Фасовочное оборудование малых предприятий

Л.А. Ровинский





                ФАСОВОЧНОЕ
                ОБОРУДОВАНИЕ МАЛЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ





Учебно-практическое пособие









Инфра-Инженерия
Москва
2011

УДК 663.225
ББК36.81я73
      Р58


      Ровинский Л.А.
Р 58 Фасовочное оборудование малых предприятий.- М.: Инфра-Инженерия, 2011. - 208 с.


ISBN 978-5-9729-0040-4


   В книге систематизированы основные типы фасовочного оборудования для малых предприятий пищевой и смежных отраслей, разработанные и вышедшие на потребительский рынок за последние 20 лет. Кроме того, описаны конструктивные решения каждого вида оборудования, проанализирован их технический уровень, дано сравнение вариантов машин по их полезным свойствам и применимости в различных условиях производства.
   Большая часть описанных устройств разработана в Научно-техническом центре фасовочного оборудования МГУТУ при непосредственном участии автора, сертифицирована, защищена патентами РФ, внедрена на более чем 30 промышленных предприятиях, производящих алкогольные и безалкогольные напитки, пиво, молочные продукты, питьевую воду, детское питание, соки, соусы и приправы, растительные и технические масла, растворители, спирты, парфюмерию, товары бытовой химии, автомобильные средства и пр.
   Книга может быть полезной для персонала малых и средних предприятий, студентов, аспирантов и преподавателей ВУЗов, конструкторов и проектировочных организаций, специалистов по технологии и оборудованию.







© Ровинский Л.А., автор, 2011
                © Издательство «Инфра-Инженерия», 2011



ISBN 978-5-9729-0040-4

           ВВЕДЕНИЕ

   Производство большинства потребительских товаров можно условно разделить на два этапа: выработку собственно продукта и его фасовку в потребительскую тару для возможности реализации в розничной торговле. Фасовочное оборудование для жидких и пастообразных товаров (в т.ч. продуктов питания) существенно отличается от прочего и рассматривается как отдельная группа оборудования. Под процессом фасовки понимается наполнение розничной тары (бутылки, банки, флаконы, пузырьки, фляги и пр.) продуктом, укупоривание тары, ее внешнее оформление. В ряде случаев необходима подготовка исходной тары, например ее мойка, ополаскивание или обеззараживание. Традиционно фасовочное оборудование разрабатывалось и производилось для предприятий большой и средней производительности, его характерными чертами были возможность работы в составе автоматизированной линии, узкая номенклатура и число типоразмеров, ограничения по составу фасуемого продукта, типа и размеров тары, значительные габариты и стоимость. Состав, конструктивные основы и типажи такого оборудования подробно рассмотрены в ряде трудов [8-11, 14, 33 и др.].
   В то же время для предприятий малой и ниже средней производительности фасовочное оборудование выпускалось в малом объеме и очень ограниченного ассортимента, причем для узкого круга типов тары. Появившиеся за последние годы новые машины и оборудование описаны в ряде справочников и каталогов [11, 15 - 22, 30, 62, 64] с точки зрения их номенклатуры, типоразмеров, условий применения и фирм - производителей. Научные основы процессов фасования и проектирования новых видов оборудования представлены существенно уже [39, 64], а рассмотрение конструкций машин,

3

Фасовочное оборудование малых предприятий

их анализ и сравнение практически отсутствуют. В настоящей работе изложены основные направления разработки и конструирования фасовочного оборудования для малых производств, сравниваются их технические особенности, потребительские свойства, эксплуатационные характеристики, область применения и возможности развития.

ГЛАВА I. Специфика работы малых производств и требования к фасовочному оборудованию








          ГЛАВА I

          СПЕЦИФИКА РАБОТЫ МАЛЫХ ПРОИЗВОДСТВ И ТРЕБОВАНИЯ К ФАСОВОЧНОМУ ОБОРУДОВАНИЮ

   Существенное изменение за последние два десятилетия рынка пищевых и подобных им непродовольственных товаров в сторону резкого расширения их ассортимента, появление новых видов продуктов и типов розничной тары, возникновение множества малых индивидуальных и частных предприятий потребовало кардинального пересмотра состава и конструктивных основ фасовочного оборудования, создания новых типов машин, предназначенных для условий работы и специфики малых предприятий. Среди подобных условий и требований к оборудованию можно выделить следующие:
   -   универсальность к виду продукта, т.е. один и тот же вид оборудования должен иметь возможность фасовки однотипных товаров, например воды, «тихих» напитков, соков, молока и молочных продуктов, других легкотекучих жидкостей;
   -   возможность перенастройки на различные дозы продукта;
   -   возможность фасования как по объему, так и по уровню;
   -   возможность перенастройки на разные типы тары (бутылки, банки, флаконы, фляги и пр.);
   -   возможность перенастройки на разные размеры и формы тары (круглые, плоские, прямоугольные);
   -   универсальность к применяемой при фасовании фурнитуре (пробкам, крышкам, колпачкам, этикеткам);
   -   долговечность и ремонтопригодность оборудования.
   Ввиду того, что малые производства часто расположены в сельской (сырьевой) зоне и не располагают квалифицированным персоналом, оборудование не должно быть сложным в обслуживании, желательно не иметь импортных комплектую

