Լցնելու մեքենա կիսաշաքարավազի համար՝ փոքր փրփուրով լցում մրգահյութերի համար մրգապնդով

Ծառայուղի լցման սարքերում փրփրի առաջացման հասկացությունը

Բուլյոնային ըմպելիքներ արտադրող արտադրողների համար փրփուրից ազատվելը մինչև հիմա իրական խնդիր է, հատկապես հյուսվածքային հյութեր արտադրողների համար: Խնդիրը բազմաթիվ աղբյուրներից է՝ սկսած իրենց բաղադրիչներում եղած բնական նյութերից, լցման ընթացքում տեղի ունեցող բոլոր տատանումներից, մինչև հեղուկի խտությունը կամ շառագույտությունը՝ կախված հյուսվածքի մակարդակից: Անցյալ տարի Labbe-ի և նրա թիմի կողմից Frontiers on Robotics and Artificial Intelligence ամսագրում հրապարակված հետազոտական աշխատանքը նաև հետաքրքիր բան էր գտել: Նրանք հայտնաբերեցին, որ այս ավելի խիտ հեղուկները որքան բարձր են լցվում և որքան արագ են հոսում, մոտավորապես 42 տոկոսը կազմում է նրանցում գտնվող գազային խառնուրդը, ինչը, իհարկե, ազդում է նրանցում առաջացող փրփրի քանակի վրա:

Հյութերում փրփրման պատճառները և լուծումները բուլյոնային ըմպելիքների լցման ժամանակ

Պտղային հյութերը պարունակում են սպիտակուցներ և պեկտիններ, որոնք հանդես են գալիս որպես բնական փրփրման ագենտներ: Երբ լցման սարքերում տեղի է ունենում խառնուրդ, դրանք օդի պղպղունցները կայունացնում են՝ ստեղծելով երկարատև փրփուր: Արդյունավետ լուծումներից են.

• Թույլատրված լցման փականի կոնստրուկցիաներ որոնք նվազագույնի են հասցնում սղոցման ուժերը
• Ջերմաստիճանով կարգավորվող լցման խոռոչներ , իդեալապես պահվում են 10-15°C-ում մեծամասնության հյութերի համար
• Վակուումային օգնությամբ գազազրկում համակարգեր, որոնք հեռացնում են լուծված օդը լցումից առաջ

Այս միջոցառումները նվազագույնի են հասցնում փրփուրի առաջացումը աղբյուրի մոտ՝ բարելավելով լցման ճշգրտությունն ու գծի արդյունավետությունը:

Հյութի միջուկի և խտության ազդեցությունը փրփրման վրա լցման ընթացքում

Միջուկի պարունակությունը, որը գերազանցում է 12%-ը, խտությունը մեծացնում է 300-500 մՊա·վ-ով, ինչը նպաստում է բարդ հոսքի, որն օդն ունկնդրում է: Դրան դիմադրելու համար արտադրողները կիրառում են.

• Լայն տրամագծով փողիկներ (40-60 մմ՝ հյուսիսային հյութերի համար, ի տարբերություն 25 մմ՝ պարզ հեղուկների համար)
• Աստիճանական արագության բարձրացում կարգավորվող հոսքի արագությամբ (0.5-2.0 մ/վ)
• Պուլսացիոն լցման ցիկլեր որոնք թույլ են տալիս փրփուրը քայքայվել միջաստիճաններում

Այս մոտեցումը պահպանում է համազանգված լցման մակարդակը՝ նույնիսկ բարդ բաղադրությունների դեպքում, ինչպիսիք են մանգոյի կամ սիտրուսի նեկտարները:

Խառնման և օդի ներմղման դերը շիկացնող ըմպելիքների լցման սարքավորումների գործարկման ընթացքում

Ժամանակակից համակարգերը նվազեցնում են խառնուրդները ինժեներական վերահսկողության միջոցով.

1. Լցում ներքևից վեր տեխնիկա, որը նվազագույնի է հասցնում ազատ անկման հեռավորությունը
2. Լամինար հոսքի անելիներ ռեյնոլդսի թվերի կրճատում 65-80%-ով
3. Նախնական ցողում՝ ազոտային շերտով տարողներում թթվածնի տեղակալում

Ընդհանուր առմամբ, այս նորարարությունները թույլ են տալիս <2% լցման բարձրության տատանում բարձր թելանյութ պարունակող ըմպելիքների համար, ինչպիսիք են այն ըմպելիքները, որոնք պարունակում են 15-20% պտղային նյութեր:

