ПАКУВАЛЬНЕ ОБЛАДНАННЯ

Класифікація і аналіз конструктивних виконань пристроїв дозування і фасування

На основі проведеного аналізу фізико-механічних характеристик пластичної продукції, технології пакування, способів формування дози і фасування, видів робочих органів, запірної арматури розроблена класифікація дозувально-фасувальних пристроїв, що наведена на рис. 3.111.

Пластична продукція, залежно від фізико-хімічних і біологічних властивостей, а також запиту ринку, пакується в різні види і типи 214

виконання додаткових операцій з відповідної підготовки продукції. Основними методами додаткової обробки є: нагрівання (здебільшого для зменшення в’язкості продукції); охолодження (для можливості формування дози правильної геометричної форми); вакуумування та насичення інертним газом (для продовження терміну збереження продукції).

Для пластичної продукції характерним способом дозування є об’ємний. Ваговий спосіб досить складний у реалізації, тому що динамічна складова зважування суттєво перевищує допустиму похибку дозування. Поряд із цим на принципі роботи комбінаційних дозаторів для сипкої продукції будують дозатори і для пластичної продукції.

Об’ємний спосіб дозування можна поділити напотоковий і порційний. За потоковим способом формується джгут або здійснюється розвальцювання продукції до вигляду стрічки однакового поперечного перерізу і однакової питомої маси, від якої відділяють однакові порції продукції. Довжина порції визначається часом переміщення сформованого джгута або стрічки по приймальному конвеєру. Такий спосіб дозування застосовують для твердоподібної пружно-пластичної продукції (дріжджі, цукерки, вироби із тіста тощо). Точність дозування забезпечується однорідністю консистенції продукції (залежно від якості роботи підпресовуючих елементів) сталістю швидкості переміщення продукції.

За порційним способом дозування доза продукції формується в мірній ємності, а потім, залежно від технології пакування, подається в споживчу тару або в проміжну камеру, де і формується задана геометрична форма продукції. За першим способом може фасуватися будь-яка пластична продукція, за другим — пружно-пластична, яка після надання їй форми тривалий час її зберігає.

Способи фасування пластичної продукції можна звести до трьох принципово різних методів:

• випресовування або розвальцьовування продукції у вигляді без­перервного бруска, стрічки чи джгута з наступним відрізуванням або виділенням окремих порцій;

• випресовування продукції у проміжні камери (форми) з наступним виштовхуванням або витрушуванням із них відформованих порцій;

• випресовування відміряної порції продукції в попередньо підго­товлену тару, яку в подальшому потрібно тільки закупорити. Фасування пластичної продукції—це складний технологічний процес,

який можна представити сукупністю цілого ряду операцій. Кожна із цих операцій, в свою чергу, виконується в кілька прийомів і супроводжується допоміжними операціями проміжного контролю і блокування.

Через те, що пластична продукція під дією сили гравітації не може переміщатися по каналах дозувальних пристроїв, застосовують примусовий метод переміщення продукції як на стадії формування дози, так і на стадії фасування.

Основні види робочих органів дозувально-фасувальних пристроїв з огляду на способи дозування і фасування та на необхідність створення значного тиску для наповнення мірної ємності дозатора можна поділити на шнекові, шнеково-лопатеві та шнеково-поршневі. Такі конструктивні виконання робочих органів дають можливість передавати великі зусилля продукції і забезпечувати її випресовування із рівномірним заповненням тари заданої форми або видалення із насадки шнекового нагнітача продукції у вигляді безперервного бруска потрібного поперечною перерізу.

На рис. 3.112 наведено схему дозувального пристрою машини ВЛД - 50 для формування дози і пакування дріжджів.

У цій машині бункер періодично або безперервно заповнюється дріжджами, які направляються у формувальну камеру нерухомою напрямною при безперервному обертанні бункера. Дріжджі із формувальної камери двома шнеками через калібрувальну насадку подаються на приймальний конвеєр. Ніж, виконаний у вигляді струни, встановлено міжнасадкою і приймальним конвеєром. Зарахунокзворотно - поступального руху ножа брусок дріжджів відділяється від суцільного моноліту. Відділена таким чином порція продукції конвеєром подається в зону пакування. Перед операцією пакування здійснюється контрольне

зважування. У випадку великої похибки дозування регулюється частота спрацювання ножа і в деяких випадках — швидкість обертання шнеків.