5

Фасовочное оборудование малых предприятий

щих и запасных частей. Перечисленные качества должны также сочетаться с доступностью оборудования. Из специфичных условий производства малых предприятий можно выделить их низкую производительность, малую производственную площадь, ограниченность источников энергии, отсутствие механизмов перемещения (транспортеров, конвейеров), большую долю ручного труда. Перечисленные особенности потребовали принципиального изменения подхода к производству фасовочного оборудования для малых предприятий, создания новых конструктивных решений и типов оборудования. В последующих разделах фасовочное оборудование рассматривается по отдельным группам: машины для наполнения тары продуктом (дозаторы); устройства для укупоривания тары; то же для внешнего оформления тары, в том числе обязательного (этикетки, акцизные марки и пр.) и декоративного, например термоусадочные колпачки на горле бутылок. Отдельно описано комбинированное оборудование, т.е. машины, совмещающие две или более операции.

ГЛАВА II. Дозирующие устройства









         ГЛАВА II

         ДОЗИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

         2.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ПРИНЦИПЫ, КЛАССИФИКАЦИЯ

  В пищевых и смежных производствах широко применяются устройства, предназначенные для отмеривания доз жидких (или близких к жидким) сред, часто называемые разливочными или фасовочными (дозирующими) устройствами или просто дозаторами. Они применяются на технологической стадии производства для составления требуемого по рецептуре набора компонентов (купажа), для подачи реагентов, необходимых для осуществления технологических процессов, при фасовке продуктов в потребительскую тару. Последнее направление характеризуется чрезвычайно широким диапазоном видов, размеров и дизайна тары,ассортимента изделий, способов дозирования, величин доз, вариантов дозирования, отличающихся по срокам хранения и реализации продукта, специфике фасованного продукта и другими факторам. Ряд производственных предприятий предназначен только для фасовки уже приготовленного продукта, при этом разливочное (дозирующее) оборудование является основным. Дозаторы жидких (и приводимых к жидким) сред, применяемые в пищевых производствах, отличаются большим разнообразием типов дозирования, способами образования дозы, характером работы во времени и многими другими свойствами. В обзорах работ по дозаторам [8,9, 11, 14 - 19,21, 26, 33, 62] излагаются принципы построения дозирующих устройств, способы формирования доз, конструктивные особенности дозаторов, даются описания конкретных приборов для дозирования, рассматриваются их характеристики. Применяемое в пи

7

Фасовочное оборудование малых предприятий

щевых производствах оборудование, в т.ч. дозаторы, должно соответствовать ряду требований, среди которых санитарно -гигиенические являются основными. Ведущие производители пищевого оборудования стремятся применять материалы и комплектующие высокого уровня даже для изготовления механизмов и наружных частей оборудования (не контактирующих с продуктом), декоративные покрытия и окрасочные материалы, исключающие появление нежелательных летучих веществ, запахов и пр. в помещении пищевых производств. Материалы деталей, непосредственно контактирующих с пищевыми средами, строго регламентированы по типу продукта и технологическим условиям их применения. Повышенные требования к материалам и качеству изготовления оборудования вызваны также тем, что на пищевых и близких к ним предприятиях, как правило, работает многочисленный персонал, полупродукты производства контактируют с воздухом помещений и не должны подвергаться опасности потери качества при обработке. Дозаторы, как основное оборудование, в т.ч. имеющее непосредственный контакт с продуктом, должны соответствовать ряду особых требований:
   -    конструкция дозаторов не должна быть сложной и неразборной;
   -    допускать возможность периодической ревизии состояния частей установки, их износа и возможности замены;
   -    допускать возможность безразборной мойки и, в отдельных случаях, стерилизации проточных частей дозатора специальными моющими средствами, водой, дезинфицирующими препаратами и пр.;
   -    допускать периодическую (до одного раза в смену) санитарную обработку наружных поверхностей, в т.ч. с применением моющих, чистящих и специальных средств;
   -    материалы ответственных частей дозаторов и их обработка должны обеспечивать минимальное попадание частиц износа в дозируемый продукт;
   -    дозирующие устройства должны обладать высокой точностью и равномерностью подачи при заданной производительности;
   -    должны иметь высокую надежность, быть безопасными в эксплуатации и обслуживании, полностью соответствовать требованиям производства по нормам безопасности и санитарно- гигиеническим.

