Rewia serc. Przegląd maszyn rozlewniczych.

Technika serwonapędowa, jak i aplikacja nurkujących wlewek, może mieć zastosowanie we wszystkich rodzajach maszyn.
Maszyna rozlewająca to serce każdej linii rozlewniczej. Wszystkie inne czynności można zastąpić, wykonując operacje manualnie lub napełniając pojemniki za pomocą lejka lub strzykawki. Czym kierować się przy wyborze odpowiedniego urządzenia, aby „serce” pracowało jak najdłużej i jak najbardziej wydajnie?

 

Paweł Borys

PBNT

 

Wśród maszyn rozlewających najczęściej stosowane są maszyny tłokowe (pojemnościowe). Swoją dużą popularność zawdzięczają niezwykłej uniwersalności. Pozwalają one na napełnianie przy użyciu substancji o praktycznie dowolnej gęstości i lepkość. Dzięki temu znajdą zastosowanie zarówno, gdy przedmiotem rozlewania jest woda, bardzo rzadkie płyny, ale i gęste, kleiste masy typu smar, masa makowa itp. Na uwagę zasługuje również ich precyzja dozowania, która pozwala na efektywne napełnienie pojemników o pojemności od 1 ml (a nawet mniej) do kilku litrów.

 

Pompa bez zastawek

Maszyny tłokowe mogą się różnić między sobą sposobem napędzania tłoka. Najtańsze, ale zarazem najmniej dokładne maszyny wyposażone są w napęd pneumatyczny. Skokiem tłoka można w ograniczonym zakresie regulować ilość dozowanego produktu. Zaletą zastosowania takiego rozwiązania jest bardzo proste sterowanie, które często nie wymaga wykorzystania osprzętu elektronicznego. Jest to szczególnie istotne, gdy chcemy rozlewać płyny łatwopalne/wybuchowe. Tego typu maszynę można w prosty sposób dostosować do standardów ATEX. Jednak należy pamiętać, że w maszynach tłokowych zawsze odmierzamy pojemność dozowanego płynu, jeżeli w trakcie procesu produkcyjnego mamy do czynienia z wahaniami temperatury. Brak utrzymywania temperatury na stałym poziomie może skutkować, że w obrębie jednej partii produkcyjnej uzyskamy pojemniki o różnej wadze produktu.

 

Kontrolowane przyspieszenie

Najbardziej zaawansowane technologicznie maszyny rozlewające wyposażone są w tzw. serwonapędy.  Rozwiązania te są najdroższe, ale wysoką cenę rekompensuje możliwość bardzo precyzyjnego ustawienia wielkości dozy czy możliwość zapisania charakterystyki napełniania. W praktyce wygląda to następująco: początek ruchu tłoka jest wykonany bardzo powoli, aby nie wytworzyć dużego ciśnienia i nie doprowadzić do nadmiernego rozpryskiwania i pienienia się produktu w opakowaniu. Po pierwszej fazie dozy tłok przyspiesza, aby uzyskać optymalną szybkość nalewanie. W końcowej fazie może nastąpić kolejne spowolnienie tłoka. Użycie serwonapędów daje również możliwość zapisywania doz i charakterystyk dla poszczególnych produktów, co w znaczący sposób przyspiesza zmianę formatu dla maszyny.

 

Technika serwonapędowa, jak i aplikacja nurkujących wlewek, może mieć zastosowanie we wszystkich rodzajach maszyn zarówno w tłokowych, ciśnieniowych jak i przepływomierzowych.

Lepka robota

Maszyny ciśnieniowe używane są do napełniania pojemników płynami o zwykle niskiej lub średniej gęstości i lepkości. Konieczne do przepływu cieczy ciśnienie wytwarzane jest za pomocą różnego rodzaju pomp wirnikowych. W niektórych przypadkach wystarczy grawitacja i umieszczenie zbiornika z płynem powyżej napełnianego pojemnika.  Wówczas odmierzanie dozy odbywa się na dwa sposoby. Pierwszym z nich jest ustawienie czasu, w jakim zawór odcinający przepływ płynu będzie otwarty. Zaletą takiego rozwiązania jest możliwość ustawienia praktycznie nieograniczonej wielkości dozy. W ten sposób możemy nalewać pojemniki o pojemności od 0,5 l poprzez kilkusetlitrowe beczki, po kilkutonowe zbiorniki. Wadą takiej metody jest stosunkowo niska dokładność dozowania, która zależy od wielu czynników, w tym temperatury dozowanej cieczy, stałości wytworzonego ciśnienia oraz parametrów przepływu. Drugim sposobem na odmierzenie dozy jest ważenie w trakcie napełniania i zatrzymanie procesu po osiągnięciu zadanej wagi produktu. Maszyny takie mogą być niezwykle dokładne, jeżeli proces uwzględni tarowanie, czyli ważenie pustego opakowania. W przeciwnym razie na wagę końcową produktu wpłyną różnice w wadze opakowań. Gdy na etykiecie produktu deklarowana jest nie masa, ale objętość płynu, należy pamiętać, że jest ona zależna od temperatury. Jeżeli w czasie procesu rozlewania całej partii produkcyjnej będzie się zmieniała temperatura produktu należy, co jakiś czas, korygować zadaną wagę.

