CC BY
20
УДК 663.4.621.798.2
Фасовочные и фасовочно-укупорочные машины
для пивобезалкогольных напитков
В. А. Трунов, канд. техн. наук, доц.
Московский государственный университет технологий и управления
Производство и потребление безалкогольных напитков в мире имеет устойчивую тенденцию к росту. Так, в Германии их потребление составляет 195 л на человека в год (в том числе минеральных вод — 80, соков — 32, освежающих напитков — 83), в США — 164, Бельгии — 129, Чехии — 110, Швеции — 55 л.
Потребитель, делая выбор в пользу того или иного продукта, все чаще ориентируется на следующие критерии: продукт должен обладать превосходными вкусовыми качествами; относиться к категории здоровой пищи; быть натуральным; быть комфортным в употреблении.
Данные о душевом потреблении безалкогольных напитков (в нашем случае освежающих напитков и минеральных вод) в экономически развитых странах свидетельствуют о том, что по этому показателю Россия значительно уступает им. Среднедушевое производство освежающих напитков и минеральных вод в нашей стране колеблется от 50 л в Москве и Санкт-Петербурге до 10-12 л в Восточно-Сибирском и Дальневосточном экономических районах.
Преодолев спад производства продукции, имевший место в начале перехода на работу в рыночных условиях, пищевые предприятия России в последние годы стали стабильно наращивать темпы производства пива, безалкогольных напитков, минеральной и питьевой воды [1].
Фасование пищевых жидкостей может осуществляться в различных условиях в зависимости от свойств продукта и требований, предъявляемых к самому процессу.
В соответствии с требованием действующих стандартов массовая доля диоксида углерода в безалкогольных напитках должна составлять не менее 0,4 %, в пиве — 0,3, в минеральных водах в пределах 0,15-0,20, в лечебно-столовых — не менее 0,3, в железистых — 0,4 %.
Ключевые слова: фасовочные и укупорочные машины, средства укупоривания, фасовочное и укупорочное устройства, моноблок, карусель, технические характеристики, стеклянные и ПЭТ-бутылки
Фасование газированных жидкостей (пива, фруктовых и минеральных вод) во избежание потери растворенной углекислоты проводят под некоторым постоянным избыточ-
ным давлением, т. е. изобарически. Для осуществления изобарического фасования вначале в бутылке создается газовое давление, равное тому, под которым находится разливаемая жидкость, а затем уже происходит наполнение бутылки. Изобарические машины заполняют бутылки до определенного уровня по высоте без точной дозировки по объему.
Фасование производится по уровню. Конкретные пределы отклонений от номинального объема фасуемого продукта определяются стандартами и другими нормативными документами.
Классификации и общие сведения. В основу классификационной системы фасовочных машин может быть положено деление по принципам и условиям фасования пищевых жидкостей.
Тип фасовочного устройства принципиально определяет его конструкцию, гидравлическую схему наполнения бутылки, вид запорного устройства и др.
г
1
Поздравляем с юбилеем!
Поздравляем
Владимира Александровича ТРУНОВА!
В августе 2009 г. исполнилось 70 лет со дня рождения нашего постоянного автора — канд. техн. наук Владимира Александровича ТРУНОВА.
После окончания в 1963 г. Воронежского технологического института В. А. Трунов работал инженером-механиком на Ленинградском пивоваренном заводе «Вена», а с 1965 г. — ст. инженером ВНИЭКИпродмаш. В 1973 г. он успешно защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук, работал ст. научным сотрудником на той же кафедре, а с 1976 г. — ст. научным сотрудником ВНИЭКИпродмаш.
В 1990 г. В. А. Трунов перешел на должность доцента кафедры «Пищевые машины» ВЗИПП (ныне МГУТУ), где работает и в настоящее время.
На всех этапах своей деятельности В. А. Трунов показал себя добросовестным работником, целеустремленным человеком, всегда стремящимся к овладению новыми знаниями, внедрению в отрасль нового оборудования.
Владимир Александрович награжден двумя бронзовыми медалями ВДНХ СССР, почетным орденом «Екатерина Великая», учрежденным МГУТУ.
