Санитарный обратный клапан и стандартный обратный клапан: в чем разница?

Санитарные обратные клапаны используются в чистых технологических системах. Они позволяют жидкости течь в одном направлении и не дают ей течь обратно. Их внутренняя поверхность гладкая, не имеет щелей и легко чистится. Стандартные обратные клапаны используются для общего регулирования промышленного потока. Они сосредоточены на характеристиках давления и температуры, а не на гигиене. Эта разница очень важна. Безопасность продукта зависит от остановки роста бактерий внутри клапана. Время безотказной работы зависит от быстрой и эффективной очистки. Соответствие нормативным требованиям зависит от соблюдения строгих правил проектирования и материалов. Сравнение санитарного обратного клапана и стандартного обратного клапана показывает ключевые различия в конструкции, материалах, применениях, методах очистки и отраслевых стандартах. Выбор неправильного типа клапана повышает риск загрязнения, увеличивает время простоя и может стать причиной неудачных проверок.

Ключевые выводы

• Санитарные клапаны имеют гладкую внутреннюю часть, которая обеспечивает дренаж самостоятельно. Это останавливает рост бактерий и ускоряет очистку.

• Стандартные клапаны рассчитаны на давление и стоимость, но их грубые внутренние части могут задерживать жидкость и вызывать загрязнение.

• Санитарные клапаны изготовлены из нержавеющей стали 316L и резины, одобренной FDA, но стандартные клапаны изготовлены из латуни, чугуна или пластика.

• Санитарные клапаны используются в линиях для продуктов питания, напитков и лекарств, тогда как стандартные клапаны предназначены для воды, масла и газа.

• Санитарные клапаны используют системы CIP для очистки, не снимая их, но стандартные клапаны требуют ручной очистки и приводят к большему времени простоя.

Санитарный обратный клапан против стандартного обратного клапана: конструкция

Сравнение санитарного обратного клапана и стандартного обратного клапана начинается с формы. Оба типа клапанов пропускают поток в одном направлении и не позволяют ему вернуться назад. Оба имеют два отверстия. Но их внутренняя форма имеет такую ​​форму, которая важна для чистоты.

Конструкция санитарного клапана

Санитарные клапаны имеют внутреннюю поверхность без трещин и щелей. Каждая часть, соприкасающаяся с жидкостью, гладкая и отполированная. Корпус клапана позволяет всей жидкости вытекать под действием силы тяжести. После остановки процесса внутри не остается жидкости. Такая самодренирующаяся форма не дает бактериям места для роста.

Гладкая внутренняя часть не просто выглядит чистой. Он останавливает рост бактерий и ускоряет уборку. Биопленка не может прилипать к зеркальной поверхности. Чистящие жидкости проникают в каждую влажную зону без использования специальных инструментов.

Для санитарной арматуры, используемой в молочной промышленности, обработка внутренней поверхности должна составлять Ra (средняя шероховатость) 0,8 микрометра или меньше. Это правило распространяется на всю санитарную арматуру, включая обратные клапаны. В документе не говорится, что разные типы имеют разные правила. Сверхгладкая поверхность предотвращает прилипание биопленки к влажным частям. Эти детали должны быть изготовлены из нержавеющей стали 316L, чтобы они не повредились при промывке молочной кислотой.

Санитарные обратные клапаны также позволяют избежать острых углов и мертвых карманов. В шаровом обратном клапане чистой линии используется гладкий шар и подходящее седло. Бесшумный обратный клапан для чистого использования имеет подпружиненный диск гладкой формы. Эти конструкции обеспечивают движение продукта и ничего не оставляют позади.

Стандартная конструкция клапана

Стандартные клапаны ориентированы на производительность по давлению и стоимость. Их внутренняя форма часто имеет утопленные участки, резьбовые соединения и шероховатые литые поверхности. Эти функции улавливают жидкость и частицы. Бактерии могут расти в этих карманах и сопротивляться обычной чистке.