При виготовленні кондитерських виробів у вигляді калібрувальних насадок можуть використовуватись калібрувальні ролики.

Якість формування дози в таких дозувальних пристроях поряд із циклічністю спрацювання ножа багато в чому залежить від однорідності консистенції продукції. Досягти заданої консистенції продукції можна за рахунок правильно скомпонованої формувальної камери. Здебільшого в таких камерах розташовані шнеки із кількома конструктивними зонами, що забезпечують такі режими роботи: подача, підпресування і виштовхування.

Дозувальні пристрої такого типу застосовують для пружно-пластичних тіл з подальшим пакуванням в обгортковий пакувальний матеріал.

Зважаючи на широкий попит пластичної продукції, пакованої в інші види упаковки, значне застосування для різних методів фасування знайшли шнеково-поршневі дозатори. Такі типи дозаторів поділяють залежно від конструкції і руху поршня: дозатор із зворотно-поворотним рухом поршня; дозатор із зворотно-поступальним рухом поршня та дозатор із зворотно-поступальним рухом поршня і обертальним рухом дозувального циліндра.

Дозатори із зворотно-поворотним рухом поршня досить широко застосовують в машинах для фасування сиру, плавленого сиру, сиркової маси тощо. Такі дозатори розташовують, як правило, під продуктовим бункером, який має (у випадку потреби) систему підігрівання. В бункері обертається вертикальний шнек, що нагнітає масу продукції в мірну ємність дозатора. Таким чином формується доза продукції, а потім вона виштовхується у випускний патрубок, звідки при відкритому відсікачі переміщається в тару. На рис. 3.113 наведена схема дозатора, який представляє собою горизонтальний безклапанний поворотно-поршневий дозатор. Дозатор складається із корпусу 1, в якому знаходиться циліндр - розподілювач 3 із широким поздовжнім вирізом.

Всередині циліндра вільно розташовано внутрішній вал із сухарем - сегментом 2, який і є поворотним поршнем. Розподілювач з’єднано шипами з порожнистим валом 4, який здійснює зворотно-поворотний рух. Внутрішній вал із сухарем 2 також може здійснювати незалежні зворотно-поворотні рухи із зупинками.

На рис. 3.113, а наведений умовний переріз дозатора, а на рис. 3.113, б наведено схему послідовних положень розподілювача 3 і сухаря 2 впродовж кінематичного циклу.

У положенні І сухар 2, зімкнувшись внизу з перемичкою роз - 218 поділювача 3, утворює верхній об’єм, в який шнеком подається про­дукція. Потім сухар із розподілювачем рухаються разом в напрямку годинникової стрілки, перемістивши дозу продукції вниз.

У положенні II сухар зупиняється, а розподілювач продовжує рух. При цьому (положення III) доза продукції виштовхується в нижній патрубок, а у верхній частині знову утворюється порожнина, в яку надходить наступна порція продукції.

У положенні IV (після того, як перша доза продукції відтиснута) сухар змикається із задньою стороною перемикача розподілювача і починається їх обертання проти годинникової стрілки.

У положенні V сухар зупиняється, а розподілювач продовжує рухатись (положення VI), витискаючи знизу другу порцію, і відкриває доступ у верхній частині третій порції продукту і так далі. Із дозатора через напірний патрубок і порожнистий шарнір відміряна доза продукції потрапляє в насадку, яка під час наповнення тари опускає до неї свій мундштук.

Величина дози продукції залежить від положення сухаря в момент його зупинки, тобто від кута повороту внутрішнього вала, до якого він прикріплений. Для регулювання дози за об’ємом потрібно змінити тривалість виконання рухів сухаря, тобто положення його зупинки.

За типом приводу на робочих органах дозатора пристрої можуть бути з електромеханічним, пневматичним і комбінованим приводами.

За розташуванням поршня пристрої можуть бути з вертикальним та горизонтальним розташуванням. Із попередньо проведених досліджень встановлено, що розташування поршня на процес дозування істотного впливу не має.

За наявністю і кількістю запірних робочих органів дозатори можна поділити на ті, що не мають запірної арматури (при дозуванні швидкісним способом), і на ті, що мають один або два запірних органи. Запірна арматура здебільшого застосовується у вигляді крана або золотника.

На рис. 3.114-3.117 наведено принципові схеми фасувально - дозувальних пристроїв, що широко застосовуються в машинах для пакування пластичних харчових продуктів.