Он пользуется заслуженным авторитетом среди коллег — сотрудников МГУТУ и студентов, ценящих его квалификацию, умение передавать знания и доброе отношение.
Владимир Александрович!
Сердечно поздравляем Вас со славным юбилеем и желаем крепкого здоровья, оптимизма, долголетия, дальнейших творческих успехов, счастья и благополучия!
Коллеги по кафедре, коллектив Издательства «Пищевая промышленность»
Запорные устройства могут быть выполнены в виде пробки (крана), клапана или золотника. Они срабатывают либо под воздействием самой бутылки при подъеме ее к фасовочному устройству (или опускании фасовочного устройства на бутылку), либо при помощи специальных приспособлений, действующих от неподвижных упоров, расположенных по ходу вращения карусели.
По гидравлической схеме наполнения бутылки возможны следующие варианты: равномерной пленкой-шатром, симметрично направленной струей, односторонней или прямой струей, равномерной струей-зонтиком, утопленной струей (в последнем случае истечение происходит из удлиненной трубки, доходящей почти до дна бутылки, при этом достигается минимальный контакт продукта с воздухом; иногда такой способ называют фасованием «по уровню»).
В развитии конструкций фасовочных машин можно выделить тенденцию создания фасовочно-укупорочных агрегатов, ополаскивающих — фасо-вочно-укупорочных моноблоков.
Варианты решений карусельной фасовочной машины (а), фасовочно-укупорочного моноблока (б), ополаскивающего — фасовочно-укупороч-ного мноблока (в) показаны на рис. 1.
Устройства для фасования по уровню состоят из одной, двух или трех камер. В однокамерных устройствах давление в наджидкостном пространстве в расходном резервуаре и в бутылке перед фасованием одинаково, в двух- и трехкамерных имеет место перепад давлений.
Фасовочные машины могут быть линейными (как правило, производительностью до 3000 бут/ч) и карусельными (производительностью от 3000 до 24 000 бут/ч и выше).
Фасовочные машины малой производительности (в основном до 1000 бут/ч) могут быть линейными многопозиционными (при наличии нескольких фасовочных устройств) или однопозиционными. Бутылки под фасовочные устройства в этих машинах устанавливают и снимают вручную.
В настоящее время широко распространены линейные машины более высокой производительности с механизированными подачей и отводом бутылок (рис. 2).
Современные фасовочные машины производительностью выше
Рис. 3. Фасовочная машина карусельного типа
3000 бут/ч (рис. 3) — устройства карусельного типа, состоящие из неподвижной станины с расположенными на ней механизмами машины; вращающегося расходного резервуара для приема жидкости с фасовочными устройствами и поплавковой системой, при фасовании поддерживающей постоянный уровень продукта в нем; механизмов загрузки и выгрузки бутылок, обеспечивающих равномерную синхронную подачу последних под фасовочные устройства и удаление их после наполнения; вращающейся карусели с подъемными столиками. Карусель находится на общем валу с расходным резервуаром, подъемные столики расположены на одной оси с фасовочными-устройствами и служат для подъема и опускания бутылок при фасовании (в машинах с перемещающимися фасовочными устройствами подъемные столики отсутствуют). Кроме того, машины имеют привод и механизмы для передачи движения всем элементам машины.
Машины могут быть классифицированы по способу взаимодействия фасовочного устройства и бутылки (как упоминалось, с подъемом бутылки под фасовочное устройство или опускание последнего на бутылку).
В настоящее время разрабатывают и применяют машины и агрегаты универсального назначения, т.е. такие, которые могут быть использованы для фасования всех видов слабоалкогольных и безалкогольных напитков, минеральных вод и пива.
Основные параметры фасовочных машин стандартизированы. Так, для пивобезалкогольной промышленности предусмотрены машины производительностью 1000; 3000; 6000; 12 000 и 24 000 бут/ч для фасования в стеклянные бутылки и машины производительностью 1000; 3000; 6000 бут/ч для фасования в ПЭТ-бутылки вместимостью 500; 1000; 1500 и 2000 см3.
