10.6.3. К разделу 5.3.3. Розлив в бутылки

Растущее многообразие дозируемых напитков и емкостей привело к созданию устройств электропневматической подачи, благодаря которым облегчается переход от бутылок одной формы или размера к другим. Электронное управление рабочим цилиндром приводит в действие иглу для впрыска газа, так что его подача в бутылку может осуществляться без механической регулировки. Сигналом окончания розлива служит, как обычно, прекращение оттока газа в кольцевой резервуар. Благодаря такой конструкции системы розлива все остальные механические элементы управления на внешней поверхности установки розлива становятся ненужными (за исключением контактного ролика для прижима бутылки к наполняющему клапану), и в результате облегчается мойка оборудования. Это позволяет также отказаться от ручной переналадки механических переключателей. Создание предварительного разрежения осуществляется вакуумным клапаном с программным управлением, после чего с помощью промывки CO₂ давление в бутылке доводится почти до атмосферного. В ходе второй фазы создания разрежения доля кислорода, остающегося на данный момент в бутылке, продолжает снижаться, а благодаря последующему предварительному повышению давления с помощью CO₂ иглой для газа содержание CO₂ в бутылке достигает примерно 99 %. Когда давление сравняется с давлением в кольцевом резервуаре, срабатывает шток клапана, и пиво направляется в бутылку. Как только уровень пива достигает газоотводной трубки, подача газа прекращается. По электронному импульсу закрывается шток клапана, и процесс розлива завершается. Другой электропневматический импульс открывает разгрузочный клапан, и давление в верхней части бутылки падает. Уровень заполнения можно определить не только по газоотводной трубке, но и с помощью интегрированного в газоотводную трубку зонда, который после достижения уровня заполнения передает информацию в систему управления. При этом может быть приведен в действие предварительно запрограммированный таймер, определяющий время долива. Эта операция может быть заранее запрограммирована, благодаря чему при переходе на другой тип бутылок отпадает необходимость в замене газоотводных трубок. В случае существенного расхождения в уровне наполнения различных бутылок или банок зонд можно отрегулировать снаружи вручную.

Подобные установки розлива можно эксплуатировать как однокамерные или многокамерные системы с возможностью поставки моделей с наливной трубкой и без нее (см. раздел 5.3.3.9).

Перед розливом в новые ПЭТ-бутылки или бутылки из других полимерных материалов производится их мойка (аналогично банкам). Мойку проводят чистой в микробиологическом отношении водой в так называемых «ополаскивателях», где из бутылок удаляются твердые загрязнения и т. п. В используемой для этого холодной воде обычно содержится 8-10 мг кислорода/л, и с каждой каплей оставшейся после ополаскивания воды в пиво дополнительно вносится кислород. Именно поэтому на следующей технологической операции бутылки продувают стерильным воздухом или азотом.

Учитывая небольшую толщину стенок, в ПЭТ-бутылках невозможно создать предварительное разрежение, так как при разряжении 200-300 мбар под действием наружного давления они могут треснуть или лопнуть. Для обеспечения бескислородного розлива в процессе розлива после подъёма бутылки под наполнительный клапан еще не прижатую бутылку продувают газом через газоотводную трубку, после чего бутылка прижимается к клапану и заполняется CO₂. В однокамерных установках розлива отводимый газ снова возвращается в кольцевой резервуар, а в многокамерных - в отдельный отводной канал для газа, благодаря чему в кольцевом резервуаре сохраняется практически чистая атмосфера CO₂. Для такой технологии розлива хорошо подходит система розлива с длинными наливными трубками, так как через них можно осуществлять промывку CO₂. Недостатком здесь является необходимость замены наливных трубок при работе с разными типами бутылок. В некоторых системах розлив можно осуществлять как в ПЭТ-, так и в стеклянные бутылки, причем для первых применяют промывку CO₂, а для последних - создание разрежения и наполнение CO₂.

Еще одной проблемой при розливе в ПЭТ-бутылки является их низкая прочность на осевое сжатие, что характерно для многих бутылок из полимерных материалов. При работе с такими бутылками под наливным клапаном и укупорочным блоком необходимо применять соразмерные силы, в связи с чем ПЭТ-бутылки прижимаются к патрону установки розлива не подъемной тарелкой, а с помощью кольца на горловине. В целях бережного обращения с бутылками звездочки оснащены грейферами с системой захвата из полимерного материала или резины.

