Вопрос 2 Технологическая схема и оборудования для производства.

Описание технологического процесса

Технологический процесс производства и упаковки глубокозамороженной овощной продукции можно представить следующим образом:

Оборудование для производства упаковки глубокозамороженных овощей.

Оборудование для производства пленки

Принцип рукавной технологии состоит в следующем. Полимер поступает в экструдер, расплавляется и выдавливается из формующей головки в виде рукава, незамедлительно раздуваемого воздухом до требуемых размеров, и затем складывается в двухслойное полотно.

Технологическая схема производства рукавной пленки представлена на рис. 8.

Рис. 8. Технологическая схема установки для производства пленки рукавным методом с приемкой рукава вверх:

1 - пневмозагрузчик; 2 - бункер; 3 - экструдер; 4 - формующая головка; 5 - охлаждающее устройство; 6 - кольцевой бандаж; 7 - рукав пленки; 8 - складывающие щеки; 9 - тянущее устройство; 10 - полотно пленки; 11 - ширительно-центрующие валки; 12 - режущее устройство; 13 - намоточник.

Гранулированный полимерный материал из технологической емкости пневмозагрузчиком доставляется в бункер, где происходит его окончательная подготовка (подсушка, предварительный нагрев) к переработке. Поступив в экструдер, полимер пластицируется, гомогенизируется и под давлением нагнетается в формующую головку, откуда выдавливается в виде рукавной заготовки, сечение которой определяется геометрией кольцевой щели головки. Внутрь заготовки через дорн головки при давлении 20-50 мм вод. ст. (2-4 кПа) подается воздух, под действием которого происходит раздув экструдата в поперечном направлении с образованием пленочного пузыря. Для придания раздуваемому пузырю формоустоичивости его интенсивно охлаждают обдуванием холодным воздухом через дюзы наружного охлаждающего устройства. Для стабилизации формы рукава и ускорения его охлаждения также служит кольцевой бандаж.

Складывающие щеки преобразуют цилиндрический рукав диаметром D в двухслойное полотно. В ряде случаев для уменьшения ширины полотна на нем формируют продольные боковые складки (фальцы) с помощью складывающего фальцовочного устройства треугольной или фасонной формы. Применение фальцовки позволяет уменьшить ширину полотна в 1,5-2 раза. Движение полотна и, соответственно, отвод рукава от головки осуществляется тянущим устройством с плавной регулировкой частоты вращения валков, один из которых или оба гуммируют. Скорость отвода рукава определяет степень продольной вытяжки пленки, а степень раздува - поперечную вытяжку. Ширительно-центрируюшие валки расправляют складки на полотне перед его разрезанием и намоткой в рулоны.

В современных линиях для производства рукавной пленки обеспечиваются:

контроль и автоматическое регулирование температуры по зонам материальных цилиндров экструдеров и формующей головки;

регулирование и контроль давления на входе в головку (до фильтра) и по мере движения в головке;

автоматический контроль толщины пленки, толщины рукава экструдата, толщины кольцевой щели головки;

автоматическое поддержание давления воздуха внутри раздуваемого рукава (пузыря);

плавная автоматическая регулировка скорости вращения как шнеков, так и отводящих валков.

Во всех рукавных установках обязательно наличие устройств эффективного снятия с рукава и полотна статического электричества. Как правило, современные пленочные линии оснащены комплексом периферийных устройств, обеспечивающих производство различных штучных изделий из полученной пленки, например, пакетов.

Основными стадиями технологического процесса являются подготовка сырья, пластикация полимера, формование рукавной заготовки, раздув заготовки и образование рукава (пузыря), его охлаждение и складывание в полотно, контроль качества пленки.

Подготовительные операции включают сушку полимера, окрашивание и смешение гранул.

Пластикация полимера. Для пластикации используются преимущественно одночервячные экструдеры с диаметром шнека D 36,45,63,90,160 и реже 250 мм; с длиной червяка (25-32)D для достижения лучшей гомогенизации расплава и уменьшения пульсации расплава. Чем тоньше пленка или составляющие ее слои - тем длиннее должен быть червяк. Конструкция червяка, как правило, трехзонная (для ПВХ - двухзонная) с длиной зоны плавления (1-2)D, степень сжатия - до 4,2, загрузочная зона червяков - охлаждаемая. Материальный цилиндр обычно имеет 4-6 зон обогрева, причем температура должна регулироваться с точностью ±(1-1,5)°С.

Температура по зонам цилиндра определяется свойствами перерабатываемого полимера и вязкостью его расплава. При выборе режима пластикации учитывают, что температура материального цилиндра должна плавно возрастать от загрузочного отверстия к головке, перед входом в которую она максимальна.

