Машины для мойки тары

Мойка бутылок — одна из важнейших операций при фасовке пищевых жидкостей, от эффективности которой зависит качество продукции и режим работы всей линии розлива. Это сложный физико-химический процесс. Как правило, сила прилипания (адгезии) загрязнения к поверхности бутылок превышает силу сцепления между частицами загрязнений (силу когезии), поэтому смыв загрязнений затруднен и происходит постепенно, без пленочного срыва загрязнений.

Весь процесс мойки бутылок можно разделить на два этапа:

1) поверхностное взаимодействие загрязнения и моющего раствора;

2) разделение неоднородной системы, состоящей из двух фаз: загрязнение — стекло.

Первый этап, в свою очередь, можно разделить на две стадии:

— взаимодействие смываемого вещества и жидкости (набухание), в ходе которого на поверхности бутылок образуется насыщенный раствор или концентрированная суспензия;

— перенос растворенного или суспендированного вещества в моющую жидкость путем диффузии.

Решающими факторами, обусловливающими хорошее качество мойки, являются: температура моющих растворов и воды, концентрация моющего раствора, продолжительность мойки, гидродинамическое воздействие струи моющего раствора и воды при внутреннем и наружном шприцеваниях банок, частота заполнения банок моющими растворами и др.

Температурный режим в моечных машинах должен предусматривать постепенное нагревание и последующее постепенное охлаждение во избежание термического боя бутылок. Нагревание и охлаждение бутылок проводят ступенчато при перемещении их из одной зоны в другую; максимально допустимый перепад температур в соседних зонах не должен превышать 30...35 °С при нагревании и 25 °С при понижении температуры. Предельная температура моющих жидкостей обычно не более 85 °С. Массовая доля щелочных растворов колеблется в пределах 0,5...2,0 %.

Теплота в машине расходуется на подогрев щелочного раствора и воды при подготовке машины к работе и нагрев воды и бутылок, а также на компенсацию тепловых потерь при работе машины. Основные потери теплоты приходятся на долю горячей сточной воды.

Современные машины для мойки бутылок можно классифицировать по различным признакам:

— по назначению — на универсальные и специализированные (для определенной отрасли промышленности);

— по способу мойки — на шприцевальные, отмочно-шприцевальные и отмочно-шприцевальные с механической обработкой бутылок ершами и щетками;

— по кинематическим признакам — на конвейерные (цепные и бесцепные), барабанные и карусельные;

— по количеству отмочных ванн — на одно-, двух и многованные;

— по конструкции транспортирующего органа — машины с цепным и бесцепным транспортерами бутылконосителей, барабанные или роторные (с горизонтальной осью вращения барабана), карусельные (с вертикальной осью вращения барабана);

— по характеру движения транспортирующего органа — машины прерывистого движения (циклические) и машины непрерывного движения;

— по степени механизации — с ручной загрузкой и выгрузкой бутылок, с ручной загрузкой и автоматической выгрузкой бутылок, с автоматической загрузкой и выгрузкой бутылок;

— по месту расположения устройств для загрузки и выгрузки бутылок — одно-и двусторонние.

Наибольшее распространение получили отмочно-шприцевальные машины с цепным транспортером бутылконосителей.

Современные бутылкомоечные машины независимо от марки включают следующие основные элементы: механизмы загрузки и выгрузки бутылок, бутылконо-сители, механизм перемещения бутылконосителей, устройство для отбора этикеток, шприцевальные устройства, привод, подогреватели раствора в ваннах.

Качество вымытых бутылок определяют по следующим показателям: физической чистоте, бактериальной чистоте и отсутствию остатков моющего раствора в бутылке. Моечные машины должны обеспечивать чистоту отмываемого объекта, исключение боя или деформации (для жестяных банок) тары, минимальный расход воды и энергии, механизацию погрузочно-разгрузочных работ, простоту и надежность в эксплуатации, безопасность обслуживания.

