5.1.2.1. Факторы, влияющие на чистоту бутылок
Для достижения эффективной мойки бутылок используются сочетания нескольких факторов воздействия.
Воздействие моющими средствами
Важнейшим средством мойки является, без сомнения, вода, без которой вымыть бутылку невозможно. Эффективность мойки одной полон низка, поэтому ее повышают путем добавки моющих средств (как правило, едкого натра).
Моющие средства являются щелочными и они обладают бактерицидным действием, особенно при высоких температурах, а также грязерастворяющим и грязеудаляющим действием, что способствует удалению загрязнений.
В целях повышения эффективности мойки и снижения нежелательного ценообразования к щелочному раствору примешиваются также и добавки. Кроме того, бутылки должны приобрести слегка блестящий вид.
Воздействие высоких температур при мойке
Высокие температуры действуют на растворение грязи ускоряюще. При мойке стеклянных бутылок многоразового пользования для достижения хорошего моющего эффекта применяют температуры от 80 до 85°С.
Однако попадать в область таких температур бутылки должны не сразу, так как при этом может возникнуть высокое напряжение Стекла и бутылки могут растрескаться. Следует избегать скачков температуры свыше 30е при нагреве и свыше 20°С - при охлаждении. При низкой температуре окружающей среды (при образовании льда) особое внимание следует уделять постепенности повышения и снижения температур. Замерзшие бутылки перед подачей их в бутылкомоечную машину должны оттаять.
Время воздействия
Чем дольше действует горячая моющая жидкость, тем выше эффективность мойки. Продолжительность погружения в щелочной раствор (каустик) в среднем составляет 6-7 мни, а в случае необходимости ее можно значительно увеличить. Это время определяется при проектировании машины и затем может изменяться лишь в небольших пределах.
Механическое воздействие путем шприцевания
Растворение загрязнений требует существенных затрат времени на их растворение и отмочку. Это также касается удаления этикеток, клея и фольги (при ее наличии), для чего бутылкомоечные машины оснащаются достаточно вместительными ваннами для отмочки. Когда большая часть загрязнений растворилась, процесс мойки подкрепляется механическим воздействием струи воды при шприцевании. Большое значение придается шприцеванию при мойке внутренней части бутылки.
5.1.2.2. Бутылкомоечные машины
В бутылкомоечных машинах для достижения полного эффекта мойки осуществляются следующие технологические стадии:
полное опорожнение бутылок (удаление остатков);
отмочка;
щелочная ванна;
щелочное шприцевание:
промежуточное шприцевание;
шприцевание горячей водой;
шприцевание холодной водой;
шприцевание свежей водой.
5.1.2.2.1. Конструкции бутылкомоечных машин
Для выполнения этих технологических стадий имеется несколько возможностей. В основном применяются два различных типа бутылкомоечных машин:
односторонние;
двухсторонние.
В соответствии с производительностью всей линии розлива проектируются бутылкомоечные машины производительностью от 10000 до 150000 бутылок в час.
Односторонние бутылкомоечные машины
У обычных для Германии односторонних машин ввод бутылок в машину и их вывод находятся с одной стороны. Такая машина (рис. 5.2) работает по следующему принципу.
После входа в машину сначала проходит удаление остатков содержимого бутылки (1). Поскольку бывшие в употреблении бутылки зачастую содержат остатки прокисших напитков или тех жидкостей, которые потребитель is них хранил, желательно, чтобы окончательное опорожнение происходило до мойки внутренней поверхности бутылки. Вытекающие остатки напитков несут очень высокую биологическую нагрузку и должны быть по возможности направлены на специальную анаэробную обработку.
Затем бутылки последовательно проходят две погружных ванны (2 + 3), в которых загрязнения растворяются. После этого бутылки нагреваются снаружи и внутри до 40°С и после перевертывания шприцуются водой при температуре от 40 до 50°С.
В следующей затем первой щелочной ванне (5) происходит дальнейшее нагревание примерно до 60°С и продолжается растворение частичек грязи. Для предварительного ополаскивания применяется исключительно использованная вода от горячего шприцевания промытых бутылок. Вода в погружных ваннах все больше остывает (особенно в холодное время года). Поэтому, кроме предварительной отмочки, проводят также предварительный нагрев бутылок и благодаря постепенному повышению температуры исключается образование напряжений в стекле.
