59. Оборудование для розлива, фасовки и упаковки молока и молочных продуктов.

Фасовка молока и молочных продуктов в стеклянные бутылки.

В состав фасовочно-укупорочных машин входят разливочная карусель, механизм изготовления алюминиевых колпачков, укупорочная карусель, пластинчатый конвейер и стол.

Разливная карусель состоит из вращающегося транспортного стола и бака с разливочными патронами (их число зависит от марки и производительности машины). Разливочные патроны дозируют порции молока и заполняют этой порцией бутылки. В зависимости от марки фасовочно-укупорочной машины разливочные патроны могут быть оснащены одним из двух типов дозирующих устройств: по объему и по уровню жидкости в бутылке.

Работа дозирующего устройства. Молоко из емкости хранения поступает в бак разливочной карусели. Поплавковое устройство поддерживает постоянный уровень молока в баке. Когда под дозирующим устройством нет бутылки, оно опущено вниз, а расположенная в его верхней части дозирующая камера находится ниже уровня молока в баке и заполняется продуктом.

Разделительный клапан плотно прижат к корпусу дозатора и молоко из разливочного патрона не вытекает. При вращении транспортного стола пустая бутылка с конвейера звездочкой подводится под очередной разливочный патрон. Ролик плунжера по наклонной части кулачкового подъёмника начинает подниматься вверх, и плунжер поднимает бутылку. Последняя торцом горловины упирается в уплотнительный грибок и перемещает трубку дозирующего устройства с дозирующей камерой вверх. Отверстия на трубке устройства, расположенные ниже разделительного клапана, входят в корпус головки, и молоко из дозирующей камеры через верхние и нижние боковые отверстия в трубке попадает в бутылку. При подъеме трубки дозирующего устройства край дозирующей камеры оказывается выше уровня молока в баке, и поэтому в дозирующую камеру молоко не поступает.

Воздух из бутылки при поступлении в нее молока уходит через канавки в грибке. Длина горизонтальной части кулачкового подъёмника подобрана таким образом, чтобы бутылка опускалась после того, как все молоко выльется из дозирующей камеры. Заполненная бутылка опускается, и дозирующее устройство занимает исходное положение. Преимущество такого типа дозирующего устройства заключается в том, что видимый уровень молока в бутылке будет одинаковым, независимо от ее формы и точного объема. Преимущество объемного дозирования - постоянная доза (объем) независимо от формы.

Разливочный патрон состоит из трубки для молока, в центре которой расположена воздушная трубка с венчиком. Пространство между трубками в нижней части закрывается тарельчатым клапаном. В рабочем положении молочная трубка всегда находится ниже, а воздушная - выше уровня молока в баке.

Кольцевое пространство между этими трубками заполнено молоком, а вытеканию его препятствует закрытый тарельчатый клапан. Двигаясь по кулачковому подъемнику, ролик хвостовика опускает разливочный патрон на горлышко бутылки. Клапан плотно закрывает бутылку, и из нее отсасывается воздух, так как в баке с помощью вакуум-насоса постоянно поддерживается пониженное давление. Создаваемое разрежение обеспечивает быстрое и бесспенное наполнение бутылки. Под действием горлышка бутылки клапан приподнимается над венчиком воздушной трубки и молоко поступает в бутылку.

Как только бутылка заполняется молоком, разливочный патрон благодаря специальной форме кулачкового подъемника совершает первый подъем на высоту 3-5 мм. При этом клапан опускается на венчик, поступление молока в бутылку прекращается, а в образовавшийся зазор между клапаном и горловиной поступает воздух.

Через воздушную трубку молоко отсасывается из бутылки в бак до тех пор, пока уровень в бутылке не достигнет конца трубки. Таким образом, уровень молока в каждой бутылке оказывается одинаковым. При дальнейшем вращении транспортного стола разливочный патрон поднимается кулачковым подъёмником еще выше, бутылка освобождается от центрирующей воронки патрона и передвигается конвейерной цепью к механизму укупорки алюминиевым колпачком. Точность дозирования при данной системе розлива определяется соблюдением геометрических размеров бутылок. Отводящая звездочка снимает наполненную бутылку с вращающегося стола и передает ее под укупорочный патрон. В процессе движения бутылки блокировочное устройство включает в работу пресс, который выштамповывает один колпачок.

