Dozlama Nedir?
"Dozlama", çok kesin miktarda veya ağırlıkta bir maddenin veya bir kimyasalın su, gaz veya buhara enjekte edilmesidir. Üretim, proses ve belediye sektörlerinde kullanılan dozaj pompası, kimyasalların, katkı maddelerinin, ilaç bileşenlerinin, tatlandırıcıların, pigmentlerin ve diğer birçok akışkanın hassas şekilde dağıtılması için çok önemlidir.
Dozaj uygulamasına talep artıyor.
• Bitmiş ürün kalite talebinin arttırılması
• Daha yüksek mukavemetli dozaj akışkanlarının kullanımının artması
• Bozulmuş yarı mamüllerin yüksek finansal maliyetleri
• Çevresel deşarj kısıtlamalarının ve uyumlulukların sürekli olarak sıkılaştırılması
• Parti içi kontaminasyon kaynaklı artan maliyetler
Doğruluk Talebi
Örneğin ilaç üretiminde ve gıda endüstrisinde tat, renk ya da aktif bileşen oranı söz konusu olduğunda çok sayıda işlemin doğru dozlanması gerekmektedir. Ürün maliyetini kontrol etmek için yüksek fiyatlı akışkanlar eklerken, nihai ürün kalitesini tanımlarken veya çok küçük miktarlar dozlandığında doğruluk önemlidir. Dozaj pompası, bu tür hayati parametrelerin temel belirleyicilerinden biridir.
Herhangi bir akışkanı doğru şekilde pompalamak için en uygun dozaj pompasını seçmek kritik bir karardır. Doğruluğa ek olarak , kaçak olmaması, kapasite ve kontrol yöntemi gibi kriterler bir dozaj pompası seçerken giderek daha önemli bir rol oynamaktadır.Ürünün kalitesi, performansı veya verimliliği üzerinde küçük dozaj sapmalarının sonuçları vardır.
Boya üretiminden bir örnek göstermek gerekirse; istenilen renk tonunu elde etmek için belirli bir temel renge birkaç sıvı pigment eklenir. Farklı pigmentlerin dozajındaki hafif sapmalar, karıştırmadan sonra farklı bir son renge neden olabilir. Bu nedenle, her partinin aynı bileşime sahip olması önemlidir. Her bir pigmentin dozaj doğruluğu ürün için kritiktir. Burada yeniden üretilebilirlik (sonraki bir parti için tekrarlama doğruluğu) önemli bir rol oynar. Strok uzunluğu ayarlama hassasiyeti veya hız kontrol kararlılığı önemli hususlardır.
Proses Otomasyonunda Dozaj Pompası
Dozlama pompaları birçok otomatik proseste de kullanılır: proses parametrelerinin ayarlanması veya kontrolü. Su arıtma proseslerindeki nötralizasyon işlemlerinde dozaj pompaları, ana su kaynağına veya bir tanka asit veya kireç ekleyerek pH'ı ayarlar. Yüzme havuzlarında, içme sularında veya proses sularında, klorlama işlemi ile Sodyum Hipoklorit veya Hipo gibi bir dezenfektanın kontrollü dozajı, güvenli su kalitesini sağlamak için bakteriyel kirleticileri azaltır.
En yeni parametrik ölçüm ve ekipman, hassas ve doğru proses kontrolüne olanak tanır. Sonuç olarak, herhangi bir dozaj pompası bu gelişmelerin gerisinde kalamaz. Modern dozaj pompası, WiFi, MODBUS (R) veya PROFIBUS (R) gibi kanıtlanmış dijital ağ protokolleri veya 4-20mA ve akım döngüsü kontrolleri gibi daha geleneksel analog yöntemler aracılığıyla uzaktan dozlama, düzeltme ve kontrol yapabilen tamamen bilgisayarlı bir sistemdir.
Örneğin, hedef pH değeri, aktüatörlü motor kullanılarak strok uzunluğunu değiştirilerek veya pompa hızını artırarak veya azaltarak pH düzenleyici kimyasalın dozlanan hacmini değiştirerek korunabilir. Bu şekilde, iki proses değişkeni aynı anda pompanın nihai kapasitesini etkileyebilir. Bu tür giriş sinyallerine yanıt vermenin yanı sıra, işletim sistemlerinin dozaj pompasından talimat verilen seviyelere uygunluğu onaylayan ve sağlıklı pompa-sistem iletişimini doğrulayan geri bildirimler alması sıklıkla gereklidir.
Sistem sensörü alarmları, örneğin bir emme tankı seviye sensöründen, diyafram kopması tespiti, boşaltma hattında akış hızı izleme, basınç sensörü veya puls üretecinden gelen düşük voltaj veya voltsuz sinyaller ile gönderilebilir veya alınabilir. En basit durumda, bunu gösteren genel bir arıza sinyali (pompa çalışmıyor) verilebilir.
Pompaları dijital iletişim ve ağ teknolojisi ile donatmak, MODBUS veya PROFIBUS protokollerini kullanan sofistike sistem mimarilerini kullanarak bir dizi yeni kontrol olanağı sağlar.