Затем происходит самая длительная и самая интенсивная обработка бутылок внутри и снаружи при многорядном прохождении через щелочную ванну (6), которое для стеклянных бутылок многоразового использования происходит в течение 6-8 (до 10) мин при 80°С. За это время должна раствориться любая форма загрязнений. Это касается также этикеток и этикеточного клея.
Если бутылкомоечная машина оснащена более чем двумя щелочными ваннами, то второй раствор щелочи зачастую имеет более низкую температуру (65-70°С), а также более низкую концентрацию (0,6 до 0,8% NaOH), так как определенная часть горячей щелочи постоянно выносится.
Поскольку щелочной раствор постоянно охлаждается вновь поступающими бутылками, его постоянная температура поддерживается путем перекачивания при помощи мощного циркуляционного насоса (с производительностью от 100 до 150 м2/с) через поточный нагреватель.
Требуется, чтобы этикетка полностью отклеивались, но не распадались на волокна, так как это увеличивает массу шлама и ухудшает очистку бутылок. Этикетки при помощи соответствующего устройства (см. раздел «Удаление этикеток и стеклобоя») отделяются и особо обрабатываются. Но все же в отстойном отсеке машины образуется шлам, который следует удалять (см. раздел «Обработка щелочного моющего раствора»), так как он все больше снижает эффективность щелочного раствора.
Наполненные щелочным раствором бутылки переворачивают, шприцуют и смывают еще оставшиеся этикетки. Пустые бутылки идут дальше, а щелочной раствор стекает обратно в щелочную ванну. Во второй щелочной ванне (7, 8) бутылки еще раз обмывают снаружи, а затем шприцуют при температуре 50-55°С, тем самым слегка их охлаждая. Стекающая жидкость и избыточная теплота щелочного шприцевания отводятся в первую щелочную ванну (5).
На следующих станциях (9, 10 и 11) бутылки подвергаются шприцеванию водой с понижающейся температурой (сначала внутри и снаружи, затем еще раз внутри) для удаления остатков щелочного раствора и щелочных добавок с тем, чтобы перейти к постепенному охлаждению свежей водой при температуре от 10 до 12°С. Считается, что остаток капель в бутылках может составлять не больше 1 мл/бут. или даже меньше.
Во время прохождения бутылок израсходованная моющая жидкость отводится обратно в ванну отмочки (рис. 5.2а), препятствуя тем самым изменению концентрации и потерям моющего средства. Можно исходить из того, что после такой длительной и горячей обработки в щелочной ванне никакие микроорганизмы не выживут. Однако выходящие на стороне разгрузки бутылки могут рассматриваться как свободные от микроорганизмов лишь в том случае, если исключена возможность их попадания внутрь бутылки с водой, используемой для шприцевания. Многолетние исследования показывают, что применяемая для шприцевания вода, особенно вода из принадлежащих предприятию скважин, а также оборотная вода может содержать микроорганизмы, причем как бактерии, так и дрожжи и споры плесневых грибов, которые после этой обработки не могут быть удалены (если затем не производится туннельная пастеризация). Это может привести к появлению в разлитом напитке биологических проблем.
Особенно опасны в этом отношении ванны и трубопроводы в секторе шприцевания горячей водой, так как температуры от 30 до 50°С создают для микроорганизмов оптимальные условия роста, и поэтому ванны и трубопроводы необходимо регулярно мыть. Это относится в первую очередь к участкам около шприцов и над шприцами, особенно благоприятных при указанных температурах для образования очагов микробиологического загрязнения.
Если на этой стадии микроорганизмы попадают в бутылку (происходит загрязнение), то последующее шприцевание свежей водой уже не сможет полностью их удалить. Зачастую в установке имеются также пористые отложения накипи, которые служат очагами микробиологического загрязнения.
Особое значение придается биологически безукоризненной чистоте воды, применяемой для шприцевания (горячей и холодной), в связи с чем для подстраховки в последнюю шприцевальную воду часто добавляют допустимые количества двуокиси хлора (СlO2).
