Технологии производственного процесса по приготовлению водки

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Аналитический раздел

1.1 Конструкции дозаторов

Дозаторы-наполнители и дозаторы-порционеры, благодаря дискретному характеру осуществляемого ими процесса, обычно являются устройствами циклического действия, хотя и могут быть частями непрерывнопоточных машин. Для непрерывного дозирования могут использоваться дозаторы непрерывного действия без автоматического регулирования и с автоматическим регулированием. Дозатор непрерывного действия без автоматического регулирования (рис.1.1) для выполнения своих функций должен иметь элементы, обеспечивающие движение дозируемого материала 2 с приводом 5, элементы, ограничивающие поток материала 6, элементы, изменяющие сечение потока материала 8, и элементы, исключающие обратное движение материала 1.

Изменение производительности дозатора может осуществляться изменением сечения, потока материала при неизменной скорости, изменением скорости движения материала при неизменном проходном сечении, изменением сечения и скорости потока. Изменение параметров, определяющих производительность дозатора, может быть непрерывным (плавным) или ступенчатым (дискретным). Для изменения положения регулирующих органов, определяющих производительность, должны предусматриваться местные органы управления по сечению 9 со шкалой 12 и по скорости 4. При необходимости дистанционного изменения производительности, регулирующие органы дозатора снабжаются исполнительными механизмами 4, 10 и датчиками контроля сечения 11 и скорости 5. Для дистанционного изменения производительности на дозаторах непрерывного действия применяют электрические и пневматические исполнительные механизмы, причем последние преимущественно во взрывоопасных производствах. Соответственно системе исполнительного механизма укомплектовываются и датчики положения регулирующих органов -- задатчики 14, 15, а также вторичные приборы 13, 16, обеспечивающие надежное отображение положения регулирующих органов на пульте дистанционного управления.

Рис.1.1. Функциональная схема дозатора непрерывного действия без автоматического регулирования

Для контроля текущего значения производительности, а также для учета количества отдозированного материала дозатор непрерывного действия снабжается датчиком расхода 7 и вторичными приборами 17, 18. На дозаторах вязких и налипающих материалов могут быть также устройства очистки. В некоторых случаях в составе дозатора могут отсутствовать отдельные элементы, например, приборы контроля и учета, когда имеется отдельное устройство контроля (в частности, конвейерный массоизмеритель).

В качестве дозаторов непрерывного действия без автоматического регулирования могут использоваться некоторые типы питателей, оборудованных дополнительными устройствами. Условием применения питателей для непрерывного дозирования является возможность обеспечения допускаемого разброса величины доз. Это условие выполняется на питателях с четко определяемыми площадью сечения потока материала и его скоростью в этом сечении.

Дозаторы непрерывного действия с автоматическим регулированием для материалов, состав которых не учитывается, содержат в качестве рабочего органа дозатор без автоматического регулирования (питатель) 1.

Дозаторы могут быть с автоматическим регулированием:

а) сечения потока материала при постоянной скорости его движения;

б) скорости потока материала при постоянном его сечении;

в) скорости и сечения потока материала, в частности, с обеспечением требуемого значения V S. На дозаторах с автоматическим регулированием сечения потока материала при повышенных требованиях к точности дозирования может потребоваться стабилизация скорости, т. е. необходим контур стабилизации скорости.

Автоматические дозаторы непрерывного действия могут обеспечивать регулирование потока дозируемого материала с обеспечением заданного значения требуемого параметра в дозе. В настоящее время наибольшее распространение получило массовое дозирование. Одним, из достоинств массового дозирования является независимость его от параметров состояния, дозируемого материала, что обусловливает его широкое применение. В последний период дозирование производится и с обеспечением заданных значений других параметров, например, поглощения жестких излучений, магнитной проницаемости.

В составе автоматических дозаторов непрерывного действия, кроме рабочих органов, необходимы чувствительный элемент за данного параметра 2, преобразователи измеряемых параметров в сигнал требуемого вида 3, блок формирования закона управления 7, усилитель мощности 8. В качестве блока формирования закона управления возможно использование серийно выпускаемых промышленных регуляторов. Конструкция чувствительного элемента зависит от контролируемого параметра и характеристик дозируемого материала. Необходимы исполнительные механизмы для перестановки регулирующих органов с таким же видом входного сигнала, как выход усилителя мощности. Потребность в датчиках положения регулирующих органов зависит от типа регулятора. При нескольких измеряемых параметрах материала в схеме требуется функциональный блок 6, обеспечивающий получение сигналами U(G) = f (р1, р2), необходимого для подачи на вход регулятора.

Рис. 1.2. Функциональная схема дозатора непрерывного действия с автоматическим регулированием:

1 - рабочий орган; 2 - чувствительный элемент заданного параметра; 3,5 - преобразователи с вторичным показывающим прибором; 4 - датчик скорости; 6 - функциональный блок; 7 - регулятор; 8 - усилитель мощности; 9 - пусковое устройство; 10 - двигатель; 11 - прибор учета времени; 12 - пульт управления

Автоматическое непрерывное дозирование материалов переменного состава при отсутствии способов селективного контроля содержания нужного компонента может осуществляться дозаторами с несколькими чувствительными Элементами для контроля параметров р1, р2, . . . , рi - позволяющих определить содержание нужного компонента в дозе. Дозатор в этом случае имеет несколько чувствительных элементов для определения параметров потока материала и функциональный блок для выработки сигнала, пропорционального содержанию нужного компонента. Принцип действия чувствительных элементов и их количество зависят от характеристик дозируемого материала и предъявленных требований. [8]

Объемный дозатор с мерником, поднимающимся под действием горлышка бутылки, дан на рис.1.3. 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.

Рис. 1.3. Объемный дозатор с мерником

На рис. 1.3, а мерный стакан находится под уровнем разливаемой жидкости, например молока. Когда горлышко бутылки при подъеме столика карусели упрется в резиновое кольцо наконечника и поднимет внутреннюю трубку (рис 1.3, 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 на нижнем торце резинового Кольца 6. При каждом подъеме мерника в бутылку вытекает строго определенная порция, соответствующая емкости мерника. Отрегулировать (в сторону уменьшения порции) емкость мерника можно, поместив в стакан соответствующий вытеснитель. Нарушение точности дозирования может произойти из-за непостоянного уровня жидкости в резервуаре.

