخّن بالبخار أو بالمرجل في قسم التسخين. ولا تلامس المنتج؛ وتعمل باستمرار في دائرة ماء مغلقة.
• مضخة ماء التبريد أو الماء المثلج: تضخ الماء إلى قسم التبريد؛ وهي غالبًا جزء من دائرة التبريد العامة للمنشأة.

موضوع هذه المقالة هو مضخة دائرة الماء الساخن التي يُقصد بها في معظم المنشآت عند قول "مضخة التدوير". ويُختار محرك مضخات المنتج وفقًا للتصميم الصحي لمصنّع المضخة؛ وإذا كان المطلوب محركًا بغطاء من الفولاذ المقاوم للصدأ قابلًا للغسل أو من النوع الصحي فيلزم لهذه المهمة محرك خاص، وقد لا يتضمنه كتالوج HEM Motor لعام 2026 ضمن السلسلة القياسية، فاسألنا بلوحة البيانات ومعلومات التطبيق.

ما يحدد القدرة: التدفق وارتفاع الضخ ومقاومة الدائرة

مضخة التدوير لا ترفع الماء إلى الأعلى، بل تديره في حلقة مغلقة. لذلك فإن ارتفاع الضخ ليس ارتفاعًا استاتيكيًا بل فقد الاحتكاك في الدائرة: ألواح المبادل، والأنابيب، والصمامات، وحاقن البخار أو سخان الماء الساخن. ونقطة تشغيل المضخة هي تقاطع منحنى مقاومة الدائرة هذا مع منحنى المضخة؛ وتتحدد قدرة المحرك وفقًا للقدرة التي تطلبها المضخة على العمود عند هذه النقطة.

عمليًا هناك ثلاث حالات تغيّر حمل المحرك:

• اتساخ الألواح: كلما تراكم الكلس والرواسب تزداد مقاومة الدائرة، وتنزاح المضخة إلى اليسار على المنحنى؛ وفي المضخة الطاردة المركزية تنخفض قدرة العمود عادةً عندما يقل التدفق.
• مبادل جديد ونظيف: المقاومة قليلة؛ فتنزاح المضخة إلى يمين المنحنى، ويزداد التدفق وقدرة العمود. لذا يجب اختيار المحرك وفقًا لأعلى قدرة تظهر في الدائرة النظيفة.
• فتح صمام التجاوز بالكامل: تنخفض مقاومة الدائرة وتبلغ المضخة أعلى تدفق؛ وهذه هي الحالة التي يُحمَّل فيها المحرك أكثر ما يكون.

البداية الصحيحة هي قيم التدفق–الارتفاع على لوحة المضخة وخط القدرة في منحنى مصنّع المضخة. وإذا لم يتوفر المنحنى فإن قدرة لوحة بيانات المحرك الحالي والتيار المقاس أثناء التشغيل مرجع جيد.

درجة الحرارة: أين يقع المحرك من الماء الساخن؟

في مضخة الماء الساخن لا يلامس المحرك الماء؛ لكنه يتلقى الحرارة من طريقين. الأول: في المضخات المتقاربة الاقتران (المونوبلوك) يكون هيكل المضخة موصولًا مباشرة بشفة المحرك فتنتقل الحرارة من الهيكل الساخن إلى جهة المحرك بالتوصيل. والثاني: القسم الذي يوجد فيه جهاز البسترة يكون غالبًا حارًا ورطبًا بسبب خطوط البخار والأسطح الساخنة.

• في المضخات بالوصلة (بقاعدة منفصلة) يكون المحرك بعيدًا عن الهيكل الساخن؛ وانتقال الحرارة أقل.
• يجب ألا يُعاق سحب مروحة تبريد المحرك، وألا يوضع المحرك بجوار نقاط تصريف البخار والأنابيب الساخنة مباشرة.
• إذا كانت درجة الحرارة المحيطة مرتفعة فتُبلَّغ هذه المعلومة في الطلب؛ فقيم لوحة بيانات المحرك القياسي صالحة لدرجة حرارة محيطة معينة.

الطرازات القياسية من HEM Motor بعزل من الفئة F وحماية IP55. وتقطير الماء الساخن المتسرب من الحشوة الميكانيكية على المحرك حالة يجب حلها بصيانة المضخة؛ فـ IP55 غير مصممة للتبلل المتواصل.

التشغيل المتواصل والسرعة

تدور مضخة تدوير الماء الساخن دون انقطاع ما دام الإنتاج مستمرًا؛ وتعمل غالبًا أثناء CIP أيضًا. لذلك يجب أن يبقى المحرك ضمن قيمته الاسمية تحت حمل متواصل لا قصير المدة. فإذا كان التيار قريبًا باستمرار من القيمة الاسمية فالمحرك عند حده.

تعمل مضخات هذه الفئة عادةً بمحركات ثنائية الأقطاب (3000 دورة/دقيقة متزامنة)؛ وتوجد أيضًا مضخات تدوير بمحركات رباعية الأقطاب. ولأن دولاب المضخة مصمم وفقًا لسرعة المحرك يجب الحفاظ على عدد الأقطاب عند الاستبدال. فتركيب محرك رباعي الأقطاب بدل ثنائي الأقطاب يخفض التدفق إلى النصف تقريبًا وارتفاع الضخ إلى الربع تقريبًا، ولا يبلغ قسم التسخين درجة الحرارة المستهدفة.

للمنشآت التي تريد ضبط التدفق بعاكس التردد بدل الصمام تسري العبارة العامة في الموقع: سلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد؛ وعند التشغيل بعزم كامل وسرعة منخفضة لفترة طويلة قد تلزم مروحة خارجية، وإذا كان الكابل بين المشغّل والمحرك طويلًا يُقيَّم مرشح dv/dt أو المرشح الجيبي؛ ويُبلَّغ عن هذه الظروف في الطلب. ويمكنك دراسة طرازات HEM Motor المناسبة والأسعار الحالية في صفحة شراء محرك كهربائي.