Формование рукавной заготовки происходит в рукавной головке, в которую поток расплава полимера поступает из экструдера и затем выдавливается из кольцевого оформляющего зазора. С этой целью используют угловые или прямоточные головки, обычно с диаметром кольцевого зазора 250-750 мм. Воздух для пневморастягивания рукава подводится через дорн.

Обязательные требования к головкам - отсутствие застойных зон, равномерное и одинаковое по длине каналов движение расплава, равномерный, без пульсаций, выход рукава с равной по периметру толщиной стенки. Конструкция головки должна обеспечивать необходимое гидравлическое сопротивление (давление до 20-30 МПа), а ее устройство - легкую установку и разборку. Материал рабочих поверхностей головки должен быть коррозионностойким.

Наибольшее распространение получили головки с центральным входом и винтовым распределительным каналом.

Расплав из материального цилиндра экструдера через фильтр поступает в головку снизу по угловому цилиндрическому каналу, обтекает дорн, приобретая кольцевое сечение, и затем выдавливается через формующий зазор между дорном и мундштуком. Протекая через отверстия в дорнодержателе, расплав рассекается на отдельные потоки, которые затем сливаются. Для предотвращения образования стыковых полос в местах соединения потоков расплава на дорне предусматривают спиральные распределительные каналы, турбулизующие и гомогенизирующие его.

Повышению качества пленки (равнотолщинность, отсутствие сварочных полос) способствует применение головок с вращающимися элементами. Вращающиеся головки, как правило, применяются при производстве пленок шириной 5 и более метров.

Температура головки оказывает существенное влияние на такие эксплуатационные свойства пленки, как мутность, выражаемую в процентах, и глянцевитость, оцениваемую в условных единицах. Чем больше перепад между температурой головки, равной температуре экструдируемой рукавной заготовки, и температурой окружающего пространства, тем больше в полимере раздуваемого рукава содержание аморфной фазы и, соответственно, тем прозрачнее пленка.

Флексографические машины

В основу способа флексографской печати заложен принцип высокой печати, где печатные элементы выступают над пробельными, делая форму похожей на печать-штамп. Многие считают флексографическую печать клоном высокой печати, но это совсем не так. Да, в начале прошлого века это действительно было так, но уже к середине ХХ-го столетия флексография взяла на вооружение анилоксовые валы и ракель, которые раньше были на службе исключительно у глубокой печати.

Во флексографической печати вместо жестких печатных пластин применяются эластичные флексоформы. Это обстоятельство в сочетании с использованием красок низкой вязкости позволяет печатать этим способом на самых разнообразных материалах (бумаге, картоне, фольге, полимерных пленках и др.). Технология флексографской печати позволяет использовать формные цилиндры с различным диаметром, что является несомненным преимуществом по сравнению с другими видами печати. Это достоинство флексографской печати ярко проявляется при изготовлении этикеток, билетов, ярлыков, бирок, а также на картоне и других упаковочных материалах, поскольку подобная продукция весьма разнообразна по своим размерам. Кроме того, флексографическая печать отличается от других способов печати системой подачи краски на печатную форму.

Флексографические машины можно подразделить по виду построения на секционные, ярусные стакеры и планетарные с центральным барабаном. Эти машины могут быть 2-,4-,6-,8-цветные. Для пельменей будем вибирать 4-х цветную флексографическую машину.

Флексографические машины серии YT ярусного типа (рис. 9) предназначены для нанесения печатного изображения с использованием фотополимерных печатных форм (клише) на различные упаковочные полимерные материалы из полиэтилена и полипропилена, целлофана, пергамента, бумаги, алюминиевой фольги и др.

Таблица 3 Технические характеристики флексографских машин

Характеристика / Модель	Модель 4600	YT-4800
Максимальная ширина материала, мм	600	800
эффективная ширина печати, мм	560	760
печать по длине, мм	191-914
макс диаметр рулона, мм	450
скорость печати, м/мин	5-50
Толщина печатной формы, мм	2,38
Потребляемая мощность, кВт	11	12,5
Габариты, мм	4200х1600х2400	4200х1800х2400
Вес, кг	3000	3500

Рис. 9

Машина укомплектована высокоэффективной системой сушки, устройством для автоматического останова машины по достижении установленного количества метров или при обрыве материала, счетчиком количества оттисков, устройством регулировки и контроля натяжения полотна, пневматической регулировкой печатного вала.

Автоматическое вращение анилоксовых и дукторных валов при остановке машины позволяет предотвратить засыхание краски на их поверхностях.