Например, стандартный поворотный обратный клапан имеет шарнирный диск внутри литого корпуса. Область шарнира и полость корпуса создают пространства, в которых остается жидкость после остановки. Стандартный шаровой обратный клапан может иметь обработанное седло с небольшими зазорами вокруг шара. Эти промежутки удерживают остатки жидкости.

Стандартные клапаны по-прежнему хорошо работают для воды, нефти и газа. Они выдерживают высокое давление и температуру. Их конструкция просто не нацелена на чистоту. Грубая внутренняя часть повышает вероятность заражения при употреблении продуктов питания или наркотиков. Это загрязнение может испортить целую партию.

Оба семейства клапанов имеют два отверстия и пропускают поток в одном направлении. Только санитарные клапаны созданы для обеспечения чистоты изнутри. В таблице ниже показаны конструктивные пробелы.

Сантехнические конструкции поначалу стоят дороже. Они окупают эти затраты за счет уменьшения количества бракованных партий и сокращения времени очистки. Стандартные конструкции экономят деньги на простых трубах, где чистота не имеет значения. Соответствие дизайна работе по-прежнему остается ключевым моментом.

Сравнение материалов обратного клапана

Выбранный вами материал отличает санитарные и стандартные обратные клапаны. От этого зависит, насколько хорошо они противостоят ржавчине, насколько легко их чистить и соответствуют ли они правилам. В санитарном обратном клапане используется нержавеющая сталь и резиновые материалы, одобренные FDA . В стандартном обратном клапане используется латунь, чугун, углеродистая сталь или пластик.

Материалы санитарно-гигиенических клапанов

В санитарных обратных клапанах все детали, соприкасающиеся с жидкостью, изготовлены из нержавеющей стали 316 или 316L. Санитарная серия 3-A нуждается в этом классе для тела. В стандартном исполнении в пружинах используется нержавеющая сталь 316, но вы также можете приобрести Hastelloy C-276. Седла и уплотнения изготовлены из эластомеров, одобренных 3-A. К ним относятся EPDM, Viton, силикон, Kalrez и AFLAS. Также существуют версии USP класса VI для употребления наркотиков. Внутренняя поверхность имеет степень гладкости 32 Ra или более гладкую, по запросу доступна версия Ra 15.

Выбор эластомера зависит от жидкости. EPDM хорошо работает с водой, паром и агрессивными чистящими растворами. ПТФЭ обеспечивает очень хорошую химическую стойкость и работает при многих температурах. Но ПТФЭ не очень эластичен, поэтому его трудно герметизировать при больших размерах. Все эластомеры, контактирующие с пищевыми продуктами или лекарствами, должны соответствовать правилам FDA, например, 21 CFR 177.2600 для EPDM.

EPDM — один из наиболее распространенных эластомеров для сантехнических прокладок. Он предлагает отличную химическую стойкость, хорошие тепловые свойства и низкую цену для использования в лекарствах, средствах личной гигиены и пищевых продуктах. Его самая большая слабость – продукты на основе нефти. Они вызывают отек и изменения формы, которые могут нарушить герметичность.

О ПТФЭ стоит поговорить главным образом потому, что он не является эластомером. ПТФЭ — это пластик с небольшим растяжением и памятью. Он не имеет большого «фактора сжатия» или сжатия, поэтому его трудно герметизировать, особенно в больших размерах. Тем не менее, ПТФЭ очень хорошо работает со многими химическими веществами и при многих температурах.

Эластомер	Температурная диапазон	Основная химическая совместимость и применение
ЭПДМ	от -40°С до +150°С	Отличная стойкость к едким растворам CIP; подходит для продуктов питания, молочных продуктов и напитков.
ПТФЭ	от -200°С до +260°С	Практически универсальная химическая стойкость; используется для агрессивных химикатов и пара.

