सॉफ्ट ड्रिंक फिलिंग मशीन: फल के रेशे वाले जूस के लिए लो फोम भरने वाली मशीन

सॉफ्ट ड्रिंक भरने की मशीनों में झाग निर्माण की समझ

गैर कार्बोनेटेड पेय बनाने वाले निर्माताओं के लिए, विशेष रूप से गाढ़े रस उत्पादों से निपटने वालों के लिए, झाग को दूर करना अभी भी एक बड़ी समस्या बना हुआ है। इस समस्या कई स्रोतों से उत्पन्न होती है, जिसमें स्वयं सामग्री में मौजूद प्राकृतिक पदार्थ, भरने की प्रक्रिया के दौरान होने वाली झटकों की मात्रा, और तरल की मोटाई या पतलापन जो गाढ़ेपन के स्तर पर निर्भर करता है, शामिल हैं। रोबोटिक्स एंड आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस पर फ्रंटियर्स में पिछले साल लैब्बे और उनकी टीम द्वारा प्रकाशित एक शोध पत्र में भी एक दिलचस्प बात सामने आई। उन्होंने पाया कि इन गाढ़े तरल पदार्थों को कितनी ऊंचाई से और कितनी तेज़ी से उंडेला जाता है, इसका उनमें फंसी हवा के लगभग 42 प्रतिशत तक होने में योगदान होता है, जो स्पष्ट रूप से इस बात को प्रभावित करता है कि कितना झाग बनता है।

गैर-कार्बोनेटेड पेय पदार्थों के भरने में रस में झाग के कारण और समाधान

फलों के रस में प्रोटीन और पेक्टिन होते हैं जो प्राकृतिक झाग उत्पन्न करने वाले एजेंट के रूप में काम करते हैं। जब भराई मशीनों में इन्हें हिलाया जाता है, तो ये हवा के बुलबुले को स्थिर झाग में बदल देते हैं। प्रभावी समाधानों में शामिल हैं:

• फोम कम करने वाले नोजल डिज़ाइन जो अपरूपण बल को कम करते हैं
• तापमान नियंत्रित भरने के कक्ष , जिन्हें अधिकांश जूस के लिए आदर्शतः 10-15°C पर बनाए रखा जाता है
• वैक्यूम-सहायता वाली डीगैसिंग प्रणाली जो भरने से पहले घुली हवा को हटा देती है

ये उपाय स्रोत पर फोम की शुरुआत को कम करते हैं, जिससे भरने की प्रायदश्ता और लाइन दक्षता में सुधार होता है।

भरते समय फोम उत्पादन पर पल्प और श्यानता का प्रभाव

12% से अधिक पल्प सामग्री 300-500 mPa·s तक श्यानता बढ़ा देती है, जो वायु को फंसाने वाले विक्षुब्ध प्रवाह को बढ़ावा देती है। इसके प्रतिकार के लिए, निर्माता निम्नलिखित को लागू करते हैं:

• चौड़े व्यास वाले नोजल (प्यूल्प युक्त जूस के लिए 40-60 मिमी बनाम स्पष्ट तरल पदार्थों के लिए 25 मिमी)
• प्रगतिशील गति रैम्पिंग समायोज्य प्रवाह दर के साथ (0.5-2.0 मी/से)
• आवेग भरने के चक्र जो चरणों के बीच झाग के ढहने की अनुमति देते हैं

यह दृष्टिकोण आम या नींबू के रसदार फलों जैसे चुनौतीपूर्ण सूत्रों के साथ भी स्थिर भराव बनाए रखता है।

सॉफ्ट ड्रिंक भरने की मशीन के संचालन में आंदोलन और वायु मिश्रण की भूमिका

आधुनिक प्रणाली इंजीनियर नियंत्रण के माध्यम से टर्बुलेंस को कम करती हैं:

1. नीचे से ऊपर की ओर भरने की तकनीक तकनीक जो मुक्त गिरावट की दूरी को न्यूनतम करती है
2. लैमिनार प्रवाह नोजल रेनॉल्ड्स संख्या में 65-80% की कमी
3. प्री-पर्ज नाइट्रोजन ब्लैंकेटिंग कंटेनरों में ऑक्सीजन को विस्थापित करने के लिए

इन नवाचारों के साथ, उच्च-पल्प वाले पेय पदार्थों जैसे उन पेयों में जिनमें 15-20% फल ठोस होते हैं, में भरने की ऊंचाई में <2% के भिन्नता सुनिश्चित होती है।

