Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Pivovarennaya_inzheneria_ / Глава 7

.pdf
Скачиваний:
400
Добавлен:
14.03.2016
Размер:
14.42 Mб
Скачать

УПАКОВЫВАНИЕ ПИВА И ГАЗИРОВАННЫХ НАПИТКОВ

637

 

 

 

В конструктивном отношении накопители чаще всего представляют собой систему конвейеров, в технологическом — буфер определенной вместимости, а в организационном — отрезок времени, в течение которого машина может быть остановлена без негативного влияния на другие смежные машины и снижения производительности линии в целом.

Длину (м) однопоточной конвейерной секции, играющей роль буфера, рассчитывают по формуле

L =

 

 

τн

 

 

,

(7.11)

 

1

+

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vм

 

Vк

 

 

где τн —продолжительность заполнения накопителя, с; Vм — скорость перемещения бутылок в машине, м/с; Vк — скорость конвейера, м/с.

Экспериментальные данные свидетельствуют, что продолжительность заполнения бутылками накопителя, расположенного между бутылкомоечной и инспектирующими машинами, должна составлять около 60 с, а накопителя, расположенного между фасовочноукупорочным агрегатом и этикетировочной машиной около 120 с.

Второе требование обусловлено тем, что компенсация потерь производительности отдельных машин возможна лишь при условии некоторого запаса их производительности. На практике это требование реализуют следующим образом.

Производительность всей линии обычно соответствует производительности ведущего оборудования, которым в большинстве линий является фасовочная машина или фасовочноукупорочный агрегат. Если в состав линии упаковывания входит пастеризатор непрерывного действия, то именно он играет ведущую роль в линии, поскольку его остановка менее всего допустима по технологическим соображениям, так как может измениться режим тепловой обработки напитка, в результате чего его потребительские свойства могут быть ухудшены из-за перегрева.

Машины, установленные до ведущего оборудования, должны работать с большей производительностью, причем первая машина, расположенная дальше всего от ведущей, должна обеспечить самую большую производительность. Тем же принципом руководствуются при организации технологического потока за ведущим оборудованием — машины, установленные за ним, должны работать с более высокой производительностью, причем последняя машина в линии должна работать быстрее всего.

Рекомендуемый запас производительности отдельных машин, входящих в поточную линию, относительно производительности ведущей машины, приведен в табл. 7.1.

Интерпретируя данные табл. 7.1 графически, получим V-образную кривую, нижняя точка которой соответствует 100%.

Крутизна ветвей V-образной кривой характеризует степень ее зависимости от сбоев в работе отдельных видов оборудования. Более крутые ветви характеризуют больший компенсационный потенциал линии, что свойственно худшей организации производства и менее надежному оборудованию. И наоборот, меньший угол наклона ветвей V-образной кривой характеризует меньшую степень чувствительности линии к сбоям в работе оборудования, а это свойственно линиям с лучшей организацией производства и более надежному оборудованию.

638 ПИВОВАРЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

 

 

 

Таблица 7.1

Относительная производительность основных машин,

входящих в линию упаковывания напитков

 

 

 

 

Наименование машины

Относительная производительность машины (%):

по проф. Зайчику [21]

 

по проф. Бергу [2]

 

 

Машина для расформирования паке-

120–125

 

135–140

тов ящиков

 

 

 

Машина для извлечения бутылок из

115–120

 

120–125

ящиков

 

 

 

Бутылкомоечная машина

110

 

110–115

Инспекционная машина

105

 

110–115

Фасовочно-укупорочный агрегат

100

 

100

Этикетировочная машина

110

 

110–120

Машина для укладки бутылок в

115–120

 

120–125

ящики

 

 

 

Таким образом, чем меньше угол наклона ветвей V-образной кривой, тем ближе линия к техническому совершенству — к идеальной линии, у которой эта V-образная кривая превращается в горизонтальную прямую, т. е. в которой все машины работают с одинаковой производительностью.