Основные технические требования, предъявляемые к фасовочным машинам, сводятся к следующим:
бесступенчатое регулирование скорости привода машин, особенно большой производительности;
изготовление деталей фасовочных машин, соприкасающихся с пищевыми жидкостями, из материалов, не оказывающих влияния на качество продукта и стойких к воздействию средств, применяемых для мойки и дезинфекции машины;
покрытие наружных поверхностей машин (допускаются поверхности из коррозиестойких материалов без лакокрасочных покрытий);
обеспечение плотности соединений магистрали сжатого воздуха в машинах, в которых он используется. Коммуникации при этом рассчитывают на давление 0,6-0,8 МПа;
снабжение резервуаров машин, наполняющих бутылки пищевыми жидкостями под давлением, предохранительным регулятором уровня;
как правило, на фасовочных машинах применяют пневматические устройства для подъема бутылок к фа-
совочным устройствам, пневматический плунжер для бутылок движется действием сжатого воздуха под давлением 0,20-0,28 МПа, что обеспечивает спокойный подъем бутылок;
современные изобарофасовочные машины выпускаются только канального типа без расходных резервуаров и преимущественно трехканальными (канал кольцевой продукта, канал отвода воздуха из бутылок, канал подачи в бутылки диоксида углерода);
исключение возможности попадания смазочных материалов в пищевые продукты.
Кроме того, в фасовочных машинах должно быть предусмотрено следующее:
фасование продукта производится только при наличии бутылки под фасовочным устройством;
привод машины отключается при переполнении отводящего участка конвейера или заклинивания бутылки на выходе ее из машины;
предотвращается поступление упавших бутылок в загрузочную и перезагрузочную звездочку.
Как правило, фасовочные машины настраивают на один тип бутылок, но должна быть предусмотрена техническая возможность изменения настроек высоты налива продукта.
Полуавтоматические фасовочные машины линейного типа. На рис. 4 показан общий вид полуавто-
матической линейной машины ЛД-8Г для розлива газированных напитков, выпускаемой фирмой «Продвижение». Машина представляет собой компактную установку, все узлы которой смонтированы на одном основании и помещены в корпус из нержавеющей стали.
Машина работает в полуавтоматическом режиме: оператор вручную устанавливает пустые бутылки и снимает наполненные, дозированное заполнение бутылок газированной водой осуществляется автоматически, нажатием кнопки управление фасовочными головками.
Основные узлы установки: система наполнения, пневматическая система и электронная система управления. Система наполнения состоит из фасовочных устройств, клапанов газированной воды, газа и бака деаэрации.
Пневматическая схема с помощью работы пневмоцилиндров обеспечивает движение фасовочных устройств вниз, до упора, в моменты времени, соответствующие началу налива бутылок.
Синхронной работой пневматики через электромагнитные клапаны управляет микропроцессор. Электрическая схема, смонтированная в пульте управления, обеспечивает наполнение бутылок по автоматическому циклу и предоставляет возможность обслуживания оборудования одним оператором.
Рис. 4. Общий вид машины ЛД-8Г
Технические характеристики машин ЛД-4Г, ЛД-4ГД, ЛД-4Г (П), ЛД-8Г, ЛД-8ГД и ЛД-8Г (П) приведены в табл. 1.