Так, на рис. 3.114 наведено схему пристрою для формування брикетів із вершкового масла машини типу «Стандарт» фірми «Костнер» (Швейцарія). Вершкове масло невеликими шматками завантажується в бункер 1 і за допомогою фігурного барабана 3 і здвоєних шнеків 2 випресовується в гніздо формувального столу 4 (на рисунку він умовно розгорнутий) під поршень 5. Стіл 4 періодично повертається на 90° разом із поршнем. У позиції І здійснюється заповнення форми продукцією, позиції II і IV є проміжними, а в позиції III здійснюється видача відформованого брикету поршнем 5 на обгортальну карусель 6. Відділення сформованого брикету масла від поршня здійснюється ножем із струни.

На рис. 3.115 наведено схему дозувального пристрою машини для формування котлет із сирого фаршу. До складу пристрою входять приймальний бункер 4 із лопатевою мішалкою 5 та днище 3 із напрямним вирізом 6. Під час обертання косо поставлені лопаті мішалки подають фарш через виріз у чергове гніздо столу 7, що безперервно обертається. Кожному гнізду відповідає свій поршень 2, на нижньому 220

В тістомісильних машинах застосовується такий самий принцип для заповнення тістом карманів барабана, що обертається.

В дозаторі, схему якого наведено на рис. 3.117, продукція заван­тажується в бункер 1 і за допомогою шнека із скребком 2 нагнітається в циліндричний горизонтальний корпус 3. В корпусі дозатора знаходиться фасонна поворотна пробка 4, а в боковому циліндричному патрубку — поршень 5. Крім цього корпус має ще патрубок, до якого за допомогою кутового трубчастого шарніру кріпиться випускний патрубок 6. Під час руху поршня вліво пробка займає положення, що відповідає схемі. В такому положенні відбувається заповнення порожнини продукцією. Об’єм продукції визначається ходом поршня. Потім пробка повертається за годинниковою стрілкою, з’єднуючи під поршневий простір із випускним каналом. При переміщенні поршня вправо відміряний об’єм продукції витискається в патрубок, а потім — у споживчу тару. Реальне впровадження наведених схем фасувально-дозувальних при­строїв знайшло відображення і в таких машинах: APT, АРС, АР 1C — для пакування сиру і сиркової маси в пергамент, папір, кэширований алюмінієвою фольгою, або металізований папір; М6-ОЗБ, М6-ОРВ — для пакування м’якого сиру відповідно в обгортковий матеріал та термоформовану тару; A1-MJIM-11/200 — для пакування маргарину в пергамент; Д5-ВЗЕ — для пакування дріжджів в обгортковий матеріал; JI5-OKA — для фасування плавленого сиру в полімерну оболонку; JI5- ШХД — для пакування соняшникової халви та ін.

Дещо відмінна від представлених конструктивна схема пристрою дозування машини М6-АРУ для пакування плавленого сиру в обгортковий

пакувальний матеріал. Основною відмінністю є виконання обертального руху дозувальним циліндром (рис. 3.118).

У бункер дозувального пристрою здебільшого періодично подається плавлений сир. Для стабілізації температури продукції (однакові фізико-механічні характеристики) в рубашку бункера подається гаряча вода. В момент, коли дозувальний циліндр повертається таким чином, що його отвір розташований під каналом бункера, поршень дозатора переміщається в крайнє ліве положення, всмоктуючи тим самим продукцію. Прискореному переміщенню продукції в дозувальний циліндр сприяє нагнітальний режим роботи лопаті. Після формування дози продукції дозувальний циліндр обертається на 90°, відсікаючи сформовану дозу від масиву продукції в бункері. При наявності тари або проміжної ємності запірний стакан переміщається донизу, тим самим відкривається канал для переміщення продукції в тару. В цей же момент поршень починає рухатись в крайнє праве положення, тим самим виштовхуючи продукцію із дозувального циліндра в насадку і далі в тару. По завершенні фасування поршень починає рухатись в крайнє ліве положення, затягуючи залишки продукції в насадці і стакані в дозувальний циліндр, а з часом запірний стакан переміщається догори і дозувальний циліндр обертається у зворотному напрямі на 90°. Цикл повторюється. Керування всіма рухами робочих органів здійснюється

від розподільно-керуючого вала пакувальної машини. Регулювання величини дози продукції здійснюється за такою ж методикою, як і в інших поршневих дозаторах.