Dozaj Pompası Olarak Hangi Pompa Tipleri Uygundur?
Bir dozaj pompasının kesin ve tekrarlanabilir bir kapasiteye sahip olması gerektiğinden, santrifüj pompalar çalışma prensiplerinden dolayı uygun olmaz, ancak pozitif deplasmanlı pompalar genellikle bu gereksinimi karşılar. Çoğu pozitif deplasmanlı pompanın dozaj için sınırlamaları vardır. Daha düşük viskozite ve yüksek proses basınçlarında "geri kaçırma" meydana gelebilir. Mekanik salmastraya sahip bazı pompalarda bu durum gerçekleşir ve tam sızdırmazlık sağlanamaz. Manyetik kaplinli veya hortum pompalarda bu durumla
karşılaşılmaz.
Döner Pozitif Deplasmanlı Pompalar
Döner pozitif deplasmanlı pompalarda, rotor mekanizmasının devir sayısı pompa kapasitesini belirler. Bununla birlikte, dozlanan akışkanın gerçek hacmi geri kaçışlara ve kayıplara bağlıdır. Pompanın emiş tarafına basma tarafından az miktarda akışkan sızar, çünkü pompadaki açıklıklar, emme ve basma tarafları arasında tam bir sızdırmazlık oluşturmaya izin vermez. Bu hacimsel verimlilik kaybı dört faktöre bağlıdır:
• pompanın emme ve basma tarafları arasındaki basınç farkı
• viskozite
• sürtünme oluşturan viskozite davranışı
• pompanın tasarım açıklıklarının ötesinde parçalar aşındıkça artan pompa haznesi kayıpları
Proseslerde kapasite değiştiğinde, boru sistemindeki dinamik direnç de değişecektir. Bu basınç değişiklikleri, pompadaki kayıp derecesini ve dolayısıyla etkin pompa kapasitesini etkiler. Benzer şekilde viskozite de, pompanın istenen hacmi değişen hızlarda veya yüksek geri basınçlarda sağlayıp sağlayamayacağını kritik bir şekilde etkiler.
Döner pozitif deplasmanlı pompalar genellikle 20 bara kadar olan basınç ve büyük kapasiteler için kullanılır. Üretim proseslerinde, sıvı içerisinde katı olan akışkanlar dahil olmak üzere düşük ve yüksek hacimli viskoz sıvıların dozlanması için uygundurlar. Ayrıca, nötralizasyon ve su arıtma proseslerinde, polimer ve sulu çamur pompalamada da kullanılırlar. Düşük kapasiteli ve yüksek basınçlı modeller çoğunlukla hidrolik sistemlerde bulunur. İnsanlar ve çevre için tehlikeli olan kimyasallar genellikle dozlanır. Çevresel deşarj onay seviyelerinin daha katı olması nedeniyle, tamamen sızdırmaz olan bir pompa tipi seçmek gerekir. Loblu, dişli, vidalı, pistonlu pompalar ve monopomplar gibi döner pozitif deplasmanlı pompalar salmastralı pompalardır. Bu pompaları sızdırmaz hale getirmek için yardımcı bir ekipman veya manyetik kaplin gibi pahalı çözümler gerekir.
Pistonlu Dozaj Pompaları
Pistonlu pompalar, salınımlı bir pompa hareketine sahiptir. Bu pompalar, hacim yer değiştirmesinin pompa üzerindeki bir ayar düğmesi ile ayarlanabildiği bir strok uzunluğu ayarı ile tasarlanmıştır. Bu pompaların akışkan dozlarken sınırlamaları vardır. Bu pompa tipinde kristalize hale gelen ve katı partikül içeren akışkanların pompalanması mümkün değildir. Yüksek viskoziteli sıvılar pompalanabilir ancak kuru çalıştırma mümkün değildir; salmastra yanar. Pistonlu pompalar yalnızca çok yüksek enjeksiyon basınçlarında ve küçük debilerde kullanılabilir, örneğin kimyasallarla yüksek basınçlı temizleme sistemleri
Diyaframlı Dozaj Pompaları
Diyaframlı pompa, salınımlı yer değiştirme hareketi yapan bir pompadır ve sabit veya değişken hıza sahip harici bir sürücüye sahiptir. Basınç darbesi durumunda, esnek diyafram, hareket ederek alabileceği hacim kadar dozlanacak akışkanı dozaj kafasından çıkış valfi yoluyla hatta taşır. Sonraki emme stroku süresince pompa kafasında düşük bir basınç oluşur. Bu, basınç vanasını kapatır ve emme vanasındaki bilyeyi açar, böylece pompa kafası tekrar akışkanla dolar. Diyafram, bir tarafta pompalanan akışkan ile temas halindedir. Bu şekilde olası sızıntı noktaları önlenir ve bu pompa tipi için contalara ihtiyaç duyulmaz. Tip veya prosese bağlı olarak bu pomplar mekanik, pnömatik veya hidrolik olarak çalıştırılabilen bir veya daha fazla diyaframa sahiptir. Dozlama kafası, valf yapıları, diyafram kontrolü, hız ve strok ayarı, diyaframlı dozaj pompasının en önemli bileşenleridir. Akışkanla temas eden tek parça pompa kafası ve diyaframdır. Mekanik diyafram sürücüleri, yaklaşık 20 bara kadar proses basınçları için uygundur; hidrolik diyafram sürücüler 1000 bara kadar çıkar. Daha pahalı olan hidrolik diyaframlı pompalar yüksek güvenilirliği nedeniyle daha düşük basınçlı uygulamalar için de kullanılır.