Современные бутылкомоечные машины материалоемки. Установлено, что габаритные размеры, масса машины, приведенные затраты существенно зависят от правильно выбранного числа зубьев звездочки и шага цепи бутылконосителей, количества гнезд в бутылконосителе и других факторов, которые необходимо учитывать при проектировании.

Для мойки жестяных банок используются машины А9-ОМА, МЖУ-125М, А9-КМС «Тайфун», А9-КМ2, а для мойки стеклянных банок — И2-КАМ-6, СП-60М, СП-70, СП-72.

Для мойки ящиков применяют весьма простые по конструкции цепные линейные машины.

Машина универсальная МЖУ-125М (рис.) предназначена для мойки пустых и наполненных цилиндрических и фигурных банок (кроме банок с продуктом, бланшированным в банке) и устанавливается в технологических линиях после укупорочной машины и автоклава, а также на участке подготовки пустых жестяных банок к наполнению.

Рис. Универсальная машина МЖУ-125М

Машина состоит из корпуса, моечной камеры 1, ванны 2, коммуникации пара 5, привода 3 и смесителя 4.

Моечная камера представляет собой сварной короб из листовой нержавеющей стали. Внутри камеры расположены транспортер, выполненный из двух нержавеющих цепей; паровые коллекторы; распределитель моющей воды в виде прямоугольника трубчатого сечения с одним вводом; коллекторы ополаскивания.

Ванна представляет собой бак из листовой нержавеющей стали, снабженный перегородками, разделяющими его на секции. Перегородки играют роль «грязевых порожков» и жироотделителей. Внутри ванны расположены фильтры: один — на сливе из камеры, другой — перед всасывающим патрубком насоса. На торцевой стенке ванны имеется третий фильтр, введенный в напорную магистраль от насоса.

Подогрев воды внутри ванны осуществляется теплообменником, связанным с коммуникацией пара. Для санитарной обработки ванна оснащена двумя люками на лицевой стороне. Коммуникация пара представляет собой систему труб с вентилями и регулирующей аппаратурой.

Привод размещается на лицевой стороне ванны и включает электродвигатель и редуктор.

Смеситель выполнен из труб, расположенных одна в другой. Попадающие в смеситель вода и пар смешиваются, а затем подаются в моечную камеру.

Перед началом работы машины бак заполняется водой, открываются вентили барботера и подогревателя. После разогрева воды в баке до температуры 80.. .90 °С вентиль пуска пара в барботер закрывается. В дальнейшем температура поддерживается за счет теплообменника.

Банки по специальному мостику подаются внутрь моечной камеры и попадают на транспортер, который перемещает их вдоль камеры. Банки омываются струями горячей воды и прошпариваются, а на выходе из камеры ополаскиваются чистой горячей водой (60...70°С).

Использованная вода из моечной камеры попадает в ванну через систему фильтров, откуда насосами подается в коллекторы.

Наполненные фигурные и цилиндрические банки высотой до 40 мм на вход в камеру попадают через лоток загрузки. В целях предотвращения смещения банок в стороны камера оснащена регулируемыми боковыми и верхней направляющими. Их положение определяется размерами обрабатываемой банки, после чего направляющие фиксируются вращением колпачковых гаек.

Наполненные цилиндрические банки высотой более 40 мм на вход в камеру поступают через винтовой лоток.

Техническая характеристика универсальной моечной машины МЖУ-125М приведена в табл.