Приводимый в движение от штока пресса пневмоцилиндр образует воздушную струю, которая сдувает колпачок в транспортёр колпачков. По нему колпачок попадает на край бутылки и при дальнейшем движении последней накрывает ее горлышко. Затем бутылка подходит под карусель с укупорочными головками, в концевой части которой расположены обжимные патроны. Количество этих патронов зависит от марки и производительности машины и, как правило, меньше числа разливочных патронов. Бутылка укупоривается при помощи закаточного ролика с резиновой накладкой по канавке на горловине бутылки. Укупоренная бутылка конвейером подается к автомату для укладки в ящики.

Современные линии оснащаются системами контроля уровня (ультразвуковыми, емкостными), индукционными капселирующими машинами вместо алюминиевых колпачков, CIP-системами для мойки, интегрированы в системы управления производством.

Фасовка молока и молочных продуктов в картонную упаковку.

Автоматы для фасования молока и молочных продуктов в картонную упаковку делят на две группы. В первой из них тара в виде тетраэдра или параллелепипеда формуется непосредственно в автомате путем термосварки материала, находящегося в виде рулона. Во второй прямоугольные коробки формуются в машине из специальных высечек. Высечки изготовляют на специальном оборудовании из картона, покрытого с двух сторон полиэтиленом.

Автомат для розлива молока, формующий пакеты вместимостью 0,5 и 0,25 дм³ в форме тетраэдра, состоит из следующих основных узлов: рулонодержателя со столиком для сваривания концов рулонов, устройства для образования картонной трубы и подачи молока, механизмов образования и отрезки пакетов, подъемного ковшового конвейера и устройства для укладки пакетов в корзины. Кроме этого он имеет регулятор уровня, стабилизатор прижима, печатающее устройство и шкаф управления.

Рулонодержатель состоит из оси, на которой с помощью двух конусов и гайки закреплен рулон.

Устройство для образования картонного рукава включает направляющие для свертывания кромок картона, нижний и верхний формующие кольца и прижимной ролик. Для стерилизации поверхности картона, который впоследствии становится внутренней стороной пакета, в верхней части устройства установлена бактерицидная лампа. В асептических линиях стерилизация материала (рулона) также включает обработку перекисью водорода (H₂O₂) с последующей активацией и сушкой горячим воздухом.

Система подачи молока состоит из трубы, подключенной через трехходовой кран к молокопроводу цеха, и регулятора уровня. На нижней части трубы установлен клапан, который управляет регулятором и обеспечивает постоянный уровень молока в картонном рукаве. При остановке автомата клапан перекрывает поступление молока в рукав.

Механизм образования пакетов включает четыре носителя, ветви которых образуют квадратную шахту. В процессе перемещения в шахте картонный рукав проходит через зажимы с нагревателями, которые сваривают поперечные швы. На каждом из носителей размещено по восемь зажимов. Уровень молока поддерживается ниже следующей (верхней) пары сварочных губок, формирующей дно следующего пакета. Устройство для резки полученной гирлянды пакетов представляет собой две пары крестовин. Одна из крестовин каждой пары оснащена ножами, другая - упругими подкладками.

Подъемный ковшовый конвейер предназначен для перемещения отрезанных пакетов от ловителя к механизму распределения. Последний выполнен в виде желоба с толкателями, совершающими возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости. Толкатель служит для подачи выпадающих из ковшов конвейера пакетов к краям желоба, где расположены заслонки. При их открытии пакеты попадают в корзины. Для обеспечения плотной укладки пакетов в корзину второй ряд их подают с ковшов, минуя желоб.

Пакеты укладывают в специальные корзины шестигранной формы тремя рядами по шесть пакетов в каждом ряду. Корзины располагаются под механизмом, распределяющим пакеты по трем корзинам: в первой корзине - первый ряд, во второй - второй, в третьей - третий. После того как механизм распределения разместит по одному пакету в корзины, они поворачиваются дисками на 60°. За полный оборот дисков в корзины укладывают шесть пакетов. После этого поворотный стол поворачивается на 90°. За три позиции поворотного стола каждая корзина насчитывает три ряда пакетов, в четвертой наполненная корзина снимается и устанавливается порожняя.

Упаковочная бумага с рулона через ролик подается в формообразователь, при помощи нагревателя и прижимного ролика на картонной трубе выполняется продольный сварной шов. При дальнейшем протягивании картонной трубы она пережимается зажимами в двух диаметрально противоположных направлениях и сваривается поперечным швом.

После образования поперечного шва внутрь трубы подается молоко, уровень которого поддерживается на 80-120 мм ниже второй пары зажимов. Объем пакета определяется расстоянием между соседними поперечными сварными швами (длиной пакета).

