5.1.2.3.5. Расход воды

в бутылкомоечной машине

В среднем следует рассчитывать на рас­ход 250 мл воды на бутылку (в пределах 150-350 мл/бут.) = 0,3-0,7 гл воды на гл пива (при бутылках по 0,5 л). Расход воды в первую очередь зависит от коли­чества шприцевальных головок, так как рекуперируется не вся вода. Чем чаще и интенсивнее будет шприцевание, тем хо­лоднее будут бутылки на стороне выг­рузки, но и тем больше будет израсходо­вано воды. Если воду хотят экономить, то повышают температуру бутылок на выходе. Если же хотят обойтись расхо­дом воды в пределах 150 мл/бут., то тем­пературу на выходе повышают примерно до 30 °С! Однако снижать это значение расхода уже не рекомендуется, так как тогда вынос загрязнений из-за недоста­точного шприцевания может значительно увеличиться и не может быть гарантиро­вано удаление возможных остатков по­верхностно-активных веществ.

Расход воды в пределах 200-250 мл/бут. можно считать вполне удовлетворитель­ным.

5 .1.2.4. Техническое

обслуживание и уход за бутылкомоечной машиной

Внутренняя мойка машины осуществляется при помощи встроенных моющих головок (рис. 5.18). Они расположены:

в области зон шприцевания горячей и хо­лодной водой и сборных баков; в области входа и выхода бутылок; ■ в области отмочки;

в области промежуточного шприцевания для предотвращения известковых отложе­ний (кислая среда).

Кроме того, в конце производственного процесса помимо регулярной очистки моюще­го раствора щелочи от взвесей необходимо производить следующие работы.

Рис. 5.18. Внутренняя мойка при помощи моющих головок станции CIP:

1 — головная часть; 2— зона шприцевания холодной и свежей водой; 3— зона шприцевания горячей водой; 4 — зона последующей щелочной обработки; 5 — зоны от­мочки

После спуска моющего раствора должны быть вымыты щелочные ванны.

Зоны горячей и холодной воды должны быть опорожнены, освобождены от грязи и основательно промыты. Следует сле­дить за тем, чтобы не отложились соли жесткости, так как в их пористой поверх­ности очень быстро поселяются микроор­ганизмы, получающие в теплой среде идеальные условия для развития. С водой, используемой для шприцевания, микроор­ганизмы могут попасть и в бутылки. Реко­мендуется дезинфицировать водные зоны надуксусной кислотой или пенным дезин-фектантом.

Особое внимание следует уделять голов­ной части машины и образованию капель конденсата в ней. Если не предусмотрена мойка в автоматическом режиме (см. раз­дел «Мойка головной части»), то рекомен­дуется проводить мойку и дезинфекцию на регулярной основе. То же относится к мой­ке и дезинфекции отсеков загрузки и выг­рузки бутылок из машины.

Нижняя сторона бутылочных кассет со временем покрывается толстым слоем грязи, который следует регулярно счи­щать. Если их не чистить, старые кассеты «зарастают» полностью и переносят грязь, словно губка.

■ у подобных установок очистка и техниче­ ский уход более трудоемкие.

В прямолинейной инспекционной ма­шине бутылки проходят по конвейерной цепи через отдельные станции. Этот способ также имеет свои преимущества и недостатки:

• требуются меньшие капиталовложения;

• для опознавания формата бутылок необ­ ходима предварительная сортировка;

• как и в карусельной инспекционной ма­ шине, бутылки должны проходить через инспектор по отдельности.

Для объективного охвата всех инспекци­онных точек, естественно, уже недостаточно человеческого глаза, обладающего способно­стью уставать. Для выполнения этих задач инспекционная машина для пустых бутылок оснащена несколькими оптическими матрич­ными камерами CCD, которые снятую кар­тинку инспектируемого участка бутылки рас­кладывают на точечное изображение. Точки картинки оцениваются по специальной вы­числительной методике, и бутылка по прин­ципу «Да/Нет» признается хорошей или от­правляется в брак.

