Автоматы для упаковывания вязких молочных продуктов

Оборудование для упаковывания вязких молочных продуктов включает автоматы карусельного и линейного типов, которые могут работать как периодически, так и непрерывно. Они фасуют продукт в готовую тару или укомплектованы оборудованием для ее изготовления. Упаковочные автоматы линейного типа, в свою очередь, подразделяют на горизонтальные и вертикальные.

Автомат карусельного типа периодического действия АРМ для фасования молочных продуктов повышенной вязкости (сливочное масло, творог и т. д.) в пергамент брикетами по 100, 125, 200 и 250 г состоит из станины с главным приводом, формующего стола, механизма образования пакетов, дозатора, механизма заделки пакетов, конвейера и бункера. Их конструкция позволяет проводить все операции последовательно по кругу. Связующее звено между основными механизмами автомата — формующий стол с восемью гнездами, расположенными равномерно по окружности через 45°.

При работе автомата (рис. 11.10) лента упаковочного материала с рулона подается на направляющий валик. Далее игольчатый механизм наносит на ленте дату, а регулируемые секторы подают ее к ножам, которые отрезают заготовку определенной длины (7). Полученная заготовка при помощи рычагов и секторов поступает на матрицу под пуансон. Щуп контролирует наличие заготовки на матрице, и при ее отсутствии автомат останавливается. Пуансон, перемещаясь вниз, проталкивает заготовку через матрицу, придавая ей форму коробки (77). При этом коробка попадает в одно из гнезд формующего стола и перемещается с его помощью к дозатору.

Рис. 11.10. Схема работы фасовочно-упаковочного автомата АРМ:

• 1 — рулон упаковочного материала; 2 — механизм прижима; 3 — направляющий валик; 4 — механизм датировки; 5 — регулируемые секторы; 6 — ножи;
• 7 — рычаги; 8 — пуансон; 9 — матрица; 10 — щуп; 11 — дозатор;
• 12 — формующий стол; 13 — механизм заделки; 14 — конвейер; 15 — механизм подпрессовки; 16 — переворачиватель; 17 — съемник

Дозатор объемного типа состоит из поворотного дозирующего цилиндра, поршня, крана и отсекателя дозы. Наполненный продуктом цилиндр дозатора поворачивается отверстием к крану. Когда отверстия в цилиндре и кране совпадают, продукт через горловину крана под давлением поршня выдавливается в коробку, находящуюся в гнезде формующего стола. Отсекатель отделяет определенную дозу продукта от крана. После окончания процесса дозирования поршень отходит назад и отсасывает оставшийся продукт из крана во избежание потерь. Продукт к дозатору поступает из бункера при помощи шнеков.

При дальнейшем повороте формующего стола коробка с продуктом (III) перемещается к механизму заделки пакетов. После загибания краев коробки (IV) гнездо с образованным пакетом поворачивается к механизму под прессовки, придающему упаковке окончательный вид (V). Выталкиватель удаляет упакованный продукт из гнезда формующего стола (VI), а съемник подает его на переворачиватель, который укладывает коробку закрытой стороной вниз на конвейер (VII). По конвейеру упакованный продукт поступает на полуавтомат для укладывания в ящики.

Производительность автомата (40…80 брикетов в минуту) регулируется бесступенчато вариатором скоростей.

Автоматы М6-АРУ и М6-АРИ служат для фасования и упаковывания плавленого сыра в алюминиевую фольгу. Первый из них упаковывает сыр в брикеты массой 62,5 и 100 г и наклеивает на них этикетки. При помощи второго фасуют и упаковывают брикеты массой 30 г. По принципу работы они имеют много общего с автоматом АРМ.

Автомат М6-АРУ выполняет в заданной технологической последовательности следующие операции рабочего цикла: разматывает упаковочный материал и направляет его под штамп, наклеивает бумажную этикетку на ленту упаковочного материала, вырезает развертку из упаковочного материала и подает ее на формующую матрицу, контролирует наличие развертки под пуансоном, образует коробку и укладывает ее в гнездо формующего стола, дозирует порцию продукта в коробку, подает упаковочный материал для крышки, отрезает крышку, накладывает ее на коробку с продуктом, загибает края коробки, подпрессовывает продукт и заканчивает заделку брикетов, наносит дату, снимает готовые брикеты с формующего стола на приемный конвейер. Производительность автомата 60…80 брикетов в минуту.