Стандартные материалы клапана

В стандартных обратных клапанах используются латунь, чугун, углеродистая сталь и пластик. Эти материалы хорошо выдерживают давление и текучесть. Они устойчивы к ржавчине при обычных заводских настройках. Но они не соответствуют чистым стандартам. Их поверхности могут содержать бактерии и вызывать загрязнение в чистых процессах. Выбор материала здесь зависит от стоимости и прочности, а не от того, насколько они чисты или от правил FDA.

Области применения обратных клапанов

Работа, которую должен выполнять клапан, определяет, какой тип работает лучше всего. Санитарный обратный клапан обеспечивает чистоту продуктов в чистых процессах. Стандартный обратный клапан регулирует поток в общепромышленных системах. Каждый тип работает в разных условиях.

Санитарные применения

Санитарные обратные клапаны используются везде, где продукт должен быть свободен от бактерий и грязи. Пищевые предприятия используют их на линиях по производству молока, йогурта, соков и соусов. Пивоварни помещают их в трубы для перекачки пива. Производители напитков устанавливают их в системах по производству сиропа и газированных напитков. Фармацевтические компании зависят от них в плане лекарственных растворов, вакцин и стерильной воды. Биотехнологические лаборатории используют их в оборудовании для ферментации и культивирования клеток.

Эти клапаны предотвращают загрязнение одной партии другой. Бесшумный обратный клапан с подпружиненным диском быстро закрывается и останавливает обратный поток при остановке насосов. Благодаря быстрому закрытию один продукт не смешивается с другим. Это также предотвращает попадание чистящих жидкостей в линии производства. В критически важных процессах одна грязная партия может стоить тысячи долларов и нанести вред потребителям. Санитарные обратные клапаны предотвращают это.

Стандартные приложения

Стандартные обратные клапаны предназначены для воды, масла, газа и водопровода. Городские системы используют их в качестве средства предотвращения обратного потока на линиях питьевой воды. Предотвращение обратного потока предотвращает попадание грязной воды обратно в систему подачи чистой воды. Дома и предприятия устанавливают их на водоотводные насосы, ирригационные линии и питающие трубы котлов. Нефтяные и газовые предприятия используют их в топливопроводах и гидравлических системах. Заводы ставят их на линии сжатого воздуха и пара.

В системах водоснабжения и водоотведения используются стандартные клапаны, обеспечивающие устойчивый односторонний поток. На водоочистных станциях они используются для предотвращения смешивания очищенной воды с неочищенными сточными водами. Превентор обратного потока на общественном водопроводе защищает питьевую воду от химического или биологического загрязнения. Эти клапаны также работают в системах водоснабжения и водоотведения на подъемных станциях и в дренажных системах. Они хорошо справляются с грязными жидкостями, поскольку чистота не является целью.

В таблице ниже показано распределение между двумя семействами клапанов.

Выбор санитарного обратного клапана или стандартного обратного клапана сводится к одному вопросу: нужна ли чистота в процессе? Если да, то работает только санитарный клапан. Если нет, стандартный клапан экономит деньги и работает хорошо. В следующем разделе объясняется, чем отличаются очистка и обслуживание этих двух типов.

Очистка и обслуживание

Способ очистки клапана во многом зависит от его конструкции. Санитарные обратные клапаны очищаются прямо внутри трубы. Стандартные обратные клапаны необходимо вынимать и чистить вручную. Эта разница напрямую влияет на время простоя и трудозатраты.

Очистка санитарного клапана

Санитарный обратный клапан никогда не покидает трубу для очистки. Всю работу выполняет система очистки на месте (CIP). Система проталкивает горячие чистящие жидкости по линии на высокой скорости. Гладкая внутренняя поверхность без щелей позволяет жидкости достигать любой смачиваемой поверхности. Нет мертвых зон, где могут скрываться бактерии.