При производительности линии розлива в 50 000 бут/ч электроника «обрабатыва­ет» одну бутылку всего 0,07 с (в 3600 с — 50 000 бут), то есть 15 бут./с, а горлышко бутылки — соответственно, еще меньше времени. Чтобы за такие короткие отрез­ки времени добиться получения конкрет­ной картинки инспектируемого участка, а также произвести по возможности пол­ную расшифровку, картинка при помо­щи вспышки стробоскопа «заморажива­ется». В некоторых системах нечеткость, возникающая вследствие движения объекта, дополнительно корректируется электроникой.

Инспекционные машины для пустых стеклянных бутылок в настоящее время изго­товляются как карусельные или (все чаще) как прямолинейные и оснащены

• одной или двумя камерами с зеркалом и/ или поворотной системой для контроля наружных боковых стенок бутылки;

• одной камерой для инспектирования дна;

• одной камерой для контроля горлышка;

549 ©

• высокочастотной системой обнаружения щелочи;

• инфракрасной системой опознавания ос­ татков жидкости;

• одной камерой для контроля внутренних стенок бутылки;

• камерой для контроля винтовой нарезки (для колпачков с винтовой нарезкой).

Отдельные инспекционные модули рабо­тают по нижеприведенным принципам.

Контроль наружных стенок бутылки

В ходе такого контроля должны быть обнару­жены все отклонения от нормального состоя­ния бутылки (остатки этикеток или фольги, другие загрязнения или царапины на поверх­ности).

В этом смысле особую роль играет износ. В местах скопления бутылок, на угловых участках многоручьевых конвейеров, работа­ющих с различной скоростью, бутылки трут­ся одна о другую, что ведет к появлению на поверхности все более явных царапин. Что­бы защитить этикетки и уменьшить царапа­ние, во многих странах делают бутылки с едва заметными утолщениями в верхней и нижней части. В этом случае трение и цара­пание приходится в основном на эти кольца трения, которые, изнашиваясь со временем, становятся все шире и ухудшают внешний вид бутылки. В некоторых странах расши­рившиеся кольца трения считают таким же недостатком, как бой, и требуют отбраковки бутылки. Распознавание дефектов колец тре­ния на мокрых бутылках связано с больши­ми затруднениями.

Чтобы правильно проконтролировать стенки бутылки, в карусельной инспекционной машине бутылка поворачивается на 360° перед источником света, и за время ее вращения CCD-матричной камерой снимается цифро­вое изображение поверхности стенок бутыл­ки в девяти кадрах со шкалой, имеющей 256 оттенков серого цвета.

Оценка полученной картинки происходит в максимум 10 инспекционных окнах, причем для каждого окна может быть избран особый алгоритм с различной чувствительностью; например, бутылки с явно выраженным изно­сом здесь будут отсортированы.

У прямолинейных инспекционных машин две CCD-строчных камеры делают по 6 сним­ков поверхности бутылки со смещением на 30°.

© 550

При этом бутылка поворачивается на 180°. В любом случае продолжительность вспыш­ки должна соответствовать степени прозрач­ности стекла бутылки, причем на отдельных участках можно устанавливать различную чувствительность и оценочные алгоритмы. Оценка осуществляется по определенным по­роговым значениям.

Контроль дна бутылки

Контроль дна осуществляется при помощи CCD-матричной камеры при освещении гало-геновой лампой или стробоскопической лам­пой в сочетании с поляризационным фильт­ром.

Для контроля дно бутылки разделяется на зоны, которые могут обрабатываться с ис­пользованием различных алгоритмов. Систе­ма камеры снабжена компенсацией освещен­ности, сглаживающей разницу в цвете отдель­ных бутылок.

Оценка дна может происходить в различ­ных зонах интенсивности, например:

• кольцевая оценка (загрязнение по краю, повреждение стекла);

• блочная оценка (специально для зоны края дна);

• радиальная оценка (специально для нали­ чия остатков напитка);

• оценка прозрачности (забитое горлышко, полностью покрытое дно);

• обнаружение внутри пленки (засунутой в бутылку полиэтиленовая обертки или кус­ ка пластика) или осколков стекла.