Специальное устройство разрезает полученную заготовку на отдельные пакеты, подает их на ловитель и далее на укладку в корзины. Точность дозирования автоматов данного типа 0,5-1,5%.

Современные высокоскоростные линии формируют пакеты различных геометрий (Brik, Prisma, Pure-Pak, Edge), используют массовые дозаторы (флоуметры) для высокой точности, оснащены сложными системами укладки в короба и паллеты.

Фасовка молока и молочных продуктов в полиэтиленовые пакеты.

Автоматы для фасования продуктов в пакеты из полимерных или комбинированных материалов по конструкции различны в зависимости от целей применения. Особенности конструкции связаны с подачей упаковочного материала - вертикальная с одного или двух рулонов и горизонтальная; с видом изготовляемых пакетов - одинарные, двойные или тройные пакеты, многоячеистые упаковки; с дозированием - массовое, объемное и с дозирующим устройством - поршневое, шнековое, тарельчатое, вибролоток; со способом сварки - термоимпульсная, термоконтактная, ультразвуковая, высокочастотная.

Основная характеристика фасовочно-упаковочных автоматов - производительность, которая зависит от массы и вида упаковываемого продукта, размеров и вместимости упаковки, типа и способа сварки пленок. Исходя из этого, автоматы делят на малопроизводительные (до 180 упаковок в час), средней производительности (до 2400 упаковок в час) и высокопроизводительные (более 2400 и до 10 000 упаковок в час). Современные автоматы оснащаются весовыми дозаторами, системами газопромывки для упаковки в модифицированной атмосфере, роботизированной укладкой, высокочастотными или ультразвуковыми сварочными системами, интегрированным контролем качества.

Автомат М16-ОРЗ-Е состоит из разливочно-формовочного блока с механизмами сварки пакетов и устройства для укладки пакетов в транспортные ящики. Его рабочие органы кроме конвейера подачи пакетов и отвода ящиков для пакетов, имеют пневмопривод, работой которого управляет командоаппарат.

Блок формования-наполнения-запечатывания состоит из рулонодержателя, на котором находится рулон пленки, устройства для выравнивания и натяжения ленты пленки, печатающего устройства, рукавообразователя. механизма продольной сварки, поршневого дозатора с дозирующей трубкой, механизма поперечной сварки и обрезки пакетов. Поверхность пленки стерилизуют бактерицидной лампой.

Автомат осуществляет следующие операции: разматывает пленку с рулона, наносит на пленку дату и код молокозавода, проводит бактерицидную обработку пленки, формует из нее рукав, сваривает продольный и поперечный швы, наполняет пакет молоком и, при необходимости, проводит газопромывку (замещение воздуха инертным газом), отсасывает из него газовую смесь, сваривает второй поперечный шов и одновременно отрезает пакет и отводит его на конвейер, который через бункер подает пакеты в ящик.

Опорой при сварке продольного шва служит формовочная труба. к которой пленка прижимается сваривающей головкой с нагревательным элементом. В нижней части трубы размещены пружинящие распорки, придающие рукаву удобную для поперечной сварки форму. Распорки предотвращают образование складок на поперечном шве.

Дозирование молока в автомате осуществляется поршневым дозатором со всасывающим и нагнетающим клапанами. Порция молока из дозатора по дозирующей трубке, расположенной внутри формовочной трубы, подается в пакет.

Механизм сварки поперечного шва имеет две губы: сваривающую и прижимную, сжатие которых обеспечивается пневмоцилиндром. К сваривающей губе прикреплен электронагреваемый элемент, к нажимной - резиновая прокладка. Для охлаждения во время работы к сваривающей и прижимной губам подается вода. Механизм сварки поперечного шва, кроме того, протягивает полиэтиленовый рукав на длину одного пакета.

Фасовка вязких молочных продуктов.

Оборудование для упаковывания вязких молочных продуктов включает автоматы карусельного и линейного типов, которые могут работать как периодически, так и непрерывно. Они фасуют продукт в готовую тару или укомплектованы оборудованием для ее изготовления. Упаковочные автоматы линейного типа, в свою очередь, подразделяют на горизонтальные и вертикальные. Вертикальные автоматы широко используются для фасовки в стаканчики с фольгой/крышкой (йогурты, творожки, десерты), формируя стаканчик из рулона пленки непосредственно перед розливом.