Операторы следуют установленному рецепту очистки. В обычном цикле CIP используется 1–4% раствор щелочи. Это химическое вещество разрушает органические загрязнения на поверхности металла. Оператор наблюдает за заданным значением проводимости во время цикла. Показания от 30 до 50 мСм/см показывают, что раствор все еще достаточно силен для очистки. После промывки щелочью промывка водой удаляет все химические остатки. Стерилизация на месте (SIP) происходит после ополаскивания. Горячий пар убивает все оставшиеся микроорганизмы.

Результат – стабильная чистота без прикосновения к клапану. Время простоя сокращается до продолжительности цикла CIP. Трудоёмкость остаётся низкой. Линия быстро возвращается к производству. Хорошо спроектированная система CIP каждый раз идеально очищает клапан.

Стандартная очистка клапана

Стандартные обратные клапаны требуют ручной очистки. Внутренняя конструкция удерживает жидкость и мусор в щелях. Эти карманы блокируют поток и скрывают бактерии. Простая промывка не может их хорошо очистить.

Техник должен полностью отключить клапан. Откручивают фланцы труб или откручивают резьбовые соединения. Они снимают клапан с линии и несут его на промывочную станцию. Далее разбирают тело. Снимают диск, шарнирный штифт и седло. Они очищают каждую часть щеткой и чистящим химикатом.

Этот процесс занимает несколько часов. Линия остается опущенной на протяжении всего периода уборки. Затраты на рабочую силу быстро растут. При повторной сборке возможны ошибки. Несоосная деталь может вызвать утечку или механическую поломку.

Захваченный мусор становится источником загрязнения следующей партии. Даже тщательная очистка может пропустить скрытое загрязнение в грубой отливке или глубоком кармане. Стандартные клапаны хорошо подходят для грязных жидкостей. Они не подходят для процессов, требующих гарантированно чистой поверхности и быстрого выполнения работ.

Нормативные стандарты

Правила помогают инженерам выбирать и проверять каждый тип клапана. Санитарные клапаны соответствуют правилам чистоты. Стандартные клапаны соответствуют правилам давления и прочности. Соблюдение правил имеет значение как при выборе, так и при проверке клапанов.

Санитарные стандарты клапанов

Три группы составляют правила для санитарной арматуры. Санитарные стандарты 3-A охватывают порядок изготовления и обработки деталей, соприкасающихся с продуктом. FDA контролирует материалы, которые соприкасаются с пищевыми продуктами и лекарствами. EHEDG устанавливает европейские правила гигиены для оборудования, которое должно быть чистым.

В соответствии с санитарными стандартами 3-A все детали, соприкасающиеся с продуктом, включая детали обратных клапанов, должны иметь максимальную среднюю шероховатость (Ra) 0,8 микрометра (32 микродюйма).

FDA делит пищевые добавки на три группы: прямые, вторично-прямые и непрямые. Косвенные пищевые добавки могут соприкасаться с пищевыми продуктами, но не предназначены для их добавления. К ним относятся упаковка, контейнеры и оборудование для пищевой промышленности. Основным федеральным правилом для резины и резиновых изделий является 21 CFR 177.2600, который называется «резиновые изделия, предназначенные для многократного использования». Каждый санитарный клапан имеет седло уплотнения из эластомера, поэтому это правило применимо ко многим клапанам. Материалы, соприкасающиеся с жидкостью, должны соответствовать правильным частям Раздела 21 CFR:

• FDA 21 CFR 174 – Непрямые пищевые добавки: общие сведения

• FDA 21 CFR 177 – Непрямые пищевые добавки: полимеры

• FDA 21 CFR 178 – Непрямые пищевые добавки: адъюванты, вспомогательные средства и дезинфицирующие средства.

• FDA 21 CFR 181 – Предварительно разрешенные пищевые ингредиенты

Покупатель, игнорирующий эти правила, рискует провалить проверку и испортить партию.

Стандартные стандарты клапанов

Вместо этого стандартные клапаны подчиняются правилам давления и механики. API 6D и API 594 охватывают поворотные обратные клапаны для нефтегазовых, нефтехимических и электростанций. API 6D — мировой стандарт для трубопроводной арматуры.