При этом очень важна проверка наличия у пластиковых бутылок ПЭТ трещин от напря­жения (вызванных стрессовой нагрузкой). Бутылки с большим количеством трещин от напряжения отбраковываются.

Контроль горлышка бутылки

Г орлышко является самым сложным и одновременно наиболее уязвимым мес­том бутылок. Контроль ведется прежде всего на наличие зазубрин, трещин, выс­тупов или загрязнений, которые препят­ствуют полностью герметичному укупо-риванию бутылки или могут нанести ущерб потребителю (например, осколки стекла).

Поэтому проверяют

• резьбу у бутылок с винтовыми колпачка­ ми или с кронен-пробками типа Twist-off и

• подлежащую уплотнению поверхность горлышка.

Контроль винтовой нарезки

В качестве источника света используется либо стробоскоп со светопроводниками, либо боко­вая лампа. Оценка в любом случае осуществ­ляется CCD-матричной камерой.

При применении стробоскопа луч от раз­мещенного напротив источника света танген­циально направляется на резьбу. Отражаясь от краев повреждения, он попадает на прием­ную оптику, с помощью которой дефект и опознают.

При применении плоского фонаря или бо­кового света бутылка перемещается, враща­ясь, и при этом делаются снимки:

• в карусельных инспекционных машинах — 8 снимков за оборот в 360 °С;

• в прямолинейных инспекционных маши­ нах — 4 снимка с использованием четырех смещенных на 45 °С зеркал и при повороте бутылки на 90 °С.

Контроль уплотняемой поверхности горлышка бутылки

При контроле горлышка проверяется подле­жащая уплотнению поверхность горлышка бутылки на ее целостность. При этом в пер­вую очередь опознаются:

• поврежденные участки уплотняемой по­ верхности;

• повреждения горлышка;

• трещины и выступы в стекле.

При этом контроле у бутылок под кронен-пробки должно проверяться также состояние горлышка ниже кольца уплотнения, где зачас­тую образуются, например, кольца ржавчины от кронен-пробок.

Контроль поверхности уплотнения осуще­ствляется с помощью:

• CCD-матричной камеры с инфракрасны­ ми светодиодами в качестве источника света либо

• вращающегося сканирующего устройства с 2-3 фотоэлементами и световых лучей от галогенной лампы, передаваемых через световоды.

Цифровое изображение горлышка бутыл­ки оценивается на наличие:

• повреждений окружности горлышка;

• отражений за пределами кольца.

Высвечиваемая фотодиодами картинка оценивается по различиям в прозрачности на:

• дефекты поверхности (поверхности уплот­ нения, повреждение винтовой нарезки);

• оценку прозрачности (укупоренные бутыл­ ки, бутылки без горлышка).

Контроль наличия жидкости (всегда двойной)

При особо неблагоприятных обстоятель­ствах нельзя исключить, что в какой-то бутылке после мойки могут сохраниться остатки щелочи (например, если внутрь бутылки попал обрывок этикетки, пре­пятствуя окончательному ополаскива­нию). Эти остатки должны быть обнару­жены, а такая бутылка отбракована. В связи с этим производится тщательный контроль на остаточную жидкость, при­чем дважды с использованием двух раз­личных способов, а именно

• посредством высокочастотного излу­ чения (ВЧ) и

• посредством инфракрасного излуче­ ния (ИК).

Контроль высокочастотным излучением

В этом методе используется тот принцип, что диэлектрическая постоянная щелочного ра­створа примерно в 2-3 раза выше, чем у стек­ла. При наличии щелочи сенсор улавливает больше энергии, и при обнаружении малей­ших изменений электрической емкости бу­тылка будет отбракована. Для лучшего обна­ружения бутылка слегка наклоняется, чтобы жидкость могла собраться.

Контроль инфракрасным излучением

В дополнение к ВЧ-контролю остатка жидко­сти применяется также инфракрасное (ИК) излучение, которое, в отличие от первого, ис­пользует инфракрасную часть спектра стро­боскопического излучения камеры для конт­роля дна бутылки. Инфракрасная система

551 ©

контроля состоит из корпуса лампы, инфра­красного сенсора с увеличительным объекти­вом и вычислительного устройства, иденти­фицирующего любые остатки жидкости.