Производительность фасовочной машины линейного типа можно определить по формуле
П = 3600 г/т,
где П — производительность машины, бут/ч; г — количество фасовоч-
Таблица 1
Технические Модели машин
характеристики ЛД-4Г ЛД-4ГД ЛД-4Г (П) ЛД-8Г ЛД-8ГД ЛД-8Г (П)
Производительность, бут/ч (вместимость бутылок, л) До 600 (1,5) До 300 (1,5) До 1200 (1,5)
Точность налива ± 1
по уровню, мм
Регулировка наполнения от края горлышка, мм 15-70
Фасуемый продукт В Безалкогольные д напитки Пиво Вода Безалкогольные Пиво напитки
Объем дозируемого сиропа, мл 50-250
Количество фасовочных устройств, шт. 4 8
Давление двуокиси углерода в резервуаре, МПа 0,4-0,6
Давление воздуха в резервуаре, МПа Не более 0,35
Расход двуокиси углерода, м3/ч 3,0 6,0
Рабочее давление, МПа 0,4-0,6
Установленная мощность, кВт 0,1
Напряжении питания, В 220
Габаритные размеры (ДхШхВ), мм 600x850x2300 1600x1260x2300
Масса, кг 90 140
Предприятие-изготовитель «Продвижение» (Москва, Россия)
Рис. 5. Общий вид машины МРЛ-8Г (производительность полуавтомата 1500 бут/ч, габаритные размеры 1200x500x2500 мм, масса 150 кг)
Таблица 2
ных устройств; т — цикл рабочий, с (время подачи бутылок на рабочий стол, фасовка жидкости и время отвода бутылок со стола).
Аналогичные машины выпускает фирма ООО НПО «Спецоборудование» (г. Ижевск) и ООО «Профи-тэкс» (г. Пятигорск). Полуавтомат розлива газированных напитков с восемью разливочными устройствами МРЛ-8Г производит изобарический розлив в ПЭТ-тару и стекло, объем розлива 0,33-2,0 л (рис. 5).
Полуавтоматические фасовочные машины карусельного типа производительностю от 500 до 1500 бут/ч (рис. 6).
Машины предназначены для наполнения ПЭТ-бутылок вместимостью от 0,33 до 2,0 л минеральной
Технические Модели машин
характеристики РМ-1 МРН-12
Производительность, бут/ ч (вместимость бутылок, л) 500-1500 (2,0-0,5) 500-1500 (1,5-0,33)
Число разливочных устройств, шт. 12 12
Устанолвенная мощность, кВт 1,1 1,1
Напряжение питания, В 380 (50 Гц) 380/220 (50 Гц)
Габаритные размеры (ДхШхВ), мм 1000x1000x2000 1000x1050x1920
Масса, кг 248 350
Предприятие-изготовитель ГНПП «СПЛАВ» (г. Тула) ОАО «Орел-Легмаш» (г. Орел)
Таблица 3
Технические Модели фасовочных машин
характеристики ЮВЕСТ-2,0-БН ЮВЕСТ-4,0-БН ЮВЕ СТ-6,0-БН
Производительность, бут/ч (вместимость бутылок, л) Количество фасовочных устройств, шт. Установленная мощность, кВт Расход сжатого воздуха, м3/ч (при рабочем давлении, МПа) Давление поступающего напитка, МПа (атм) Габаритные размеры (ДхШхВ), мм Масса, кг 2500 (1,0) 20 0,75 3,0 (0,45) 0,3-0,4 (3-4) 2300х1740х2800 3000 4200 (1,0) 28 1,1 4,5 (0,45) 0,3-0,4 (3-4) 2600х1950х2800 3300 6200 (1,0) 34 1,1 5,0 (0,45) 0,4 (3-4) 2600х1950х2800 3300
Таблица 4
Технические Модели фасовочных машин
характеристики МР-12Н МР-24Н МР-40Н
Производительность, бут/ч Количество фасовочных устройств, шт. Установленная мощность, кВт Давление поступающего напитка, МПа (атм.) Габаритные размеры (ДхШхВ), мм Масса, кг До 1500 12 0,75 0,4 (4) 1570х970х2200 950 До 3000 24 1,1 0,4 (4) 1570х1440х2200 1200 До 6000 40 1,5 0,4 (4) 1570х1440х2200 1700
газированной водой и безалкогольными напитками.
В комплект машин входит дозирующее устройство, предназначенное для добавления сиропа в фасуемую жидкость. Доза сиропа может плавно регулироваться в пределах от 1 до 250 мл. Применение дозатора в сиропе позволяет отказаться от использования в линиях фасования дорогостоящих миксеров для смешивания воды и сиропа. Использование изобарического принципа фасования, при котором налив прекращался при достижении жидкостью определенного уровня в бутылке, позволяет, не меняя оснастки, использовать при фасовании бутылки ПЭТ различной вместимости.