В основе более высокой ступени проектирования поточных линий упаковывания напитков лежит концепция «островного» регулирования производительности отдельных участков линии. Суть ее в том, что во избежание частых остановок и пусков машин их производительность варьируется в определенных пределах в зависимости от наличия бутылок на накопителях до и после машин с учетом фактической производительности каждой последующей машины.

Проектная производительность (гл/ч) линии

А =

ВKп

,

(7.12)

 

СТKи

 

где В — годовое количество напитка, фасуемого в бутылки, гл; С — количество смен работы цеха в году (по нормативам: 249 смен при 5-дневной рабочей неделе и 8-часовой рабочей смене; 285 смен при 6-дневной рабочей неделе и 7-часовой рабочей смене); Т — продолжительность смены, ч; Kп — коэффициент, учитывающий максимально допустимые потери бутылок в линии, возникающие на оборудовании, установленном после ведущего; Kи — коэффициент использования ведущего оборудования (при расчетах производственной мощности в соответствии с нормативами принимают Kи не ниже 0,9).

Организация поточных линий упаковывания напитков в стеклянные бутылки может быть осуществлена различным образом с учетом конкретных производственных возможностей (габаритов существующего помещения, наличия в нем оборудования и т. п.), а также экономических соображений и технологической целесообразности.

УПАКОВЫВАНИЕ ПИВА И ГАЗИРОВАННЫХ НАПИТКОВ

639

 

 

 

Для линий упаковывания напитков с высокой степенью механизации процессов характерно наличие трех основных замкнутых производственных циклов, связанных с оборотом поддонов, ящиков и бутылок.

Поддоны, на которых сформированы пакеты ящиков с оборотными бутылками, поступают из склада посуды к машине для расформирования пакетов ящиков, после освобождения от ящиков проверяются и хранятся в «магазине» до подачи на загрузку, после чего отправляются через склад готовой продукции в торговую сеть.

Ящики с оборотными бутылками после разборки пакета транспортируют к машине для извлечения из них бутылок, а затем — к машине для санитарной обработки, в которой они освобождаются от мусора и обмываются. Очищенные ящики транспортируют к машине для укладки в них бутылок с готовой продукцией, а от нее — к машине для формирования пакетов ящиков с готовой продукцией. В настоящее время в России наблюдается тенденция исключения ящиков из оборота с переходом на прямое пакетирование порожних новых и оборотных бутылок, а также упаковку блоков бутылок с готовой продукцией в термоусадочную пленку.

Бутылки, извлеченные из ящиков (или с поддонов), подвергают последовательно в соответствующих машинах мойке, контролю, фасованию, укупорке (при необходимости пастеризации), этикетированию, очередному контролю и вновь укладывают в ящики.

Производственный цикл обработки бутылок — самый протяженный и продолжительный, поскольку они должны пройти все стадии обработки, в то время как цикл обработки поддонов может быть ограничен машинами для расформирования и формирования пакетов ящиков.

Производственные циклы, связанные с оборотом поддонов и ящиков, и в которых обработке подвергают твердые тела, относят к «сухой» части линий упаковывания напитков, а производственный цикл, связанный с оборотом бутылок, в котором многие операции связаны с применением жидкостей, относят к «мокрой». На практике «сухую» и «мокрую» части линии упаковывания напитков стараются разделить — машины для расформирования и формирования пакетов ящиков, а также машины для извлечения из ящиков и укладки

вних бутылок размещают по возможности в складских помещениях.

7.3.4.Строение поточных линий упаковывания напитков в стеклянные бутылки

Вариант структурной схемы технологической линии упаковывания пива в стеклянные бутылки приведен на рис. 7.3.

При компоновке оборудования линии необходимо не просто оптимально разместить все необходимые виды оборудования, обеспечивающие упаковывание готовой продукции с заданной производительностью, но и предусмотреть площади под размещение транспортирующих систем и необходимых накопительных устройств, а также площадей, необходимых для нормального функционирования и технического обслуживания машин и деятельности обслуживающего персонала.