طرازات نموذجية

أمثلة من القدرات ثنائية الأقطاب الشائعة في دوائر الماء الساخن لأجهزة البسترة الصغيرة والمتوسطة السعة:

• 2.2 kW 90L-2 ألمنيوم: قطبان، سرعة اسمية 2895 دورة/دقيقة، IEC 90L، 230/400 V (Δ/Y)، التيار الاسمي 4.35 A.
• 3 kW 100L-2 ألمنيوم: قطبان، سرعة اسمية 2895 دورة/دقيقة، IEC 100L، 230/400 V (Δ/Y)، التيار الاسمي 5.71 A.
• 4 kW 112M-2 حديد الزهر: قطبان، سرعة اسمية 2905 دورة/دقيقة، IEC 112M، 400/690 V (Δ/Y)، التيار الاسمي 7.45 A.

في أقسام المنشأة الحارة والرطبة التي يوجد فيها اهتزاز يمكن تفضيل الهيكل من حديد الزهر، وفي غرف الآلات المغلقة والنظيفة الهيكل من الألمنيوم. وفي مضخة المونوبلوك يجب أن يتطابق مقاس الشفة مع محوّل المضخة؛ وتُقدَّم أشكال التركيب حسب الهيكل، ويُتحقق من مقاس الشفة في الطلب. والمعلومات العامة عن محركات المضخات واردة في صفحة المحركات الكهربائية للمضخات.

مثال افتراضي: فصل المرحّل الحراري بعد تنظيف المبادل

هذا المثال ليس تطبيقًا حقيقيًا لعميل. لنفترض أن مضخة الماء الساخن في جهاز بسترة الحليب تعمل منذ أشهر دون مشكلات، لكن بعد تنظيف الألواح من الكلس بدأ المرحّل الحراري للمحرك بالفصل. والمحرك 3 kW ثنائي الأقطاب؛ وكان تيار التشغيل نحو 4.8 A قبل التنظيف، وارتفع بعده إلى أكثر من 6 A.

المحرك هنا ليس معطلًا: فلأن مقاومة الدائرة انخفضت فإن المضخة تضخ تدفقًا أكبر وتطلب قدرة أكبر على العمود. وتسلسل الحل كالتالي: أولًا يُعاد إلى التدفق التصميمي بصمام الضبط عند مخرج المضخة؛ فإذا انخفض التيار دون القيمة الاسمية فالمحرك كافٍ. وإذا كان التدفق التصميمي هو هذه القيمة العالية أصلًا فتُقيَّم قدرة أعلى بدرجة (4 kW)؛ ولأن الهيكل يكبر يُتحقق من توافق الشفة والقاعدة.

الخلاصة والمعلومات المطلوب إرسالها لعرض السعر

المحرك الصحيح في مضخة تدوير جهاز البسترة هو الذي يستطيع حمل أعلى قدرة عمود تظهر في الدائرة ذات المبادل النظيف باستمرار، ويحافظ على سرعة تصميم المضخة، ويوضع بحيث يتحمل الحرارة القادمة من هيكل المضخة الساخن. ولعرض السعر أرسل ما يلي:

• صورة لوحة بيانات المحرك الحالي (القدرة، السرعة، الجهد، الهيكل)
• لوحة المضخة: التدفق، ارتفاع الضخ، مونوبلوك أم بالوصلة
• نوع الدائرة (ماء ساخن، ماء تبريد، منتج) وبيئة المنشأة
• شكل التركيب وطريقة بدء التشغيل وهل يُستخدم مشغّل

يمكنك رؤية الطرازات المناسبة والأسعار الحالية في صفحة البيع الإلكتروني لدينا. أرسل صورة لوحة بيانات محركك الحالي وسرعته ومعلومات تركيبه من صفحة إرسال لوحة البيانات؛ واطلب عرض سعر للطراز المناسب. وللأسئلة الأخرى استخدم صفحة الاتصال لدينا.

الأسئلة الشائعة

هل يمكن استخدام محرك قياسي في مضخة المنتج بجهاز البسترة؟

في المضخات الصحية الملامسة للمنتج والتي تُغسل يعتمد نوع المحرك على التصميم الصحي لمصنّع المضخة. وإذا لزم محرك صحي أو بهيكل من الفولاذ المقاوم للصدأ فقد يكون خارج نطاق السلسلة القياسية؛ فاسألنا بلوحة البيانات.

لماذا يسخن محرك مضخة الماء الساخن؟

في مضخة المونوبلوك تنتقل الحرارة من هيكل المضخة الساخن إلى المحرك، كما أن بيئة القسم حارة. وإذا كان التيار دون القيمة الاسمية فالسخونة غالبًا ناتجة عن هذا التوصيل؛ فتحقق من أن سحب المروحة مفتوح.

هل يمكن تركيب محرك رباعي الأقطاب لخفض التدفق؟

لا يُنصح بذلك. فالتدفق ينخفض إلى النصف تقريبًا وارتفاع الضخ إلى الربع تقريبًا؛ وقد لا يبلغ قسم التسخين درجة الحرارة المستهدفة. ويُضبط التدفق بالصمام أو بعاكس التردد.

هل ارتفاع تيار المحرك بعد تنظيف الألواح أمر طبيعي؟

نعم. فعندما تنخفض مقاومة الدائرة تضخ المضخة الطاردة المركزية تدفقًا أكبر وتسحب قدرة أكبر. وإذا تجاوز التيار القيمة الاسمية يُعاد التدفق بالصمام إلى القيمة التصميمية.