Таблица. Техническая характеристика машин для мойки тары

Показатель	МЖУ-125М	«Тайфун» A9-KMC	СП-60М	И2-КАМ-6	AMM-6
Производительность, шт/мин	80...125	80... 120	50	100	6000
Температура воды, °С:
моющей	80...90	55. ..60	45.„50	70...75
ополаскивающей	Не менее 60	Не менее 15	50...55	50...55
Расход воды, м3/ч	0,56	10	7,1	6,55	6
Давление пара, МПа	0,25...0,30	0,20...0,30	0,40...0,50	0,40...0,50
Расход пара, кг/ч	100	100	—	550	260...450
Насос:
подача, м3/ч	10. .30	30	—	—
развиваемое давление, МПа	0,24...0,30	0,30...0,40	—	—
мощность, кВт	4	7,5	7,5	2x7,5
Электродвигатель привода:
мощность, кВт	0,27	0,8	0,8	1,7	31
частота вращения, мин-1	1400	1350	1350	950
Габаритные размеры, мм:
длина	2800	3515	6400	5000	8100
ширина	1150	3875	2500	2800	5350
высота	1200	2730	2740	2740	2750
Масса, кг	780	1390	8100	6500	5950

Машина «Тайфун» А9-КМС (рис.) предназначена для мойки и сушки наполненных стеклянных банок после выхода их из автоклавов.

Рис. Моечно-сушильная машина «Тайфун» А9-КМС

Машина состоит из цепного транспортера 1, станины 4, коммуникаций воды 2, пара 3, воздуха 5.

Цепной транспортер представляет собой спаренную вертикально-замкнутую цепь с фрезерованными с одной стороны внутренними пластинками, на которых стоят банки. Привод транспортера осуществляется от электродвигателя через ременную передачу, редуктор и цепную передачу.

Станина представляет собой сварную каркасную металлоконструкцию, на которой монтируются все узлы и механизмы. Нижняя часть станины служит баком рециркуляционной воды.

Для мойки банок в машине используется рециркуляционная вода, а для ополаскивания их — проточная вода. Подача рециркуляционной воды осуществляется насосом.

Для предварительного обогрева холодных банок, поступающих на мойку, перед моющими коллекторами установлен П-образный коллектор, через отверстия которого пар попадает на поверхность банки, несколько обогревает ее, тем самым предотвращая термический бой в зоне интенсивной мойки. В коллектор подводится водопроводная вода, предварительно нагретая до 15...20 °С.

Нагрев рециркуляционной воды в ванне происходит в барботере, через отверстия которого пар попадает в ванну с водой. В целях предварительного нагрева и отмочки банок пар поступает непосредственно в коллектор для пара. Для отсоса паров из камеры мойки машина комплектуется центробежным вентилятором, место установки которого зависит от условий в цехе.

На сварном основании установлены нагнетатель воздуха и электродвигатель. Воздух от нагнетателя через глушитель звука и воздуховод попадает к насадкам, закрепленным на крышке корпуса машины.

Узел электрооборудования машины состоит из трех электродвигателей: привода водяного насоса, привода нагнетателя, привода транспортера. После предварительного подогрева моющей воды до нужной температуры кнопкой «Пуск» включают электродвигатель насоса рециркуляционной воды, электродвигатель нагнетателя и транспортера. Одновременно с этим подают водопроводную воду. Поступающие из автоклава загрязненные банки попадают на приемную часть транспортера, затем с помощью дополнительной звезды раздвигаются на определенный шаг и перемещаются транспортером в глубь машины. Рециркуляционная вода очищается от загрязнений при проходе через фильтр.

Техническая характеристика моечно-сушильной машины «Тайфун» А9-КМС приведена в табл.

Машины типа СП (СП-60М, СП-70, СП-72) (рис.) предназначены для мойки стеклянной тары. Основой машины типа СП является корпус 4 с открытой загрузочно-разгрузочной частью, с боковыми люками и задней дверкой для обслуживания. В нижней части корпуса расположены две отмочные ванны для моющего раствора и воды, а в верхней части—ванна для оборотной воды шприцевания стеклотары.

Рис. Машина типа СП

Машины типа СП по принципу действия являются цепными, отмочно-шприцевальными с ритмично-прерывистым движением основного транспортера с носителями.