Фасовочно-упаковочный автомат М6-АРИ (рис. 11.11) применяют для фасования плавленого сыра в готовые полистироловые стаканчики. Его также можно использовать для фасования и упаковывания низкожирных сортов сливочного масла (бутербродного и столового). Масса дозы сыра и столового масла 100 и 250 г, бутербродного 100 и 245 г.

Автомат конструктивно оформлен в виде блоков: станины с приводом, основания с приводом, карусельного стола, механизма подачи стаканчиков, дозатора, механизма изготовления и подачи вкладышей, механизма подачи крышек, конвейера, бункера и электрошкафа с пультом управления.

Автомат работает следующим образом. При повороте карусельного стола с восемью парами гнезд на 45° в каждой паре выполняются следующие операции.

Рис. 11.11. Схема работы фасовочно-упаковочного автомата Мб-АРИ:

• 1 — дозатор; 2 — упор дозатора; 3 — механизм изготовления вкладышей;
• 4 — механизм подачи крышек; 5 — механизм подачи клея; 6 — стол;
• 7 — механизм подачи этикеток; 8 — выталкиватель; 9 — транспортирующее устройство; 10— съемник стаканчиков; 11 —дататор или маркиратор;
• 12 — присоска вакуум-головки; 13 — отделитель стаканчиков; 14 — кассета

стаканчиков Отделитель стаканчиков из кассеты отделяет по одному стаканчику, а присоска вакуум-головки опускает его вниз и устанавливает в гнездо карусельного стола. Упор дозатора опускается на дно стаканчика, и в него поступает заданная порция продукта. Одновременно маркиратор, поднимаясь вверх, наносит дату на наружной стороне дна стаканчика. Механизм изготовления вкладышей штампует вкладыши из алюминиевой фольги и накладывает их на продукт в стаканчике.

Вакуум-присоска механизма подачи крышек отделяет крышку от общей стопки в кассете и, повернувшись на 180°, надевает ее на верхний борт стаканчика, образующий вместе с бортами крышки замок. Иглой механизма подачи клея на крышку стаканчика в двух точках наносится клей и с помощью вакуум-присоски накладывается этикетка. Упакованные стаканчики выталкивателем поднимаются вверх, съемником подаются на конвейер и отводятся из автомата. Производительность автомата 72 упаковки в минуту.

Фасовочно-упаковочные автоматы М6-ОРК-1 и М6-ОРК-2 предназначены для формования тары из полистирольной ленты и фасования в нее пастообразных плавленых сыров с запечатыванием алюминиевой фольгой, ламинированной термосваривающимся слоем. В конструктивном плане они относятся к линейным горизонтальным автоматам периодического действия. Формуемая на автоматах тара представляет собой коробки, имеющие форму усеченной четырехугольной пирамиды с отбортовкой сверху и вместимостью 100 г (М6-ОРК-1) или 200 г (М6-ОРК-2).

Автоматы М6-ОРК-1 и М6-ОРК-2 (рис. 11.12) состоят из следующих основных частей: рамы, механизма формования коробок, дозатора, механизма запечатывания коробок, штампа, механизма протягивания пленки, конвейера и комплекта технологической оснастки. Они отличаются один от другого дозатором и технологической оснасткой для формования и подачи коробок.

Рис. 11.12. Схема работы фасовочно-упаковочного автомата Мб-ОРК-1:

• 1 — барабан; 2 — траверса; 3 — отводящий конвейер; 4 — штамп вырубки;
• 5 — штамп запечатывания; б, 11 — рулоны; 7 — фотодатчик;
• 8, 12 — направляющие ролики, образующие петлю упаковывающего материала;
• 9 — дозирующее устройство; 10 — пуансон; 13 — нагреватели;
• 14 — формовочный пресс

Принцип их работы идентичен и заключается в следующем.

