Модернизация фасовочного аппарата

3.1 Устройство, принцип действия фасовочного автомата

Фасовочный автомат Махima RP-24, установленный на ООО «Тейси» по принципу наполнения является вакуумным с фасованием по уровню. На этом же автомате может производиться розлив шампанских вин (насыщенных СО₂).

Фасовочный автомат состоит  из металлической станины с размещенным  в ней электроприводом, системы  вакуумирования для откачивания  воздуха из бутылки, цепного пластинчатого  конвейера, расходного резервуара, карусели с фасовочными устройствами, системы  подачи СО₂, трубопровода подачи вина, распределительного шнека, загрузочной и разгрузочной звездочек, шкафа управления.

При помощи насоса вино (столовое), нагретое до 50^оС, по трубопроводу поступает в расходный резервуар. В момент достижения заданного уровня жидкости в резервуаре, в пространство над вином подается СО₂, в результате чего создается избыточное давление (противодавление) и заполнение резервуара  вином прекращается. Контроль уровня жидкости в резервуаре ведется при помощи двух поплавковых датчиков.

Пустые бутылки подводятся к машине пластинчатым конвейером и  с помощью распределительного шнека  и загрузочной звездочки подаются на подъемные столики, расположенные  под фасовочными устройствами. Столики  поднимают и плотно устанавливают  бутылки под центрирующий элемент  фасовочного устройства. Подъемные  столики, представляют собой телескопические  цилиндры, подъем которых происходит пневматически, за счет подачи сжатого  воздуха. Они движутся по копиру-направляющей, имеющую форму окружности, установленную  внутри станины фасовочного автомата. После налива вина столики опускаются, под действием копира.

Разряжение в бутылке  создается после открытия вакуумного клапана в фасовочном устройстве, который открывается под действием  направляющей и соединяет полость  бутылки с системой вакуумирования. Вакуумметр, показывающий разряжение в системе вакуумирования, установлен непосредственно перед вакуум-насосом.

Затем, освободившись от направляющей, клапан закрывается.

При дальнейшем вращении фасовочной карусели кулачок, управляющий подачей  газа и жидкости, поворачивается штоком – стержнем, установленным с внутренней стороны ограждения, в результате чего начинается подача газа (СО₂) в полость бутылки. Подача газа осуществляется до тех пор, пока давление в бутылке не станет равным давлению над жидкостью в расходном резервуаре. После этого автоматически открывается жидкостный клапан и начинается налив вина. Вино стекает по шатру на газоотводной трубке по стенке бутылки тонкой пленкой.

Когда уровень напитка  поднимается до нижнего конца  газовой трубки – налив прекращается, так как жидкость препятствует выходу газа из бутылки через центральное отверстие газовой трубки. После прекращения налива жидкостный и газовый клапаны продолжают быть открытыми до тех пор, пока во время движения карусели кулачок управления, идущий по направляющей надвигается на шток и закрывает газовый и жидкостные клапаны. Затем под действием направляющей открывается клапан сброса давления из бутылки, которое затем постепенно становится равным атмосферному.

Под действием копира подъемные  столики опускаются, бутылки выходят  из-под центрирующего устройства, и при помощи разгрузочной звездочки  и распределительного шнека подаются на укупорку.

Схема фасовочного автомата выглядит следующим образом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7 – Общий вид фасовочного автомата

1 – Станина (с размещенным внутри приводом); 2 – Разгрузочная звездочка; 3 – Ограждение; 4 – Цепной пластинчатый конвейер; 5 – Фотодиоды; 6 – Система создания контр-давления; 7 – Система вакуумирования; 8 – Питающий центробежный насос; 9 – Кулачок управляющий подачей газа и жидкости; 10 – Фасовочная карусель; 11 – Фасовочное устройство; 12 – Подъемный столик; 13 – Пульт управления; 14 – Шток; 15 – Металлический кожух; 16 – Загрузочная звездочка.

Общий вид фасовочного устройства:

Рисунок 8 – Эскиз фасовочного устройства

1 – Вакуумный клапан (для создания разряжения в бутылке); 2 – Клапан сброса давления; 3 – Газовая трубка; 4 – Газовый клапан; 5 – Жидкостный клапан; 6 – Центрирующий колокольчик; 7 – Бутылка; 8 – Подъемный столик.

3.2 Основы регулирования и эксплуатации

Регулирование фасовочного  автомата происходит автоматически. Подача вина регулируется пневматическим клапаном по величине давления в резервуаре. Давление в бутылке и резервуаре выравнивается за счет отсоса воздуха  через трубку (верхний патрубок вакуум-насосом), и вино за счет разности давлений и  гравитационных сил наполнит бутылку. При достижении уровня вина в бутылке  среза трубки оставшийся в горлышке воздух будет препятствовать дальнейшему  наполнению бутылки. Подъемный столик отводит бутылку, клапан фасовочного  устройства автоматически закрывается. Производительность фасовочного автомата устанавливается путем регулирования  частоты вращения вала электродвигателя за счет частотного преобразователя. В процессе эксплуатации автомат должен проходить технический осмотр и планово-предупредительный ремонт, а все контрольно-измерительные приборы должны подвергаться поверке.