Рис. 1.4. Дозатор со стаканом - мерником

Конструкция, изображенная на рис. 1.4. отличается тем, что трубка 3 дозатора с мерником 2 поднимается в баке 1 в соответствии с профилем неподвижного торцового кулачка, по которому катится при вращении карусели 9 укрепленный на нижнем конце патрона ролик 8. Внутренняя трубка патрона перемещается в гильзе 4, укрепленной в отверстии дна резервуара гайкой 5. Это устройство проще описанного выше, но ставить бутылки на столики 7 под трубки 6 можно только вручную.



Рис. 1.5. Объемный дозатор с неподвижным мерником и поворотным краном.

Объемный дозатор с неподвижным мерником и поворотным краном изображен на рис. 1.5. В резервуаре 1 с жидкостью, уровень которой поддерживается постоянным с помощью специального поплавкового регулятора, встроены мерные корпуса 3 с воздушными трубками 2 и наклонными питающими трубками 4. В каждом корпусе 3 имеется поворотный пробковый кран 5 с фасонными каналами. На конце крана имеется гребень 6, за который можно повернуть кран. Периодические повороты его осуществляются при вращении карусели от путевых устройств. Жидкость из резервуара по трубке 4 поступает в мерник 3 и частично в воздушную трубку до уровня жидкости в резервуаре (рис. 1.5). После поворота крана заполнившая мерник порция оказывается изолированной от резервуара и выливается в бутылку. При этом способе розлива исключена возможность заплескивания жидкости в мерник. Для грубой регулировки объема порции пользуются вытеснительными шайбами, помещаемыми в мерники. Точной регулировки достигают вывинчиванием или ввинчиванием трубки 2 в верхнюю часть мерника. Относительная погрешность дозирования этим способом не превышает 0,2% от номинального объема бутылки, даже при некоторых колебаниях уровня жидкости в резервуаре. [2]

На рисунке 1.6. приведена схема наполнителя клапанного типа по уровню. 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, при этом клапан закрыт.

Рис. 1.6. Наполнитель клапанного типа по уровню

Когда пустая бутылка при подъеме столика карусели поднимается в положение II и, преодолевая действие пружины 4, поднимает гильзу, клапан открывается и жидкость стекает 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 жидкости 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, и доступ жидкости в бутылку будет прегражден. Правда, 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. Чем ниже опущен клапан, тем раньше произойдет отсечка выхода воздуха и тем ниже будет уровень жидкости в бутылке. В большинстве современных разливочных автоматов

используется принцип наполнения по уровню. Эти автоматы имеют герметически закрытые приемно-распределительные резервуары, в которых разливаемая жидкость находится под вакуумом. Вакуум поддерживается специальным эксгаустером, обычно встраиваемым в станину машины.

Применение вакуума дает возможность автоматически отбраковать бутылки с неисправным горлышком и с трещинами. В таких бутылках нельзя создать вакуум, а в невакуумированные бутылки жидкость из наполнителя не польется. Кроме того, пена, образующаяся при розливе таких жидкостей, как молоко, не влияет на дозировку, так как отсасывается из бутылки в вакуумированный резервуар.

На рис. 1.7, а изображен разливочный патрон-дозатор вакуум-разливочного автомата. 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 своей части трубка имеет 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.



Рис. 1.7. Разливочный патрон вакуум разливочного автомата

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 (рис. 1.7, 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.

Обозначим давление воздуха в резервуаре рв, давление разливаемой жидкости, соответствующее высоте столба ее от клапана до уровня в резервуаре, рh,, давление воздуха в бутылке, рб (оно меняется от атмосферного давления ро до рв). Как только будет начнется процесс истечения жидкости из резервуара в бутылку через кольцевой зазор между венчиком воздушной трубки и клапаном. Благодаря наличию бокового отверстия 6 в трубке под венчиком бутылка наполнится до самого верха. Уровни жидкости в трубке и резервуаре сравняются. Но в это время ролик толкателя при вращении резервуара с патронами вкатится на первую ступень подъема профиля торцового кулачка. Соответственно поднимется и патрон па высоту около 10 мм (рис. 1.7, в). Резиновый клапан, не будучи подпертым бутылкой, опустится па венчик и закроет выход для жидкости. Между клапаном и горлышком бутылки образуется зазор. Герметизация нарушается, и бутылка сообщается с атмосферой. Вакуум в резервуаре с жидкостью поддерживается эксгаустером так, чтобы

(1.1)

Поэтому через воздушную трубку будет отсасываться и образующаяся пена, а 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 (рис. 1.7, а) и даст возможность бутылочному транспортеру перенести наполненную бутылку к закупорочному ротору, а под освободившийся патрон поставить очередную пустую.

Анализ показал, что для розлива водок наиболее эффективным является способ дозирования водок по уровню, реализуемый дозатором, который легко компонуется в роторной машине и позволяет дозировать продукт с требуемой точностью.

1.1 Классификация машин для розлива жидких продуктов

Для розлива жидких продуктов применяются различные конструкции фасовочных машин. Однопозиционные машины с фасовочной платформой применяются в основном на малых предприятиях для фасования негазированных и газированных жидкостей в стеклянные или ПЭТ-бутылки. Многопозиционные машины с операционным ротором и операционным конвейером, имеющим дискретное движение, широко применяются в молочной и консервной промышленности для фасования пастообразных продуктов.

Фасовочные машины с операционным ротором, имеющим непрерывное движение, нашли широкое применение для фасования негазированных и газированных жидкостей в высокопроизводительных поточных линиях пищевой промышленности.

В этом пункте дано описание устройства и принципов действия машин с фасовочной платформой и операционным ротором.