Հիմնարար նորարարությունների աղյուսակ

Պարամետր	Ավանդական համակարգեր	Գերազանց ցածր փրփուրային համակարգեր	Դարձնել
Լցման արագություն (շիշ/րոպե)	120-150	80-100	+25% եկամտաբերություն
Փրփուրի բարձրության կրճատում	30-40 մմ	5-8մմ	83%-ով պակաս
Հյուսի հանդուրժողականություն	8%	22%	175%-ով աճ

Բարակեղեն կամ բարձր խտությամբ հյութերի լցման ընթացքում փրփուրի առաջացումը նվազեցնելու ինտեգրված միջոցառումներ

Ժամանակակից գազավտանգ խմիչքների լցման սարքավորումները օգտագործում են փրփուրի հետ կապված խնդիրները հաղթահարելու մի շարք խելացի մեթոդներ՝ հաստ կամ բարակեղեն խմիչքների դեպքում: Այն հյութերի հետ աշխատանքի ընթացքում, որոնք պարունակում են մինչև 15% բարակեղեն կամ այն արտադրանքները, որոնք շատ խիտ են՝ ավելի քան 1500 սանտիպուազ, արտադրողները հաճախ օգտագործում են արագությունը վերահսկող հատուկ փականներ և օդադատված օդային պղպուններ, որոնք նախատեսված են օդի պղպունների առաջացումը նվազագույնի հասցնելու համար: Մեկ արդյունավետ մեթոդ ներառում է լցման փողի ներմուծումը շշի ներքևից և դանդաղ վերև շարժվելը՝ լցնելով մոտ 0,3-ից մինչև 0,5 մետր վայրկյանում: Այս մոտեցումը նվազեցնում է խառնման խնդիրները մոտ 40%-ով համեմատած վերևից պարզապես լցնելու հետ: Հատկապես սիտրուսային խմիչքների դեպքում հոպպերի տարածքը պահելը 4-ից մինչև 10 աստիճան Ցելսիուսի սահմաններում օգնում է կանխել փրփուրի չափազանց առաջացումը, քանի որ ավելի ցածր ջերմաստիճանները բնական կերպով մեծացնում են հեղուկի մակերևույթային լարվածությունը:

Ինչպես է ցածր փրփուրային լցման տեխնոլոգիան նվազագույնի հասցնում ավելցուկը և ապահովում լցման ճշգրտությունը

Ճշգրիտ ծավալային սենսորները հասնում են ±0,5% լցման ճշգրտության՝ նույնիսկ հետերոգեն խառնուրդների դեպքում, ինչպես օրինակ՝ մանգո նեկտարը: Քաշի վրա հիմնված հետադարձ կապի համակարգերը իրական ժամանակում դինամիկորեն կարգաբերում են լցման պարամետրերը՝ հատվածի խտության տատանումներին հարմարվելով: Սա կանխում է անբավարար լցումները, որոնք կրճատում են պահպանման ժամկետը, և ավելցուկները, որոնք կորցնում են մինչև 2,5% արտադրանք ամեն մեկ տող-ժամում՝ համեմատած հասարակ գործողությունների հետ:

Ավանդական և ցածր փրփուրային լցման համակարգերի համեմատությունը շշերի լցման գործողություններում

Պարամետր	Ավանդական ծանրության լցնող սարքեր	Գերազանց ցածր փրփուրային համակարգեր
Առավելագույն թույլատրելի խտություն	800 cP	3,500 cP
Փրփուրի նվազեցում	10-15%	85-90%
Հյուսի հանդուրժողականություն	5%	18%
Լցման արագություն (BPM)	30-40	22-35

Մեխանիկական փրփուրի վերահսկում ընդդեմ քիմիական փրփրաբաց ագենտների ընթադարձ արտադրության մեջ

Քանի որ այսօր շատ սպառողներ խուսափում են այն բաղադրիչներից, որոնք նշված են որպես «փրփրաբաց ագենտներ» (մոտ 72%՝ համաձայն IFST-ի նախորդ տարվա հետազոտության), սննդի արտադրողները սկսել են դիտարկել մեխանիկական լուծումներ: Դրանցից մեկը վակուումային գազազերծումն է, որն առավելապես վերացնում է օդային պղպղունջների 95%-ը նախքան այն փաթեթավորելը: Կա նաև մի նորարարական տեխնոլոգիա, երբ ուլտրաձայնային սենսորներ տեղադրվում են ճողոքներին: Նրանք հայտնաբերում են, երբ սկսվում է փրփրի կուտակումը, և անմիջապես կանգնեցնում են հոսքը: Ամենալավ մասն այն է, որ այս մեթոդների շնորհիվ ընկերությունները այլևս չեն պետք է ավելացնեն սիլիկոն պարունակող նյութեր, որոնք երբեմն ազդում են համի վրա, հատկապես նշանակալի է նրբաճաշակ մրգային համադրությունների դեպքում, որտեղ նույնիսկ փոքր փոփոխությունները շատ կարևոր են խիստ ճաշակ ունեցող սպառողների համար:

Բարձրակարգ լցման փականների և ճողոքների նախագծում փրփրի նկատմամբ զգայուն կիրառումների համար

Վիսկոս կամ մասնիկներ պարունակող հեղուկների (օրինակ՝ մրգահյութ սերմերով) համար օպտիմալացված լցման փականներ

Այսօրվա լցման սարքավորումները սուզված են բազմաստիճան փականներով, որոնք կարող են կառավարել ապրանքներ, որոնք պարունակում են մինչև 25% սերմեր: Կոնստրուկցիան ներառում է թեք հերմետիկացման տարրեր և ավելի լայն անցքեր ամբողջ համակարգում, ինչը օգնում է խուսափել մանրաթելերի կուտակումից ժամանակի ընթացքում: Այս կառուցվածքը պահպանում է լավ հոսքի արագություն՝ շուրջ 30-ից 50 լիտր րոպեում, մինչդեռ կտրուկ կրճատվում են վնասակար շփման ուժերը մոտ 40 տոկոսով: Շատ ինժեներներ այսօր հաշվարկային հեղուկների դինամիկային դիմում են նոր համակարգեր մշակելիս: Այս սիմուլյացիաները նրանց օգնում են ճշգրտել մեքենայի մակերեսների հպվող մասերը, ինչը մեծ նշանակություն ունի կպչուն մրգահյութերի դեպքում, որտեղ ապրանքը ձգտում է կպչել ամեն ինչի:

Նորարարություններ մրգահյութի լցման ժամանակ առաջացող турбуլենտությունը նվազեցնող փողիկների կոնստրուկցիայում

Շերտավոր հոսքի նոթները, որոնք ունեն ներքին՝ հոսքը ուղղող թևեր, պահում են Ռեյնոլդսի թվերը 2000-ից ցածր՝ կարևոր պայման փրփուրին զգայուն արևադարձային խառնուրդների համար: 2024 թվականի ըմպելիքների ճարտարագիտության ուսումնասիրությունը ցույց տվեց, որ կիսված հոսքի կոնֆիգուրացիաները 68% -ով կրճատում են բուռն կինետիկ էներգիան մանգոյի միզգունդը լցնելիս՝ պահպանելով ±0.5% լցման ճշգրտությունը րոպեում մինչև 200 տարողության արագությամբ:

Լցման փականի ճշգրիտ ինժեներական նախագծում՝ փրփուրը վերահսկելու և արտադրանքի համազանգվածություն ապահովելու համար

Փակ ցիկլի ճնշման կառավարման համակարգը պահպանում է մոտ 0,02 բար ճշգրտություն ամբողջ գործընթացի ընթացքում, ինչը շատ կարևոր է, երբ պատրաստվում են փրփուրով ապրանքներ, ինչպիսիք են կաթնային սոուսները: Սարքավորումը օգտագործում է երկու ստորակետային կնքման տեխնոլոգիա, որը կանխում է օդի թակարդվելը կոնտեյներները փակելիս: Բացի այդ, հատուկ մաշվածության դիմադրուն նյութերը պահում են չափսերի փոփոխությունները 0,1 մմ-ից ցածր՝ նույնիսկ անընդհատ աշխատելու մոտ 10.000 ժամ անց: Թեստերը ցույց են տվել, որ կերամիկական ծածկոցով փականների նստատեղերը սպիտակուցային մնացորդները կրճատում են մոտ 90%-ով համեմատած սովորական ստենդային պողպատե մասերի հետ, ինչը հատկապես ակնհայտ է սոյայի կաթի արտադրության դեպքում, որտեղ կուտակումը կարող է լինել խոշոր խնդիր:

Փրփրի նվազեցման նպատակով լցման արագության և սարքի կառավարման օպտիմալացում

Լցման արագության օպտիմալացման ընթացքում արտադրողականության և փրփրի նվազեցման հավասարակշռում