Созданный на 100% в соответствии со стандартом API 6D — мировым эталоном трубопроводной арматуры, разработанным Американским институтом нефти, — этот поворотный обратный клапан отвечает всем потребностям магистральных нефте- и газопроводов, нефтехимических нефтеперерабатывающих заводов и электростанций.

ASME B16.34 устанавливает пределы давления и температуры для фланцевых, резьбовых и приварных клапанов, включая обратные клапаны. Стандарт показывает, что с повышением температуры номинальное давление снижается. Когда жидкость становится горячее, материалы клапана становятся слабее. Инженеры должны снизить давление, чтобы сохранить клапан в безопасности. ASME B16.34 группирует материалы по составу и прочности, а затем присваивает классы давления, такие как класс 150, 300, 600, 900, 1500, 2500 и 4500.

Стандарты ANSI также устанавливают размеры и строительную длину. Стандартный обратный клапан, используемый в воде и сточных водах, должен соответствовать этим правилам для безопасной работы. Превентор обратного потока на линии питьевой воды требует соответствующей сертификации. Предотвращение обратного потока предотвращает попадание грязной воды в чистую воду. Второй превентор обратного потока может защищать отдельную трубу. Третий предохранитель обратного потока часто устанавливается на счетчике воды. Четвертый превентор обратного потока может обслуживать линию пожаротушения. Каждый из них не допускает попадания грязной воды в систему питьевого водоснабжения.

Сравнение санитарного обратного клапана со стандартным обратным клапаном сводится к одному главному вопросу: нужна ли чистота в процессе? Санитарные клапаны имеют гладкую, самодренажную внутреннюю поверхность. В них используются нержавеющая сталь 316L и резиновые детали, одобренные FDA. В стандартных клапанах используется латунь, чугун или пластик. Вместо этого они следуют правилам API, ASME и ANSI. Санитарные клапаны работают на линиях по производству продуктов питания, напитков и лекарств. Они очищаются с помощью систем Clean-in-Place. Стандартные клапаны предназначены для воды, нефти и газа. Им нужна ручная чистка.

Покупатели должны выбрать клапан , который подходит для работы. Для чистого процесса необходим санитарный обратный клапан, чтобы остановить загрязнение. На общей заводской линии можно использовать стандартный клапан и сэкономить деньги. Неправильный выбор приводит к загрязнению, простою или неудачным проверкам.

Часто задаваемые вопросы

Может ли стандартный обратный клапан работать на пищевой линии?

Нет. Стандартный обратный клапан имеет шероховатую поверхность и небольшие зазоры, в которых задерживаются продукты питания и бактерии. Эти условия вызывают загрязнение. Только санитарный обратный клапан из полированной нержавеющей стали 316L и уплотнениями, отвечающими требованиям FDA, соответствует правилам безопасности пищевых продуктов.

Что означает очистка на месте (CIP) для санитарного обратного клапана?

CIP очищает клапан, не вынимая его из трубы. Горячий щелочной раствор течет по линии с высокой скоростью. Гладкая внутренняя поверхность позволяет жидкости достигать любой поверхности. Этот процесс убивает бактерии и смывает остатки самостоятельно.

Какая обработка поверхности необходима санитарному обратному клапану?

Смачиваемая поверхность должна иметь среднюю шероховатость (Ra) 0,8 микрометра или меньше. Санитарные стандарты 3-А требуют такой отделки. Зеркальная поверхность предотвращает прилипание биопленки и делает очистку быстрой и надежной.

Как часто следует проверять санитарный обратный клапан?

Операторы должны проверять клапан во время каждого цикла CIP. Они проверяют настройки очистки, такие как температура и проводимость. Регулярный визуальный осмотр уплотнений и седел во время остановок на техническое обслуживание позволяет выявить износ до того, как он приведет к утечкам или загрязнению.