Данная машина выполнена с операционным ротором, совершающим непрерывное движение. Она предназначена для фасования вина, водки и других негазированных напитков в стеклянные бутылки. Машина обеспечивает заполнение бутылок по объёму.

Постоянный уровень жидкости в расходном резервуаре поддерживается поплавком.

Наполнение мерного стакана фасовочного устройства происходит при открывании наполнительного клапана с помощью неподвижного верхнего копира, установленного в передней части машины.

Пустые бутылки подводятся к фасовочной машине пластинчатым конвейером и загрузочной звездочкой подаются на подъемные столики. Перед загрузочной звездочкой установлен делительный механизм (отсекатель) в виде звездочки. Можно устанавливать делительный механизм шнекового типа. Подъемные столики поднимают бутылки к фасовочным устройствам, бутылки при этом центрируются колокольчиками. По окончании фасования столик опускается по копиру, бутылки снимаются со столиков при помощи разгрузочной звездочки и выставляются на конвейер

На выходе из машины установлена блокировка, отключающая привод при падении бутылки при перегрузке укупорочной машины.

Детали, соприкасающиеся с вином, изготовлены из коррозиестойкой стали. Остальные детали хромированы, никелированы, оцинкованы или защищены лакокрасочными покрытиями.

На базе фасовочной машины Т1-ВРА-6А разработана машина Т1-ВНА-12.



Рис. 1.8. Фасовочная машина Т1-ВРА-6А (общий вид):

1 - фасовочное устройство; 2 - станина; 3 - карусель; 4 - механизм загрузки бутылок; 5 - механизм выгрузки бутылок

Рис. 1.9. Фасовочная машина Т1-ВРА-6А (разрез общего вида):

1 - редуктор; 2 - копир; 3 - вращающийся стол; 4 - подъемный столик; 5 - платформа; 6 - стойка; 7 - фасовочное устройство; 8 - трубка; 9 - труба; 10 - расходный бак; 11 - поплавок; 12 - патрубок; 13 - кран; 14 - коллектор; 15 - копир; 16 - шнек; 17 - станина; 18 - электродвигатель

Т1-ВНА-12 принципиально устроена так же, как и машина Т1-ВРА-6А, однако отличается рядом особенностей. Так, в машине Т1-ВНА-12 используется 36 фасовочных устройств, в качестве делителя потока бутылок применяется шнек (он расположен при входе бутылок в машину) с блокировкой, а на выходе бутылок расположен специальный стол также с блокировкой на случай переполнения конвейера. Станина машины и ее расходный резервуар выполнены сварными.

Кроме того, в машине Т1-ВНА-12 использована такая форма жидкостных трактов, которая позволяет увеличить их пропускную способность и уменьшить степень турбулизации жидкости, а также упрощена конструкция сливного клапана фасовочного устройства.

Такого рода изменения позволили улучшить качественные показатели машины (по сравнению с машиной Т1-ВРА-6А) -- надежность работы, точность дозирования и др.

Цифры над стрелками обозначают следующее: первая -- марку смазочного средства (1 -- солидол Ж; 2 -- масло индустриальное); вторая -- способ смазки (11 -- шприцем; 2-- заливкой в корпус; 3-- набивкой; 4--капельным методом; 5--нанесением на поверхность); третья--периодичность смазки (1--один раз в смену; 2 -- один раз в неделю; 3 -- один раз в месяц; 4 -- один раз в три месяца; 5 -- один раз в год).

Машина Д9-ВР2М-6 (Рис.1.13.) имеет в основании станину, внутри станины размещен привод, состоящий из электродвигателя с дисковым вариатором, клиноременной передачи, редуктора и зубчатых передач. На центральном валу закреплена карусель со стойкой, на верхнюю часть которой опирается расходный резервуар. Его можно опускать или поднимать в зависимости от высоты бутылок при помощи специального механизма, расположенного в стойке карусели.

В расходный резервуар через вводную трубу поступает жидкость, заданный уровень которой поддерживается поплавком. Лента конвейера, проходящая через стол машины, подает бутылки к делительной звездочке, установленной на турникетном столе.

Звездочка 1 пропускает бутылки по одной к звездочке 2, которая направляет бутылку на подъемный столик, установленный на карусели.



Рис. 1.10. Фасовочная машина Т1-ВНА-12:

1 -- фасовочное устройство; 2 -- станина; 3 -- карусель; 4 -- механизм загрузки бутылок; 5 -- механизм выгрузки бутылок

Дана циклограмма машины Т1-ВНА-12 и ее кинематическая схема, совмещенная со схемой смазки.



Рис. 1.11. Циклограмма машины T1-BHA-12

Рис. 1.12. Кинематическая схема машины Т1-ВНА-12:

1 -- электродвигатель; 2, 3 -- шкивы; 4, 5, 7, 11, 12, 13, 15 -- шестерни; 6, 10 -- разгрузочная и загрузочная звездочки; 8, 9 -- зубчатые колеса; 14 -- ценная муфта; 16 -- редуктор



Рис. 1.13. Машина Д9-ВР2М-6:

1 - делительная звездочка; 2 - загрузочная звездочка; 3 - турникетный стол; 4 - разгрузочная звездочка; 5 - карусель; 6 - фасовочное устройство;

7 - расходный резервуар

При вращении карусели подъемный столик вместе с бутылкой, выходя из-под копира, под действием пружины поднимается и прижимает горло бутылки к колокольчику фасовочного устройства (дозатора) и, продолжая подниматься, приводит в действие клапанную систему дозатора. Заканчивая один оборот вращения карусели, подъемный столик вместе с наполненной бутылкой по копиру опускается в исходное положение.

В это же время срабатывает клапанная система. Разгрузочная звездочка 4 снимает с подъемного столика бутылку и перемещает ее на ленту конвейера. [7]

В связи с широким внедрением метода горячего фасования жидкостей, главным образом вин и соков, в отечественной промышленности разработана специальная машина Т1-ВРЩ, предназначенная для фасования продукции как по объему (в этом случае фасование производится при атмосферном давлении -- барометрическое), так и по уровню (фасование под вакуумом).