 

Linia pod ciśnieniem

Jedną z odmian maszyn ciśnieniowych są urządzenia podciśnieniowe. Dozownik (wlewka) maszyny składa się z 2 koncentrycznie umieszczonych rurek. Jedna z nich podpięta jest do zbiornika z rozlewanym płynem, druga natomiast podłączona jest do pompy wytwarzającej podciśnienie. Po włożeniu dozownika do opakowania i uszczelnieniu połączenia szyjki opakowania z dozownikiem następuje odessanie powietrza przy jednoczesnym zassaniu płynu. Proces będzie trwał do czasu osiągnięcia przez płyn poziomu rurki odsysającej. Maszyny te wykorzystywane są jedynie do napełniania płynami o niskiej gęstości.  Ich zasadniczą wadą jest brak kontroli nad pojemnością i wagą produktu. Parametry te zależą bowiem od geometrii opakowania. Z kolei zaletą tego typu urządzeń jest to, że w każdym opakowaniu będziemy mieli ten sam poziom. Jest to istotne, jeżeli produkt jest w przezroczystym opakowaniu i ma być ustawiony na półce sklepowej.

 

Nurkujące wlewki

Pojawienie się tego systemu było swego rodzaju rewolucją na rynku maszyn rozlewających. Do tej pory wlewka (dozownik) umieszczany był nad opakowaniem lub wkładany do niego na ustaloną głębokość. Zastosowanie serwonapędów umożliwiło kontrolowane opuszczanie i wyjmowanie wlewki z opakowania. Rozwiązanie to pozwoliło wyeliminować dwa podstawowe problemy związane z dozowaniem, a więc pienienie się oraz napowietrzanie produktu. Wlewka opuszczana jest przed startem cyklu na dno opakowania, a po rozpoczęciu dozowania podnosi się ona z określoną prędkością, tak aby jej końcówka znajdowała się zawsze tuż nad lub, w zależności od potrzeb, pod lustrem cieczy. Uniknięcie niepożądanego pienienia się czy napowietrzania produktu pozwala na znaczące przyspieszenie maszyny.

 

Zastosowanie przepływomierzy do odmierzania dozy to rozwiązanie innowacyjne wśród maszyn rozlewniczym, które przewyższa uniwersalnością oraz dokładnością wszystkie stosowane wcześniej urządzenia.

Najlepsze przepływy

Zastosowanie przepływomierzy do odmierzania dozy jest najnowszym trendem w dziedzinie rozlewania płynów, który przewyższa uniwersalnością oraz dokładnością wszystkie stosowane wcześniej rozwiązania. Dozowana objętość kontrolowana jest przez urządzenie pomiarowe zwane przepływomierzem, dzięki czemu uzyskuje się dużą powtarzalność dozowania, nawet dla skrajnie trudnych produktów np. niejednorodnych czy zawierających cząstki stałe. Przepływomierze umożliwiają pomiar temperatury oraz gęstości produktu, co rozwiązuje problem zmiany tych parametrów w czasie trwania procesu napełniania. Mierzenie dozy pozwala na zbieranie danych do późniejszych analiz procesu oraz jego optymalizację. Do poprawnego procesu napełniania zazwyczaj wystarcza jedna pompa podająca produkt o względnie stałym ciśnieniu. Dla maszyn przepływomierzowych praktycznie nie występują ograniczenia w wielkości dozy, a średnia dokładność osiąga poziom +/-0.15 proc. Przepływomierze wykonywane są z materiałów odpornych na działanie agresywnych substancji oraz nie zawierają w sobie części ruchomych. W związku z tym są niezwykle łatwe w czyszczeniu oraz mogą być użyte w systemach CIP/SIP.

 

Napęd w przyszłość

Producenci rozpoczynający działalność w zakresie rozlewania produktów najczęściej wybierają proste maszyny tłokowe lub ciśnieniowe. Najtańsze z nich (ceny zaczynają się od kilku tysięcy złotych) to jednostanowiskowe pół-manualne maszyny, najczęściej wyposażone w jedną lub dwie wlewki. W zależności od rodzaju rozlewanego produktu można na nich wyprodukować kilka tysięcy sztuk produktu gotowego na zmianę. Zwiększenie wydajności maszyny uzyskuje się przez zwiększenie ilości wlewek, co jest związane z koniecznością zautomatyzowania procesu. Rozbudowa maszyny o kolejne wlewki ma oczywiście swoje konsekwencje. Poza naturalnym zwiększeniem kosztu maszyny, wzrastają także jej gabaryty i stopień skomplikowania, wydłuża się również czas mycia oraz przezbrojenia. Innym alternatywnym sposobem na zwiększenie wydajności jest zastosowanie serwonapędów oraz nurkujących wylewek, co pozwala na znaczącą poprawę wydajności przy zachowaniu rozsądnej ilości wlewek. Maszyny tego typu są w stanie rozlać do kilkunastu tysięcy opakowań na zmianę, więc przeznaczone są dla najbardziej wymagających klientów. Pozwalają zoptymalizować proces we wszystkich jego aspektach. Niezwykle szybka zmiana formatu, trwająca nieraz tylko kilka sekund, umożliwia bardzo łatwe mycie, często niewymagające rozbierania układu dozującego. Wysoka dokładność rozlewania daje duże oszczędności w przypadku drogich produktów np. kosmetyków, poprzez unikanie przelewania produktu (zbędnego napełniania ponad deklarowaną na opakowaniu objętość).  

« poprzedni   |   następny » « wróć

Komentarz miesiąca

Zmiana

Warto wiedzieć, że na dobrą zmianę opakowania zawsze jest odpowiednia pora. Nie liczy się ani dzień, ani pora roku, ani koniunktura. Liczy się tylko wola zmiany i nowa, lepsza wizja. Ktoś mądry zauważył, że punkt widzenia zależy od punktu siedzenia. Tak, to się zgadza. Ja dodałabym również, iż postrzeganie zależy od naszej wiedzy, predyspozycji, umiejętności, doświadczenia, mądrości, inteligencji, poczucia humoru...

Reklama

Ankieta

Jak oceniasz nową stronę internetową

5
4
3
2

Ogłoszenia

Stanowisko:
Region:
zobaczy wszystkie oferty