मुख्य नवाचार तालिका:

पैरामीटर	पारंपरिक प्रणालियाँ	उन्नत कम-फोम प्रणाली	सुधार
भरने की गति (बोतल/मिनट)	120-150	80-100	+25% उपज
फोम की ऊंचाई में कमी	30-40MM	5-8mm	83% कम
पल्प सहनशीलता	8%	22%	175% वृद्धि

भराई के दौरान पल्प युक्त या उच्च-श्यानता वाले रसों को संभालने के लिए एकीकृत फोम कमी रणनीतियाँ

आधुनिक सॉफ्ट ड्रिंक भराई उपकरण मोटे या पल्प वाले पेय के साथ झाग की समस्याओं को नियंत्रित करने के लिए कई स्मार्ट तरीकों का उपयोग करते हैं। जब 15% तक पल्प सामग्री वाले रसों या 1,500 सेंटीपॉइज़ से अधिक श्यानता वाले उत्पादों के साथ काम किया जाता है, तो निर्माता अक्सर गति को नियंत्रित करने वाले विशेष वाल्व को फंसे हवा के बुलबुलों को कम करने के लिए चिकने प्रवाह पैटर्न के लिए डिज़ाइन किए गए नोजल के साथ जोड़ते हैं। एक प्रभावी तकनीक में बोतल के नीचे से भराई नोजल डालना और लगभग 0.3 से 0.5 मीटर प्रति सेकंड की दर से भरते समय इसे धीरे-धीरे ऊपर की ओर ले जाना शामिल है। ऊपर से डालने की तुलना में इस दृष्टिकोण से विक्षोभ की समस्याओं में लगभग 40% की कमी आती है। खासकर खट्टे आधारित पेय के लिए, हॉपर क्षेत्र को 4 से 10 डिग्री सेल्सियस के बीच रखने से अत्यधिक झाग बनने से रोका जा सकता है, क्योंकि ठंडे तापमान स्वाभाविक रूप से तरल की सतह तनाव विशेषताओं में वृद्धि करते हैं।

कम फोम भरने की तकनीक ओवरफ्लो को कैसे कम करती है और भरने की सटीकता सुनिश्चित करती है

परिशुद्ध आयतन मापक सेंसर आम नेक्टार जैसे विषम मिश्रणों में भी ±0.5% भरने की सटीकता प्राप्त करते हैं। वजन-आधारित प्रतिपुष्टि लूप वास्तविक समय में भरने के मापदंडों को गतिशील रूप से समायोजित करते हैं, जो गाद के घनत्व में उतार-चढ़ाव की भरपाई करते हैं। इससे पारंपरिक संचालन में प्रति लाइन-घंटे तक उत्पाद के 2.5% तक की बर्बादी करने वाले अपूर्ण भराव और अत्यधिक भराव रोके जाते हैं।

बोतलबंदी संचालन में पारंपरिक और कम फोम भरने की प्रणालियों की तुलना

पैरामीटर	पारंपरिक गुरुत्वाकर्षण भराव यंत्र	उन्नत कम-फोम प्रणाली
अधिकतम समर्थित श्यानता	800 cP	3,500 cP
फोम कमी	10-15%	85-90%
पल्प सहनशीलता	5%	18%
भरने की गति (BPM)	३०-४०	22-35

पेय उत्पादन में यांत्रिक फोम नियंत्रण बनाम रासायनिक एंटी-फोमिंग एजेंट

आजकल इतने सारे खरीदार "एंटी-फोमिंग एजेंट" के रूप में लेबल किए गए घटकों से दूर रह रहे हैं (पिछले साल के IFST अनुसंधान के अनुसार लगभग 72%) कि खाद्य निर्माता अब यांत्रिक समाधानों की ओर रुख कर रहे हैं। एक लोकप्रिय तरीका निर्वात डीगैसिंग है, जो पैकेजिंग से पहले लगभग 95% वायु बुलबुले निकाल देता है। एक और आकर्षक तकनीक भी है जहाँ अल्ट्रासोनिक सेंसर सीधे नोजल पर लगाए जाते हैं। वे फोम बनने का पता लगाते हैं और प्रवाह को तुरंत रोक देते हैं। सबसे अच्छी बात यह है? इन तकनीकों के कारण कंपनियों को अब सिलिकॉन आधारित पदार्थों को जोड़ने की आवश्यकता नहीं होती, जो कभी-कभी स्वाद प्रोफ़ाइल को प्रभावित कर देते हैं, विशेष रूप से नाजुक फल संयोजनों के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ छोटे परिवर्तन भी विशिष्ट स्वाद के लिए बहुत मायने रखते हैं।

