Технология дозирования жидких и пастообразных продуктов “Direct Filling"

Министерство науки и
высшего образования
Российской Федерации

Российская Академия Наук

Отделение энергетики, машиностроения
механики и процессов управления

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт машиноведения
им. А.А. Благонравова
Российской академии наук

imash.ru » Научные отделы ИМАШ » Механика машин и управление машинами » Структура Отдела » Лаборатория вибротехнических систем » Основные научные результаты и достижения последних лет » Технология дозирования жидких и пастообразных продуктов “Direct Filling"

В Лаборатории вибротехнических систем ИМАШ РАН разработана принципиально новая технология дозирования жидких и пастообразных продуктов – Direct Filling (прямая фасовка). Технология основана на использовании давления в продуктопроводе. Такой дозатор представляет собой насадку на напорный продуктопровод, которая по сигналу от контроллера выдает дозу продукта. Наряду с высокой гигиеной розлива дозатор отличается большим быстродействием и повышенной точностью.
Разработано 4 типа дозаторов Direct Filling:

1. Модульный одноканальный

Схема одноканального модульного дозатора

Общий вид дозатора, содержащего три модуля: 1 – механизм сброса последней капли и разрыва струи; 2 – выходные сопла; 3 – напорный продуктопровод; 4 – маховик регулировки дозы.

2. Модульный двухканальный

Схема модульного двухканального дозатора

Общий вид двухмодульного двухканального дозатора

В исходном положении все клапаны модуля закрыты, надежно перекрывая продуктовый тракт. При поступлении команды на дозирование открываются только два клапана, расположенные по диагонали модуля, например, клапаны 2 и 3. Тогда продукт, находящийся под давлением, будет поступать через нижний канал и клапан 3 в мерную гильзу. Поршень начнет перемещаться вправо, выдавливая дозу продукта, находящуюся в правой части мерной гильзы, в верхний канал дозатора через клапан 2. Дозирование закончится при достижении поршнем регулируемого упора. После этого клапаны закрываются, и дозатор опять перекрывает продуктовый тракт.

На следующем цикле дозирования открывается другая пара клапанов (клапаны 1 и 4). При этом продукт из нижнего канала поступает уже в правую часть мерной гильзы, и поршень будет перемещаться влево, выдавливая продукт в тот же выходной канал через клапан 1. При достижении поршнем неподвижного упора дозирование закончится, клапаны перекрываются, и дозатор приходит в исходное положение.

3. Модульный с управляемым перемещением поршня по датчику положения

Принцип работы: в исходном положении все клапана закрыты. Продукт подается на вход под давлением. В мерной гильзе расположен плавающий поршень, оснащенный магнитным кольцом. Система управления дозатором открывает один входной и один выходной клапаны, в результате под действием давления продукта поршень перемещается в мерной гильзе. Доза продукта выходит через один из выходных клапанов, при достижении поршнем датчика, система управления закрывает клапана оба клапана и дозирование заканчивается.
Изменение дозы осуществляется смещением датчика по направляющей.

4. Роторный многоканальный дозатор для порционного (до 50 см. куб.) дозирования

Принцип работы: продукт подается под давлением через полый вал, являющийся осью поворота ротора. В неподвижных фланцах ротора выполнены отверстия, поочередно соединяющие каждую гильзу с напорным продуктопроводом (полостью вала) и соплом выдачи дозы. При повороте ротора на фиксированный угол во все выходные каналы выдаются одинаковые дозы продукта.

Дозаторы герметичные, оснащены пневматическими клапанами, не имеют внешних приводов и работают за счет подводимого под давлением продукта.

Для организации стабильного давления в продуктовом тракте Direct Filling используются стандартные винтовые насосы с частотным преобразователем и датчиком давления или пневматические насосы, управляемые непосредственно от пневмосистемы дозатора. Устанавливаемое значение давления в продуктопроводе определяется вязкостью продукта.

Испытания модульных дозаторов Direct Filling проводились в Санкт-Петербургском политехническом институте и показали высокую стабильность дозы - 0,8 ÷ 0,9% при норме по ГОСТу в 2%, даже для малых доз (20 см. куб. – порционная фасовка). Синтезированные технические решения, реализующие новый принцип дозирования «Direct Filling», могут найти широкое применение в пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности при создании автоматических систем фасовки различных полужидких, в том числе и труднотекучих, продуктов.

Применение дозаторов Direct Filling имеет следующие преимущества:

Отсутствие подсоса внешнего воздуха, буферного бака и подвижных штоков приводных цилиндров позволяет достичь высокие гигиенические показатели процесса дозирования. В продукт принципиально невозможно занести вредную микрофлору из внешней среды.
Существенно меньшими погрешностями дозирования, поскольку отсутствует возможность подсасывания воздуха на этапе всасывания продукта и утечки продукта на этапе его выдавливания в емкость.
Значительно уменьшаются окислительные процессы в продукте, так как в такой системе отсутствует промежуточный буферный бак.
Высокое быстродействие, поскольку отсутствует этап всасывания продукта: после выдачи одной дозы дозатор сразу готов выдать следующую.
Мойка дозатора осуществляется одновременно с технологическим оборудованием подготовки продукта, нет необходимости отсоединять патрубки, при этом дозатор интенсивно прокачивает моющие составы по всем каналам, обеспечивая, как показывают исследования, требуемое качество мойки.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук

Россия, 101000, Москва,
Малый Харитоньевский переулок, д.4

тел.: 8 (495) 628 8730
факс: 8 (495) 624 9863