Лабораторная работа № 3

2. Роторы для фасования жидкостей

2.1. Изучение конструкций роторов для фасования жидкостей

1. Цель и задачи работы.

- ознакомление с конструкциями и работой роторных машин для фасования жидкостей;

- изучить принцип действия роторных машин для фасования жидкостей;

- выявить отличительные особенности различных видов роторных машин для фасования жидкостей.

2. Общие положения (теоретические сведения).

Разливочные машины-автоматы роторного типа представляет собой вращающуюся карусель, по периферии которой расположены гнезда-столики. Поступающие в них бутылки или другие емкости оказываются под дозаторами, которые в процессе транспортировки бутылок наполняют их жидкостью из находящегося наверху распределительного резервуара. Открытие и закрытие дозаторов происходит при подъеме бутылочного столика под патрон, или при опускании патрона на бутылку, или от специальных включающих устройств.

Дозаторы жидких пищевых продуктов или, как их называют в пищевых производствах, разливочные патроны, являются основными рабочими органами разливочных машин-автоматов. Они должны обеспечивать точность розлива, удобство эксплуатации, высокую производительность и удовлетворять санитарным нормам. Дозаторы пищевых жидкостей можно классифицировать: по принципу действия, по способу подачи жидкости, по величине воздушного давления и по конструкции.

По принципу действия дозирование различается по объему, уровню, времени, весу. В первом случае дозаторы отмеривают порции жидкости определенного объема и разливают их в тару. Во втором случае тара любой емкости заполняется до определенного уровня. Дозирование жидкостей по весу и по времени в разливочных автоматах пищевой промышленности не применяется.

По способу подачи жидкости розлив бывает гравитационный и принудительный. В первом случае жидкость вытекает в тару под действием собственного веса. При этом давление воздуха над жидкостью в распределительном резервуаре и в таре одинаково. Жидкость вытекает под напором, который определяется высотой столба ее от уровня в резервуаре до выходного отверстия в разливочном патроне. Эта высота поддерживается постоянной автоматическим регулятором. Принудительный розлив происходит или под действием разности воздушных давлений в резервуаре и в таре, или под действием поршня и применяется для вязких жидкостей.

По величине воздушного давления розлив может быть: при повышенном давлении, при атмосферном давлении и под вакуумом. Повышенное и притом постоянное давление как в резервуаре, из которого вытекает жидкость, так и в таре, которая должна быть в этом случае герметизирована, применяют при розливе газированных напитков и пенообразующих жидкостей. Такие жидкости, как молоко, водка, тихие вина разливают или открытым способом или под вакуумом. Последнее рекомендуется для витаминосодержащих жидкостей. Розлив под вакуумом имеет ряд преимуществ, о которых будет сказано ниже.

Запорные устройства жидкостных дозаторов могут быть с поворотными кранами, с поступательно движущимися золотниками, с упругими клапанами, с отсечкой воздуха.

Устройства для наполнения бутылок по объему называются дозировочными приборами, а для наполнения по уровню - разливочными приборами.

Обычной деталью объемного дозатора является мерный сосуд, который заполняется определенным количеством жидкости, отмеренная порция которой сливается затем в бутылку.

Объемный дозатор с поднимающимся мерником (золотниковый, ковшовый) изображен на рис. 1. Дозатор состоит из мерного стакана 1, внутренней фасонной трубки 2 с верхними и нижними радиальными отверстиями, наружной гильзы 3, пружины 4, наконечника 5 и резинового кольца 6. Наконечник делают иногда в виде конуса, центрирующего бутылку. В положении а мерный стакан находится под уровнем молока в распределительном резервуаре. Когда горлышко бутылки при подъеме столика карусели упрется в резиновое кольцо наконечника и поднимет внутреннюю трубку (см. рис. 1, б), находящаяся в стакане порция будет разобщена с жидкостью в резервуаре и выльется через радиальные отверстия в нижнюю часть трубки, а оттуда — в бутылку. Воздух из бутылки выйдет через радиальные канавки резинового кольца 6.

Рис. 1. Объемный дозатор с мерником, поднимающимся под действием горлышка бутылки

При каждом подъеме ковша в бутылку вытекает строго определенная порция, соответствующая емкости ковша. Отрегулировать (в сторону уменьшения порции) емкость ковша можно, поместив в стакан соответствующий вытеснитель. Нарушение точности дозировки может произойти при непостоянном уровне жидкости в резервуаре.

