Что такое машина для наполнения вязкой жидкостью?

Вода, сок, алкоголь — они проходят через стандартную систему наполнения без сопротивления. Откройте клапан, остальное сделает гравитация или обычный насос.

Мед так не работает. То же самое относится и к арахисовому маслу, шампуню, лосьону, косметическому крему, кетчупу или гелю. Вязкость влияет на то, как продукт движется по трубкам, как он попадает в контейнер и насколько чисто он перестает течь после завершения цикла наполнения. Пропустите густой продукт через оборудование, предназначенное для жидких жидкостей, и проблемы предсказуемы: капание между заливками, непостоянные объемы, воздушные карманы, медленное время цикла, потери продукта в каждой точке наполнения.

Это не поломки оборудования. Это ожидаемый результат использования неправильного инструмента для продукта.

Машина для наполнения вязкими жидкостями построена с учетом этих конкретных задач — насос выбор, конструкция сопла, противокапельный механизм, контроль скорости заполнения. В этом руководстве рассказывается, как работают эти машины, основные технологии розлива, используемые для продуктов с высокой вязкостью, а также что следует учитывать при подборе оборудования для конкретного применения.

Что такое Машина для наполнения вязкой жидкостью?

Машина для наполнения вязкими жидкостями дозирует густые жидкости и полужидкие продукты в бутылки, банки, пакеты, чашки и аналогичные контейнеры — точно, в повторяемых объемах, по продуктам, с которыми стандартные гравитационные или базовые насосные системы не могут постоянно работать.

Механическое различие имеет значение. Гравитационное наполнение основано на собственном весе продукта, который обеспечивает инициирование и поддержание потока. В системах вязкого наполнения используется положительное вытеснение — насос физически перемещает определенный объем продукта через систему за цикл, независимо от того, как продукт хочет вести себя сам по себе.

Ассортимент продукции широк:

• Мед
  
• Арахисовое масло
  
• Шоколадная паста
  
• Сироп
  
• Кетчуп
• Майонез
  
• Косметический крем
  
• Лосьон для тела
  
• Шампунь
  
• Кондиционер для волос
  
• Жидкое мыло
  
• Гелевые продукты

То, что они разделяют, не является категорией — это наполняющая задача. Толщина, сопротивление течению, склонность к капанию или налипанию после окончания цикла наполнения.

Технология насоса зависит от продукта. Поршневые насосы для большинства пищевых и косметических применений. Сервопоршневые системы, в которых точность заполнения должна соответствовать более жестким допускам. Шестеренчатые насосы для непрерывной подачи при постоянном давлении. Роторные и лопастные насосы для продуктов с твердыми частицами или чувствительных к сдвигу составов, которые стандартные насосы могут повредить.

Почему продукты с высокой вязкостью трудно разливать?

Вязкость создает проблемы с наполнением, которых не создают жидкие жидкости. Три из них появляются достаточно последовательно, чтобы их стоило понять, прежде чем выбирать оборудование.

Продукт капает

Густые продукты прилипают к наконечникам насадок после завершения цикла наполнения. Продукт срезается неаккуратно — он натягивается, капает или оставляет остатки на внешней поверхности контейнера или в области уплотнения. Противокапельные насадки, запорные клапаныи системы обратного всасывания каждый решает эту проблему по-своему: обратный всасывание втягивает остатки продукта обратно в сопло в конце каждого цикла, предотвращая образование капель до их образования, а не улавливая их после.

Образование воздушных пузырей

Шампунь, жидкое мыло, косметический гель — эти продукты задерживают воздух при наполнении, особенно когда продукт падает с высоты в контейнер. Насадки для дайвинга Чтобы решить эту проблему, погружайтесь ниже уровня наполнения и поднимайтесь по мере наполнения контейнера, сохраняя поток продукта против самого себя, а не падения через воздух. Заполнение снизу вверх следует той же логике. Оба уменьшают перемешивание поверхности, которое создает пену и удерживает воздух в готовой начинке.

Непостоянные объемы заполнения

Вязкость меняется в зависимости от температуры: один и тот же продукт течет по-разному при 18°C ​​и при 26°C, и эта разница проявляется в весе наполнения. Насос, работающий с фиксированной частотой хода, производит разные объемы, когда продукт загустевает или разжижается между партиями или в течение смены. Системы с сервоприводом компенсируют это за счет точного управления движением поршня, а не работы с фиксированной механической настройкой — объем заполнения остается на целевом уровне, даже когда поведение продукта меняется.

Как работает машина для розлива вязкой жидкости?

Последовательность одинакова для большинства машин. Что различается, так это механический подход на каждом этапе, определяемый вязкостью продукта, температурной чувствительностью и характеристиками текучести.

Подача продукта

Прежде чем продукт достигнет системы наполнения, он должен последовательно перемещаться из накопительного бункера или резервуара. В случае с тонкими жидкостями с этим справляется гравитация. Для густых или чувствительных к температуре продуктов на этапе подачи требуется больше: перемешивание в бункере для предотвращения образования мостиков, системы нагрева для приведения вязкости в рабочий диапазон или роторные и поршневые насосы для физического проталкивания материала, вообще не полагаясь на поток.