Общий вид машины Т1-ВРЩ показан на рис. 1.14. Принципиальное ее устройство аналогично описанным выше машинам.

Машину Т1-ВРЩ можно применять для фасования по уровню осветленных соков. Производительность машины при этом составит около 4500 бутылок в час.

Из зарубежных барометрических фасовочных машин наиболее известны машины, выпускаемые фирмами «Seitz» (ФРГ); «Chelle-Gerodolle», «Girondine», «CMR» (Франция); «Cobert», «Simonazzi», «Prot» (Италия); объединением «Nagema» (ГДР) и др.

Большинство машин перечисленных фирм выпускаются большой производительностью. Одни из них предназначены для горячего фасования пищевых жидкостей («CMR» и «Prot»), другие имеют универсальный характер («Cobert»), часть машин входит в состав фасовочно-укупорочных агрегатов. Принципиально по компоновочному решению они, как правило, не отличаются от отечественных, хотя ряд механизмов представляет определенный интерес.



Рис. 1.14. Фасовочная машина Т1-ВРЩ:

1 - станина; 2 - вакуум-насос; 3 - конвейер для бутылок; 4 - фасовочное устройство; 5 - трубка для отвода воздуха; 6 - расходный резервуар; 7 - ограждение; 8 - делительная звездочка; 9 - загрузочная звездочка; 10 - разгрузочная звездочка

Вакуумные фасовочные машины, получившие наибольшее распространение за рубежом, имеют фасовочные устройства сравнительно простой конструкции, особенно при наполнении бутылок по уровню. Их основное преимущество, по мнению некоторых специалистов, -- снижение аэрации продукта и дополнительный контроль бутылок. Создание вакуума исключается и наполнения бутылок происходить не будет. [4]

В зависимости от степени разрежения фасовочные машины делятся на машины с низким (до 4 кПа) и повышенным (до 25--35 кПа) вакуумом. Последние конструктивно сложнее, поэтому применяются реже.

Рис. 1.15. Принципиальные схемы вакуумных фасовочных машин:

а - с низким вакуумом, б - с повышенным вакуумом; 1 - трубка; 2 - расходный резервуар; 3 - фасовочное устройство; 4 - подъемный столик; 5 - вакуум-прерыватель

Принципиальные схемы вакуумных фасовочных машин обоих типов показаны на рис. В машине с низким вакуумом (рис.1.15, а) в расходном резервуаре над продуктом при помощи вакуумного насоса поддерживается разрежение. Фасовочные устройства устанавливают в дне резервуара. Находящаяся на подъемном столике бутылка, поднимаясь, прижимается к выпускному отверстию фасовочного устройства. Давление в резервуаре и в бутылке выравнивается за счет отсоса воздуха через трубку, в результате чего жидкость под действием веса стекает в бутылку. Когда уровень продукта в бутылке достигнет среза трубки, оставшийся в горлышке воздух воспрепятствует дальнейшему наполнению бутылки. Подъемный столик отводит бутылку, клапан фасовочного устройства автоматически закрывается.

В машине с повышенным вакуумом в расходном резервуаре поддерживается атмосферное давление, а вакуум создается в бутылке за счет отсоса из нее воздуха через трубку, соединенную с вакуум-прерывателем. При подъеме бутылки на столике наполнение ее происходит так же, как и в машине с низким вакуумом. Излишек продукта по достижении среза трубки переходит в вакуум-прерыватель, откуда он может быть возвращен в расходный резервуар. Как правило, такая система используется при фасовании продуктов повышенной вязкости (соусы, концентрированные соки и т. п.).

Вакуумные фасовочные машины выпускаются фирмами «Seitz» (ФРГ), «Girondine» (Франция), «Simonazzi», «Prot», «Cobert» (Италия), «Stork» (Нидерланды), объединением «Nagema» (ГДР) и др.

Конструктивно вакуумные фасовочные машины построены так же, как и барометрические. Однако сам принцип наполнения бутылок под действием перепада давления (атмосферное давление -- вакуум) позволяет располагать расходный резервуар ниже фасовочных устройств. Это может быть проиллюстрировано принципиальной схемой фасовочной машины HVN 24 объединения «Nagema» (ГДР).

Принципиально при помощи вакуумных машин возможно и фасование продукта по объему. Примером может служить машина, схема которой показана на рис. 1.17. Машина отличается от предыдущей тем, что в днище расходного резервуара смонтирован дисковый распределитель, состоящий из неподвижного диска с окном и подвижного. В днище расходного резервуара расположены также трубки, соединяющие расходный резервуар с мерными стаканами, вместимость резервуара можно регулировать поршнем.

Жидкость поступает по питающей трубе и заполняет расходный резервуар. Уровень жидкости регулируется поплавком. Затем через дисковый распределитель жидкость направляется в мерные стаканы. Пустая бутылка подается на столик, который при вращении карусели с помощью копира поднимается вместе с бутылкой. При этом венчик бутылки упирается в колокольчик.

Рис. 1.16. Принципиальная схема вакуумной фасовочной машины HVN 24: 1 -- подъемный столик; 2 -- фасовочное устройство; 3 -- воздушная трубка; 4 - наполнительная трубка; 5 -- расходный резервуар

Рис. 1.17. Принципиальная схема вакуумной фасовочной машины для фасования но объему: 1 -- поплавок; 2 -- расходный резервуар; 3, 4, 12-- трубки; 5 -- колокольчик; 6 -- мерный стакан; 7 -- подъемный столик; 8 -- копир; 9 -- подвижный диск; 10 --- питающая труба; 11 -- неподвижный диск

Наполненная бутылка опускается и в процессе вращения карусельного стола снимается с подъемного столика и перегружается на конвейер.

Известный производитель оборудования Ленпродмаш выпускает автомат розлива ЛПМ3-6 (рис.1.18.).