Банки в машину подаются транспортером 1, затем поступают на валковый накопитель 2, где происходит деление банок по числу гнезд в носителе. Со стола загрузки банки захватываются планками-толкателями механизма загрузки 3 и заталкиваются в гнезда носителей 12, шарнирно прикрепленных к цепям двухцепного транспортера 6. Затем носители с банками входят в первую ванну 7 предварительного подогрева с водой температурой 40.. .45 °С. На петле перехода от первой ванны во вторую вода из банок выливается в первую ванну, а банки поступают во вторую ванну 9 с моющим раствором температурой 70.. .90 °С. В дальнейшем носители с банками движутся вверх по наклонной направляющей и по выходе из ванны 9 шприцуются моющим раствором в основном для снятия этикеток.

Загрязненные банки, пройдя зону предварительного нагрева паром, попадают в зону интенсивной мойки струями воды, далее в зону ополаскивания чистой водой и поступают на сушку струями нагнетаемого из насадок воздуха. Сушка производится путем сдува капель влаги за счет энергии нагнетаемого воздуха.

На верхнем участке основного транспортера банки подвергаются внутреннему и наружному шприцеванию из насадок 17 оборотной водой с температурой 90 °С, а из насадок 18 — чистой проточной водой с температурой 60 °С. После чистового ополаскивания банки обрабатываются паром из насадок 19. Чистые банки попадают в механизм выгрузки 5 и выводятся из машины. Вода после предварительного и чистового ополаскиваний собирается в верхней ванне 16 и, пройдя фильтр, насосом подается снова на предварительное ополаскивание.

Вода в ванне 7 предварительного подогрева стеклотары нагревается теплообменником 8, а в ванне 9 с моющим раствором — теплообменниками 10 и 13. В машине СП-60М в первой ванне предварительного подогрева теплообменник отсутствует, а подогрев воды осуществляется путем подачи оборотной воды из верхней ванны.

Механизм удаления этикеток 14 представляет собой вращающийся сетчатый барабан, внутри которого размещен лоток сбора этикеток. Моющий раствор с этикетками засасывается насосом из второй ванны 9 внутрь барабана. Этикетки присасываются к внутренней поверхности сетки барабана, поднимаются вверх, где сдуваются в лоток. Воздушный поток создается вентилятором, установленным в задней части машины. По мере наполнения лоток периодически очищают вручную.

Основной цепной транспортер приводится в движение от звездочек 20, которые вращаются с помощью храпового механизма. Звездочками 15 осуществляется натяжение цепей основного транспортера. Для предотвращения выпадания банок из носителей на нижней ветви основного транспортера установлены направляющие 11.

Машина И2-КАМ-6 (рис.) предназначена для мойки новых и оборотных стеклянных банок вместимостью 0,2 л.

Рис. Моечная машина И2-КАМ-6

Машина по принципу действия является цепной, отмочно-шприцевальной, с ритмично-прерывистым движением основного транспортера с носителями. Загрузка и выгрузка банок из машины механическая.

Корпус 3 машины представляет собой сварную конструкцию из листовой стали, в нижней части которой имеется ванна для моющего раствора, а в верхней — ванна для горячей воды. На корпусе машины смонтированы механизмы привода машины: загрузки 1 и выгрузки 2 банок, цепи с банконосителями 4, системы шприцевания банок и подогрева раствора и воды в ваннах, смыва этикеток и удаления их из ванны. В корпусе машины предусмотрены люки для чистки и мойки ванн.

Внутри корпуса смонтированы валы со звездочками, по которым обкатываются две втулочно-роликовые цепи. Между цепями подвешены 98 носителей, каждый из которых представляет собой сварную конструкцию с 16 гнездами для банок.

Привод машины осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу к червячному редуктору, от которого через цепную передачу приводится во вращение кривошипный вал. Кривошип через тягу и храповое зацепление периодически проворачивает ведущий вал, который за каждый оборот кривошипного вала протягивает цепи с носителями на один шаг.

