Home  /  Sectoren  /  Zuivel-en algemene voedingsindustrie  /  Casestudie kaaswrongel

Eet uw pomp ook de kaas van uw boterham?

Opmerking: deze casestudy is enkel van toepassing voor harde kazen

Er heersen enkele vooroordelen over wat nu de juiste pomp in een productieproces van harde kazen is. Als deze niet kloppen, halen kaasproducenten niet het maximum uit hun proces. Dit voor zowel de efficiëntie van het proces als de kwaliteit van het product.

Daarom hebben we onderzocht of deze vooroordelen enige waarheid bevatten in samenwerking met een producent van emmentaler kazen.

Tegelijkertijd probeerden we ook een courant probleem op te lossen in het productieproces van harde kazen. Bij het produceren van harde kazen ontstaat namelijk vaak een ongewenst bijproduct, namelijk stofwrongel.

Dit bijproduct wordt liever vermeden, aangezien het een effect heeft op de kwaliteit van de kaas en bijgevolg de opbrengsten van de kaasproducent.

Het punt is: hoe meer van dit bijproduct (stofwrongel) geproduceerd wordt, hoe minder er van het hoofdproduct (de kaas zelf) overblijft.

Een van de belangrijkste reden voor het ontstaan van stofwrongel is te ruw verpompen. Geen wonder dus dat de keuze van de pomp een grote rol speelt in het voorkomen van deze stofwrongel.

Met een concreet praktijkvoorbeeld tonen wij aan hoe een juiste pompselectie dit probleem oplost en tegelijkertijd de kwaliteit en efficiëntie van het proces verhoogt.

Castestudie: kaaswrongel bij harde kazen

Lees deze casestudie en ontdek hoe:

  • Hoe je stofwrongel kan vermijden dankzij een goede pompselectie
  • Welk pomptype de meest geschikte is voor de productie van harde kazen

 

Huidige visie op de markt

Op dit moment komen er zo’n 4 types pompen courant voor in het productieproces voor harde kazen:

  1. Monotype pomp
  2. Sinuspomp
  3. Lobben pomp
  4. Vortex pomp (centrifugaalpomp met vortex waaier)

Er wordt algemeen aangenomen dat vortex pompen en lobbenpompen de beste pompen zijn om wrongel te vermijden.  Laat ons deze 2 soorten pompen eens van naderbij bekijken.

Ten eerste lobbenpompen. Deze hebben het voordeel dat ze langzaam draaien en weinig beschadiging aanbrengen, maar wel het nadeel dat ze vrij duur zijn (vooral voor grote debieten hoger dan 50 m³/h). Bovendien hebben ze nog een afzonderlijke CIP-pomp nodig (CIP = cleaning in place).

Dan vortexpompen, wat een type van centrifugaalpompen zijn. Ze hebben meestal een teruggetrokken waaier (vortex waaier) met rechte schoepen en een pomphuis dat helemaal rond is (Figuur1).

Dit komt omdat men veronderstelt dat de teruggetrokken waaier ervoor zorgt de wrongel niet “door” de waaier moet en daarom minder beschadigt dan een gewone waaier.

Maar kloppen deze veronderstellingen dus of zijn het vooroordelen? 

 

 

Doorsnede vortexpomp

Alternatief mogelijk?

Is een vortex pomp nu echt de beste oplossing is voor dit probleem? Wat we in het achterhoofd hielden bij het benaderen van deze vraag is het volgende:

"Een pomp met de hoogst mogelijk efficiëntie zal zorgen voor een zachter verpompen van het medium en dus voor minder creatie van stofwrongel zorgen."

Om tot een alternatief te komen, hebben we gebruik gemaakt van ons CFD-systeem (= Computational Fluid Dynamics). Dit systeem maakt het mogelijk om een simulatie te maken van het medium in de pomp. Wat ons de kans gaf om volgende punten te verbeteren;

  • Verminderen van de turbulenties
  • Verhogen van de efficiëntie
  • Wat zal resulteren in een algemeen zachter verpompen van het medium.

Aan de hand van ons CFD-systeem kwamen wij tot een alternatief. Een centrifugaalpomp met de volgende karakteristieken;

  • Hoge efficiëntie pomp
  • Pomphuis met slakkenhuis vorm
  • Gesloten waaier met 3D-bladen 

Het volgende wat we gedaan hebben, is het vergelijken van onze oplossing met de gebruikelijke vortex pomp aan dezelfde capaciteit: 60 m³/h bij 7m. Dit gaf het volgende resultaat:

Vortex impeller

  • Snelheden > 15 m/s
  • Dode zones
  • Grote snelheidswijziging
  • Efficiëntie: 58%

⇒ Harde verpomping

Closed impeller

  • Snelheden < 7 m/s
  • Geen dode zones
  • Kleine snelheidswijziging
  • Efficiëntie: 75%

⇒ Zachte verpomping

Wat dus al snel duidelijk werd uit deze test is dat een gesloten waaier een hogere efficiënte behaalt dan de vaak gebruikte vortex waaier.