Рис. 1.18. Автомат розлива ЛПМ3-6

Машина фасовочная марки ЛПМ3 предназначена для фасования "тихих" жидкостей (вино, водка, коньяк, осветленные соки) в холодном и горячем состоянии в стеклянные бутылки по объему при атмосферном давлении. Все детали, контактирующие с фасуемым продуктом выполнены из нержавеющей стали. Машина оснащена необходимыми устройствами для работы в автоматическом режиме (датчик контроля подпора бутылок, датчик контроля на падение бутылок, датчик контроля отбора бутылок, блокировки шнека и турникетных звездочек, блокировки при открытии дверей ограждения машины). Привод машины оборудован частотным регулятором, что обеспечивает плавную регулировку производительности машины. Регулирование по высоте и применение сменных комплектов форматных деталей позволяет переоснастить машину для других размеров бутылки.

Типичным примером является машина фасовочно-укупорочная для тихих жидкостей ЛПМ2-6 производства Ленпродмаш (рис. 1.19.).

Машина фасовочно-укупорочная ЛПМ2-6 предназначена для фасования (под вакуумом по уровню) вина, водки, осветленных соков и других негазированных жидкостей. Регулирование по высоте и применение комплектов переналадки позволяют фасовать продукт в бутылки различной формы вместимостью от 0,1 л. до 1.0 л. Бункер-ориентатор, устройство для подачи пробки, 4-х рычажная закаточная головка, позволяют, при использовании сменных комплектов, укупоривать бутылки различными видами пробок (винтовой колпачок, удлиненный винтовой колпачок, гуала, и др.). Ограждение машины выполнено из полированной нержавеющей стали. Машина фасовочно-укупорочная оснащена световой сигнализацией процесса работы и автоматической системой остановки, в случае возникновения непредвиденных ситуаций (отсутствие бутылок, пробок; затор или падение бутылок), и автоматическим запуском после устранения причины.

Рис. 1.19. Машина фасовочно-укупорочная для тихих жидкостей ЛПМ2-6

В последнее время производители оборудования для ликероводочной отрасли пришли к тому, что сдвоенные блоки розлива и укупорки продукции стали дополнять устройствами для ополаскивания, создавая так называемые триблоки.

Машина фасовочно-укупорочная с предварительным ополаскиванием для тихих жидкостей ЛПМ 2.3 (триблок) производства Ленпродмаш представлена на рис. 1.20.

Рис. 1.20. Машина фасовочно-укупорочная с предварительным ополаскиванием для тихих жидкостей ЛПМ 2.3

Машина фасовочно-укупорочная с предварительным ополаскиванием марки ЛПМ 2.3 (триблок) предназначена для розлива под вакуумом по уровню негазированных пищевых напитков типа вина, водки, осветленных соков и других тихих жидкостей.

Регулирование по высоте и применение комплектов переналадки позволяют фасовать продукт в бутылки различной формы вместимостью от 0,1 л до 1,0 л. Бункер-ориентатор, устройство для подачи пробки, 4-х рычажная закаточная головка, позволяют, при использовании сменных комплектов, укупоривать бутылки различными видами пробок (винтовой колпачок, удлиненный винтовой колпачок, гуала, и др.). Машина обладает световой сигнализацией процесса работы. Триблок оснащен автоматической системой остановки, в случае возникновения непредвиденных ситуаций (отсутствие бутылок, пробок, затор или падение бутылок) и автоматическим запуском после устранения причины.

Надежность и долговечность триблока достигнута применением высокопрочных антифрикционных полимерных материалов для турникетной группы, высококачественной нержавеющей стали со специальной отделкой поверхности для деталей, контактирующих с пищевым продуктом.

Одним из ведущих производителей триблоков для ополаскивания, розлива и укупорки жидкостей является итальянская фирма NELDEN.

Модель GIOVE (рис. 1.21.) объединяет в одной машине функции ополаскивания, розлива и укупорку.

Триблок предназначен для использования бутылок из стекла, ПЭТ, HDPE (твердый пластик) как цилиндрической, так и фигурной формы, с производительностью от 1 500 до 35 000 бут/час. Все механизмы выполнены из нержавеющей стали AISI 304 и оснащены защитой согласно принятым в Европе нормам безопасности.

Рис. 1.21. Триблок GLOVE фирмы NELDEN (Италия)

Башни ополаскивания производства NELDEN гарантируют необходимую внутреннюю чистоту бутылки. Изготавливаются как со стационарным, так и с подвижным соплом, предусматривают одинарную или двойную обработку. Ополаскивающие башни полностью выполнены из нержавеющей стали AISI 304, а части, находящиеся в контакте с продуктом, - из нержавеющей стали 316.

Башни розлива гравитационного типа с использованием легкого вакуума предназначены для работы с негазированными напитками (натуральная вода, фруктовые соки, алкогольные напитки, моющие средства). Особенности технологии, использованной при разработке клапана розлива, позволяют достичь высочайшего уровня производительности и обеспечить высокую точность уровня наполнения. Наличие нового подвижного центратора, расположенного на клапане, дает возможность избежать удара венчика бутылки о трубку розлива. Поршни резкого поднятия бутылки полностью выполнены из нержавеющей стали и не нуждаются в смазке.

Укупорочные башни могут быть выполнены как с одной головкой (производительность до 3000 бут/час), так и с несколькими, и служат для укупорки следующими типами пробок: корковой, винтовой алюминиевой, винтовой пластмассовой, с укупориванием под давлением.

Одним из ведущих производителей триблоков для ополаскивания, розлива и укупорки жидкостей в сувенирную ПЭТФ-тару нестандартных малых размеров является итальянская фирма NELDEN.

Моноблок ополаскивания, розлива и укупорки (модель «GLOVE RFC VA 16-16-1 mignon») (рис.1.22.) успешно применяется на ООО «Первый Купажный Завод» (г. Тула) и входит в состав автоматической линии для розлива и оформления водки и ликероводочных изделий в сувенирную ПЭТФ-тару (бутылки, изготовлены из полиэтилентерефталата, Ш49х170 мм объемом 200 мл и Ш31,4х110 мм объемом 50 мл). Укупорка производится винтовыми алюминиевыми колпачками Ш18х12 мм и Ш22х15 мм.