Формуемая пленка разматывается с рулона и, проходя ролики, образует петлю, создавая запас пленки для ее протягивания на один шаг. Когда штампы зажаты, пленка, находящаяся между нагревателями, прогревается до температуры формования. После протягивания пленки на один шаг ее нагретый участок попадает в формовочный пресс, где пневматическим способом формуются шесть коробок. Полученные коробки по охлаждаемым водой направляющим подаются к дозатору, где заполняются продуктом.

Запечатывающая фольга разматывается с рулона и, проходя ролики, образует петлю, создавая запас фольги для ее протягивания на один шаг. При этом она проходит перед фотодатчиком механизма центрирования этикеток и попадает в штамп запечатывания, где сваривается с формуемой пленкой и закрывает наполненные продуктом коробки, которые подаются в штамп вырубки, отделяются от основного материала и через лоток поступают на отводящий конвейер.

Отходы в виде непрерывной ленты из остатков формуемой пленки и запечатывающей фольги наматываются на барабан. Протягивание на один шаг ленты отходов, формуемой пленки, отформованных и заполненных продуктом коробок и запечатывающей фольги осуществляется при помощи приводимой в возвратно-поступательное движение траверсы. Производительность фасовочно-упаковочных автоматов М6-ОРК 60…80 упаковок в минуту, или 360…960 кг/ч по фасуемому продукту.

Автоматы вертикального типа с непрерывным принципом работы применяют для фасования мягкого диетического творога (М1-ОФК), творога, выработанного кислотно-сычужным способом (М1-ОФТ), а также детского (М1-ОФД). Первые два автомата фасуют продукт в полиэтиленовую пленку в виде батонов массой 250 и 500 г. Детский творог фасуется таким же способом, однако масса продукта в упаковке составляет 50 г. Базовой моделью этой унифицированной группы машин служит автомат М1-ОФК.

Автомат М1-ОФК работает следующим образом. Разматываемая с рулона полиэтиленовая пленка проходит дозатор, обрабатывается бактерицидными лампами и при помощи рукавообразователя свертывается в рукав.

Уложенные внахлестку края рукава свариваются горячим воздухом продольного нагревателя. Творог из бункера насосом дозатора подается в образованный рукав, который равномерно перемещается протягивающим механизмом. В определенные промежутки времени на рукав надеваются скрепки из алюминиевой проволоки диаметром 2 мм. Полученные батоны с творогом отделяются друг от друга режущим механизмом и конвейером отводятся из автомата для ручной укладки в ящики. Механизм заделки концов батонов во время образования шейки, наложения скрепок и отделения батонов движется вместе с рукавом.

Автомат М1-ОФТ по конструкции и принципу работы не отличается от автомата М1-ОФК. Только автомат М1-ОФТ комплектуется загрузочным устройством, состоящим из бункера с двумя шнеками и дозатора. Часовая производительность автоматов для фасования творога вертикального типа от 150 кг (М1-ОФД) до 600 кг (М1-ОФК и М1-ОФТ). При этом меньшая производительность соответствует работе автоматов при фасовании творога в батоны массой 250 г. Масса дозы зависит от расстояния между скрепками, которое регулируют при настройке автомата на требуемый режим работы.

Жидкие и пастообразные продукты (сливки, сметана, йогурты и др.) можно фасовать и упаковывать в пластиковые стаканчики различной вместимости на фасовочно-упаковочных автоматах «Пастпак» или на полуавтоматической установке «Полур-600».

Автоматы линейного типа семейства «Пастпак» выпускает промышленно-производственная компания АООТ «Таурас-Феникс». Они предназначены для дозирования продукта, герметического заваривания стаканчиков алюминиевой фольгой с последующим закрытием пластиковой крышкой, на которой печатается дата упаковывания продукта. Оборудование оснащено импортной пневматикой, обеспечивающей плавную и надежную работу всех узлов.

Дозирующий блок выполнен из нержавеющей пищевой стали, узлы его стыкуются с помощью быстросменных хомутов. Это позволяет легко и быстро собирать — разбирать и мыть автоматы при переналадке с одного продукта на другой. Наличие контроллера в схеме управления позволяет программировать и изменять режим работы автоматов в широких пределах.