При размещении линий упаковывания возможны следующие основные принципиальные варианты компоновок: прямолинейная, П-образная, Z-образная и Г-образная.

Характерными особенностями прямолинейной компоновки (рис. 7.4, а) линии упаковывания напитков является следующее:

640

ПИВОВАРЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

Бутылки

 

Ящики

 

 

 

 

Поддоны порсорожней

4

3

2

с

в ящиках

 

 

 

посудой в ящиках

 

 

 

1

5

 

11

Поддоны

 

 

 

6

 

12

 

 

 

 

10

7

8

9

Поддоныс готовойс

в ящиках

 

 

 

продукцией в ящиках

Рис. 7.3. Типичная структурная схема технологической линии упаковывания пива в стеклянные бутылки:

1 — депалетизатор; 2 — выемщик бутылок из ящиков; 3 — сортировщик бутылок; 4 — бутылкомоечная машина; 5 — инспектор вымытых бутылок; 6 — фасовочно-укупорочный

агрегат; 7 — пастеризатор туннельный; 8 — этикетировочная машина; 9 — укладчик бутылок в ящики; 10 — палетизатор; 11 — машина для санитарной обработки ящиков; 12 — накопитель

склады посуды и готовой продукции отделены друг от друга цехом упаковывания напитков;

свободный доступ к оборудованию со всех сторон;

прямолинейные трассы конвейеров;

наиболее удобные условия для замены машин, отработавших ресурс;

минимальные количества поворотных устройств;

обеспечение оптимальной работы конвейеров.

Исходя из этих особенностей прямолинейная компоновка целесообразна при наличии одноэтажного протяженного, но достаточно широкого помещения. Прямолинейные компоновочные решения не получили широкого распространения.

При наиболее распространенной П-образной компоновке склады посуды и готовой продукции примыкают друг к другу, но подъезд автотранспорта к ним может быть организован как с одной стороны (рис. 7.4, б), так и с разных сторон (рис. 7.4, в). Для П-образной компоновки характерна меньшая потребность в производственной площади благодаря более компактному размещению оборудования линии упаковывания. Для таких компоновочных решений предпочтительны помещения квадратной конфигурации или близкие по форме к ней.

Z- и Г-образные компоновки носят промежуточный характер по сравнению с описанными выше.

Для Z-образной компоновки (рис. 7.4, г) характерно отделение складов посуды и готовой продукции цехом упаковывания напитков. При Г-образной компоновке склады посуды и готовой продукции частично примыкают друг к другу, но подъезд автотранспорта к ним может быть организован с одной (рис. 7.4, д) или с разных сторон (рис. 7.4, е).

 

Склад

Цех упаковывания готовой

Прием оборотных бутылок

 

Цех

упаковывания напитков Склад готовой продукции

Отгрузка готовой продукции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

из автотранспорта

Склад

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Склад

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

посуды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прием оборотных бутылок посуды

 

напитков

продукции Отгрузка готовой продукции

 

 

 

 

на автотранспорт

из автотранспорта

 

 

 

 

 

на автотранспорт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

 

 

Прием оборотных бутылок

 

 

 

 

 

 

 

Цех упаковывания

 

 

 

Цех упаковывания

 

 

 

из автотранспорта

 

 

 

 

 

Склад

напитков

 

 

 

напитков

 

 

 

 

посуды

 

 

Склад

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Склад

 

 

посуды

 

Склад

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

готовой

 

 

 

 

готовой

 

Отгрузка готовой продукции продукции

 

 

 

продукции

 

на автотранспорт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

Прием оборотных бутылок

Отгрузка готовой продукции

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

из автотранспорта

 

 

на автотранспорт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прием оборотных бутылок

 

 

д))

 

 

из автотранспорта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цех упаковывания

 

 

 

 

 

 

Цех упаковывания

 

 

 

 

 

 

Склад

напитков

 

 

 