Peristaltik Pompalar
Peristaltik pompalar, pompalanan sıvıyı tamamen termoplastik tüplerine veya güçlendirilmiş kauçuk hortum elemanlarına alırlar ve sızdırmazdırlar bu sayede pompalanan akışkanın kontaminasyon riski ortadan kalkmış olur. Sıcak kahveden kesme hassasiyeti olan aşılara, gazdan arındırılmış kimyasal bulamaçlarlara kadar pek çok akışkanı akışkana zarar vermeden ve yavaşça dozlayabilirler. Daha küçük hacimli pompalar genellikle içecek otomatlarında, dezenfeksiyon sistemlerinde ve laboratuvar analizörlerinde kullanılır. Küçük tüp pompalar, birkaç dozlama kafasıyla farklı akışlara dozlama yapabilirler. Daha yüksek kapasiteli akışlar için endüstriyel hortum pompalar idealdir.
Peristaltik pompalar, yüksek basınçlar (> 16 bar) için çok uygun değildir; bu durum kısmen hortumun basınç sınırlaması tarafından belirlenir. Hortum tasarlanırken, hortumun sıkıştırma işlevi ile basınca dayanımı arasında denge olmalıdır. 16 barın altındaki basınçlar için endüstriyel hortum pompanın ilk yatırım maliyeti düşüktür. Hortum ömrü uzundur. Aşındırıcı kimyasalları basabilir ve 9,5 metreye kadar emiş yaptırılıp, pompaya zarar vermeden kuru çalıştırılabilirler.
Yeni Oyuncu
Dozaj pompası segmentinde Endüstri 4.0'a hazır devrim niteliğinde yeni bir oyuncu var. Onu normal dozaj pompalarından ayıran şey, son kullanıcı için bağlanabilirlik ve işletimsel kavramadır. Pompa ayrıca çok yönlü verilerin izlenmesine izin vererek dozlama işleminin daha net bir resmini ortaya çıkarır.
Verderflex Vantage 5000
• Dozaj pompaları artık işlem ve verilerin incelenmesi, analizi için WiFi ve uygulama bağlantılarıyla kullanılabilir. Bu sayede sistemdeki A ve B pompaları karşılaştırılırken, pompa sisteminin nasıl performans gösterdiğine dair daha net bilgi alınır.
• Daha fazla bağlanılabilirlik, dozlama işlemi sorunlarına daha fazla saha personelinin yanıt vermesine olanak sağlar. Uygulama bir telefon veya tablette kullanılabilir. Operatöre sorunların anında bildirilmesine izin verir veya pompa sisteminin performansının uzaktan izlenmesine izin verir. Sistemden yakalanan bilgiler ile problem oluşmadan müdahale edilmiş olur.
• Bir proses olarak dozaj, hijyenik CIP uyumluluğunu sağlamak, ilaç üretiminin bütünlüğünü korumak, suyun içilmesi veya yeniden kullanılması için güvenli olmasını sağlamak, çevresel deşarj onay seviyelerine uymak ve sızıntı sularından fosfor giderimi gibi sorunları gidermek için temel olabilir. Denetlenebilir verilerin olması bir zorunluluktur ve yeni nesil dozaj pompaları, denetimde kolay kayıt tutma için Windows uyumlu veri dosyalarının basit bir şekilde indirilmesine izin verir.
EN İYİ DOĞRULUK İÇİN ÜÇ TEMEL KILAVUZ
Gerçek dozlama doğruluğu elbette her zaman pompanın nasıl çalıştırıldığına ve kullanıldığına bağlıdır. Dozlama doğruluğu, teorik kapasiteden sapmaya neden olan birçok faktörü içerir. Pratik doğruluk değerlendirmeleri için bazı sapmalar ikincil öneme sahiptir çünkü basit pompa kalibrasyon prosedürleri bu sorunları telafi eder.
En yüksek dozaj sistemi performansını sağlamak için üç önemli nokta kalır.
• Dozaj hataları
• Tekrarlanabilirlik veya tekrarlama doğruluğu
• Pompa performans aralığıyla birleştirilmiş pompa doğruluğu veya dozlama kararlılığı
İyi bir dozaj pompası için temel özellikler şunlardır:
• Pompanın sızdırmaz olması için salmastrasız olması
• Geri kaçırmamalı, böylece kapasite karşı basınçtan bağımsızdır
• Hassas ve tekrarlanabilir dozlamaya uygun olmalı
SONUÇ
Diğer proses gereksinimlerinize ve koşullarınıza bağlı olarak, diyaframlı dozaj pompaları ve peristaltik pompalar, ürününüzün en iyi ve en tutarlı kaliteye sahip olmasını sağlayan açık ara en iyi dozaj pompalarıdır.