फोम-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए उन्नत भरने वाला वाल्व और नोजल डिज़ाइन

घने या कण युक्त तरल पदार्थों (उदाहरण के लिए, गूदे वाला जूस) के लिए अनुकूलित भरने वाले वाल्व

आज के भरने के उपकरणों में उन्नत बहु-चरण वाल्व होते हैं जो 25% तक पल्प सामग्री वाले उत्पादों को संभाल सकते हैं। इस डिज़ाइन में झुके हुए सील और पूरे सिस्टम में चौड़े चैनल शामिल हैं, जिससे समय के साथ रेशों के जमा होने से रोका जा सकता है। यह व्यवस्था 30 से 50 लीटर प्रति मिनट के आसपास अच्छी प्रवाह दर बनाए रखती है, जबकि क्षतिकारक अपरूपण बलों को लगभग 40 प्रतिशत तक कम कर देती है। नए सिस्टम डिज़ाइन करते समय आजकल कई इंजीनियर कंप्यूटेशनल फ्लूइड डायनामिक्स की ओर रुख कर रहे हैं। ये सिमुलेशन उन्हें मशीन के सतह संपर्कों को सटीक ढंग से समायोजित करने में मदद करते हैं, जो चिपचिपे फलों के रस के साथ काम करते समय वास्तविक अंतर लाते हैं, जहाँ उत्पाद हर चीज़ पर चिपकने की प्रवृत्ति रखता है।

रस भरने के दौरान टर्बुलेंस को कम करने के लिए नोज़ल डिज़ाइन में नवाचार

आंतरिक प्रवाह-सीधा करने वाले वेन्स के साथ लैमिनर प्रवाह नोजल रेनॉल्ड्स संख्या को 2,000 से नीचे बनाए रखते हैं, जो फोम-संवेदनशील उष्णकटिबंधीय मिश्रण के लिए महत्वपूर्ण है। 2024 के एक पेय इंजीनियरिंग अध्ययन में पाया गया कि आम के पल्प भरने के दौरान विभाजित-धारा विन्यास आक्रामक गतिक ऊर्जा में 68% की कमी करता है, और यह 200 कंटेनर/मिनट की गति तक ±0.5% भरने की शुद्धता बनाए रखता है।

फोम नियंत्रण और उत्पाद स्थिरता के लिए भरने वाले वाल्व डिज़ाइन की सटीक इंजीनियरिंग

बंद लूप दबाव नियंत्रण प्रणाली पूरे प्रक्रिया के दौरान लगभग 0.02 बार की सटीकता बनाए रखती है, जो डेयरी आधारित स्मूथी जैसे झागदार उत्पादों के निर्माण में वास्तव में महत्वपूर्ण है। उपकरण दोहरी स्तरीय सीलिंग प्रौद्योगिकी का उपयोग करता है जो कंटेनर बंद करते समय हवा के फंसने को रोकती है। इसके अलावा, विशेष घर्षण प्रतिरोधी सामग्री लगातार लगभग 10,000 घंटे तक चलने के बाद भी आकार में परिवर्तन को 0.1 मिमी से कम रखती है। परीक्षणों से पता चलता है कि सिरेमिक लेपित वाल्व सीटें सामान्य स्टेनलेस स्टील भागों की तुलना में प्रोटीन अवशेष को लगभग 90% तक कम कर देती हैं, खासकर सोया दूध उत्पादन में जहाँ अवशेष जमा होना एक बड़ी समस्या हो सकती है।