3.3 Причины недоливов и переливов на заводе ООО «Тейси» и методы их устранения

На предприятии ООО «Тейси» сталкиваются с острой проблемой, связанной с недоливом и переливом вина в бутылку во время фасования вина. Задачей данной курсовой работы является выяснение причин недоливов и переливов и возможные методы их устранения и стабилизации работы разливочного автомата, так как розлив является самой важной стадией на пути подготовки напитка к отправке потребителю.

Так как данный фасовочный автомат по типу наполнения является вакуумным, то одна из причин данной проблемы может заключаться в нарушении герметичности уплотнения с конусом во время создания в бутылке вакуума (так как налив происходит только после выравнивания давлений в бутылке и напорной емкости, а вследствие нарушения уплотнения происходит разгерметизация бутылки и налив прекращается преждевременно, так как самотеком вино истекать уже не может).

При разгерметизации бутылки  так же происходит аэрация вина, которая способствует излишнему  пенообразованию, вызывающему недоливы вина вследствие его вспенивания и преждевременной закупорки газоотводящего отверстия.

Для устранения данной проблемы необходимо заменить уплотнение на конусе (резинку). Данный дефект возникает в процессе эксплуатации аппарата (изнашивание резиновых уплотняющих прокладок). Рекомендуется проводить плановый систематический осмотр аппарата и уплотнений в частности, для проверки их сохранности и способности создавать герметичные соединения с горлышком бутылки и периодически их заменять.

Следующей возможной причиной возникновения недоливов может быть наличие неровностей и шероховатостей на поверхности горлышка бутылки, либо поломка (скол/трещина) самой бутылки, следовательно, в ней не создастся необходимый уровень вакуума, и она не наполняется до заданного уровня. Производители в паспорте аппарата рекомендуют в данном случае заменить/отбраковать бутылку, либо заменить всю партию бутылок и производить более тщательный контроль на предмет наличия неровностей на поверхности бутылок, так как зарубежное оборудование более чувствительно к мелким дефектам на поверхности бутылок.

Так как бутылки по ГОСТу 10117-62 имеют отклонения от их номинального объема в пределах ±10 мл, то изменяется и доза жидкости, залитая в бутылку. Например, в бутылках емкостью 0,5 л может быть доза вина в одном случае 510, а в другом 490 мл. От сюда и возникают недоливы и переливы вина. Для устранения данной проблемы необходим более тщательный контроль принимаемой партии бутылок.

Одной из причин переливов  является нарушение целостности  газоотводной трубки выше уровня центрирующего  колокольчика (появление отверстий), вследствие чего газ может неограниченно выходить из бутылки в процессе налива через наполняющее отверстие и выходить в повреждение в газоотводной трубке и возникнет перелив, в связи с которым напиток будет неограниченно наливаться в бутылку. Обнаружение данной неполадки осуществляется контролирующим аппарат оператором и выявляется в течение дня. Если происходит регулярный перелив бутылок именно в этой наливной головке, то мастер останавливает аппарат и производит его осмотр, в случае необходимости заменяет поврежденную газовую трубку.

Так же причиной недоливов  может быть засорение или загрязнение  газовой трубки, что препятствует выходу газа из бутылки, либо сильно затрудняет его, что способствует возникновению  недолива в бутылке. Для устранения данной причины необходимо прочистить, либо заменить газовую трубку.

Наиболее распространенной причиной возникновения недоливов/переливов  является жесткость пружины, отвечающей за открытие жидкостного клапана. Если пружина более жесткая, то рычагу необходимо приложить больше усилий для открытия клапана, соответственно налив начнется позже, чем в тех бутылках, на разливочных головках которых установлены менее жесткие пружины и налив на которых начинается вовремя, соответственно возникнет недолив в данной бутылке, так как закрытие жидкостного клапана происходит на всех головках через одинаковый промежуток времени после открытия жидкостного клапана. Дефект данной пружины выявляется оператором линии розлива в течение рабочего дня при систематическом недоливе бутылок именной этой разливной головки и данную пружину заменяют на менее жесткую.

Если на данной линии происходит розлив напитков, насыщенных СО₂ (шампанские вина), то недоливы могут происходить в связи с ненадлежащим качеством вина (недостаточно выдержанное) и во время розлива данный напиток сильно вспенивается, образующаяся пена преждевременно закупоривает отверстие газоотводящей трубки и налив прекращается, либо замедляется. Так же причиной повышенного пенообразования может быть неправильно выбранное давление розлива, для устранения данной причины необходимо скорректировать давление розлива.