Рис. 1.22. Общее расположение основных блоков:

1 - основание, 2 - центральный блок, 3 - блок ополаскивания, 4 - блок розлива, 5 - блок укупорки, 6 - электрощит, 7 - блок защиты

На основании проведенного анализа конструкций дозаторов, а также конструкций роторных машин для розлива пищевых жидкостей следующие выводы.

Наиболее эффективным является способ дозирования водок по уровню, реализуемый дозатором, который легко компонуется в роторной машине и позволяет дозировать продукт с требуемой точностью.

Увеличение потребности производства сувенирной продукции определяют главную задачу в современной ликероводочной отрасли - создание роторных линий розлива и укупорки алкогольной продукции нестандартных малых объемов.

2. Технологический раздел

2.1 Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов

Водка -- крепкий алкогольный напиток с объемным содержанием спирта (крепостью) 40...56%, приготовленный смешиванием ректификационного спирта и воды с последующей обработкой и фильтрованием. Она представляет собой прозрачную бесцветную жидкость без посторонних включений с характерным водочным ароматом и вкусом.

По физико-химическим показателям водки делятся на виды, приготовляемые на ректификованном этиловом спирте высшей очистки, спирте марок Экстра и Люкс. Водки разных наименований отличаются крепостью, качеством используемого спирта и особенностями рецептуры. В настоящее время водки производят более чем по 250 рецептурам. В каждой группе водок выпускают несколько наименований, которые различаются как по рецептуре, так и технологией приготовления.

На основе спирта высшей очистки готовят, например, такие водки, как Русская, Старорусская, Экстра; на основе спирта Экстра -- Пшеничная, Московская особая, Посольская, из спирта сорта Люкс -- Золотое кольцо, Гжелка, Старая Москва.

По составу сырья и органолептическим показателям в отдельную группу выделяют водки особые: Зубровка, Старка, Перцовка и др., в состав которых дополнительно вводят спиртованные настои, эфирные масла, мед, коньяк и другие компоненты.

Этанол (этиловый спирт). Спирт в качестве сырья для производства алкогольных напитков получают биохимическим путем из сахарсодержащего (сахарная свекла, меласса и др.) или крахмалсодержащего (зерно, картофель и др.) сырья.

В ликероводочной промышленности используется спирт этиловый ректификованный (очищенный) следующих сортов -- Люкс, Экстра, высшего и I. Сорта спирта различаются по содержанию спирта и примесей.

Вода. Вода должна соответствовать требованиям ГОСТа, содержание в ней продуктов распада органических азотистых веществ и легко окисляющихся неорганических примесей должно быть минимальным. Особое значение имеет жесткость воды, обусловленная наличием в ней солей кальция и магния. Общая жесткость воды не должна превышать 1мг*экв/дм3. Воду, не отвечающую этому требованию, следует подвергать умягчению.

В качестве вспомогательных материалов в ликероводочном производстве применяются: органические кислоты, в основном лимонная; растворенные в спирте эфирные масла (розовое, мятное, апельсиновое, лимонное, анисовое, тминное и др.); ароматические вещества, красители и др.

Для приготовления некоторых видов ликероводочных изделий применяют также коньяк, портвейн, темное пиво, натуральный мед и другие продукты.

2.2 Получение водок

Технология водки состоит из следующих стадий: приема ректификованного спирта; подготовки воды; приготовления водно-спиртовой смеси (сортировки); фильтрования водно-спиртовой смеси; обработки водно-спиртовой смеси активным углем и повторного фильтрования; доведения водки до стандартной крепости розлива.

Прием спирта. Ректификованный спирт, поступающий на приготовление водки, принимают по объему, измеряемому специальными мерниками, с одновременным определением содержания этанола. Учет спирта ведут так же, как и в спиртовой промышленности.

Подготовка воды. В ликероводочном производстве вода -- это один из основных видов сырья, доля которого составляет 60 %. Особое значение имеет жесткость воды и ее солевой состав. Общая жесткость воды для ликероводочных изделий не должна превышать 1 мг * экв/дм3. Требование к жесткости воды вызвано тем, что в водно-спиртовых смесях растворимость кальциевых и магниевых солей, обусловливающих в основном жесткость воды, меньше, чем в питьевой, и при смешивании спирта с жесткой водой эти соли образуют осадок, вызывающий помутнение.

Для улучшения качества воды применяют следующие способы подготовки: отстаивание и фильтрование, коагуляцию, дезодорацию, обезжелезивание и умягчение.

С целью освобождения воды от взвешенных частиц ее отстаивают или фильтруют, что является наиболее распространенным способом освобождения ее от взвешенных частиц. В качестве фильтрующих материалов применяют кварцевый песок, гравий и др.

Для освобождения воды от частиц, находящихся в коллоидном состоянии и не отделяемых при фильтровании, воду обрабатывают веществами, которые способствуют укрупнению коллоидных частиц и выпадению их в осадок. Этот процесс называется коагуляцией. В качестве веществ, вызывающих коагуляцию (коагулянты), используют сульфат алюминия и сульфат железа.

Дезодорацию воды проводят для устранения неприятных запахов и привкусов. Наиболее распространенным способом дезодорации воды является озонирование и обработка активным углем.

Умягчение воды состоит в удалении из нее солей кальция и магния, которую проводят в основном путем ионообменной обработки воды. Сущность метода заключается в удалении из воды ионов кальция и магния с помощью ионитов -- труднорастворимых веществ, способных поглощать из растворов одни катионы и отдавать взамен другие. Иониты, способные к обмену катионами, называются катионитами, а иониты, способные к обмену анионами; -- анионитами. Для подготовки воды в ликероводочном производстве в качестве ионита используется сульфоуголь, который получают при обработке каменного угля концентрированной серной кислотой. Существует несколько способов умягчения воды. Выбор способа обработки определяется в зависимости от жесткости и щелочности используемой воды.