झाग को न्यूनतम करने के लिए भरने की गति और मशीन नियंत्रण का अनुकूलन

भरने की गति के अनुकूलन में उत्पादन दर और झाग कमी का संतुलन

सही भरने की गति प्राप्त करने का अर्थ है चीजों को पर्याप्त तेज़ी से पूरा करने और उन झगड़ालू बुलबुलों पर नियंत्रण रखने के बीच सही संतुलन खोजना। जब निर्माता अपनी प्रवाह दर को प्रति सेकंड 2 मीटर से घटाकर केवल 1.5 मी/से कर देते हैं, तो वास्तव में फोम के निर्माण में लगभग 41% की कमी करने में सफल होते हैं, जैसा कि बेवरेज प्रोडक्शन रिपोर्ट 2024 में बताया गया है। लेकिन यहाँ हमेशा कुछ न कुछ समझौता होगा क्योंकि इस धीमी पद्धति का प्रभाव एक निश्चित समय में कितना उत्पाद भरा जाता है, उस पर पड़ता है। एक बेहतर समाधान ध्रुवीय प्रवाह विधियाँ हो सकती हैं जहाँ ऑपरेटर लगभग 0.8 मी/से के आसपास धीरे से शुरुआत करते हैं ताकि बहुत अधिक छलके नहीं, और फिर आवश्यकतानुसार धीरे-धीरे लगभग 1.3 मी/से तक बढ़ाते हैं। इस विधि से काफी उल्लेखनीय परिणाम भी मिलते हैं - कंटेनर भरते समय लगभग 92% सटीकता, जबकि अभी भी शीर्ष संभव गति के लगभग 85% को बनाए रखने में सक्षम।

मुख्य विचार में निम्नलिखित शामिल हैंः

• बोतल की ज्यामिति: चौड़े गले वाले डिज़ाइन संकीर्ण डिज़ाइन की तुलना में 18% तेज़ भराव को सहन कर सकते हैं
• श्यानता सीमाएँ: 1,200 cP से अधिक की श्यानता वाले रसों को कम श्यानता वाले तरल पदार्थों की तुलना में 22% धीमी गति की आवश्यकता होती है
• तापमान का प्रभाव: तरल के तापमान में प्रत्येक 5°C की वृद्धि फोम के जोखिम को 12% तक बढ़ा देती है

अनुकूलनीय गति मॉड्यूलेशन के लिए सॉफ्ट ड्रिंक भरण मशीनों में गतिशील नियंत्रण प्रणाली

आधुनिक मशीनों में फीडबैक-नियंत्रित त्वरण को एकीकृत किया जाता है, जो वास्तविक समय की स्थितियों के आधार पर गति को समायोजित करता है:

पैरामीटर	समायोजन सीमा	फोम कमी का प्रभाव
तरल श्यानता	आधार रेखा से ±15%	27% सुधार
अवशिष्ट CO स्तर	0.3-0.8 आयतन समायोजन	33% कम ब्रेकआउट
कंटेनर का तापमान	2-5°C का क्षतिपूर्ति	19% स्थिरता लाभ

लेजर-स्तर सेंसर और दबाव ट्रांसड्यूसर से लैस, ये प्रणाली 600 बोतल/मिनट तक की गति पर ±0.5% भरने की मात्रा की शुद्धता बनाए रखती हैं। जब इन्हें झुके हुए नोजल के साथ जोड़ा जाता है जो अशांत प्रवेश को 62% तक कम कर देते हैं, तो उत्पादक वास्तविक-समय तरल स्थिरीकरण प्रणालियों का उपयोग करके सैद्धांतिक अधिकतम गति के 93% पर संचालन करते हुए लगभग शून्य झाग प्राप्त करते हैं।

पूछे जाने वाले प्रश्न

सॉफ्ट ड्रिंक फिलिंग मशीनों में झाग निर्माण का क्या कारण होता है?

झाग निर्माण का कारण अक्सर सामग्री में प्राकृतिक पदार्थ, भरते समय हिलाना और तरल की चिपचिपाहट होती है, विशेष रूप से गाढ़े रसों में।

गैर-कार्बोनेटेड पेय में झाग निर्माण को कैसे कम किया जा सकता है?

इसके समाधान में संशोधित फिलिंग वाल्व डिज़ाइन, तापमान नियंत्रित फिलिंग चैम्बर और वायुरहित करने वाली प्रणाली के लिए निर्वात-सहायता प्रणाली शामिल हैं जो हवा के बुलबुले को कम करने और फिलिंग प्रक्रिया को स्थिर करने में मदद करते हैं।

झाग नियंत्रण में फिलिंग गति की क्या भूमिका होती है?

दक्षता बनाए रखते हुए फोम को कम करने के लिए सही भरने की गति महत्वपूर्ण है। प्रगतिशील गति रैंपिंग और अनुकूली नियंत्रण प्रणाली उत्पादन क्षमता को बिना कम किए फोम को प्रबंधित करने में सहायता कर सकती हैं।