По желанию заказчика оборудование комплектуют набором сменных узлов и деталей для стаканчиков разных типов и размеров. Возможно изготовление двухлинейного оборудования, что повышает производительность в 1,6 раза.

Полуавтоматическая установка «Полур-600» (рис. 11.13) предназначена для фасования (объемного дозирования) жидких и пастообразных пищевых продуктов в пластиковые стаканчики, а также для запаивания (сваривания) последних крышкой из алюминиевой фольги с термолаковым покрытием. Она состоит из карусели, установки розлива, накопителя стаканчиков, пневмоблока, механизмов сварки и перемещения крышек и блока управления.

Карусель предназначена для ориентированной установки стаканчиков и их дискретного перемещения.

Установка розлива необходима для объемного дозирования жидких и пастообразных пищевых продуктов.

Рис. 11.13. Полуавтоматическая установка для фасования «Полур-600»:

• 1 — блок управления; 2 — обдувочный пистолет; 3 — пневмоблок; 4 — каркас;
• 5 — площадка; б — механизм перемещения крышек; 7 — карусель; 8 — установка розлива; 9 — накопитель стаканчиков; 10 — столик; 11 — механизм сварки

Накопитель стаканчиков предназначен для удобства подачи стаканчиков в кольцо кассеты карусели.

Механизм перемещения крышек служит для автоматического укладывания крышек из кассеты механизма на стаканчик.

Установка «Полур-600» оснащена ручным приводом, т. е. поворачивание карусели осуществляется вручную. Подачу пустых стаканчиков и перемещение заполненных продуктом стаканчиков с места сварки также осуществляют вручную.

Благодаря высокой точности дозирования и небольшим удельным затратам электроэнергии установка нашла широкое применение на предприятиях по переработке молока малой мощности.

Основные технические данные автомата «Пастпак» и установки «Полур-600» приведены в табл. 11.1.

Таблица 11.1

Основные технические данные оборудования для упаковывания молочных продуктов в пластиковые стаканчики.

Дозировочно-накопительные автоматы, в состав которых входят емкость цилиндрической формы и поршневые дозаторы, применяют для фасования сгущенного молока с сахаром в жестяные банки. Основные части дозатора — цилиндр и поршень.

Поршень двигается в цилиндре при помощи кривошипно-шатунного механизма или специальной направляющей. Дозу фасуемого продукта регулируют изменением хода поршня. Настройку проводят при остановленной машине.

Основная компоновка автомата может быть круговой (с вращающейся каруселью) и линейной (с пластинчатым конвейером). В первом случае дозировочно-наполнительный автомат ДН2−03−250−1 специального исполнения для молока входит в состав дозировочно-закаточного агрегата Б4-КАД-1−06. Во втором автомат Б4-КДН1−05 является составной частью автоматизированной линии фасования и упаковывания молочных консервов Б4-ОКА-1.

Дозировочно-наполнительные автоматы независимо от их типа предназначены для приема банок с цеховых транспортных устройств, деления их потока по шагу, формирования дозы в каждой банке, удаления банок с карусели или конвейера и для подачи их в закаточную машину.

Для фасования гомогенных продуктов с разной вязкостью наибольшее распространение получили автоматы типа ДН, которые выпускают в следующих конструктивных исполнениях:

• 0 — для автономной эксплуатации (укомплектованы собственным приводом, конвейером подачи и выдачи банок);
• 1 — для агрегатирования совместно с закаточными машинами (собственный привод и конвейер выдачи банок отсутствуют);
• 2 — для автономной эксплуатации (снабжены собственным приводом, конвейером подачи и выдачи банок; передаточное отношение шестерен изменено по сравнению с базовым вариантом).

Сгущенные молочные продукты (молоко, сливки, кофе с молоком, какао с молоком) фасуют на автоматах ДН2 или ДНЗ, предназначенных для объемного дозирования и наполнения стеклянных и металлических банок различной вместимости пищевыми продуктами вязкостью соответственно 0,4…3 и 3…8 Па • с. Для фасования продуктов вязкостью до 0,4 Па • с применяют автоматы ДН1.