На рис. 2 приведена схема наполнителя по уровню при атмосферном давлении клапанного типа. Штуцер 1 укреплен в дне резервуара закрепительной гайкой 2. Внутри штуцера на заплечиках висит воздушная трубка 6 с клапаном 7 на конце. Наружная гильза 3 с резиновой подушкой 5 при отсутствии бутылки находится в нижнем положении I. Клапан закрыт. Когда пустая бутылка при подъеме столика карусели поднимется в положение II и, преодолевая действие пружины 4, поднимет гильзу, клапан откроется, и жидкость будет стекать в бутылку. При этом горлышко бутылки плотно прижато резиновой подушкой и воздух из бутылки может ухо­дить только через трубку 6. Но как только жидкость в бутылке поднимется до нижнего конца трубки а-а, так оставшийся над уровнем молока в бутылке воздух будет заперт. Давление его повысится до значения, которое соответствует высоте столба жидкости в трубке. Истечение прекратится. Когда бутылка начнет опускаться – клапан закроется. Основной (кольцевой) до­ступ жидкости в бутылку будет прегражден. Однако, некоторое строго определенное количество жидкости, поднявшееся по воздушной трубке, сольется в бутылку. Таким образом, окончательный уровень жидкости в бутылке несколько повысится. Для регулирования уровня наполнения можно несколько поднять или опустить воздушную трубку с клапаном.

Рис. 2. Наполнитель клапанного типа по уровню при атмосферном давлении

На рис. 3, а изображен разливочный патрон-дозатор вакуум-разливочного автомата по уровню. Гильза 2 находится внутри втулки 10, укрепленной в развальцованном отверстии днища приемного резервуара с помощью резиновой манжеты 11 и уплотнительного кольца 12. Гильза может опускаться и подниматься благодаря тому, что укрепленный на ее нижнем конце конусный центри­рующий наконечник 8 имеет хвостовик 9, который соединен с толкателем, работающим от торцового кулачка. Внутри гильзы помещена воздушная трубка 1, в нижней части которой есть центрирующее трехгранное утолщение 3 и венчик 4. Последний является седлом резинового клапана 7, защемленного по своей периферии между гильзой и наконечником. На воздушной трубке под венчиком сделано небольшое сквозное радиальное отверстие 6.

Пустые бутылки подает на розлив круговой пластинчатый транспортер. Как только очередная бутылка подойдет к соответствующему патрону вращающегося синхронно с транспортером разливочного ротора, гильза с наконечником 5 опускается на бутылку (см. рис. 3, б). Резиновый клапан плотно закроет доступ воздуха в бутылку извне. Если в бутылке нет трещин, внутренняя полость ее окажется герметизированной и находящейся в ней воздух будет отсасываться эксгаустером через воздушную трубку. Через воздушную трубку будет отсасываться и образующаяся пена, a вместе с ней некоторое излишнее количество жидкости и до тех пор, пока уровень жидкости в бутылке не опустится ниже конца трубки. Затем патрон поднимется еще выше и даст возможность бутылочному транспортеру перенести наполненную бутылку к закупорочному ротору, а под освободившийся патрон поставить очередную пустую.

Рис. 3. Клапанный разливочный патрон по уровню под вакуумом

3. Объекты исследования, оборудование, материалы и наглядные пособия.

Автоматические роторные машины и линии для фасования жидких пищевых продуктов.

4. Задание на работу (рабочее задание).

Для проведения работы бригаде студентов предоставляются методические указания, а преподаватель иллюстрирует основные теоретические сведения эскизами на доске. Каждый студент обязан принять участие в работе и оформить отчет.

5. Ход работы (порядок выполнения работы).

Выполнение работы заключается в излучении теоретического материала (п. II), составлении схем роторных машин для фасования жидких пищевых продуктов и выявлении их отличительных особенностей.

Порядок выполнения работы.

4.1. Подробно изучить основные теоретические сведения (п. II).

4.2. Обсудить с преподавателем конструкции роторных машин для фасования жидких пищевых продуктов.

4.3. Выявить отличительные особенности роторных машин и линий для фасования жидких пищевых продуктов.

6. Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

- название работы;

- цель работы;

- описание схем роторные машины и линии для фасования жидких пищевых продуктов;

- отличительные особенности роторных машин и линий для фасования жидких пищевых продуктов.

7. Список использованных источников.

1. Зайчик Ц.Р. Технологическое оборудование винодельческих предприятий. М.: Агропромиздат, 1988. 351 с.

2. Харитонов Н.Ф. Автоматы и поточные линии розлива вин. М.: Машиностроение, 1967. 248 с.