Автомат карусельного типа периодического действия АРМ для фасования молочных продуктов повышенной вязкости (сливочное масло, творог и т. д.) в пергамент брикетами по 100, 125, 200 и 250 г состоит из станины с главным приводом, формующего стола, механизма образования пакетов, дозатора, механизма заделки пакетов, конвейера и бункера. Их конструкция позволяет проводить все операции последовательно по кругу. Связующее звено между основными механизмами автомата - формующий стол с восемью гнездами, расположенными равномерно по окружности через 45°.

При работе автомата лента упаковочного материала с рулона подается на направляющий валик. Далее игольчатый механизм наносит на ленте дату, а регулируемые секторы подают ее к ножам, которые отрезают заготовку определенной длины. Полученная заготовка при помощи рычагов и секторов поступает на матрицу под пуансон. Щуп контролирует наличие заготовки на матрице, и при ее отсутствии автомат останавливается. Пуансон, перемещаясь вниз, проталкивает заготовку через матрицу, придавая ей форму коробки. При этом коробка попадает в одно из гнезд формующего стола и перемещается с его помощью к дозатору.

Дозатор объемного типа состоит из поворотного дозирующего цилиндра, поршня, крана и отсекателя дозы. Наполненный продуктом цилиндр дозатора поворачивается отверстием к крану. Когда отверстия в цилиндре и кране совпадают, продукт через горловину крана под давлением поршня выдавливается в коробку, находящуюся в гнезде формующего стола. Отсекатель (нож) отделяет определенную дозу продукта от крана. После окончания процесса дозирования поршень отходит назад и отсасывает оставшийся продукт из крана во избежание потерь. Продукт к дозатору поступает из бункера при помощи шнеков. Современные аналоги используют шнековые или поршневые дозаторы с весовым контролем, термоформовку стаканчиков из полимерной пленки вместо пергамента с последующим запечатыванием алюминиевой фольгой или пластиковой крышкой.

При дальнейшем повороте формующего стола коробка с продуктом перемещается к механизму заделки пакетов. После загибания краев коробки гнездо с образованным пакетом поворачивается к механизму под прессовки, придающему упаковке окончательный вид. Выталкиватель удаляет упакованный продукт из гнезда формующего стола, а съемник подает его на переворачиватель, который укладывает коробку закрытой стороной вниз на конвейер. По конвейеру упакованный продукт поступает на полуавтомат для укладывания в ящики.

Фасовка твёрдых молочных продуктов.

К твердым молочным продуктам, подлежащим упаковыванию, относят сыры. Бескорковые сыры упаковывают на период созревания в термосвариваемую полимерную пленку из полиэтилена или полиэтиленцеллофана, твердые сычужные - в пакеты из термоусадочных пленок типа «Повиден».

Для упаковывания головок сыра на период созревания, а также порционного брускового сыра для реализации применяют вакуум-упаковочную машину ВУМ-5М. Принцип ее работы заключается в следующем. Пакет с головкой сыра надевают на вакуумирующую трубку и откачивают из него воздух. Кромки пакета подводят под прижимные губки с нагревательным элементом. Пакет сваривается под давлением 0,4-0,6 МПа в течение 1-3 с. Давление и время выдержки свариваемой пленки регулируются оператором. Производительность 60-80 упаковок в час. Современные машины имеют высокую степень автоматизации, двойные камеры, интегрированные весы, системы упаковки в модифицированной газовой среде (MAP). Производительность современных машин до 20-30 циклов/мин (1200-1800 упак/ч).

Для упаковывания головок твердого сычужного сыра массой от 1,5 до 16 кг в термоусадочную пленку типа «Повиден» служит упаковочный комплекс М6-АУД. В его состав входят упаковочный полуавтомат, упаковочный и вращающийся столы и усадочная камера.

Технологический процесс на комплексе М6-АУД начинается на упаковочном столе. На лапки раскрывателя оператор надевает термоусадочный пакет, в который помещает головку сыра. После этого пакет по направляющим рольганга поступает в упаковочный автомат. В вакуум-камере происходит следующее: пакет раздувается вокруг продукта, подается скоба и накладывается на горловину вакуумированного пакета, отрезаются излишки пакета, упаковочная единица выгружается из вакуум-камеры полуавтомата и поступает по направляющим рольганга в усадочную камеру. В камере упакованный продукт погружают в ванну с горячей (75-90°С) водой для усадки. Через 2-3 с готовую продукцию выгружают на вращающийся стол для стекания остатков воды с упаковки. Производительность упаковочного комплекса 127-170 упаковок в час. Современные линии включают автоматические загрузчики сыра, высокоскоростные клипсаторы/сварочные аппараты, туннельные усадочные камеры с горячим воздухом для улучшения гигиеничности и эффективности (вместо воды), автоматическую укладку. Производительность свыше 10 упак/мин (600 упак/ч).