В системах розлива по объему применяют две разные технологии.

• Системы розлива с расходомером предусматривают применение магнитно-индуктивного расходомера, который задает расход еще до розлива и управляет открытием и закрытием наливного клапана. Независимо от допусков на размеры бутылки определяется объем нетто и производится розлив.

• В системе розлива для каждой точки розлива предусмотрена отдельная дозирующая емкость, в которой производится предварительное дозирование продукта, который подается затем в заполняемую бутылку. Первоначально эта система разрабатывалась для розлива в банки, так как с ее помощью достигается более высокая точность, чем в системе наполнения по уровню с использованием газоотводных трубок. С учетом большего сечения даже в несколько зауженной верхней части банки диапазон отклонений здесь неизбежно больше, чем при розливе по объему; кроме того, у самих банок допуски по диаметру больше. Обусловленный вращением наклонный уровень жидкости внутри банки при розливе затрудняет точное определение окончания фазы розлива и степени поглощения кислорода (см. раздел 5.3.6.6). Розлив из дозирующей камеры не зависит от возможного пенообразования. При смене размера банок достаточно выполнить соответствующую регулировку системы управления установки розлива (в механической системе розлива потребовалась бы замена газоотводных трубок с последующей дополнительной стерилизацией).

Камера перепада давления позволяет, несмотря на низкую прочность на осевое сжатие, прижимать к наливному органу легкие тонкие банки и ПЭТ-бутылки. При розливе избыточное давление в банке отводится в камеру перепада давления, а на банку действует только осевая нагрузка, которая уравновешивается внутренним давлением. Благодаря тому что количество продукта определяется заранее, отпадает необходимость в медленной фазе розлива, что позволяет достигать высокой производительности (до 120000 банок ёмкостью 0,33 л).

Наполнение дозирующей емкости в этой системе проводится из кольцевого резервуара, а управление уровнем осуществляется ультразвуковым зондом.

Системы розлива по объему рекомендуется применять только в случае одинаковых пластиковых бутылок или банок, так как такие системы не позволяют быстро и без потерь времени производить замену бутылок одной формы и размера на другие. При наличии запаса

NRW-бутылок и бутылок типа «Виши» (см. раздел 5.3.1.1) различных изготовителей даже при правильно выполненном розливе уровень их наполнения может оказаться разным, что неприглядно сказывается на внешнем виде наполненных бутылок. В этом случае рекомендуется применять установки розлива с регулировкой наполнения при помощи воздухоотводных трубок или зондов. При контроле минимального уровня наполнения могут оказаться неизбежными определенные потери пива.

Иная концепция положена в основу установки розлива по объемному принципу, управляемой компьютером. В ней для розлива напитков в пластиковые бутылки используется два мембранных пневматических цилиндра - для подъема бутылки и прижима ее к наливному клапану, и для герметизации венчика горловины бутылки. В этом случае не нужны отдельные подъемные узлы. На наливном клапане смонтировано несложное устройство для захвата бутылки за кольцо на горловине и прижима ее к клапану. При этом давление прижима регулируется автоматически в зависимости от давления подпора, что важно не только для обеспечения целостности пластиковой бутылки, но и для увеличения срока эксплуатации системы герметизации.

Переход на бутылки другого размера и формы, а также связанное с этим изменение объема наполнения осуществляется простым нажатием кнопки. Регулируемый сброс давления, сопровождающийся низким пенообразованием, позволяет проводить розлив напитков с высоким содержанием CO₂ (например, пшеничного пива) при температуре розлива до 22 °С. Номинальная производительность такой установки розлива составляет 70000 бут./ч.

Для проведения СIР-мойки герметизацию органов розлива обеспечивает «ополаскивающая пластина», армированная резиной. При этом действует та же система регулировки давления, что и во время розлива: давление прижима регулируется давлением разливаемого продукта (в данном случае моющих и дезинфицирующих растворов, а также промывной воды).