Контроль внутренних стенок бутылки

Контроль наружных стенок бутылки обнару­живает также и дефекты и несоответствия внутренних стенок, но лишь условно, что дела­ет необходимым еще и дополнительный внут­ренний контроль. Кроме того, он дает возмож­ность изнутри проверить бутылку с выжжен­ной этикеткой.

Контроль внутренних стенок бутылки осу­ществляется с помощью CCD-матричной ка­меры и освещения лампой со стороны дна. Сенсор CCD-камеры дает изображение види­мой стенки бутылки и ее дна, причем, есте­ственно, все элементы дефекта будут изобра­жены тем крупнее, чем ближе будет располо­жена камера.

Для некоторых типов бутылок этот вид контроля является затруднительным, так как переход от боковой стенки бутылки к горлышку не всегда позволяет провести 100%-ный кон­троль. Это ведет к тому, что с целью обеспече­ния 100% контроля все большее применение находят хорошо контролируемые типы буты­лочного материала.

При помощи такого контроля могут быть вскрыты дефекты, невидимые за маркировка­ми или вызванные сильным истиранием.

Возможные дополнительные виды контроля

Если предварительно не была произведена сортировка бутылок, то с помощью дополни­тельных устройств можно сделать это на уча­стке вымытых бутылок, то есть отсортиро­вать бутылки:

• слишком высокие или слишком низкие;

• отличающиеся по цвету;

• отличающиеся по диаметру или контуру;

• считающиеся «другими» по тем или иным признакам.

Следует обеспечить поступление бутылок в разливочный автомат абсолютно чистыми и соответствующими требованиям по всем по­зициям на 100%.

Отбракованные бутылки

Причины для отбраковки бутылок очень раз­нообразны — от загрязнения до повреждения

© 552

стеклянного корпуса бутылки. Необходимо решить, что делать дальше с отбракованными бутылками. Существуют следующие возмож­ности:

• направить их в направлении боя стекла;

• на повторную мойку;

• разделить брак на два сорта, подлежащих или повторной мойке, или направлению в стеклобой.

Контроль работы инспекционной машины

От безупречной работы инспекционной ма­шины зависит очень многое. Если будут про­пускаться поврежденные, грязные или инфи­цированные микроорганизмами бутылки, то в дальнейшем уже не будет системы контро­ля, которая смогла бы предотвратить причи­нение ущерба для потребителя.

В связи с этим работу инспекционной ма­шины необходимо контролировать, и произ­водиться контроль должен постоянно. Одна­ко ни одно пивоваренное предприятие не мо­жет позволить себе установку вслед за первой второй (контрольной) инспекционной маши­ны, и поэтому обычно довольствуются тем, что через установку пропускают по заданной программе контрольные бутылки. Затем результат теста сверяется с имеющейся мат­рицей. Если все заданные параметры достиг­нуты — тест успешно пройден, соответствую­щая система дает для этой контрольной бу­тылки сигнал.

Проверка при помощи «программы конт­рольной бутылки» должна производиться че­рез каждые 30 мин или через определенное ко­личество бутылок, которое обычно соответ­ствует 30 минутам времени розлива.

Кроме того, следует проверять, все ли при­знанные дефектными бутылки отправлены в брак. Это проверочное устройство должно быть сконструировано так, чтобы оно не могло не выходить из строя под влиянием нарушения регулировки, попадания грязи или других фак­торов. С другой стороны, необходимо следить за тем, чтобы в брак не шли бездефектные бу­тылки, поскольку в этом случае хотя и не на­носится никакого ущерба, но ухудшается ре­зультат производственного процесса.

Н есмотря на безусловно большую сто­имость инспекционной техники, прежде

всего следует учитывать, что неизменно высокое качество продукта возможно только с применением подобной дорого­стоящей техники. При обычной в наше время высокой производительности ли­ний розлива обходиться человеческой рабочей силой здесь уже невозможно.