Типоразмер наполнительного автомата ДН2−03−250−1 означает, что автомат предназначен для фасования жидких продуктов вязкостью 0,4…3 Па • с в тару вместимостью до 0,3 дм³; производительность автомата 250 банок в минуту и он выпускается в первом конструктивном исполнении.

Дозировочно-наполнительные автоматы ДН2 и ДНЗ устроены одинаково и состоят из станины (рис. 11.14), дозирующего устройства, продуктового бака, копира, продуктопровода, регулятора подачи продукта, механизмов приема и выдачи банок, привода и электрооборудования.

Дозатор предназначен для дозирования по объему и выдачи сформированной дозы в банку. Доза продукта формируется при ходе поршня вниз. При этом отверстие в днище бака открыто, и продукт свободно попадает в надпоршневое пространство. Поршень перемещается при помощи привода, состоящего из штока с роликом. Обкатываясь по копиру, ролик перемещает шток вверх или вниз. Доза выдается в банку при ходе поршня вверх. При наличии банки клапан поворачивается блокировочным устройством, при отсутствии банки блокировочное устройство не поворачивает клапан, и продукт во время хода поршня вверх возвращается обратно в бак.

Рис 11.14. Дозировочно-наполнительный автомат ДНЗ:

• 1 — станина; 2 — карусель с дозаторами; 3 — механизм приема и выдачи банок;
• 4 — механизм выдачи банок

Закаточные машины можно применять как отдельно, так и в агрегате с дозировочно-наполнительными автоматами.

Для консервной промышленности заводы выпускают закаточные машины следующих типов:

ЗК1 — автоматические для стеклянной тары;

ЗК2 — автоматические вакуумные для стеклянной тары;

ЗКЗ — автоматические для стеклянной тары, агрегатированные с наполнителем;

ЗК4 — полуавтоматические для стеклянной тары;

ЗК5 — автоматические для металлической и комбинированной тары;

ЗК7 — автоматические для цилиндрической металлической тары, агрегатированные с наполнителем;

ЗК8 — полуавтоматические для металлической и комбинированной тары.

Обозначение закаточной машины включает ее тип, вместимость обрабатываемой тары в литрах и номинальную производительность в банках в минуту. Например, типоразмер ЗК8−1-250−2 обозначает: полуавтоматическая закаточная машина, предназначенная для герметизации металлической и комбинированной тары вместимостью до 1 л, производительностью 250 банок в минуту, второй модификации.

Для закатывания молочных консервов наибольшее распространение получили машины ЗК8−1-250−2 и Б4-КЗК-73.

Машину ЗК8−1-250−2 относят к унифицированным. Она состоит из станины, механизма приема и подачи банок, маркера, закаточной карусели, выбросного механизма, коробки скоростей и электрооборудования.

Станина представляет собой закрытую масляную ванну с передаточными шестернями.

Механизм приема банок от наполнительного автомата выполнен в виде неподвижного стола и цепи с носителями, размещенными по шагу. Механизм подачи банок в закаточную карусель состоит из подающей звездочки, направляющей и магазина для крышек. Маркер представляет собой роликовый штамп со сменными матрицами и пуансонами.

Закаточная карусель (рис. 11.15) для закатывания банок двойным закаточным швом состоит из верхнего корпуса, нижней планшайбы и соединительной колонны. В расточках верхней планшайбы установлены шпиндели, несущие патроны и закаточные узлы первой и второй операций. На нижней планшайбе укреплены поджимные столики для прижатия банок к закаточным патронам.

Рис. 11.15. Закаточная карусель машины ЗК8−1-250−2:

• 1 — магазин подачи крышек; 2 — верхняя планшайба; 3 — верхний корпус;
• 4 — закаточные ролики первой и второй операций; 5 — верхний патрон;
• 6 — закаточная карусель; 7 — соединительная колонна; 8 — нижний патрон; 9 — подвижной столик; 10 — нижняя планшайба

Выбросной механизм для удаления закатанных банок из закаточной карусели включает в себя выбросную звездочку, столик и направляющие.