 

 

4 Триблок для розлива и укупорки напитков, насыщенных СО₂

4.1  Эксплуатация  триблока

Перед началом эксплуатации триблока необходимо ознакомиться с  основными принципами работы отдельных  агрегатов триблока.

4.1.1 Автомат розлива  напитков под избыточным давлением

При описании работы автомата розлива, для наглядности в тексте приведен рисунок 5 -Схема работы автомата разлива.

Рисунок 9 – Принципиальная схема работы автомата розлива

К основному требованию для  нормальной работы автомата розлива  напитка в бутылки относится  правильно выбранное конструкторское  решение вопроса заполнения напитком сборной емкости автомата.

Напиток поступает в автомат  через станцию на входе (1). Поступление  напитка регулируется при помощи механического вентиля и пневмовентиля (16), который входит в систему регулировки уровня напитка в емкости. Поступление напитка из форфасного танка (за счет давления стерильного воздуха или СО₂) на розлив происходит следующим образом:

• Опору продувки воздушной трубки вентиля розлива необходимо отключить от работы – для этого надо зафиксировать рукой положение поворотного плеча, управляющего работой рычажков вентилей розлива. Отключение от работы опоры происходит за счет поворота и нахождения управляющего рычажка постоянно в положении «закрыто».
• Перекрыть механический вентиль на подводящем трубопроводе, перекрыть вентиль (9) трубки перелива и перекрыть механический вентиль на трубопроводе санитации (19). Открыть вентиль, регулирующий поступление СО₂ в сборную емкость (8) и вентиль, регулирующий поступление СО₂ в вентиль, регулирующий избыточное давление розлива (10).
• Включить главный выключатель, на основном дисплее нажать окно ВЫБОР РЕЖИМОВ и выбрать режим РАБОТА. Дальше на панели пульта управления нажать кнопку НАПРЯЖ. СТАРТ, кнопку Транспортер бутылок СТАРТ и кнопку ГЛАВНЫЙ ПРИВОД СТАРТ. Автомат начнет вращаться. При вращении автомата и отключенном положении опоры продувки воздушной трубки вентиля разлива, вентили розлива автоматически закрываются.
• Открыть перекрывающий вентиль (12), служащий для поступления сжатого воздуха к прижимающим тарелкам автомата розлива и вентиль (14), регулирующий поступление СО₂ в систему регулировки уровня напитка в сборной емкости.

В сборной емкости (2) автомата разлива после этого создастся  избыточное давление, т.е. произойдет следующее:

• Наличие избыточного давления в емкости контролируется при помощи манометра, имеющегося на регулировочном вентиле рабочего давления разлива (10). Дополнительно, на крышке сборной емкости имеется еще один контрольный манометр. Перед заполнением сборной емкости напитком, необходимо установить при помощи регулировочного вентиля (10), имеющегося на емкости, и регулировочного вентиля (15), имеющегося на передней панели автомата, необходимое значение избыточного давления. При помощи вентиля (15) необходимо установить давление на 0,03 МПа выше, чем то давление, которое требуется при разливе напитка, а при помощи вентиля (16) установить значение давления, которое требуется при разливе напитка. При правильной регулировке и установке отличающегося на 0,03МПа давления при помощи вентилей (15) и (10), вентиль (10) сам автоматически сбрасывает в атмосферу избыточное количество СО₂ (или сжатого стерильного воздуха) и тем самым обеспечивает поддержание необходимого постоянного давления напитка в сборной емкости автомата розлива. Значение необходимого избыточного давления при розливе во многом зависит от технологических свойств самого напитка (температура, содержание СО₂ и др.). Описанная разница в давлении обеспечивает транспортировку напитка из сборной емкости в автомат розлива.
• После того как в сборной емкости создано необходимое избыточное давление, открыть механический вентиль трубопровода по которому поступает в автомат напиток. Напиток начнет поступать в сборную емкость (2) автомата розлива через трубопровод. Уровень напитка в емкости (2) контролируется электронным датчиком уровня (7). После достижения предустановленного уровня напитка в сборной емкости автомата розлива (не выше 75% от общей высоты емкости), электронный датчик уровня даст сигнал электромагнитному распределителю (соленоиду), расположенному на перекрывающем пневмовентиле на входе (16) и он перекроет поступление напитка.
• После выполнения всех описанных выше операций, в том случае если сборная емкость автомата розлива заполнена напитком, может производиться розлив напитка в бутылки, поступающие по конвейеру бутылок в автомат розлива.
• Для нормальной работы триблока, необходимо чтобы в направляющей, по которой в триблок поступают укупорочные пробки были эти колпачки. В противном случае датчик, контролирующий наличие этих колпачков в направляющей, остановит работу всего триблока.