Измерение объема

Машина измеряет каждую заправку через поршневую камеру или дозирующую систему на базе насоса. Серводвигатели управляют движением; Системы ПЛК и HMI сохраняют параметры и управляют переключением рецептов между продуктами. Здесь определяется точность заполнения: подача форсунки соответствует показаниям дозирующей системы.

Операция наполнения

Насадка подается в контейнер. Для вязких продуктов выдача не является пассивным событием — скорость наполнения, положение сопла и скорость потока регулируются в соответствии с продуктом. Наполнение густым гелем с той же скоростью, что и жидкий сироп, приводит к образованию воздушных карманов, неравномерному распределению или разрушению поверхности. Этап заполнения учитывает это изменение, а не игнорирует его.

Разгрузка контейнеров

Заполненные контейнеры перемещаются дальше по потоку — на укупорку, маркировку, картонирование или дальнейшие упаковочные операции. С точки зрения разливочной машины работа заканчивается стабильно заполненным и нетронутым контейнером. Что будет дальше, зависит от того, для чего настроена линия.

Какая технология розлива лучше всего подходит для вязких жидкостей?

Тип насоса определяет, что может работать машина, и насколько хорошо она это делает. Выбор неправильного продукта для продукта означает либо борьбу с процессом наполнения, либо признание точности и количества отходов, которые не обязательно должны быть такими уж плохими.

Поршневые разливочные машины

Стандартный выбор для меда, соусов, сиропов и кремов. Поршень втягивает продукт в камеру и вытесняет фиксированный объем за один ход — простой механизм, высокая точность заполнения и конструкция, которая не требует сложного обслуживания для продолжения работы. Экономически эффективен для пищевой и общей косметической промышленности, где продукт не требует более жестких, чем стандартные, допусков.

Сервопоршневые разливочные машины

Тот же принцип поршня, с серводвигателем, контролирующим скорость и положение хода. Этот контроль имеет значение для косметики премиум-класса, фармацевтической продукции и дорогостоящих рецептур, где точность наполнения должна быть более высокой, чем обеспечивает стандартный поршень, и где хранение рецептов между продуктами экономит время повторного ввода, которое увеличивается при смене нескольких SKU.

Машины для наполнения шестеренчатыми насосами

Непрерывный поток, а не дозирование на основе хода. Подходит для жидкостей средней вязкости — масел, косметических сывороток, жидких добавок — где постоянное давление в течение длительного времени имеет большее значение, чем точность объема от цикла к циклу. Громкость регулируется за счет скорости, а не механической длины хода, что ускоряет смену формата.

Роторные насосы для розлива

Создан для продуктов, которые повреждаются другими типами насосов. Арахисовое масло, густые соусы, косметические кремы, составы с содержанием частиц — роторный механизм мягко перемещает продукт за счет вращения с низким сдвигом, а не перемещения под высоким давлением. Текстура остается неповрежденной. Частицы не распадаются. Для продуктов, из которых то, что выходит, должно соответствовать тому, что входит, обычно выбирают роторный насос.

На какие особенности следует обращать внимание покупателям?

Вязкость продукта

Вязкость – это первый фильтр. Он определяет, какие технологии насосов являются жизнеспособными, прежде чем будет оценено что-либо еще, а ошибка на этапе выбора делает все остальные характеристики машины несущественными. Поршневой насос, который хорошо перекачивает мед, борется с арахисовым маслом. Шестеренчатый насос, подходящий для сывороток, не справится с густым соусом с твердыми частицами.

Точность заполнения

Требование к точности зависит от продукта и рынка, на который он выходит. Для общего применения в пищевой промышленности допустим более широкий диапазон. Фармацевтические препараты, косметика премиум-класса и продукты, продаваемые по заявленному весу с жесткими нормативными допусками, не учитываются. Серводвигатели, управление ПЛК и обратная связь от энкодера добавляют корректирующий слой, который не может обеспечить чисто механическая система — вопрос в том, действительно ли приложению нужны все три или достаточна стандартная точность поршня.

Требования к очистке

Частота и тщательность очистки различаются в зависимости от отрасли, но требования к оборудованию в любом случае подчиняются одной и той же логике. Контактные поверхности SUS304 или SUS316 устойчивы к коррозии от чистящих средств и остатков продукта. Совместимость с CIP позволяет очищать систему на месте без полной разборки. Компоненты быстрой разборки позволяют решить проблему, с которой не может справиться CIP. Каждый из них сокращает время и трудозатраты между последней загрузкой одного продукта и первой загрузкой следующего.

Будущее расширение производства

Машина, предназначенная для сегодняшнего выпуска одного продукта и одного размера контейнера, может не соответствовать линии следующего года без значительных доработок. Несколько форматов контейнеров, более широкий диапазон вязкости, возможность интеграции с последующим оборудованием — их проще и дешевле встроить при покупке, чем потом модернизировать. Оборудование, купленное в нижней части диапазона мощности, как правило, стоит дороже в течение всего срока службы, чем оборудование, запас мощности которого заложен с самого начала.