В конструкции привода предусмотрен вариатор из двух раздвижных дисков, представляющих собой шкив с изменяющимся диаметром. Вариатор позволяет плавно регулировать производительность машины, настраивая ее на производительность линии.

Для шприцевания внутренней и наружной поверхностей банок моющим раствором и водой служат шприцевые трубы, жидкость к которым подается насосами.

Для подогрева моющего раствора в отмочной ванне установлен трубчатый подогреватель 10. Водопроводная вода подогревается барботажем пара непосредственно в воду и после шприцевания сливается в водяную ванну, а избыток воды поступает к коллектору предварительного обмыва, расположенному под столом загрузки.

Механизм загрузки банок состоит из аккумулятора банок, направляющих цепей, стола загрузки банок и двух цепей с планками. Аккумулятор представляет собой стол, выполненный в виде вращающихся в одном направлении валиков. Над валиками расположены устройства, которые разделяют движущиеся банки на ручьи, расстояние между которыми равно шагу гнезд в носителях. Банки в носители подаются непрерывно двумя движущимися планками, закрепленными на двух цепях, привод которых осуществляется через предохранительную кулачковую муфту. Цепи движутся по направляющим и звездочкам.

Подвод банок в машину и отвод их из машины выполнены с правой стороны и при необходимости легко могут быть изменены на левую. Банки подводятся к машине и отводятся из нее пластинчатыми транспортерами с отдельными приводными станциями.

Банки со стола загрузки подаются в гнезда носителя и находятся в них в течение всего процесса мойки до момента выгрузки из машины. Носители с банками перед входом в отмочную ванну обмываются водой через коллектор предварительного обмыва. Это необходимо для предварительного подогрева банок. Кроме того, при этом легко смываемые загрязнения удаляются и не загрязняют отмочную ванну. Вода из коллектора предварительного обмыва сливается в канализацию.

Затем банки входят в нижнюю ванну с раствором температурой 70.. .75 °С, проходят зону турбулентного движения моющего раствора и при движении по наклонной направляющей обливаются снаружи щелочным раствором, стекающим после щелочного шприцевания по наклонной стенке ванны.

Носители с банками, выйдя на верхний прямой участок, подвергаются внутреннему шприцеванию и наружному обмыву в следующих положениях: в шести позициях 8 раствором щелочи температурой 70...75 °С; в четырех позициях 7 горячей оборотной водой температурой 50...55 °С; в двух позициях 6 водопроводной водой температурой 50...55 °С; в позиции 5 паром.

Вымытые и простерилизованные банки выгружаются из машины на транспортер выгрузки.

Для удаления этикеток предназначен специальный механизм 9, представляющий собой вращающийся сетчатый барабан, через который происходит забор жидкости насосом из отмочной ванны. При этом этикетки присасываются к внутренней поверхности барабана и при вращении его сдуваются в специальный лоток. Воздушный поток создается вентилятором, установленным в задней части машины.

При срабатывании той или иной точки блокировки загорается одна из сигнальных лампочек, расположенных на пульте управления. Это способствует быстрому определению места неполадки и ее устранению.

Бутылкомоечная машина АММ-6 (рис.) является одной из наиболее распространенных в пищевой промышленности машин, предназначенных для мойки бутылок вместимостью 0,25; 0,30 и 0,50 л (дм³).

Рис. Бутылкомоечная машина АММ-6

В сварном корпусе 1 имеются отмочные ванны 2 и 22 и отсеки теплой воды и щелочного раствора. Внутри корпуса смонтирован транспортер бутылконосителей 5. В передней части корпуса расположены подающий 9 и отводящий 11 транспортеры, накопитель бутылок, выполненный в виде многоручьевого рольганга с распределителями, устройство цепного типа для загрузки бутылок. На корпусе крепится устройство для выгрузки бутылок 12.