Приготовление водно-спиртовой смеси. Для приготовления водки ректификованный спирт смешивают с подготовленной умягченной водой. Полученная водно-сттиртовая смесь называется сортировкой. Сортировку готовят крепостью 40 или 50 об.% в зависимости от типа водки. Смешивание спирта с водой сопровождается уменьшением общего объема смеси (явление контракции) с выделением теплоты. Степень сжатия водно-спиртовой смеси и количество выделяемой теплоты зависят от концентрации спирта в смеси. Для приготовления сортировок различной крепости пользуются специальными таблицами, по которым определяют необходимое количество воды с учетом контракции.

Сортировку готовят в герметически закрытых аппаратах. Смеситель представляет собой цилиндрический резервуар со сферическим днищем, крышкой и мешалкой вместимостью от 300 до 1200дал. В смеситель из мерника подается рассчитанное количество спирта, а затем вода. Так как плотность спирта меньше плотности воды, то он, поднимаясь вверх, способствует лучшему перемешиванию. Существует несколько способов перемешивания сортировки: механическое с помощью пропеллерной мешалки; гидродинамическое с помощью насоса, перекачивающего сортировку снизу вверх через систему трубопроводов и специальные насадки (сопла); перемешивание сжатым воздухом, подаваемым из компрессора через барботер, находящийся внутри смесителя. Последний способ обеспечивает хорошее перемешивание и лучшее качество водки.

В сортировку вводят добавки, предусмотренные для данного вида водки. В качестве вкусовых и ароматических добавок используют сахарные сиропы, растворы лимонной кислоты, ацетата натрия, гидрокарбоната натрия, перманганата калия. После введения в сортировку предусмотренных для данного вида водки добавок ее перемешивают и определяют крепость. В случае отклонения крепости сортировки от установленной добавляют спирт или воду и снова перемешивают. Далее сортировку перекачивают в сборник, а затем направляют на фильтрование.

Водно-спиртовую смесь можно получить также непрерывным способом на проточном многоступенчатом смесителе. Смеситель (рис. 2.1.) выполнен из двух емкостей, установленных одна на другую. Нижняя емкость 2 предназначена для предварительного смешивания спирта и воды, поступающих по патрубкам 1 и 3, и представляет собой кольцеобразный коллектор. Верхняя емкость 4 служит для окончательного перемешивания и имеет вид цилиндра, снабженного диафрагмой 6 и многоярусными сетками 5. Ем кости 2 и 4 соединены между собой конической емкостью 7. Вода и спирт поступают в смеситель одновременно, проходят через систему сеток и диафрагм и перемешиваются до высокой степени однородности.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.1. Проточный многоступенчатый смеситель

Смеситель оборудован приборами для автоматического контроля и регулирования концентрации спирта.

Фильтрование водно-спиртовой смеси. Для удаления из водно-спиртовой смеси небольшого количества взвешенных частиц ее подвергают фильтрованию. В качестве фильтрующего материала применяют кварцевый песок. Процесс фильтрования осуществляют в песочных фильтрах.

Фильтрование сортировки происходит под давлением столба водно-спиртовой смеси, находящейся в напорном баке, расположенном выше фильтра. Так как размер некоторых взвешенных частиц сортировки меньше, чем размеры пор фильтрующего материала, то первые порции фильтрата выходят мутными. По мере фильтрования на фильтрующем материале образуется слой взвешенных частиц и последующий фильтрат получается прозрачным. В процессе фильтрования высота слоя осадка увеличивается, что замедляет процесс, поэтому периодически фильтрующую поверхность очищают от осадка.

Значительным преимуществом отличается способ непрерывного фильтрования на одно- или двухпоточных фильтрах, в которых фильтрование осуществляется только через кварцевый песок, без прокладок. Песок промывается в том же фильтре без его выгрузки, В однопоточном фильтре сортировку подают сверху вниз, она проходит через три слоя кварцевого песка с частицами различного размера. В двухпоточном фильтре водно-спиртовая смесь поступает двумя потоками -- сверху вниз и снизу вверх. Отбор фильтрата осуществляется через центральное дренажное устройство. Продолжительность цикла фильтрования на однопоточных фильтрах 4...5 мес., на двухпоточных -- 7...8 мес.

Обработка водно-спиртовой смеси активным углем. Обработка водно-спиртовой смеси активным углем обеспечивает удаление примесей, придающих ей неприятный запах и вкус. За счет высокой адсорбирующей способности активного угля, а также окислительного действия на спирт и его примеси достигается значительное улучшение дегустационных свойств водки. В ликероводочном производстве применяют активный уголь марки БАУ, получаемый обугливанием березовой или буковой древесины без доступа воздуха, с последующей обработкой перегретым водяным паром. Адсорбционные свойства активного угля зависят от его пористости, которая характеризует развитость его внутренней поверхности.

В настоящее время обработку сортировки активным углем производят динамическим способом или во взвешенном слое угля. При обработке "динамическим способом активный уголь загружают в цилиндрическую колонку, в которую снизу вверх поступает водно-спиртовая смесь, выходящая из песочного фильтра. Высота слоя угля в колонке 4 м. Скорость прохождения водно-спиртовой смеси через угольные колонки регулируют в зависимости от активности угля.

Обработку водно-спиртовой смеси во взвешенном слое угля проводят на непрерывнодействующей установке, состоящей из 3...4 контакторов, через которые последовательно проходит сортировка. Контактор представляет собой цилиндр с коническим днищем, в который загружается активный уголь с размером частиц 0,2...0,4 мм. Снизу вверх в контактор подается сортировка со скоростью 3...8 дм3/(м2 * с), что создает в аппарате турбулентное движение. Уголь переходит из неподвижного состояния во взвешенное, занимаемый им объем увеличивается, и улучшаются условия взаимодействия угля с водно-спиртовой смесью.

В процессе эксплуатации активного угля происходит снижение его адсорбционных и окислительных свойств, поэтому отработанный уголь периодически подвергают регенерации -- термической обработке в колонке водяным паром при температуре 110... 115 °С. При термической обработке угля происходит десорбция -- освобождение угля от поглощенных веществ вследствие их летучести. С целью регенерации уголь также пропаривают в колонке при температуре около 200 °С или выгружают из реактора и прокаливают в специальных печах при 800...900 °С.

