5.2 Триблок розлива

Машина розливно - закупорювальна призначена для ополіскування тари та розливу безалкогольних напоїв і мінеральної води, пива, квасу в пляшки (поліетилентерефталат) місткістю від 0,5 л до 3,0 л і закупорювання їх пластмасовим гвинтовим ковпачком.

Основними вузлами машини є:

- ополіскувач;

- розливний блок;

- закупорювальний блок;

- транспортуючі зірки, за допомогою яких пляшка транспортується від одного блоку до іншого;

- секції конвеєрів (подаючий і відвідний).

Фасувально-пакувальні автомати з повним, циклом виробництва упаковок досить прості в керуванні, мають можливість швидкого переналагодження під інший вид упаковок. На таких автоматах можна фасувати сметану, йогурт, вершки, масло вершкове, сир домашній, майонез, сир плавлений, гірчицю, джеми, соуси і т. ін.

Існують автомати, призначені для стерильного розфасування продуктів у тару з полімерних і комбінованих матеріалів. Стерильне розфасування забезпечується стерилізацією тари і створенням стерильних умов у зоні роботи обладнання.

Принцип роботи таких апаратів наступний: після бактерицидної обробки плівки відбувається формування пакета, потому на нього, наноситься дата виробництва і відбувається наповнення пакета продуктом з одночасним відведенням з нього повітря з наступним закупорюванням пакета термозварюванням.

Автомати для розливу рідких і пастоподібних продуктів у пакети залежно від типів, можуть бути як однопотоковими, так і багато потоковими.

5.3 Лінія розливу

Автоматична лінія розливу призначена для розливу рідких і пастоподібних продуктів в пляшки з подальшим їх закупорюванням гвинтовими кришками, в тому числі з запобіжним кільцем.

Базова комплектація лінії розливу:

• модуль обробки пляшок;

• ополіскування внутрішньої порожнини пляшок;

• модуль дозування.

В залежності від комплектації дозування відбувається одночасно у декілька пляшок. За допомогою вакуумного колектора з пляшок видаляються повітря і піна.

Закручування кришки здійснюється спеціальною закупорювальною голівкою, що містить магнітну муфту з регульованим зусиллям закручування, пляшка при цьому нерухомо фіксується.

Конвеєр - є сполучною елементом між модулями і служить для транспортування пляшок. Забезпечений системою плавного регулювання швидкості, що дозволяє підбирати оптимальну швидкість переміщення для кожного типорозміру пляшок. [2]

6. Приклад розрахунку

Ціль роботи: вивчення теоретичних основ процесу дозування харчових речовин. Знайомство з класифікацією розливних автоматів, їх конструкціями, та принципами роботи; виконання розрахунку розливного автомату.

Завдання: виконати розрахунок розливочного автомату, якщо задано: z — кількість наповнюючих приладів, шт. n — частота обертання каруселі хв^-1 , ψ — кофіцієнт використання робочих позицій розливочиних приладів. μ — коефіцієнт витрат, що характеризує опір зливного тракту і фізіологічні властивості розливної речовини. F_{отв —} площа вихідної дирки наповнювача, м². H — висота стовпа речовини в дозувальному стакані, м. Z_{1 —} число підйомних стільців, що одночасно переміщуються по горизонтальній ділянці копіра, шт. G₁ — потужність стиснутої пружини. G₂ — сила тяжіння штека, столика з підшипником, роликом і порожньою бутилкою, H. G_{3 —} сила тяжіння штека, підшипника, ролика і бутилки, наповненої речовиною, H. G₄ — сила тяжіння головного валу, з прікріпленими до нього деталями, H; D — діаметр шарико-підшипника, м; d — діаметр кола по центрам шариків підшипника, м.

Методика розрахунку:

Теоретична виробничість розливного автомату, бут/с.

, де z — кількість наповнюючих приборів (розливних приладів). N - частота обертання каруселі, с^-1. ω — кутова швидкість каруселі рад/с.

Продовжуваність одного оберту каруселі, с:

Розрахункова потужність Пр, бут/с

, де Z _H -кількість приладів (підйомних столів), що одночасно працюють на наповнення бутилок. τ_н — час наповнення бутилки речовиною, с.