напитков

 

 

 

 

посуды

 

 

Склад

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Склад

 

Прием оборотных бутылок

посуды

 

Склад

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

готовой

 

из автотранспорта

 

 

готовой

 

 

 

продукции

 

 

 

продукции

Отгрузка готовой продукции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на автотранспорт

 

Отгрузка готовой продукции

 

 

 

е)

 

 

 

 

е)

 

на автотранспорт

в)

Рис. 7.4. Основные варианты компоновок линий упаковывания напитков:

а — прямолинейная; б и в — П-образная; г — Z-образная; д и е — Г-образная

НАПИТКОВ ГАЗИРОВАННЫХ И ПИВА УПАКОВЫВАНИЕ

641

642

ПИВОВАРЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

 

 

Помимо размещения на одном уровне, оборудование линий может быть смонтировано на двух уровнях, например, на первом этаже оборудование «сухой» части линии — машины для расформирования и формирования пакетов ящиков, а также машины для извлечения из ящиков и укладки в них бутылок, а на втором — оборудование «мокрой» части линии — бутылкомоечное, фасовочное, укупорочное, этикетировочное и т. п.

По характеру связей между элементами большинство поточных линий упаковывания напитков относят к системам с полужесткой или гибкой связью (см. раздел 1.4.2), что обусловлено необходимостью использования межоперационных буферных устройств — конвейеров-накопителей, которые обеспечивают относительную независимость работы (по производительности) смежных машин друг от друга. Лишь на отдельных участках линии, в частности между операциями фасования и укупоривания в фасовочно-укупорочном агрегате, связь жесткая.

Представленные на рис. 7.4 варианты представляют собой теоретические модели компоновочных решений линий упаковывания напитков. Реальные компоновки линий гораздо сложнее, поскольку включают между отдельными машинами буферы — конвейеры, являющиеся не только питателями, но и накопителями межоперационных запасов бутылок.

Вариант компоновки линии упаковывания безалкогольных напитков и пива на основе отечественного оборудования приведен на рис. 7.5.

 

 

 

 

34970

 

 

 

10640

 

 

 

 

14180

 

3300

 

11

 

 

3540

 

 

10

Ящики с пустой посудой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Место складирования ящиков

 

 

 

 

 

 

 

850

 

8

9540

 

 

 

 

 

 

3750

 

 

 

5030

 

 

 

1

2

3

415

4

5

6

7

4960

3000

2420

9460

 

 

3300

 

 

 

Рабочее место оператора Площадки обслуживания, настилы

2550

9

Ящики с готовой продук$ цией

Рис. 7.5. Вариант компоновки линии упаковывания безалкогольных напитков Б2-ВРШ-12 и пива Б2-ВРЩ-12 в оборотные евробутылки вместимостью 0,5 л производительностью 12 000 бут./ч на основе отечественного оборудования:

1 — бутылкомоечная машина АММ-12; 2 — установка сатурационная Ш4-ВНС-6; 3 — фасовочноукупорочный агрегат Т1-ВДР-12; 4 — установка для подачи кронен-пробок Б3-ВЗБ; 5 — машина для визуальной инспекции напитков в бутылках В6-ВИА; 6 — машина этикетировочная Б-12;

7 — транспортная система для перемещения бутылок Б2-ВРШ-12/1-1; 8 — механический датчик счетчика бутылок ВСА-6-001Б; 9 — транспортная система для перемещения ящиков Б2- ФРЩ-12/3; 10 — машина для укладывания бутылок в ящики Б3-ОУ2А-2-02(06); 11 — машина для извлечения бутылок из ящиков Б3-ОИ2А-2-02(06)

УПАКОВЫВАНИЕ ПИВА И ГАЗИРОВАННЫХ НАПИТКОВ

643

 

 

 

 

11

17 Подача пустых

 

16

 

14

поддонов

9

15

 

 

 

8

10

 

 

 

7

13

Отвод пустых поддонов

1

5

6

 