8

ГЛАВА II. Дозирующие устройства

   Отдельные виды дозаторов, особенно используемые в технологическом процессе, помимо перечисленных должны также соответствовать специальным требованиям, например, иметь возможность регулирования потока продукта (например, величину дозы и периодичность цикла дозирования) при определенных внешних возмущениях, управляться дистанционно от внешнего сигнала, обеспечивать стабильный расход продукта и пр.
   Широко распространенный во многих производствах процесс выдачи какого-либо компонента (дозирование) может осуществляться разными способами. При непрерывном процессе приготовления некоего продукта требуется периодически подавать отмеренные порции (дозы) жидкого компонента в какой-либо сосуд, например в технологический трубопровод или купажную емкость, для приготовления заданной технологической смеси (купажа). В этом случае дозатор должен подавать либо непрерывный поток жидкости с заданным расходом, либо выдавать строго отмеренные порции через заданные промежутки времени. Такой вид дозирования называется непрерывным или непрерывно-поточным (циклическим) и реализуется, как правило, автоматическими дозаторами. В производстве штучных изделий, например при розливе продукта в отдельные единицы тары (бутылки, банки, флаконы и пр.) дозировать необходимо заданное количество продукта (дозу) строго в поступающую пустую тару. Если тара подается автоматически, например приходит по транспортеру, то при выдаче дозы должна быть обеспечена блокировка "нет тары - нет дозы" и исключена возможность повторного слива дозы в уже наполненную тару. При ручной подаче тары к дозатору возможны два варианта: непрерывная выдача доз через равные интервалы или же по факту установки тары. В первом случае обеспечивается постоянная производительность дозатора, но возникают трудности: обслуживающий дозатор оператор должен гарантированно успеть заменить наполненную тару на пустую за фиксированный короткий отрезок времени, что неудобно и утомительно для оператора, а дозатор в этом случае должен иметь устройство, исключающее повторный налив дозы в уже наполненную тару. Для оператора машины розлива более удобен режим, когда аппарат выдает дозу только после установки тары в правильном положении у дозатора, но и в этом случае у оператора возникают обязанности: забирать

9

Фасовочное оборудование малых предприятий

наполненную тару лишь после полного слива дозы и не допускать повторного налива в уже наполненную тару; при этом техническая производительность дозатора зачастую бывает ограничена оператором. У разливочных устройств с ручной подачей тары также имеются разновидности: наполнение продукта в тару начинается по команде оператора (например при нажатии какой-либо кнопки или рычага) либо автоматически по факту установки тары в правильном положении в соответствующем месте дозатора.
   Способ набора дозы выбирается, как правило, из трех основных: по объему, по массе или по уровню и определяется типом продукта и тары, а также требованиями к величине дозы и заданной точностью дозирования. При непрозрачной таре и вязком продукте с нестабильной плотностью предпочтительно выбирают дозирование по массе, если нормативными требованиями не установлено иное. Жидкие маловязкие продукты, например напитки, разливают чаще всего по объему, а ряд алкогольных изделий допускается фасовать и по объему, и по уровню. В последнем случае большое значение имеет качество тары, особенно если это прозрачная стеклянная тара. При отклонениях в размерах и вместимости бутылок одной и той же партии точно отдозированный по объему напиток будет иметь в соседних бутылках разный уровень, что снижает внешний вид товара; в таком случае предпочтительнее розлив по уровню. При использовании тары высокого качества или непрозрачной выбор способа дозирования по объему или по уровню зависит от производителя, если нет нормативных ограничений. Технически дозирующие устройства весьма разнообразны. В дополнение к классификации [64], показанной на рис. 2.1, их различают по принципам действия, числу одновременно наполняющих органов, используемым видам энергии и другим признакам. Основными факторами служат способ подачи продукта к дозатору и состав продукта, а именно наличие в нем твердых включений или растворенных газов (диоксида углерода). В отличие от так называемых "тихих" жидкостей, не содержащих принудительно растворенного СО₂, газированные напитки разливаются непосредственно из специальных аппаратов: сатураторов или карбонизаторов под значительным избыточным давлением, что определяет специальные требования к разливочному устройству, а именно прочность элементов дозаторов, усиленную герметизацию соеди


10