Де ψ = Z_H/Z — коефіцієнт використання працюючих позиції розливних приладів, що дорівнює відношенню кількості приладів, що одночасно працюють на наповнення, до загальної кількості приладів на каруселі. (ψ = 0,3...0,6).

Час наповнення бутилки речовиною,

де Q — об’єм речовини в стакані дозатора, м³ (Q = 5*10-4 м³);

μ — коефіцієнт витрат, що характеризує опір зливного тракту і фізичні властивості речовини, що розливається ( μ = 0,4 ... 0, 7 ); f _{отв —} площа вихідної дирки наповнювача м² . G=9,81 м/с² — прискорення вільного падіння; H — висота стовпця речовини в дозованому стакані, м.

Час τ_{Н —} є найважливішим параметром розливних машин і залежить від методу розливу і принципу дозування речовини. Потужність розливної машини є функцією часу наповнення бутилки речовиною, що дорівнює часу проходження мірного стакану дозатора.

Фактична виробничість Пф, бут/с,

, де λ — коефіцієнт запасу, що вираховує неточні визначення та зміни τ_н , при фасуванні харчових речовин (λ = 1,4).

Коефіцієнт використання технічної потужності розливного автомату

При розрахунку розливних автоматів необхідним елементом проектування є визначення наступних умов: непрокидування і нескользування бутилок, що знаходяться на підйомному столику каруселі, що обертається. При цьому розглядається два варіанта: для порожньої і наповненої бутилки.

Умова неперевиртання бутилок:

Умова нескольжування бутилок з підйомного столу:

де F _цб — центробіжна сила, що діє на бутилку, Н. h- висота центру тяжіння бутилки, м. (h=0,095 м)

де ω — кутова швидкість обертання каруселі, рад / с . R — радіус кола по центрах підйомних столів, м; ( R = 0,28 м) ; m — маса бутилки наповненної рідиною, кг,

де, m _δ — маса пустої бутилки, кг (m _δ = 0, 45 кг); m_ж — маса рідини в бутилці, кг (m _ж = 0,500 ); G_δ — маса бутилки, H (G_δ = mg); g = 9,81 м/с^{2 —} прискорення вільного падіння; - коефіцієнт тертя — ковзання стікляної бутилки об матеріал столика ( )

Енергія, що витрачається розливним автоматом, йде на перекочування роликів підйомних столиків по копіру і обертання каруселі автомата.

Опір P₁ перекочування роликів по горизонтальній ділянці копіру, H,

де z₁ — число підйомних столиків, які одночасно переміщуються по горизонтальній ділянці копіра; G_{1 —} потужність зжатої пружини, Н; G₂ — сила тяжіння штока, столика з підшипником, роликом і порожньої бутилки, H; k — коефіцієнт тертя — кочення шарико-підшипника ролика, м; k = 0,005 м; f — кутовий коефіцієнт тертя — кочення підшипника (f = 0,015) ; d — діаметр кола по центрах шариків підшипника, м; D — діаметр шарико-підшипника, м.

Опір P₂ на ділянці підйому штоку з врахуванням кута підйому копіра, Н.

де G₃ — сила тяжіння штока, підшипника, ролика і наповненої бутилки, H; α — кут підйому копіра, град, α = 45 ⁰

Опором руху ролика на ділянці копіра з опусканням штока можна знехтувати. Сумарний опір Р руху всіх роликів, що одночасно знаходяться в контакті з копіром, Н, P = P₁ +P₂ .

Потужність N₁, кВт, яка витрачається на обертання каруселі без врахування опору роликів

N₁ = 10 ^-3 P υ

де , υ — лінійна швидкість переміщення столиків, м/с. ( ).

Потужність N₂, кВт, яка витрачається на обертання каруселі без врахування опору роликів.

де G₄ — сила тяжіння головного валу з прикріпленими до нього деталями, Н; f_B — кутовий коефіцієнт тертя-ковзання підшипника (f_B = 0,1 ); d ₁ — діаметр кола по центрам шариків упорного підшипника головного вала, м (d₁ = d); ω — кутова швидкість обертання головного валу, рад/с.

Сумарна потужність N на головному валі розливного автомату, кВт,

η_k — ККД підшипників кочення (η_k = 0,98).

Потужність електродвигуна приладу розливного автомату Nдв, кВт,

де К — коефіцієнт пуску (К = 1,15); η_пр — ККД приводу ( η_пр = 0,8 ). [1]