Технология продовольственных продуктов
Процессы и аппараты пищевых производств
Майоров A.B., кандидат технических
наук, доцент
Михеева Д.А., аспирант
Яников A.B., аспирант
Януков Н.В., кандидат технических
наук, доцент
(Марийский государственный университет)
КОНСТРУКЦИИ МОЕЧНЫХ МАШИН ПОГРУЖНОГО ТИПА ДЛЯ ПРОМЫВКИ БАНОК КОНСЕРВНОГО ПРОИЗВОДСТВА
В статье описываются конструкции моечных машин погружного типа, разработанные в Марийском государственном университете. Для первой из них определен оптимальный режим работы моечной машины.
Ключевые слова: Моечная машина, процесс мойки, консервные банки, рациональный режим работы.
DESIGNS OF JET WASHERS OF SUBMERSIBLE TYPE FOR WASHING OF CANS
OF CANNING PRODUCTION
In article the designs of jet washers of submersible type developed at the Mari state university are described. For the first of them the rational operating mode of the jet washer is defined.
Keywords: Jet washer, washing process, cans, rational operating mode.
При наполнении банок, а также в процессе стерилизации неизбежно загрязнение их наружной поверхности продуктом или жиром. Это усложняет этикетировку банок вследствие значительного уменьшения сил адгезии приклеиваемой этикетки к загрязненной поверхности тары. Поэтому мойка наполненных банок после их укупорки или стерилизации является необходимой операцией.
По критерию удельных затрат энергии на единицу очищаемой поверхности наиболее перспективным является применение высоконапорной струйной и погружной очистки как наименее энергоемких.
В консервной промышленности широкое распространение получили струйные бан-комоечные машины, которые неполно используют эффективные моющие средства с высоким содержанием поверхностно-активных веществ; ограничены в рабочей температуре кавитационными явлениями в перекачивающих и напорных насосах; сложны по конструкции и обслуживанию; используют узкий спектр способов интенсификации [l].
Кроме того в процессе эксплуатации струйных банкомоечных машин было установлено, что при разработке конструкций и режима работы не учитывались особенности процесса мойки наполненных жестяных банок, ввиду чего резко снижалась эффективность использования этих машин [2].
Существующие машины погружного типа, применяемые в основном на ремонтных предприятиях для удаления трудновыводимых загрязнений с деталей сложной конфигурации, сложны по конструкции и обслуживанию и являются аппаратами периодического действия.
Использовать вышеперечисленные моечные машины в пищевой промышленности для мойки наружной поверхности консервных металлических банок невыгодно, так как они имеют высокую энергоемкость, металлоемкость и себестоимость очистки.
С учётом таких факторов, как поточность консервного производства, зависимость качества очистки от вида относительного движения объекта очистки, преимущества и недостатки существующих моечных машин [1] разработаны технические средства для мойки наружных поверхностей наполненных металлических консервных банок, техническая новизна которых защищена патентами [3, 4].
Двухступенчатая моечная машина с планетарным движением объектов очистки и активацией жидкости путем воздушного барботирования с наружной стороны отмываемых объектов. Устройство машины (рис. 1) включает ванны моечные 1 и 2, разделенные перегородкой 3. В них размещены направляющие 4 и 5 дугообразной формы, над каждой из которых на валах симметрично установлены приводные колеса 7 и 11 с эластичным ободом. С двух боковых сторон направляющих 4 и 5 закреплены перфорированные трубопроводы (бар-ботеры) 14.
5 11ТТ 1 А 80 1Л П
Рис. 1. Схема двухступенчатой моечной машины с планетарным движением объектов очистки и активацией жидкости путем воздушного барботирования с наружной стороны консервных банок: 1, 2 - ванны моечные; 3 - перегородка;4, 5 - направляющие; 6 - вал; 7 - колесо ведущее; 8 - мотор-редуктор; 9 - муфта; 10 - ступица; 11 - колесо ведомое; 12 - клиноременная передача; 13 - корпус;
14 - барботер; 15 - патрубок перелива; 16 - патрубок сливной, 17 - крепежно-регулировочная шпилька, 18 - натяжное устройство, 19 - банка консервная
Моечная машина работает следующим образом. Банки после закатывания подаются в направляющие 4 моечной машины. Скатываясь, они полностью погружаются в моющий раствор и попадают в промежуток между эластичным ободом колеса 7 и направляющей 4, и движутся за счет силы трения между резиновым ободом колеса и банкой по направлению вращения колеса. Далее, по направляющей первой ванны, банки выходят из моющего раствора и попадают на выпуклый дугообразный участок Д перехода из одной ванны в другую. При этом с банок стекает отработанный моющий раствор первой ванны и уносит с собой частицы загрязнений. Затем объекты очистки поступают на направляющую второй ванны 2, аналогичную по устройству с первой. Технологический
процесс повторяется. Обработанные банки направляются в автоклавную корзину или в другое цеховое приемное устройство.
На основе анализа экспериментальных данных [1, 5, 6] двухступенчатая моечная машина обеспечивает требуемое качество очистки консервных банок при частоте вращения ведущего колеса 30.. .35 мин-1, температуре моющего раствора 75.. .85 °С и концентрации раствора 1.. .2 г/л при минимальных энергозатратах.