2

 

4

12

 

 

3

Рис. 7.6. Вариант компоновки линии упаковывания напитков в оборотные евробутылки вместимостью 0,5 л производительностью 14 000 бут./ч

на основе оборудования Krones:

1 — машина для распакетирования ящиков с порожними оборотными бутылками; 2 — устройство учета ящиков с пустыми бутылками; 3 — машина для снятия пробок;

4 — устройство для орошения ящиков; 5 — машина для извлечения бутылок из ящиков; 6 — бутылкомоечная машина; 7 — машина для контроля пустых бутылок; 8 — устройство для контроля остатков щелочи; 9 — фасовочно-укупорочный агрегат; 10 — этикетировочная машина; 11 — машина для контроля укупоренных бутылок; 12 — устройство для подъема ящиков вверх; 13 — машина для санитарной обработки ящиков; 14 — устройство для переворачивания ящиков; 15 — машина для укладки бутылок в ящики; 16 — устройство для учета ящиков с готовой продукцией; 17 — машина для пакетирования ящиков

с готовой продукцией

Вариант компоновки линии упаковывания пива в оборотные бутылки на основе оборудования Krones приведен на рис. 7.6.

Вариант компоновки линии упаковывания пива в одноразовые бутылки на основе оборудования Krones приведен на рис. 7.7.

7.3.5.Мойка и ополаскивание стеклянных бутылок

7.3.5.1.Инженерные задачи мойки стеклянных бутылок

Целью мойки является обеспечение не только физической, но и бактериологической чистоты бутылок. Помимо этого вымытые бутылки не должны источать запахи и быть охлажденными до температуры, близкой к температуре фасования напитков.

5

6 6

 

3

 

3

2

4

4

2

7

1

1

7

Рис. 7.7. Вариант компоновки линии упаковывания напитков в одноразовые бутылки вместимостью 0,33 л производительностью 120 000 бут./ч на основе оборудования Krones:

1 — машина для распакетирования поддонов с новыми бутылками; 2 — машина для контроля пустых бутылок; 3 — машина для ополаскивания бутылок; 4 — фасовочно-укупорочный агрегат; 5 — туннельный пастеризатор; 6 — этикетировочная машина;

644

ИНЖЕНЕРИЯ ПИВОВАРЕННАЯ

УПАКОВЫВАНИЕ ПИВА И ГАЗИРОВАННЫХ НАПИТКОВ

645

 

 

 

Наряду с загрязнениями с поверхности бутылок в процессе мойки смывают этикетки, нанесенные на них холодным клеем. Самоклеящиеся этикетки и этикетки, нанесенные с применением горячего клея, в бутылкомоечных машинах не смываются.

В процессе мойки бутылок осуществляют следующие операции:

удаление легкосмываемых загрязнений с наружной и внутренней поверхностей бутылок;

подогревание бутылок орошением или наполнением использованной водой с последующим их опорожнением;

отмачивание загрязнений на наружной и внутренней поверхностях бутылок;

отмачивание этикеток и фольги в горячей воде или в щелочном растворе и смывание их с поверхности бутылок;

вторичное отмачивание загрязнений, оставшихся на наружной и внутренней поверхностях бутылок, в горячем щелочном растворе;

шприцевание внутренней и ополаскивание наружной поверхностей бутылок последовательно горячим щелочным раствором, горячей, теплой и водопроводной водой.

Помимо перечисленных основных операций при машинной мойке бутылок необходимо обеспечить решение еще ряда инженерных задач, среди которых:

загрузка бутылок в машину и их выгрузка из машины;

транспортировка бутылок в машине;

удаление испарений и образующихся газов;

регенерация моющих растворов;

мойка и дезинфекция машины;

удаление из машины отмокших этикеток;

удаление из машины стеклобоя;

подогрев моющих сред;

очистка сопел и фильтров.

Мойка бутылок представляет собой комплекс сложных физико-химических и физикомеханических процессов, основными из которых являются отмачивание и шприцевание.

