Классификация оборудования

Оборудование для дозирования пищевой продукции и изделий включает объемные и весовые дозаторы, а также питатели штучных изделий, специально предназначенные для измерения количества вещества, поступающего в отдельную упаковку потребительской тары.

Целью функционирования данной группы дозировочного оборудования является формирование заданной дозы продукции, измерение объема или массы дозы и загрузка отмеренной дозы в упаковку (коробку, пачку, бутылку и т.п.).

Разнообразие структурно-механических свойств упаковываемой пищевой продукции, а также требованиям к условиям ее упаковывания обусловливают специфичность конструкций дозировочных устройств. Каждая конструкция устройств имеет свои отличия и особенности в зависимости от вида упаковываемой продукции, упаковки и производительности. Поэтому в настоящее время практически не осуществляется разработка и изготовление серийных дозаторов продукции как отдельных составных частей технологической линии на уровне машин и установок. Исключение составляют объемные и весовые дозаторы для упаковывания продукции в крупногабаритную тару (мешки, бочки, цистерны и т.п.), а также весовые дозаторы для сыпучих продуктов и предварительно завернутых штучных изделий.

На основании вышеизложенного объемные и весовые дозирующие устройства обычно являются составными частями фасовочных машин, а питатели штучных изделий входят в состав заверточных машин. В связи с этим описание устройства и принципа действия дозирующих устройств и питателей дается в других главах при описании соответствующих заверточных и фасовочных машин.

В настоящем разделе представлена классификация устройств для дозирования упаковываемой продукции, являющихся составными частями дозаторов и упаковочных машин для пищевой продукции (рис. 27.15). Для дозирования пищевой продукции применяются объемный и гравитационный (весовой) методы измерения количества вещества, а также подача штучных изделий на упаковывание с помощью механических питателей.

Метод объемного дозирования применяется  для измерения объема сплошных сред: сыпучих и жидких продуктов, а также мелкоштучных изделий. Способы объемного дозирования и конструкции измерителей объема существенно зависят от физико-механических свойств дозируемой продукции.

Точность дозирования зависит от качества изготовления дозатора, свойств продукта, правильности настройки и других факторов. Если сыпучий продукт обладает пониженной сыпучестью, например влажный сахар-песок, концентраты киселя, пищевые концентраты первых блюд, то дозирование их затруднено. В таких случаях эффективнее использовать объемные дозаторы с вибрирующими элементами мерных емкостей.

Особое место среди сыпучих продуктов занимают мелкодисперсные пылевидные продукты, такие, как мука, какао-порошок, сухой крахмал, сахарная пудра. Эти продукты обладают пониженной сыпучестью. Одной из причин этого является то, что в результате высокой дисперсности через массу продукта плохо проходит воздух. Условия заполнения мерных емкостей таковы, что в процессе засыпания продукта из емкостей вытесняется воздух, который выходит в атмосферу только через слой продукта в бункере. Воздух относительно легко проходит через слой материала при невысокой его дисперсности, а мерные емкости хорошо заполняются, вследствие чего достигается удовлетворительная точность дозирования.

Объемные поршневые дозаторы применяются также для дозирования вязких жидкостей, пастообразных продуктов и хлебопекарного теста.

Дозирующие устройства с мерным сосудом и мерным уровнем используют для дозирования жидких пищевых продуктов.

Преимуществами объемных дозирующих устройств является относительная простота конструкций и обслуживания, высокая надежность. Основным недостатком этих устройств является невысокая точность измерений, особенно при дозировании сыпучих продуктов и мелкоштучных изделий.

Метод весоизмерительного дозирования применяется для определения массы порций (доз) сыпучих и жидких продуктов, а также штучных изделий с помощью взвешивания, т.е. с использованием эффекта гравитационных сил, действующих на эти продукты и изделия.

Весоизмерительные дозирующие устройства по принципу действия разделяются на рычажно-механические, пружинные и электромеханические.

В рычажно-механических весоизмерительных устройствах силы тяжести взвешиваемого объекта уравновешиваются посредством весового рычага (или системы весовых рычагов), участвующего в уравновешивании силы тяжести взвешиваемого объекта и передаче возникающих при этом усилий. При этом уравновешивание силы тяжести осуществляется с помощью специального уравновешивающего устройства различной конструкции (рычаг, коромысло, квадрант и др.).

В пружинных весоизмерительных устройствах уравновешивание силы тяжести взвешиваемого объекта достигается с помощью силоизмерителя в виде специальной пружины (винтовая, плоская, кольцевая, торсионная и др.). Пружинные весоизмерительные устройства обычно применяются в качестве чувствительных элементов электромеханических весов.

Электромеханические весоизмерительные устройства имеют принцип действия, основанный на преобразовании механического воздействия силы тяжести взвешиваемого объекта на чувствительный элемент измерительного преобразователя в пропорциональный ей электрический сигнал. К электромеханическим первичным преобразователям относятся тензометрические, магнитоэлектрические и частотно-импульсные.

Наиболее широкое применение нашли тензометрические первичные преобразователи. В них используются тензометрические резисторы – чувствительные элементы, изменяющие под действием приложенной силы электрическое сопротивление. Преимущества этих преобразователей – малая нелинейность, высокая чувствительность, стойкость к ударным нагрузкам, технологичность при изготовлении. Основной недостаток – существенная зависимость их свойств от температуры, что вызывает необходимость применения специальных термокомпенсационных резисторов.

Магнитоэлектрические преобразователи основаны на компенсации массы измеряемого объекта магнитоэлектрической силой системы автоматического уравновешивания. Характеризуются высокими метрологическими свойствами. Но в связи с чувствительностью к вибрационным воздействиям применяются только в лабораторных весах.

Частотно-импульсные преобразователи содержат вибростержневой датчик силы с частотно-импульсным выходом. Преимущества таких преобразователей: наличие частотного выходного сигнала, высокая чувствительность и температурная стабильность. Недостатки – значительная нелинейность и чувствительность к ударным нагрузкам, что ограничивает их применение.

Дозированная подача штучных изделий на упаковывание производится с помощью питателей штучных изделий.

Питатель штучных изделий предназначен для выполнения следующих основных операций: перемещение изделий от входа питателя к выходу из него, отделение индивидуального изделия от хаотичной массы изделий, ориентирование изделия в пространстве, группирование изделий, ориентирование изделий во времени, фиксация и подача изделий на упаковывание.

Шаговые и конвейерные питатели применяются при упаковывании индивидуальных изделий, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда: первые – для крупных изделий, вторые – для мелких. Гравитационный и кассетный питатели используют для группового упаковывания изделий. Роторные питатели установлены на высокопроизводительных заверточных машинах для мелких изделий, имеющих прямоугольное или овальное поперечное сечение.