Конструктивные особенности разработанной моечной машины позволяют уменьшить энергоемкость процесса очистки до Этт=6910"3 Вт ч/шт и металлоемкость Ме=1,3610-6 кг/шт, а производительность увеличить до 6000 шт/час без потери качества очистки консервных банок по сравнению с существующими моечными машинами [1].
Моечная машина с ультразвуковыми активаторами, имеющая колесо с лопастями для перемещения консервных банок различных размеров. Машина включает моечную 1 и ополаскивающую ванны 2, разделенные перегородкой 3. В ваннах размещены направляющие дугообразной 4 и прямолинейной 5 формы с перфорированным дном 6. Первая установлена выпуклостью вниз. Их положение можно фиксировать при помощи крепежно-регулировочных шпилек 7. В первой ванне 1, над направляющей 4 на валу 8 установлено приводное колесо 9. Причем наибольший радиус выпуклой части направляющей 4 должен быть в два раза больше радиуса колеса 9.
На приводном колесе 9 прикреплены разъемным соединением перфорированные лопатки 10 под углом а к касательной 11, проходящей через точку крепления лопатки 10. Такое расположение лопаток 10 на колесе 9 и радиус выпуклой части направляющей 4, равный двойному радиусу колеса, способствует плавному перекатыванию очищаемых объектов по направляющей 4 через лопатку в образующуюся ячейку 12.
Кроме того такое расположение лопаток 10 на колесе 9 уменьшает сопротивление при входе и выходе их из моющего раствора, а также позволяет очищенным банкам свободно выкатываться.
Приводное колесо 10 связано через ступицу 13 с приводным валом 8, установленным на подшипниках в корпусах 14. Крутящий момент приводному колесу 9 передается от мотор-редуктора 15 через муфту 16 и приводной вал 8. Положение колеса 9 в горизонтальной плоскости регулируется перемещением мотор-редуктора 15 с корпусами подшипников 14.
На дне 18 моечной ванны 1 под направляющей 4 установлены три ультразвуковых излучателя 17. Один излучатель расположен в центре моечной ванны 1 параллельно горизонтальной плоскости. Два остальных излучателя установлены в углах моечной ванны под углом в к горизонтальной плоскости.
Боковые стенки 19 и 20 направляющих 4 и 5 перемещаются относительно друг друга, а лопатки 10 легко снимаются и одеваются на приводном колесе 9, тем самым увеличивается диапазон обрабатываемых изделий соответственно по длине и диаметру.
Подогрев воды внутри моечной ванны 1 осуществляются нагревателями жидкости 21. Термодатчик 22, установленный в моечной ванне, соединен с измерительным регулятором 23, который в свою очередь дает сигнал на включение или выключение нагревателей жидкости 21.
Частотным преобразователем 24, соединенным с мотор-редуктором 15, можно бесступенчато изменять частоту вращения приводного колеса 9.
Над ополаскивающей ванной 2 расположено устройство для промывки проточной водой 27.
Также имеется патрубок перелива 25, выдерживающий определенный уровень воды в ванне 1, и сливные патрубки 26. Все патрубки подключаются к очистительной установке (не показана).
Машина для ультразвуковой очистки металлических цилиндрических банок работает следующим образом.
Перед подачей очищаемых изделий к промывке включают нагреватели жидкости 21. Одновременно включают привод приводного колеса 9, частота которого регулируется преобразователем частоты 24. Совместная работа нагревателей 21 и приводного колеса 9 приводит к быстрому и равномерному нагреву очищающей жидкости во всем объеме ванны 1.
- перегородка;4 - направляющая дугообразной формы; 5 - направляющая прямолинейной формы; 6 -перфорированное дно; 7 - шпилька регулировочная; 8 - вал; 9 - колесо приводное; 10 - перфорированные лопатки; 11 - касательная; 12 - ячейка; 13 - ступица; 14 - корпус подшипника; 15 - мотор-редуктор; 16 - муфта, 17 - ультразвуковые излучатели, 18 - дно ванны, 19, 20 - боковые стенки;
21 - нагреватели жидкости; 22 - термодатчик; 23 - измерительный регулятор; 24 - частотный преобразователь; 25 - патрубок перелива; 26 - сливные патрубки; 27 - устройство
для ополаскивания
После достижения очищающей жидкости заданной температуры термодатчик 22 дает команду на выключение нагревателей 21 и включаются ультразвуковые излучатели 16 и 17. Очищаемый объект подается по направляющей 4, далее по лопатке 10 в ячейку 12 и постепенно при вращении колеса 9 погружается в моечную жидкость. В этом положении изделие уже находится в активной зоне ультразвукового излучения, поэтому начинает очищаться. При дальнейшем вращении колеса 9 изделие медленно перемещается по лопатке 10 к перфорированному дну 6 направляющей 4 и далее перекатывается по дну направляющей 4 за счет лопаток 10, толкающих их в моечном растворе. В зависимости от величины загрязнений объекта очистки преобразователем частоты 24 устанавливается необходимая частота вращения приводного колеса 9.
При этом банки постоянно подвергаются в
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.