图1 CIP原位清洁设备中使用的Grundfos公司研发生产的Hilge系列Contra卫生泵

从保证生产过程安全性的角度出发，食品和药品生产设备的卫生清洁是必不可少的，也是HACCP管理体系风险分析的关键控制点。本文将介绍Rainer Pfeffer先生和Manfred Thamm先生在PROCESS杂志举办的第九届泵技术论坛中，关于Grundfos公司Hilge卫生泵和拜尔集团公司Schering医用泵的设计和使用情况的讲解。

从保证生产过程安全性的角度出发，食品和药品生产设备的卫生清洁是必不可少的，这也是（HACCP管理体系）风险分析的关键控制点。生产设备的设计越是符合卫生设计规范的要求，所需使用的清洁工作量（时间、温度、清洁剂浓度）就越少。这里的清洁度还包括生产设备中所使用的零部件，这同样是选择泵时的一个重要标准。

卫生泵指的是在有卫生要求条件下使用的泵，世界各地都对这种泵提出了最高的安全性要求。它除了应该操作简单之外，还应具有很高的生物安全性。另外，还要求其不能对液力剪切敏感的产品带来太大的损害。

无死角及表面质量缺陷

符合卫生设计的泵应达到如下标准：

所使用的金属材料具有耐腐蚀性；

符合DIN标准、ANSI标准的不锈钢材料；

弹性密封件的材料符合FDA要求，适合于在流程工业技术领域中使用。

原则上应避免有无方法排空、影响卫生清洁的“死角”区域，内部的圆角半径应大于3mm。应尽可能不使用螺栓，若必须使用螺栓时，螺栓、螺母应具有CIP原位清洁的性能。

泵的清洁性能评判标准首先是无缝结构和无死角区域，长度—直径比应在1和3之间。这个比例也适用于滑动密封件的密封腔及残留排空装置的位置和规格尺寸（最理想的情况是自动排空）。

此外，与介质接触的表面应没有任何缺陷（裂纹、划痕和刻痕）；不锈钢铸件不得有气泡、缩松；给微生物提供的生存空间应尽可能得小；产品尽量不受机械性的损伤。因此，电抛光、表面粗糙度Ra小于1μm的表面是最合适的。电抛光提高了金属材料抵抗腐蚀的能力，同时也能提高其疲劳强度（没有微裂纹）。易于卫生清洁的结构设计大大方便了机械加工污垢的清洁。因此在通往卫生泵的道路上，第一步就是要选好泵的类型，目的就是保证泵的结构设计符合所泵送介质的要求。

图2 坚固、可靠、高效，Novalobe系列的挤出泵。图示的挤出泵带有可加热的泵体

设计决定液体介质流动

根据牛顿流体力学的理论，选择和使用叶片泵时被输送液体介质的最大浓度为400mPas。利用叶片泵输送敏感性产品时，应注意泵和管道的流体力学性能的优化，以及泵运行工作时应避免产生气蚀，避免对流动介质进行节流，并应优先选用变频器调节泵的转速。

高浓度的介质、不符合牛顿力学原理的液体介质以及固体含量很高的液体介质，都会对挤出泵产生非常严重的“打击”。当利用挤出泵柔和地输送敏感性介质时，（参见表中所述）也应遵循最佳的管道结构和最佳的输入管道、无气蚀的、无脉动的运行等要求。另外，合适的转速（尽可能利用变频器进行调节）以及与液体介质中颗粒物大小相适应的泵腔也同样非常值得注意。

与叶片泵相比较，挤出泵最大的优点，是它的输送量取决于电动机的转速，也就是说几乎与压力无关，可以保持稳定的流量。因此，这种泵适合于泵送那些高粘度的，同时又有柔和泵送要求的液体介质，这正是食品和药品生产领域中最常见的工作情况。

如何定义干净

到底如何定义泵已经被清洁干净？干净表示的是卫生清洁后的一种状态，是根据不同使用要求通过检验认证的状态。这种标准可以表示为：

从表面看不到残留物；

设备中允许的残留物检测单位是mg级（初级产品、分解产物、试剂等）；

微生物污染不大于规定的单位面积的KBE值（KBE＝菌落形成单位）。

清洁度认证（规定的初始状态、规定的方法、规定的最终状态）确认的是清洁方法的有效性。使用经过认证的方法生产符合某种技术规范的产品便会达到很高的合格率。

卫生泵停机事故的主要原因

叶片泵的轴密封应被给予更高的关注，因为它是叶片泵停机故障的1号杀手。一般情况下，叶片泵的轴密封不是针对某一被泵送产品而研发设计的。另外还要考虑到，轴密封与CIP原位清洁清洗剂和CIP原位清洁温度的相互关系。对有卫生消毒要求的滑动密封件有很多要求，例如：

表面质量：封闭的，光滑的，均质的；

最新的表面粗糙度，电抛光，机械抛光；

很少的缝隙和死角。若无法避免时应尽可能避免较大的、开放式的缝隙和死角；

符合CIP原位清洁的结构设计；

符合SIP原位消毒的结构设计；

具有抵抗被泵送介质、清洁剂和消毒剂（蒸汽）化学腐蚀的性能；

复式密封中的无菌隔离介质。

在卫生消毒应用场合中使用的滑动密封主要是单向密封，因为隔离介质很难保持隔离的持久性。另外，没有一种滑动密封是不泄露的，粗略估计可能的泄露量为1g/h。因此，生产企业要考虑到大约8000h/年带有泄露的运行过程。