Какие стандарты материалов и соответствия следует учитывать покупателям?

Строительный материал влияет одновременно на две вещи: как машина справляется с контактом с продуктом во время производства и насколько полно его можно очистить после этого. В пищевой, косметической и фармацевтической промышленности части, контактирующие с продуктом, обычно СУС304 или SUS316L нержавеющая сталь — 316L, особенно если продукт или чистящие средства содержат кислоты или хлориды, поскольку добавленный молибден противостоит коррозии, в отличие от 304.

Регулируемые отрасли добавляют еще один уровень. FDA требования, GMP производственная практика, ИСО 22716 для косметики — каждый устанавливает ожидания относительно того, как оборудование создается, очищается и документируется. СИП Совместимость здесь имеет особое значение: машина, требующая полной разборки для очистки между запусками, создает бремя соблюдения требований, которое усугубляется в каждом производственном цикле.

Подтверждение этих требований до покупки обходится дешевле, чем модернизация оборудования, которое им не соответствует, постфактум.

Общие вопросы, которые задают покупатели

Может ли одна машина разливать разные вязкие продукты?

Да — в пределах допустимого. Сохранение рецептов и регулируемые параметры наполнения позволяют операторам переключаться между продуктами на панели, а не перенастраивать машину механически. Практическим ограничением является диапазон вязкости: машина, предназначенная для меда, обычно может обрабатывать соусы и сиропы в аналогичном диапазоне, но для перехода на значительно более густой или более жидкий продукт может потребоваться совершенно другой тип насоса.

Какой точности заполнения можно добиться?

Зависит от системы. Машины с сервоуправлением имеют более жесткие допуски, чем оборудование с механической регулировкой, но фактическое значение зависит от вязкости продукта, постоянства температуры и объема заполнения. Полезный тест: сервопоршневые системы обычно достигают ±1% или выше в стабильных условиях. Продукты, вязкость которых меняется в зависимости от температуры, приводят к изменчивости, которую одна только система наполнения не может полностью компенсировать.

Как можно предотвратить капание?

Для решения этой проблемы используются три механизма, каждый из которых работает в разную точку цикла. Противокапельные насадки снижают поверхностное натяжение на кончике. Запорные клапаны отсекают поток продукта до того, как сопло втянется. Системы обратного всасывания втягивают остатки продукта обратно в насадку в конце цикла — наиболее эффективная из трех систем для толстых продуктов, которые затягиваются или прилипают после выдачи.

Нужен ли нагрев толстых продуктов?

Не всегда, но для меда, шоколада и некоторых косметических составов вязкость при температуре окружающей среды может быть достаточно высокой, чтобы противостоять постоянному потоку через стандартные системы подачи и наполнения. Подогреваемые бункеры доводят продукт до рабочего диапазона вязкости еще до того, как он достигнет насоса. Трубопроводы с подогревом поддерживают этот диапазон на всем пути подачи. Без этого точность заполнения снижается по мере того, как продукт охлаждается и загустевает во время работы.

Почему выбирают ZONESUN Заполняющие решения?

ZONESUNРазливочное оборудование компании охватывает диапазон вязкости, в котором находится большинство продуктов питания, косметики и средств личной гигиены: жидкие добавки и сиропы на более тонком конце, косметические кремы, мед и густые соусы на другом.

Ассортимент оборудования включает поршневые разливочные машины, сервопоршневые наполнители, системы шестеренных насосов и комплектные автоматические линии розлива. Каждый из них интегрируется с укупорочным, этикетировочным и последующим упаковочным оборудованием и работает как часть линии, а не как отдельная покупка, которая обеспечивает ручную передачу с обеих сторон.

Новая линейка продуктов или существующее предприятие — отправная точка одна и та же. Отправьте сведения о заявке: тип продукта, диапазон вязкости, формат контейнера, целевую производительность. Правильная технология наполнения вытекает из этой специфики, а не из каталожного значения.

Заключение

Стандартные системы наполнения имеют потолок вязкости. Помимо этого, проблемы усугубляются — капание, непостоянные объемы, захват воздуха, потери продукта — и никакие регулировки не устраняют фундаментальное несоответствие между оборудованием и тем, что через него проходит.

Правильная технология розлива касается не только продукта. Он обрабатывает его точно, чисто и в том объеме, который действительно необходим для операции — во всем диапазоне вязкости, в котором находится продукт сегодня, и в любом направлении, в котором линия будет двигаться дальше.

Вязкость, требования к точности, частота очистки, планы расширения — вот исходные данные. Получите их правильно на этапе выбора, и решение об оборудовании останется в силе. Если вы ошибетесь, то цена постепенно проявится в виде цифр отходов и простоев, которые кажутся не связанными друг с другом, пока не перестанут быть таковыми.

Узнайте больше информации

Какой метод заполнения используется для высоковязких жидкостей?

Какой тип насоса обычно используется для перекачивания вязких жидкостей?

Какое оборудование используется для смешивания вязких материалов?