Флексографическая машина имеет прочную виброустойчивую стальную станину.

Двойная система размотки и намотки позволяет быстро менять рулоны, значительно снижая время простоя при перезарядке машины, а также одновременно печатать на двух рулонах пленки.

Оборудование для упаковки овощей

Д ля упаковки овощей в малом цехе целесообразно использовать фасовочно-упаковочные автоматы и полуавтоматы, осуществляющие как весовое дозирование продукта, так и формирование пакета из рулонной пленки. Упаковка - прозрачные или полупрозрачные полипропиленовые пакеты с запаянными швами и, как правило, нанесенным на пакет рисунком производителя пельменей, - привлекательна для покупателя, так как он может видеть продукт и сделать свой выбор. Кроме того, такие пакеты прочны и удобны при транспортировке. Готовые упакованные овощи хранятся в среднетемпературных камерах.

Полуавтомата МАКИЗ У-01 для полиэтиленовых и полипропиленовых плёнок, импульсный нагрев губок (рис. 10);

АВТОМАТ МДУ-НОТИС-01МП (рис. 11)

Предназначен для автоматического весового дозирования замороженных продуктов и материалов и автоматического формирования, наполнения, запаивания и отрезания пакетов из полипропиленовой (в том числе ламинированной) пленки.

Имеет исполнение для дозирования и упаковки крупнокусковых и замороженных продуктов МДУ-НОТИС-01МП с дозированием в пределах 50-3000г, с точностью ±вес 1 куска и с производительностью не менее 24 (упак/мин).

Уникальная самонастраивающаяся система дозирования обеспечивает высокую точность и скорость дозирования. Комплектуется датчиком фотометки. Имеет встроенный датер, наносящий рельефную дату на шве пакета.

Уникальная система вывода забракованных по весу пакетов из общего потока.

Высокая помехозащищенность.

Гарантия 24 месяца

Рис. 11

АВТОМАТ ФАСОВОЧНО-УПАКОВОЧНЫЙ У-03 (рис. 12)

Предназначен для дозирования и упаковки сыпучих и умеренно пылящих продуктов. Автомат дозирует по весу с высокой точностью в пакеты, формируемые из рулонной плёнки. Используемая для упаковки плёнка — одно- и многослойный полипропилен.

Дополнительные возможности:

- Самонастраивающаяся микропроцессорная система управления;

- Энергонезависимая память, позволяющая сохранять не менее 30 блоков предварительно заданных параметров работы автомата при выключенном питании;

- Устройство формирования плоского дна пакета и работа по фотометке;

- Устройство для дозирования штучных продуктов (пряники, пельмени и т.п.);

- Тип вертикального шва по выбору: "нахлест" или "плавник";

Рис. 12

Критерии выбора оборудования

Рассмотрев все возможные виды оборудования для упаковки овощей, необходимо выбрать оборудование, которое наиболее приемлемо для производства упаковки из материала выбранного в разделе 1.4. Для этого выделим основные критерии, по которым возможно выбрать оборудование, с помощью которого в последующем произведем упаковку:

Оборудование, позволяющее производить упаковку для овощей вместимостью 500 грамм

Эксплуатационные расходы.

Стоимость оборудования.

Максимальная производительность.

Компактность оборудования.

Критерий №1 выбран на основании исследований, согласно которым наибольшим спросом пользуется растительное масло, разлитое в упаковку вместимостью 500 грамм.

Выбор оборудования

С целью выбора оборудования к каждому оборудованию с номером j по каждому критерию с номером i ставим оценку Оij, для производства упаковки оценим вышеперечисленные виды оборудования по каждому критерию (число критериев N = 5).

Для оценки используем пятибалльную шкалу:

1)Оборудование не пригодно для производства упаковки.

2)Применение данного оборудования для производства упаковки не желательно.

3) Применение этого оборудование для производства упаковки возможно.

4) Оборудование подходит для производства упаковки.

5) Оборудование максимально соответствует поставленной задаче.

Таблица 5 Выбор фасовочно-упаковочного оборудования.

Номер вида оборудования, j	Вид оборудования	Критерии, i					ИТОГО
		1	2	3	4	5
1	Полуавтомата МАКИЗ У-01	5	4	4	4	4	21
2	АВТОМАТ МДУ-НОТИС-01МП	5	4	5	5	5	24
3	АВТОМАТ ФАСОВОЧНО-УПАКОВОЧНЫЙ У-03	5	4	4	5	5	23

По результатам проведенного исследования наиболее подходящим оборудованием для фасовки и упаковки овощей является АВТОМАТ МДУ-НОТИС-01МП.