In het standaardgamma van Packo bieden wij 2 pompen aan die voldoen aan deze karakteristieken, de FP3 en MFP3. Deze pompen konden dus gebruikt worden voor onze test in de praktijk. 

In de praktijk

Voor dit onderzoek hebben wij nauw samengewerkt met een klant die emmentaler kaas produceert. Zoals de meeste kaasproducenten gebruikten zij ook vortex pompen in hun productieproces.

Voordat we onze pomp invoerde, hebben we eerst getracht betere resultaten te behalen met de huidige pompen in het productieproces aan de hand van verschillende testen. Zo hebben we eerst de volgende aanpassingen gedaan in het bestaande proces;

  • Een lagere en hogere snelheid van de pomp ingesteld
  • Langere en korte vultijd ingesteld
  • Een verschillende druk bij het vulmondstuk (0.25 - 0.5 bar)
  • Vulmondstuk met verschillende diameters (17 –  22 mm)

Al deze aanpassingen brachten geen duidelijke verbeteringen aan het licht, in sommige gevallen kwam er juist een vermindering van de kwaliteit naar voren.

Een mindere kwaliteit van kaas is trouwens merkbaar aan volgende kenmerken:

  • Aanwezigheid wrongel op verschillende plaatsen op het oppervlak, vaak veroorzaakt door slechte wei-uittreding tijdens het drukken.
  • Ongelijke vulling van de mal, die meer uitgezakt is in het midden van de kaas.
  • Kaasbollen die dunner in het midden zijn dan aan de buitenkant
  • Kaasbollen met verschillend gewicht
  • Scheuren in de kaas

Doelstellingen onderzoek

Om van een geslaagde oefening te kunnen spreken had onze klant de volgende doelstellingen opgesteld voor het productieproces;

  • Vultijd van de wrongel ca. 12-13 min
  • Druk aan de dispenser altijd tussen 0.30-0.35 bar.
  • Gelijke verdeling van de wrongel voor bij de verschillende kaasbollen (6, 8 & 10).
  • Geen stofwrongel
  • Hetzelfde gewicht bij alle kaasbollen (ca. +/-3kg)
  • Consistente vulling (symmetrisch)
  • Kwaliteit van de kaas sluit aan bij de markteisen (aantal gaten, duurzaamheid & houdbaarheid)

Systeemparameters praktijktest

Ondertussen werd er bij de klant een evaluatie gemaakt van de gehele installatie. Om zo te kunnen bepalen welke pomp en onder welke omstandigheden deze het best resultaat zou behalen.

Het resultaat was dit:

Een Packo FP3/100-250 pomp met volgende karakteristieken;

  • Motor van 5,5kW – 6-polig (1000 rpm => 700 rpm)
  • Gesloten waaier
  • Pomp rendement van circa 75% bij het operatiepunt

Deze pomp werd in het productieproces bij de kaasmakerij ingezet en aan een verschillende testen onderworpen om te onderzoeken wat de optimale instellingen zijn. Dit is nodig aangezien er verschillende types van kaas gebruikt worden (6/8/10) die andere snelheden en werkingspunten vereisen.

Hieronder vindt u een overzicht terug van de instellingen die getest zijn en wat de finale instellingen zijn geworden.

 

 

 

 

 

De FP3-serie die in de praktijktest is gebruikt

Test fase Finale setting

Druk bij de dispenser

0.1 – 0.6 bar

0.30 – 0.35 bar

Vultijd

9-13 minuten

12 minuten

Pompsnelheid Verschillende snelheden 600 tot 700 RPM

Had de pomp er kaas van gegeten?

Nu rest nog het belangrijkste. Bracht de praktijktuitvoering positieve resultaten naar voren?

Na het invoeren van de FP3-pomp in het productieproces zagen we de volgende resultaten;

  • Symmetrische kazen
  • Hetzelfde gewicht van kaas bij de productie van de verschillende kaasbollen (6, 8 & 10).
  • Kwaliteit van de kaas sluit aan bij de markteisen (aantal gaten, duurzaamheid & houdbaarheid)
  • Zeer stil pomp proces

Nog beter, al deze veranderingen zorgde ervoor dat na 3 (!) maanden de pomp zichzelf had terugbetaald.

Een goede pompselectie had hier dus een positieve impact op het volledige productieproces: van de efficiëntie van het proces, tot de kwaliteit van de kazen zelf.

Contacteer ons en we bewijzen dit ook voor uw proces.

Geïnteresseerd of vragen?
Contacteer ons