Расфасованный на автоматическом наполнителе продукт в банках подается на неподвижный стол цепью с носителями. По пути движения банка отжимает рычаг блокировки, после чего магазин выдает крышку. Крышка маркируется, а затем звездочкой с носителями подается в закаточную карусель, где надевается на банку. Собранная банка с крышкой поступает в патрон закаточного механизма, закатывается, снимается с патрона и выдается из машины выбросной звездочкой.

Основной рабочий орган закаточной карусели — закаточные ролики, которые в соответствии с выполняемыми ими функциями делятся на ролики первой и второй операций. Первоначально двойной закаточный шов формируют ролики первой операции (рис. 11.16, а, б). Закаточные ролики второй операции вступают в действие в то время, когда закаточные ролики первой закончили свою работу, но еще не отошли от крышки и удерживают банку (рис. 11.16, в).

При закатывании банки ролики совершают сложное движение, состоящее из поступательного движения к крышке банки, а также из вращения вокруг оси банки и собственной оси.

Конструктивно ролики первой и второй операций отличаются друг от друга профилем (см. рис. 11.16).

Рис. 11.16. Последовательность образования закаточного шва и работы роликов:

а — первоначальное состояние шва и положение ролика первой операции; б — промежуточное состояние шва и положение ролика первой операции; в — окончательное состояние шва и положение ролика второй операции;

• 1 — верхний патрон; 2 — закаточный ролик первой операции;
• 3 — корпус банки; 4 — крышка банки;
• 5 — закаточный ролик второй операции

Производительность закаточной машины регулируется ступенчато коробкой скоростей и может составлять 160, 200, 250 и 320 банок в минуту.

Закаточная машина Б4-КЗК-73 по устройству и принципу работы имеет много общего с машиной ЗК8−1-250−2.

Для мясоперерабатывающих предприятий малой и средней мощности, где продукт фасуют в жестяную тару часто вручную, целесообразно применять более дешевое и менее производительное оборудование: различные модели полуавтоматических (И9-СЗК, Б4-КЗТ-56) или автоматических (Б4-ИЗВ-30, Б4-КЗВ-19, КЗК-79) закаточных машин.

Закаточная машина КЗК-70 предназначена для укупоривания цилиндрических жестяных консервных банок, наполненных продуктом. Она состоит из станины, механизма операционного ротора, закаточного ротора, механизма привода и электрооборудования.

Станина машины представляет собой закрытую ванну с размещенными в ней деталями привода и основной частью системы смазки. Для доступа внутрь в станине имеются боковые и нижние люки, закрываемые крышками.

Механизм загрузки предназначен для приема и ориентирования банок из неорганизованного потока. Он состоит из конвейера и шнека. Вдоль конвейерной ленты расположены направляющие, регулируемые по высоте и диаметру банок.

Операционный ротор предназначен для транспортирования с одновременным ориентированием банок и крышек и подачи их на столик закатывания.

Машина снабжена механизмом блокировки: нет банки — нет крышки.

Наиболее совершенной закаточной машиной, относящейся к группе автоматических, можно считать Б4-КЗК-14А-01, особенность которой заключается в наличии пароперегревателя для подачи в подкрышечное пространство стерильного пара. Машина снабжена механизмом блокировки: нет банки — нет крышки, мало крышек — стоп машина.

Дозировочно-закаточные агрегаты предназначены для наполнения продуктами различной вязкости консервных банок и их закатывания при производстве мясных, молочных и плодоовощных консервов.

Исполнение и комплектация агрегатов зависят от их назначения, фасуемого продукта, типа и вместимости банок, необходимости маркирования последних, а также от мощности технологической линии, если агрегат входит в ее состав.

На рис. 11.17 представлен общий вид дозировочно-закаточного агрегата Б4-КАД-1, состоящего из наполнительного автомата и закаточной машины, соединенных карданным валом и смонтированных на общей раме.

Рис. 11.17. Дозировочно-закаточный агрегат Б4-КАД-1:

2 — рама; 2 — наполнительный автомат; 3 — закаточная машина; 4 — карданный вал.