При отмачивании осуществляется поверхностное взаимодействие загрязнения и моющего раствора, в частности:

взаимодействие между загрязнением и жидкостью (набухание);

образование на поверхности бутылок насыщенного раствора или концентрированной суспензии;

перенос (диффузия) растворенного или суспендированного вещества в моющую жидкость.

При шприцевании осуществляется разделение неоднородной системы, состоящей из двух фаз: загрязнение — стекло. Помимо смыва отмокших загрязнений при шприцевании происходит постепенное охлаждение бутылок. В основе шприцевания лежит гидродинамическая обработка поверхности бутылок.

7.3.5.2. Основные факторы, влияющие на качество мойки бутылок

На эффективность и качество мойки бутылок оказывают влияние следующие факторы:

вид и концентрация моющих средств;

температура моющих сред;

646

ПИВОВАРЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

 

 

продолжительность воздействия моющих сред;

интенсивность механических и гидродинамических воздействий.

С увеличением вышеперечисленных параметров действие моющих сред, т. е. эффект мойки, усиливается.

На эффективность мойки также влияет рецептура моющих растворов, т. е. определенная совокупность и количественное соотношение различных компонентов в моющей композиции, а также способ их применения — отмачивание, орошение, шприцевание и пр.

Моющие среды, применяемые в бутылкомоечных машинах, должны обладать быстрой

иполной растворимостью, хорошими смачивающими, растворяющими, эмульгирующими и ополаскивающими свойствами, бактерицидностью и инертностью по отношению к стеклу. Но они не должны быть токсичными, иметь резкий запах и способствовать отложению нерастворимых солей, пено- и накипеобразованию, а также коррозии деталей бутылкомоечных машин.

Всовременных бутылкомоечных машинах в качестве моющих сред используют горячую

ихолодную воду, растворы щелочей, химических и синтетических моющих средств: едкий

натр (NaOH), кальцинированную соду (Na2CO3), тринатрийфосфат (Na3PO4), жидкое стекло (Na2O nSiO2), сульфосоли высокоатомных спиртов, продукты конденсации жидких кислот и т. п. Концентрация едкого натра составляет обычно 1,5–2,0%.

Для повышения моющего действия в растворы вводят несколько различных средств (аддитивных добавок) по определенной рецептуре.

На качество мойки бутылок в значительной степени влияет жесткость воды. Для приготовления моющих растворов рекомендуется применять воду с жесткостью не более

3,5 мг-экв./ л.

Температура мойки бутылок в бутылкомоечной машине достигает 80–85 °С. При этом следует обеспечить постепенное повышение и понижение температуры при обработке бутылок, поскольку при резком перепаде температур в стекле возникают высокие напряжения, приводящие к трещинам и разрушению бутылок.

Во избежание термического боя бутылок тепловой режим в бутылкомоечных машинах предусматривает поэтапное нагревание и охлаждение бутылок при перемещении их из зоны

в зону, в которых поддерживаются заданные температуры. При этом перепад температур в смежных зонах не должен превышать 30 °С при нагревании и 20 °С при охлаждении бутылок.

Продолжительность обработки бутылок моющими средами в бутылкомоечных машинах должна составлять не менее 7,5 мин. Общая продолжительность цикла машинной мойки бутылок обычно не превышает 20 мин.

Интенсивность механических и гидродинамических воздействий играет существенную роль в ускорении мойки благодаря лучшему отделению набухших загрязнений, этикеток, клея и пр. с поверхности бутылок, причем как с наружной, так и с внутренней. Механические воздействия обеспечивают за счет контакта бутылок с щетками или «ершами» (при их наличии), а гидродинамические — за счет действия направленных струй жидкости под давлением при шприцевании и наружном обмыве бутылок.

Ориентировочные усредненные технологические параметры функционирования бутылкомоечных машин приведены в табл. 7.2.

Соседние файлы в папке Pivovarennaya_inzheneria_