Фильтрование водки. После обработки активным углем сортировку фильтруют для удаления мельчайших примесей и доведения смеси до прозрачного с блеском состояния. Если сортировку обрабатывают активным углем динамическим способом, то ее фильтруют на песочных фильтрах. При обработке углем во взвешенном состоянии сортировку фильтруют сначала на фильтрах с намывным слоем активного угля или диатомита, а потом на песочных фильтрах.

Доведение водки до стандартной крепости и розлив. Профильтрованная водка поступает в сборники, где ее перемешивают и проверяют на крепость. При необходимости ее доводят до требуемой крепости, доливая спирт или воду, тщательно перемешивают и вновь определяют крепость. Готовую водку, отвечающую требованиям стандарта, направляют на розлив.

По содержанию этанола и примесей водка должна удовлетворять установленным требованиям.

Купажирование. Основной технологической операцией при получении ликероводочных изделий является купажирование -- приготовление смеси из отдельных составных частей изделия. Купаж готовят в строгом соответствии с утвержденной рецептурой, в которой приводится расход сырья и полуфабрикатов. Поэтому сначала производят расчет необходимого количества сырья и полуфабрикатов, исходя из содержания в нем экстрактивных веществ, сахара, кислот, эфирных масел и спирта.

Купажирование проводят в аппаратах цилиндрической формы вместимостью 3,5...5м3, снабженных пропеллерной мешалкой, изготовленных из нержавеющей стали или эмалированных. Составные части смешивают в определенной последовательности. В аппарат вводят спиртованные соки, морсы, настои, ароматные спирты, добавляют к ним ректификованный спирт и часть воды, предназначенной для приготовления купажа. После перемешивания в смесь добавляют сахарный сироп, красители, лимонную кислоту, другие составные части и оставшееся количество воды. Купаж тщательно перемешивают.

Данную последовательность составления купажа выдерживают для снижения концентрации спирта. В противном случае с введением сахарного сиропа в начале купажирования возможна кристаллизация сахара. Сахарный сироп, вносимый в купаж, должен иметь температуру не выше 20 °С во избежание испарения спирта и ароматических веществ. Синтетические красители и лимонную кислоту вносят в купаж в виде водного раствора, эфирные масла и ванилин -- в виде спиртового раствора.

В готовом купаже контролируют содержание спирта, экстракта, сахара, кислоты и при отклонениях этих показателей от установленных ГОСТом корректируют их, добавляя требуемые вещества. После перемешивания проводят повторный анализ. Для улучшения условий фильтрования купаж выдерживают определенное время в аппарате. При этом нерастворимые частицы купажа (взвеси) оседают на дно аппарата. Длительность выдержки купажа от 24 ч до 1 месяца в зависимости от вида изделия.

Фильтрование купажей. Купаж фильтруют на фильтр-прессах под давлением 200...250кПа. Как только на асбестоцеллюлозных пластинах образуется фильтрующий слой из взвешенных частиц купажа, первые порции фильтрата возвращают обратно на фильтр. Только совершенно прозрачный фильтрат подают в сборник готовой продукции. При перезарядке фильтра асбестоцеллюлозные пластины удаляют и направляют для извлечения оставшегося в них спирта. Профильтрованные купажи поступают на розлив.

Качество готовых ликероводочных изделий оценивается по органолептическим и физико-химическим показателям. По содержанию спирта, сахара и кислот ликероводочные изделия должны соответствовать требованиям действующих стандартов. Запах и вкус определяют в процессе специальной дегустации. Кроме этого оценивается внешний вид тары, фиксируются прозрачность, цвет, наличие или отсутствие мути, полнота налива.

дозатор водка укупорка бутылка

2.3 Розлив и оформление водок

Готовые изделия из напорных чанов направляют на розлив. Розлив и оформление разлитых изделий осуществляется на специализированных линиях, в состав которых входят бутыломоечные машины, автоматы розлива, укупорки, бракеражный полуавтомат, этикетировочный и укладочный автоматы. Все автоматы соединены между собой пластинчатым транспортером.

Розлив изделий.

Перед розливом готовые изделия подвергают контрольной фильтраций через матерчатые или сетчатые фильтры, которые установлены на трубопроводе перед разливным автоматом. Фильтрацию изделий проводят непрерывно в процессе розлива.

Ликеро-водочные изделия разливают в бутылки по объему (основную массу продукции) и по уровню.

Розлив изделий по объему осуществляют разливочными автоматами различной конструкции.

Розлив водок и ликеро-водочных изделий в бутылки по уровню производится автоматами, работающими по принципу дозирования жидкости путем создания разрежения в напорном резервуаре, дозаторах и в бутылках.

Укупорка бутылок.

Наполненные бутылки транспортером перемещаются к укупорочному автомату. Для укупорки бутылок применяют автоматы различных конструкций. Их основным узлом является головка с укупорочными патронами. Укупоривают бутылки колпачком из алюминиевой фольги. Для бутылок без винтовой резьбы на горле используется колпачок неглубокий с гладкими стенками. Для бутылок с винтовой резьбой--колпачок глубокий с узким перфорированным кольцом нижней части. В процессе укупоривания на боковой поверхности колпачка образуется винтовой выступ, соответствующий винтовой резьбе горла бутылки, а кольцо обжимает нижнюю часть венчика бутылки. Перфорированное кольцо на колпачке служит знаком обеспечения, так оно отрывается при повороте колпачка в направлении, обратном винтовой резьбе.

Бракераж готовых изделий.

Укупоренные бутылки подвергают визуальному осмотру перед световым экраном. При этом контролируют герметичность укупорки, прозрачность, наличие посторонних включений, трещин в бутылках. Для удобства визуального контроля бутылки переворачивают вверх дном -- браковщица видит, как тяжелые включения опускаются вниз, а легкие поднимаются наверх.

Забракованные бутылки вынимают. Основную массу забракованной продукции сливают в воронку для исправимого брака, а загрязненные изделия сливают в воронку для неисправимого брака и далее в сборник неисправимого брака.