Автомат фасовки творога М6-АР2Т. Предназначен для фасовки и упаковки творога в брикеты по 250 г в пергамент марки В первого сорта, ГОСТ 1341-84, толщиной 0,05-0,08 мм и массой 55±5 г/кв.м.

Основными элементами автомата являются: станина с главным приводом; формующий стол; механизм образования и заделки брикетов; дозатор; транспортер; бункер загрузки.

Конструкция автоматов выполнена так, что все операции фасовки и упаковки продукта проходят последовательно по кругу. Главным связующим звеном между основными узлами является стол с находящимися на нем восьмью гнездами, расположенными по окружности равномерно через 45°.

Дозатор автомата - объемного типа. Технологический цикл работы автомата: загрузка бункера продуктом, подача упаковочного материала и нанесение даты на упаковку. Обрезка развертки на коробки из ленты упаковочного материала.

Перенос развертки на формующую матрицу. Проверка наличия развертки на матрице. Образование коробки и укладка коробки в гнездо формующего стола. Дозирование порции продукта в коробку. Загибку краев брикета. Подпрессовка и окончательная заделка брикетов. Съем готовых брикетов с формующего стола на переворачиватель, а затем на транспортерную ленту.

Фасовка сухого молока и сыпучих молочных продуктов.

Для фасования сухого молока и сыпучих молочных продуктов (казеин, молочный сахар и т. д.) применяют фасовочную линию, состоящую из стойки, электронно-весового дозатора, рольганга, вибростола, ультразвуковой установки, ленточного конвейера и механизма зашивки.

На стойке, сваренной из труб, установлены дозатор с полуавтоматическими весами и пульт управления. Рольганг представляет собой сварную раму с роликами. Вибростол выполнен в виде неподвижной сварной и подвижной рам, соединенных четырьмя пружинами. Колебательное движение подвижной рамы осуществляется при помощи эксцентрикового механизма с устройством для регулирования амплитуды колебания.

Ультразвуковая установка для герметизации полиэтиленового вкладыша состоит из сварной станины, внутри которой размещены электродвигатель и генератор, а также из ультразвуковой сварной головки и прижимного устройства.

Современные линии оснащаются автоматическими мешкоподъемниками, роботизированными системами зашивки, этикетирования и паллетизации, системами аспирации для удаления пыли, высокоскоростными весовыми дозаторами с точностью до ±0.1%.

Ленточный конвейер представляет собой замкнутую резинотканевую ленту, натянутую на два барабана, установленные в подшипниках на раме. Один из барабанов приводной, другой - натяжной.

Механизм зашивки состоит из транспортирующего устройства, швейной машинки и механизма обрезки края мешка.

Агрегат работает следующим образом. Оператор быстродействующим зажимом закрепляет на горловине полуавтоматических весов бумажный мешок с полиэтиленовым вкладышем. При включении привода дозатора сухой продукт из приемника поступает в мешок, после чего последний освобождается от зажима и опускается на приемный рольганг. Мешок перемещается на вибростол (подвижную раму), где продукт уплотняется посредством виброуплотнения, а затем подается на рольганг ультразвуковой установки. Здесь он закрепляется в зажимном приспособлении и осуществляется сварка полиэтиленового вкладыша. Затем мешок освобождается от зажима и поступает на ленточный конвейер. Верхний конец мешка вводят в транспортирующее устройство, и с его помощью мешок перемещается к швейной машинке, которая зашивает его верхнюю часть. После этого мешок передвигается к механизмам обрезки нитки и края мешка. Упакованный продукт конвейером подается к месту складирования.

Все оборудование имеет гигиеническое исполнение: поверхности из коррозионностойкой нержавеющей стали, отсутствие труднодоступных мест, использование пищевых смазок, возможность проведения автоматической мойки (CIP) и стерилизации (SIP - где применимо).

Современное оборудование интегрируется в системы управления производством, а также оснащается системами мониторинга параметров и визуализации, интегрируется в системы управления производством и планирования ресурсов предприятия, оснащается датчиками контроля уровня, веса, герметичности швов, целостности упаковки, наличия этикетки/крышки/упаковки, параметров стерилизации.