Технические характеристики машин РМ-1 и МРН-12 приведены в табл. 2.
Аналогичные машины выпускают предприятия «СПЕЦПРОМАВ-ТОМАТ» (г. Москва, модель МР-1) и ООО «АГРОСПЕЦМАШ» (г. Щелково, Московская обл.).
Карусельные фасовочные машины производительностью 1500— 6000 бут/ч. ООО ПКЦ «Орелпи-щемаш» выпускает машины ЮВЕСТ-2,0-БН, ЮВЕСТ-4,0-БН (рис. 7) и ЮВЕСТ-6,0-БН, предназначенные для розлива газированных напитков и минеральных вод в ПЭТ-бутылки вместимостью 0,5-1,5 л в линиях розлива производительностью 1500, 3000 и 6000 бут/ ч. Технические характеристики машин приведены в табл. 3.
ОАО «Орел-Легмаш» выпускает машины для наполнения ПЭТ-бутылок вместимостью 0,33-2,0 л и стеклянных бутылок вместимостью 0,33-0,5 л газированными напитками — МР-12Н, МР-24Н, МР-40Н производительностью 1500; 4500 и 6000 бут/ч (по 1,5 л).
Технические характеристики машин приведены в табл. 4.
Укупорочные машины. Для укупорки ПЭТ-бутылок полимерными завинчивающимися пробками предназначены однопозиционные укупо-
Таблица 5
Технические Модели машин
характеристики УП-1500 ЮВЕСТ-УА-2,5 УА-3000 АО-17 ЮВЕСТ-УА-4,0
Производительность, бут/ч (вместимость бутылок, л) 1500 (0,5; 1,0; 1,5; 2,0) 2500 (0,33; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0) 3000 (0,5; 1,0; 1,5) 3500 (0,5; 1,0; 1,5; 2,0) 4000 (0,5; 1,0; 1,5)
Количество
укупорочных 1 1 1 1 6
устройств, шт.
Установленная мощность, кВт 0,25 0,75 1,1 0,37 1,35
Расход сжатого
воздуха, м3/ч (рабочее давление воздуха, МПа) 1,5 (0,4-0,6) — 6,0 (0,6) — —
Габаритные размеры (ДxШxВ), мм 300x300x1800 720x860x2400 770x870x2500 820x750x1800 1500x930x2600
Масса, кг 35 150 400 120 400
Предприятие-изготовитель Группа предприятий «Продвижение» (Москва) ООО ПКЦ «Орелпищемаш» (Орел) Группа предприятий «Продвижение» (Москва) ООО «Оптиматик» (Москва) ООО ПКЦ «Орелпищемаш» (Орел)
Рис. 8. Укупорочная
машина УА-3000
рочные машины: УП-1500 и УА-3000 (группа компаний «Продвижение»), АО-17 (ООО «Оптиматик»), УА-2000 (ООО НПО Компания «АВИС», г. Ижевск) и многопозиционная машина ЮВЕСТ-УА-4,0 (ООО ПКЦ «Орелпищемаш»). Широкий ассортимент укупорочных машин выпускает ОАО «Орел-Легмаш».
Машины состоят из станины, стола загрузки-выгрузки бутылок, укупорочного каркаса, транспортера, укупорочного устройства или карусели укупорки, ориентирующего устройства с бункером вместимостью от 20 до 50 л, лотка передачи пробок и съемного устройства. Общий вид укупорочной машины УА-3000 показан на рис. 8.
Укупорка производится полимерными колпаками ГОСТ Р51958-2002.
Технические характеристики укупорочных машин производительностью от 1000 до 4000 бут/ч, которые можно применять для установки в линиях малой производительности, приведены в табл. 5.
Всероссийский
Выставочный
Центр
Павильон 69
Торгово-(Я к) промышленная М М Палата Мм России
и СТ1 к л о союз»
тел./факс: 8 499 767-42-73, (495) 963-67-36, 962-73-23(24) е-таН: [email protected], [email protected] www.steklosouz.ru
