Эта статья являет собой продолжение технической повести о пивоварне для небольшого ресторана. Первая публикация из этой серии была посвящена презентации проекта. Здесь я, по сути, продолжаю тему — рассказывая о принципах положенных в основу построения сиcтемы. Представляется, что эти принципы разумны, и достаточны с точки зрения конечного результата — качественного продукта.

Любая пивоварня являет собой набор емкостей соединенных между собой с помощью трубопроводов. Насосы и клапаны направляют по этим «артериям и венам» потоки различных пивных жидкостей: затор, сусло, пиво, воду, моющие и дезинфицирующие средства. Трубопроводы в данном проекте занимают особое место. В первую очередь потому, что шланги устранены из принципиальных соображений. За годы занятия пивоварением автор проекта порядком устал от постоянного опутывания ферментера и других баков шлангами самого разного вида и назначение.

Как уже упоминалось ранее пивоварня построена из готовых компонент представленных на рынке: котлов, насосов, емкостей, запорной арматуры. Эти компоненты изготовлены где-то, кем-то и как-то. Разработчику надлежит лишь сделать правильный выбор. (Хотя это само по себе представляется не тривиальной задачей,  сейчас речь не об этом).

Трубопроводы пивоварни — совсем другое дело, они не существовали и не могли существовать ране в готовом виде и являют собой совершенно уникальное устройство разработанное и созданное исключительно для данного конкретного случая, практически, с нуля.

Как можно видеть на рисунках  система трубопроводов связывает все без исключения узлы пивоварни в единый комплекс. Сусловарочный котел, фильтрчан, ферментеры, система CIP, емкости для продукта — части единой функциональной схемы. Одни и те же трубы пропускают через себя и детергенты, и дезинфектанты, и продукт, и все прочие пивные жидкости. Это накладывает определенный отпечаток на архитектуру системы. Трубопроводы организованы в строго упорядоченную систему контуров со специфическими правилами соединения элементов. Однако эта статья не о логистике и потоках. Здесь речь пойдет непосредственно о трубах и способах их соединения.

Постройка подобного агрегата процесс достаточно хлопотный и довольно трудоемкий — как я писал ранее трубопроводы установки включают несколько тысяч отдельных фитингов. Соответственно, одним из самых трудоемких процессов является создание 3D проекта. Однако реальному проектированию предшествует стадия выбора и обоснования технических решений. Вот с этого места мы и начнем.

Классический подход

Откроем, как обычно, фундаментальное произведение Г-на Кунце [1]. Да да, там можно найти необходимые сведения и о трубопроводах. Ниже я привожу выдержки из длинного перечня важных аспектов лишь в той части, которая касается темы данной статьи (смотри страницу 980, нумерация пунктов моя — для удобства дальнейшего изложения).

«Важными аспектами разработки трубопроводов … и предотвращения их контаминации являются:

(1) подбор материалов: нержавеющая сталь … с соответствующей для конкретной области применения коррозионной стойкостью;

(2) выбор степени шероховатости поверхности: для поверхностей, контактирующих с продуктом, среднее отклонение профиля микрошероховатостей согласно стандарта DIN 4762 должно составлять не более 1,6 мкм;

(3) качество обработки материалов — качественные сварные (в среде инертного газа) швы без зазоров с пассивированием поверхности после выполнения сварных работ;

(4) отсутствие зазоров и мертвых зон; отсутствие контакта резьбы с продуктом или иной транспортируемой средой;

…

(5) возможность полного опоражнения без остатков продукта или CIP сред;

(6) предотвращение контакта с продуктом загрязненных повернохностей;

(7) конструкция любого вида … должна предусматривать возможность CIP мойки;

(8) предотвращение подсоса нестерильного воздуха в операциях CIP -мойки и опоражнения емкостей…».

Далее на странице 982 находим кое-что о запорной арматуре

(9) «…применение шарового крана, который можно использовать в качестве элемента запорной арматуры в подающих и отводящих трубопроводах CIP, если в его корпусе предусмотрен штуцер для промывки и дренажа».

На странице 985 имеется продолжение новеллы о соединениях в трубопроводах. Кое-что о методе сварки:

(10) «Подходящим методом сварки являются ручная сварка вольфрамовым электродом в инертном газе или автоматизированная круговая сварка. Инертным газом в данном случае является аргон».

И еще кое-что о шероховатости:

(11) «Шлифование швов полученных сваркой вольфрамовым электродом в инертном газе зачастую приносит лишь вред: если невозможно обеспечить значение Ra < 1,6 мкм, его лучше исключить. Поверхность сварного шва в целом гладкая, так как расплав под действием сил поверхностного натяжения застывает без шероховатостей».

(12) «Не будет лишним квалифицировано выполненный валик сварного шва. Шлифование и электрическое полирование улучшают не только внешний вид, но коррозионную стойкость».

О разъемных трубных соединениях мы находим следующую информацию (страница 986):

(13) «В квалифицированом монтаже трубопроводов отдается предпочтение, как правило, фланцевым соединениям».

И на странице 987:

(14) «Фиксирующие хомуты (согласно стандарту ISO 2852) применяются практически во всем мире».

На этой оптимистической ноте я позволю себе закончить цитирование любимого классика и рассмотреть обозначенные им тезисы несколько подробнее. Дальнейшее изложение будет построено по следующей схеме. Вначале мы рассмотрим трубные соединения со всеми ворпросами шероховатости, затем запорную арматуру и некоторые типы фитингов. Изложение будет осуществляться в контексте означенных выше требований.

Полностью статья опубликована в Pro версии сайта. Подписку можно оформить здесь.