На левой стороне размещен привод машины, состоящий из электродвигателя, вариатора и червячного редуктора. Здесь же установлены три насосные установки: одна — для смыва отмокших этикеток и создания направленного движения щелочного раствора в отмочной ванне в сторону барабана этикетоотборника, другая—для мойки бутылок щелочным раствором, третья — для мойки оборотной водой. В машине имеются системы мойки бутылок щелочным раствором, горячей, теплой и водопроводной водой. В первой щелочной ванне 2 находится подогреватель 3, а во второй (22) — подогреватель 21.

Особенностью машины является длительная отмочка бутылок в первой щелочной ванне, после которой проводится смыв этикеток с бутылок. Этикетоотборник состоит из желоба 18, вращающегося сетчатого барабана 20, к которому потоком щелочи прижимаются этикетки, вентилятора для сбива этикеток и лотка для их сбора.

Подводимые подающим транспортером бутылки поступают на накопитель 8, где обмываются теплой водой, подаваемой из отсека к устройству 10 для предварительного обмыва. Устройством 7 бутылки загружаются в гнезда бутылконосителей. Вода из бутылок вместе с легкосмываемыми загрязнениями при движении транспортера бутылконосителей сливается в поддон 4.

Для более эффективного подогрева бутылки перед поступлением в отмочную ванну обмываются снаружи горячей водой, поступающей из поддона 16 в трубы 6. В ванне происходит отмочка загрязнений и этикеток в щелочном растворе. Смытые в устройстве 17 этикетки направляются по желобу 18 к барабану 20 этикетоотборника и вентилятором сдуваются в лоток. В отмочной ванне и на наклонной ветви транспортера бутылконосителей продолжается отмочка загрязнений в щелочном растворе в отсеке 19. Установленный в отсеке оборотной воды 13 барботер 14 обеспечивает необходимую турбулизацию потоков воды.

На верхней ветви транспортера бутылки подвергаются многократному внутреннему шприцеванию и наружному ополаскиванию щелочным раствором, горячей, теплой и водопроводной водой с помощью устройства 15 для мойки щелочью и водой. Вымытые бутылки выгружаются на отводящий транспортер 11. Температура моющих жидкостей регулируется автоматически.

Этому типу машин присущи следующие недостатки.

Машина выполнена двухванной, однако первая ванна в ней — щелочная, и, несмотря на лучшее качество мойки, это повышает расход теплоты. В машине один отсек 13 оборотной воды, что приводит к большому расходу водопроводной воды и допускает вероятность термического боя при мойке бутылок.

Моющий раствор обеих ванн интенсивно перемешивается, вследствие чего уменьшается температура во второй ванне и повышается в первой. Очень неэффективно использовать один отсек 13 оборотной воды, так как необходимо расходовать значительное количество воды для смыва остатков щелочи и однократно использовать горячую воду. Кроме того, установка трубы для второй ступени предварительной обработки бутылок над первой щелочной ванной приводит к разбавлению щелочи, переполнению ванн и уходу раствора в канализацию.

Анализ эксплуатации бутылкомоечных машин позволил выявить основные направления их совершенствования: повышение единичной производительности машины, снижение металлоемкости, определяющей в основном стоимость машины и расходы на ее содержание и ремонт, снижение расхода электроэнергии, воды и пара, сокращение боя бутылок при мойке.

Образование накипи в бутылкомоечных машинах приводит к перерасходу воды, пара, щелочи, а также простоям при ее удалении. Поэтому для мойки бутылок целесообразно использовать умягченную воду.

Недостаточно эффективно решаются вопросы, связанные с уменьшением загрязнения окружающей среды сточной водой с содержанием щелочи, а также многократно использованным моющим раствором.

Важной проблемой, возникающей во время эксплуатации бутылкомоечной машины, является снижение шума. Это достигается за счет уменьшения скоростей транспортирования бутылок, создания более рациональных конструкций загрузочно-разгрузочных устройств, бутылконосителей и др., установления звукоизолирующих ограждений и оснащение производственных помещений звукопоглощающими материалами и т. д.