Ճիշտ լցման արագությունը հասնելու համար պետք է գտնել այն օպտիմալ կետը՝ արագ աշխատելու և անցակացնելու փուչիկների վերահսկումը: Ըստ 2024 թվականի «Բեվերիջ Պրոդակշն Ռիփորթ»-ի՝ արտադրողները, երբ նվազեցնում են հոսքի արագությունը 2 մետր վայրկյանից մինչև 1.5 մ/վ, իրականում կրճատում են փրփուրի առաջացումը մոտ 41%: Սակայն միշտ կա որոշակի հատուկ փոխզիջում, քանի որ այս ավելի դանդաղ մոտեցումը ազդում է այն բանի վրա, թե որքան արտադրանք է լցվում որոշակի ժամանակահատվածում: Լավագույն լուծումը կարող է լինել աստիճանական հոսքի մեթոդը, երբ օպերատորները սկզբում դանդաղ, մոտ 0.8 մ/վ արագությամբ են աշխատում, որպեսզի հեղուկը չցայտի, ապա աստիճանաբար ավելացնում են արագությունը մինչև մոտ 1.3 մ/վ՝ ըստ անհրաժեշտության: Այս մեթոդը նույնպես տալիս է շատ լավ արդյունքներ՝ մոտ 92% ճշգրտություն տարողների լցման ժամանակ, միևնույն ժամանակ պահպանելով առավելագույն հնարավոր արագության մոտ 85%:

Հիմնական համարժեք համարվող գործոններն են.

• Տարայի երկրաչափություն. Լայն ձողերը 18% ավելի արագ լցման արագություն են հնարավոր դարձնում, քան նեղ կոնստրուկցիաները
• Շփականության շեմերը՝ 1200 cP-ից բարձր շփականությամբ հյութերը պահանջում են 22%-ով ավելի դանդաղ արագություն, քան ցածր շփականությամբ հեղուկները
• Ջերմաստիճանի ազդեցությունը՝ հեղուկի ջերմաստիճանի յուրաքանչյուր 5°C-ով բարձրացումը փրփուրի ռիսկը մեծացնում է 12%-ով

Կիրառման համար արագության հարմարվող մոդուլացիայի համար նախատեսված շարժական կառավարման համակարգեր գազավտանգ խմիչքների լցման սարքերում

Ժամանակակից սարքերը ներառում են հետադարձ կապով արագացում, որը կարգաբերում է արագությունները՝ հիմնվելով իրական ժամանակի պայմանների վրա.

Պարամետր	Կարգավորման հատուկ մասշտաբ	Փրփուրի նվազեցման ազդեցություն
Հեղուկի շփականություն	±15% սկզբնական ցուցանիշից	27% բարելավում
Մնացորդային CO մակարդակներ	0.3-0.8 ծավալային կարգաբերումներ	33% պակաս փոթորիկ
Տաքաչի ջերմաստիճան	2-5°C հարմարեցում	19% կայունության բարելավում

Այս համակարգերը, որոնք սարքավորված են լազերային մակարդակի սենսորներով և ճնշման փոխակերպիչներով, պահպանում են ±0,5% լցման ծավալի ճշգրտություն 600 շիշ/րոպե արագությամբ: Երբ այս համակարգերը համադրվում են անկյունային փողոցների հետ, որոնք նվազեցնում են խառնման մուտքը 62%-ով, արտադրողները հասնում են գրեթե զրոյական փրփուրի՝ օգտագործելով իրական ժամանակում հեղուկի կայունացման համակարգեր և աշխատելով տեսական առավելագույն արագության 93%-ով:

Frequently Asked Questions - Հաճ📐

Ի՞նչ է պայմանավորում փրփրի առաջացումը անմրրիկ խմիչքներ լցնող սարքերում:

Փրփրի առաջացումը հաճախ պայմանավորված է բաղադրիչների մեջ առկա բնական նյութերով, լցման ընթացքում առաջացած խառնմամբ և հեղուկի խտությամբ, հատկապես մրգապուրե հյութերում:

Ինչպե՞ս կարելի է նվազեցնել փրփրի առաջացումը անմրրիկ խմիչքներում:

Լուծումներից են՝ փոփոխված լցման փականների կոնստրուկցիայի օգտագործումը, ջերմաստիճանը վերահսկվող լցման խորանարդները և վակուումային օժանդակ գազազերծման համակարգերը՝ օդի պղպղունջները նվազագույնի հասցնելու և լցման գործընթացը կայունացնելու համար:

Ո՞րն է լցման արագության դերը փրփրի վերահսկման մեջ:

Ճիշտ լցման արագությունը կարևոր է՝ փրփուրը նվազագույնի հասցնելու և արդյունավետությունը պահպանելու համար: Աստիճանական արագության բարձրացումը և հարմարեցված կառավարման համակարգերը կարող են օգնել փրփրի առաջացումը վերահսկելուն, առանց արտադրողականության վրա ազդելու: