Оборудование для розлива спокойных жидкостей (молока, водки, сока) всегда пользовалось большим спросом. Оставаясь одной их наиболее сложных и производительных, эта техника совершенствуется с каждым днем. Обзор рынка оборудования для розлива спокойных жидкостей.

 

Жидким продуктам — водке, пиву, молоку, в нашей стране всегда уделялось больше внимания, чем сыпучим и штучным. Для их розлива не только приобреталось импортное оборудование, но и выпускалось собственное. Оставаясь одной из наиболее сложных и производительных, эта техника продолжает совершенствоваться.
Дозирование жидкостей может выполняться по объему или по уровню. В первом случае дозаторы отмеривают порции жидкости определенного объема и разливают их. При дозировании по уровню тара любой емкости заполняется до определенного уровня.
Дозирование по весу (массе) и по времени находит применение в автоматизированных системах розлива посредством специальных датчиков и дозирующих головок с отсекающими клапанами с компьютерным управлением.
По способу подачи жидкости в тару розлив может быть свободным (гравитационным) или принудительным. В первом случае, жидкость вытекает в тару под действием собственного веса. Принудительный розлив выполняется под действием разности давлений воздуха в резервуаре и в таре, с помощью поршневого дозатора или специального насоса.
В зависимости от величины давления воздуха розлив может осуществляться:
1) при повышенном давлении;
2) при атмосферном давлении;
3) под вакуумом.
Повышенное постоянное давление как в резервуаре, так и в таре, которая в этом случае должна быть герметизирована, применяется при розливе газированных и пенящихся жидкостей.
Молоко, водка, тихие вина, чистые соки и другие спокойные жидкости разливаются при атмосферном давлении или под низким вакуумом с гравитационной либо принудительной подачей жидкости. Возможно применение любого из вышеперечисленных способов дозирования.
Выпускается преимущественно два типа машин для розлива жидкостей: линейные и роторные (карусельные). Кроме того, широкое применение на малых предприятиях в настоящее время находят настольные приспособления с одной-двумя разливочными головками. Эти устройства отличаются простотой конструкции и обслуживания, небольшими размерами и невысокой ценой. В них используются дозаторы объемные поршневые или гравитационные по уровню, производительность до 350 доз./ч.
В СНГ настольные дозаторы для жидкостей производят российские компании «Фруктонад Групп», ТОКК, «Промбиофит», «Плат», Новгородский машиностроительный завод «Планета», белорусское предприятие VAEM и др.
В линейных полуавтоматах дозирующие устройства расположены вдоль направляющей или подающего бутылки транспортера. Порожние бутылки группируются в блок по числу разливочных головок (2–10 шт.) и вручную размещаются под дозировочными клапанами. Управление дозатором и удаление блока заполненных бутылок также осуществляется вручную. Обладая достоинствами настольных разливочных устройств, линейные полуавтоматы обеспечивают более высокую производительность от 500 до 1500 бут./ч.
В линейных автоматах, в отличие от полуавтоматов, группирование пустых бутылок в блоки, подача блоков к разливочным головкам, управление дозаторами и перемещение заполненных бутылок на конвейер линии выполняется автоматически, причем группирование порожних блоков и перемещение заполненных на конвейер производится одновременно с заполнением очередного блока бутылок. Это стало возможным за счет двух- и трехрядного конструктивного исполнения автомата.
Представленный разливочный автомат линейного типа «Поларис 6» чешской фирмы Imaco Group предназначен для розлива спокойных жидкостей в бутылки и банки по объему посредством шести поршневых разливочных головок и обеспечивает производительность 2500 бут./ч при объеме дозы 0,5 л.
Автомат линейного типа «Поларис П» с 2–12 дозирующими пневмоприводными цилиндрами предназначен для розлива спокойных жидкостей в канистры емкостью до 20 л и обеспечивает производительность до 2800 емк./ч.
Разливочные автоматы этого типа конструкции СКБ Часового завода и автомат AF/SF компании «Фруктонад Групп» с трехрядным исполнением и 10 дозирующими головками позволяют увеличить производительность линии до 3000 бут./ч.
Американская фирма Perl Machinery производит спектр оборудования для розлива негазированных жидкостей. Предлагаются ручные, полуавтоматические и автоматические модели линейного типа с гравитационным розливом. Машины имеют от 4 до 12  дозирующих устройств с клапанами, предотвращающими перелив жидкости. Точное дозирование гарантируется регулировкой уровня заполнения бутылок. В верхней части каждой модели машины распложен бак емкостью 71 л, выполненный из нержавеющей стали, с встроенной системой контроля и регулирования уровня жидкости.
Настольное приспособление этой фирмы с ручным управлением и фиксаторами для быстрой и точной установки бутылок под дозирующими устройствами имеет производительность до 600 бут./ч.
Полуавтомат модели Perl Bost-4-CT снабжен конвейером с автоматическим управлением и двумя стопорными створками для фиксации блока пустых бутылок под дозаторами. Производительность полуавтомата — до 2000 бут./ч.
Автомат модели Perl Bost-4-PL C укомплектован конвейером с добавочными направляющими и двумя автоматическими створками для автоматического позиционирования бутылок под дозировочными устройствами. Микропроцессор управляет створками, подъемом и опусканием дозирующих головок, пуском и остановкой конвейера. Время заполнения бутылок устанавливается цифровым таймером с дисплеем, а время движения и остановок конвейера оптимизируется с помощью электронного датчика для каждого вида жидкости. Производительность автомата достигает 3500 бут./ч.
Фирма Crandall International (США) производит оборудование моделей KN, BN и DN для розлива различных спокойных, вязких и пенящихся жидкостей по весу в емкости от 0,5 до 210 л.
Розлив по весу осуществляется на базе управляемых микропроцессором электронных дозирующих весов, обеспечивающих высокую точность дозирования за счет применения быстрой и медленной фазы автоматического розлива. Электронные контроллеры могут присоединяться к принтерам и компьютерам для регистрации веса, учета и печати на этикетках. Производительность машин для розлива в емкости 0,5–0,1 л составляет от 600 до 2500 емк./ч, в 10-литровые контейнеры — от 200 до 850 емк./ч, в 20-литровые — от 135 до 720 емк./ч, в 60-литровые бочки — 120 боч./ч, в 100-литровые — 80 боч./ч и в 210-литровые — 60 боч./ч. 

 

Оригинальная и весьма перспективная система полностью автоматизированного розлива различных жидких и вязких продуктов Servo/Fill (по времени) и Net/Mass (по массе) представлена в конструкции линейного автомата фирмы Oden Corporation (США).Работа системы дозирования Servo/Fill основана на использовании прецизионных шестеренчатых насосов с электронным управлением (рисунок 3). Насос механически соединен с сервомотором постоянного тока. На оси сервомотора установлено кодирующее устройство, которое выдает прямоугольные импульсы со скоростью, пропорциональной скорости вращения. Эти импульсы поступают на блок управления контролирующий скорость вращения и управляющий клапаном отсечки подачи продукта в дозирующей головке. Наполняемая в тару доза жидкости устанавливается количеством оборотов серводвигателя и, соответственно, шестеренчатого насоса. Система, управляемая центральным процессором, на вход которого задаются все необходимые параметры процесса розлива (объем дозы, скорость потока, время срабатывания клапана отсечки), позволяет поворачивать ротор сервомотора всего на несколько градусов, за счет чего достигается прецизионная точность дозы объемом от 1,0 мл до 30 л.
Регулируемый привод обеспечивает частоту вращения насоса до 500 об./мин., что создает поток жидкости до 225 л/мин. Для мгновенного переключения системы на другие виды жидкости и тары в компьютер заложено 50 программ. Это позволяет осуществлять розлив различных жидкостей от свободно текущих до вязких. Созданы специальные насосы для дозирования жидкостей с твердыми частицами.
На базе системы Servo/Fill создано автоматическое оборудование от настольного автомата с одной дозирующей головкой до комплексно автоматизированных технологических линий розлива, укомплектованных линейными автоматами с 4–10 дозирующими головками.
Дозирующая головка GEN-2, запатентованная фирмой, является важной составной частью системы Servo/Fill. Дозировочная головка с управляемым компьютером отсечным клапаном обеспечивает быструю смену параметров процесса для розлива различных видов жидкостей и весьма высокую производительность автоматов, достигающую более 200 тыс. бут./ч.
Достоинством данной системы является возможность розлива очень малых и больших доз различных жидкостей на одном и том же оборудовании при достаточно высокой производительности автоматов линейного типа. 

 

Разливочные автоматы роторного типа относятся к машинам более высокого третьего типа. Это многопозиционные проходные непрерывно поточные машины с циклическими рабочими органами, в которых обрабатываемый объект движется непрерывно, а рабочие органы подводятся периодически и выполняют операцию на ходу.
Разливочный автомат этого класса представляет собой вращающуюся карусель, по периферии которой расположены гнезда-столики. Поступающие на них бутылки оказываются непосредственно под дозирующими головками, которые в процессе вращения карусели наполняют бутылки жидкостью из находящегося в ее верхней части распределительного резервуара. Открытие и закрытие клапанов дозаторов происходит в результате воздействия горлышка бутылки на клапан при подъеме и опускании столика. Дозирование может выполняться по объему при помощи мерного стакана или по уровню, определяемому глубиной входа в бутылку трубки с клапаном на конце.
На рисунке 4 представлен скоростной фасовочно-укупорочный автомат завода «Ленпродмаш» с однокамерной вакуумной системой розлива спокойных жидкостей по уровню с корректировкой уровня в бутылке. Автомат ЛПМ2-610В.1 имеет 24 разливочные головки и обеспечивает при розливе спокойных жидкостей в бутылки вместимостью 750 см3 производительность, равную 7200 бут./ч. Конструкция автомата позволяет за счет регулирования по высоте и сменных комплектов форматных деталей быстро переходить на другие размеры бутылок. Этим предприятием впервые в нашей стране созданы линии производительностью до 12 тыс. бут./ч.
В США и Германии выпускаются полностью автоматизированные высокоскоростные линии розлива, основанные на новых принципах дозирования с компьютерным управлением.
Машиностроительная фирма KHS (Германия) выпускает автоматы с новой системой Innofill, предназначенной для розлива различных жидкостей по объему посредством магнитно-индукционных расходомеров с компьютерным или механическим управлением разливочными клапанами в диапазоне производительности от 5 тыс. до 80 тыс. бут./ч. Оборудование приспособлено для розлива в нормальные и эксклюзивные стеклянные бутылки, ПЭТ-бутылки и банки различных размеров.
Применяя различные системы розлива жидкостей, основанные на высоких технологиях, машиностроительная фирма Krones (Германия) производит наиболее совершенные высокопроизводительные автоматы и технологические линии в широком диапазоне производительности от 2 тыс. до 120 тыс. бут./ч и до 145 тыс. бан./ч. Такую высокую производительность обеспечивают новые системы наполнения: «Мекафилл VK», «Сенсометик VK», «Вакуфилл», «Волюметик VO». Эти системы позволяют разливать любые жидкости, как спокойные, так и газированные и пенящиеся, по уровню и по объему с механическим, электропневматическим и программируемым управлением клапанами наполнителей. Высота наполнения бутылок может варьироваться путем программируемой выдержки клапана наполнителя. Все зависимые от времени параметры наполнения задаются на дисплее. Автоматы фирмы Krones изготавливаются с числом наполнительных клапанов от 18 до 182. 

 

Отдельный класс машин составляют автоматы для розлива молока, соков и других продуктов в картонную и полимерную потребительскую тару: полиэтиленовые сварные пакеты подушечной формы, стоячие пакеты «дой-пак» из ламинированных полимерных пленок, пакеты «пюр-пак» и «тетра-пак» из ламинирванного картона.Полиэтиленовые термосвариваемые пакеты, изготавливаемые, заполняемые и запечатываемые на вертикальных машинах воротникового типа для розлива молока, являются устаревшими и постепенно вытесняются более современными моделями.
Стоячий пакет «дой-пак» из термостойкой ламинированной пленки допускает стерилизацию вместе с содержимым. Изготовление и поставку в Россию оборудования для фасовки и запайки пакетов «дой-пак» осуществляет компания Pack Line.
Отличительной особенностью автоматов PDP-2 и PDP-4 этой компании является возможность быстрой переналадки на разные размеры пакетов. Продукт можно разливать в холодном или горячем состоянии. Автоматы могут оснащаться в зависимости от вида продукта различными дозаторами, управляемыми программируемыми компьютерами. Производительность автомата PDP-2 составляет 15 пак./мин., PDP-4 — 25 и 40 пак./мин.
Для асептического розлива молока, сливок, соков и других жидких продуктов в упаковку «пюр-пак» фирма Elopak (Финляндия) выпускает машину U-S80A производительностью 8100 пак./ч.
Машина имеет три магазина для заготовок (высечек) и соответственно три независимые фасовочные линии. Каждая линия работает автономно и выполняет розлив в картонные пакеты типа «пюр-пак» пяти типоразмеров от 0,25 до 1,0 л.
Высечки из магазинов автоматически подаются на колесо оправок, где формируется и аккуратно склеивается дно пакетов. Затем пакеты поступают в асептическую камеру стерилизации, которая производится 2-процентным раствором перекиси водорода. Затем пакеты попадают в зону УФ-излучения и далее горячим воздухом завершается стерилизация и производится удаление из пакетов остатков перекиси водорода.
На каждой линии горячий розлив производится непосредственно в асептической камере двумя наполнителями с двойной мембраной. Машина может разливать как жидкие, так и более вязкие продукты и даже продукты с частицами до 8 мм. Перед устройством склеивания верха пакета в асептической камере установлены азотные инжекторные клапаны для защиты продукта инертным газом при склеивании верха заполненного продуктом пакета. После склеивания верха пакет покидает асептическую камеру.
Машина оснащена системой управления MMS, которая позволяет программировать все операции с отображением их протекания на дисплее. Предусмотрена автоматизированная диагностика неисправностей. Кроме контроля асептических процессов имеется система контроля веса, которая автоматически контролирует и регулирует работу наполнителей, а также система контроля качества упаковок и удаления некачественных с линии. Автоматически производится и смена типоразмеров упаковок.
В состав современных высокопроизводительных линий розлива жидкостей входят укупорочные и этикетировочные автоматы, инспекционные машины, контрольные системы и сортировочные установки, машины для мойки бутылок и ящиков, машины для групповой упаковки бутылок и банок и транспортные системы бутылок, ящиков и поддонов.

 

 

 

 

Виктор Каверин,д. т. н., профессор