Всю верхнюю, всегда находящуюся во влажных теплых условиях, камеру бутылко-моечной машины также можно рассматривать как участок для возможного размножения микроорганизмов.
Остающаяся в бутылке вода стекает за полминуты до содержания 0,5 мл в пол-литровой бутылке. Но этого времени обычно нет в распоряжении из-за необходимости обеспечения высокой производительности установок.
Затем бутылки направляются к инспекционной машине.
Односторонние бутылкомоечные машины обычны для Германии. Они имеют следующие преимущества:
хорошее использование помещения при небольшой занимаемой площади и высоте машины;
экономичный принцип действия, особенно для небольших линий розлива;
невысокая цена.
Недостатком этих машин считается следующее:
грязные бутылки поступают пространственно близко к выходящим уже чистым бутылкам, и поэтому необходимо принять меры, чтобы избежать появления биологических проблем.
Двухсторонние бутылкомоечные машины
Другой тип конструкции представляют собой двухсторонние бутылкомоечные машины, у которых ввод и вывод бутылок расположены на противоположных сторонах, ß большинстве случаев в них производится такая же интенсивная обработка бутылок при помощи больших щелочных ванн с вертикально расположенными погружными петлями (рис. 5.3). Машины могут иметь до 6 щелочных погружений, время погружения - 6-8 мин. В случае необходимости оно может быть увеличено до 25 мин.
После входа бутылок в машину они движутся вверх и освобождаются от остатков содержимого (1). Это очень важно, так как бывшие в употреблении бутылки могут содержать:
испортившиеся остатки напитков, иногда в большом количестве;
остатки других жидкостей, для хранения которых использовалась бутылка, добавление этих веществ к воде для отмочки означает ненужное ее загрязнение.
Сильно загрязненные сточные воды должны направляться непосредственно в установку для обработки сточных вод.
У изображенной на рисунке двухсторонней машины сначала происходит предварительное шприцевание (3) горячей водой, а затем в погружной щелочной ванне - первая отмочка и дальнейший нагрев бутылок до 50-60°С.
В следующих двух (5 и 6) или трех щелочных ваннах бутылки основательно отмачивают при различных температурах, а затем шприцуют. Длительная и интенсивная обработка щелочным раствором гарантирует основательную мойку, эффективность которой дополнительно усиливается вследствие того, что щелочь находится в постоянном движении и удаляются этикетки.
В первой щелочной ватте (5) температура составляет 80-85°С.
Во второй щелочной ванне (6) температура иногда поддерживается пониже - около 65 70°С.
Вынужденная сточки зрения конструкции большая высота этих двусторонних машин требует в конце машины поворотных петель, которые сначала используются для погружении в ванну горячей воды (10) с тем, чтобы в следующих зонах шприцевания (11) водой с понижающейся температурой и в последней зоне шприцевания свежей водой надежнее удалить остатки щелочи и других добавок и постепенно охладить бутылки.
Вывод бутылок из машины происходит пространственно отдельно от ввода их в машину и может быть дополнительно отделен от «грязной» части перегородкой. Это может быть особенно актуальным в тропических условиях. Тем не менее такое преимущество потребует дополнительной рабочей силы на чистой стороне, и в современных машинах необходимости в этом пет. В настоящее время оператор необходим только на стороне ввода загрязненных бутылок в машину.
Перемещение кассет с бутылками в вертикальной петле у двусторонних машин происходит не строго вертикально, а слегка наклонно по двум соображениям:
находящаяся в горизонтальном положении бутылка не наполнится до конца моющим раствором, образуются воздушные подушки, которые затруднят процесс мойки;
находящаяся в горизонтальном положении бутылка полностью не опорожнится и вследствие этого унесет с собой много моющего щелочного раствора.
У всех двусторонних машин свободная от бутылок цепь на возвратном пути всегда проходит в нижней части машины обратно на сторону загрузки.
Двусторонние машины плоской конструкции
Для уменьшения очень большой высоты обычной двусторонней машины, то есть для того чтобы сделать ее конструкцию более плоской существует возможность частично изменить расположение вертикальных «петель».
Основная конструкция и принципы действия такой двусторонней машины соответствуют описанной выше машине: путем соответствующего расположения петель и щелочной ваше достигается тот же эффект мойки бутылок (рис. 5.4).
