Folyadékok adagolása

A folyadéktöltő gépekkel különböző folyadékokat és folyékony anyagokat tudunk különböző palackokba, flakonokba adagolni. A gép a pontos adagolást is elvégzi. A töltés után a kupakot is rácsavarja, valamint a címkézést is el tudja végezni.

A töltőgépek alkalmazási területei:

• víz, üdítő, szörpök, ecet adagolása
• háztartási vegyszerek töltése (mosószer, fertőtlenítő, folyékony szappan)
• élelmiszeripari folyadékok (méz, mustár, majonéz stb.)
• gyógyszeripar
• kozmetikai termékek (tusfürdő, sampon stb.)
• olajok, autóápolási termékek töltése stb.

A palackozó gépek olyan  töltősorok ahol valamilyen folyadékot nagy mennyiségben tudunk tölteni és adagolni.

Sok esetben lehetőség van a palackok újrafelhasználására is. Ilyenkor a gép palacktisztító berendezéssel is el van látva. A töltőgépek lehetnek lineáris és körforgó rendszerűek. A nagyüzemi termelésekben használnak körforgó rendszerű gépeket. Lehetnek nagytartályos és gyűrűtartályos kialakításúak.

A nagytartályos típusnál a folyadék felett jelentős mennyiségű levegő van, mellyel a folyadék nagy felületen érintkezik. Ez a nagy légtér csak annyiban előnyös, hogy a palacktöltés üzem közbeni egyenetlenségeit könnyen kiegyenlíti.

A gyűrűtartály kisebb légtérrel rendelkezik. Ez a kisebb légtér a töltés egyenetlenségét az előző típusnál kedvezőtlenebbül egyenlíti ki, de még mindig elfogadható biztonsággal. A légtér védőgázzal tölthető. A gyűrűtartályos töltőgépek ma a legkorszerűbb töltőberendezések.

A palackba közvetlenül a töltőszelepen keresztül jut a folyadék. A töltőcső kialakítása alapján ismeretes: a rövid, a hosszú töltőcső és a töltőcső nélküli szelep. A rövid töltőcső erősebb turbulenciával jár. Előnyösebb a hosszú töltőcső, amely a folyadékot a palack aljára vezeti. Legkorszerűbb a töltőcső nélküli töltőszelep , melynél a folyadék a palack szájától kezdve vékony rétegben áramlik lefelé a palackfal mentén. A palacktöltők lehetnek hidrosztatikus, ellennyomásos és vákuumtöltő gépek.

rövid töltőcső, hosszú töltőcső, töltőcső nélküli szelep

A hidrosztatikus töltőgépeknél a tartály és a palack a külső levegő hatása alatt áll. A tartályban a folyadék mennyiségét úszószelep szabályozza, a palackba a folyadék a helyzeti energiája révén kerül. A hidrosztatikus töltők a nagyüzemekből teljesen kiszorultak a különböző oxidációs hatások, valamint a fokozott fertőzési veszélyek miatt.

Az ellennyomásos töltőgépek tartálya zárt, nyomás alatt áll. A nyomás közvetlenül a töltés megkezdésekor a palackba is átterjed, és bonyolult szeleprendszer vezérli a töltést. A szénsavas italok csakis ellennyomásos töltővel palackozhatók. Az ellennyomásos töltők a legkorszerűbb töltőgépek.

Az ellennyomásos töltés működése:

Evakuálás. Az evakuálószelep kapcsolatot teremt a palack belseje és a töltőszerkezet vákuumvezetéke között. A palackból a vákuumszivattyú a levegőt 90%-ban eltávolítja. Ez a művelet egyben az első kontroll a palack hibátlanságát illetően. Hibás palackban nem jön létre vákuum, így azt a gép nem tölti meg.

Előfeszítés. A töltőszerkezet gázszelepe rugó ellenében kinyit, és a folyadék feletti szén-dioxid megtölti a palackot. A töltőszerkezet csak akkor folytatja működését, ha a palack és a tartály között létrejön a nyomáskiegyenlítődés. Hibás palack tehát nem telik meg szén-dioxiddal.

Töltés. A töltőszerkezet szelepe szintén rugó ellenében nyit, és a folyadék a palack fala mentén a palackba jut. A töltés során kiszoruló szén-dioxid a gázcsövön át ismét a tartály gázterébe kerül. A töltés akkor fejeződik be, amikor a folyadék szintje a palackban a gázcső nyílását eléri. Most már a palack nyakából a szén-dioxid nem tud eltávozni. Ekkor a szerkezet elzárja a gáz és a folyadék szelepet.

Fesztelenítés.A töltőszerkezet fesztelenítő szelepe a palack nyakában rekedt gázfelesleget a szabadba ereszti. Így a palack felszabadul a túlnyomás alól, és a töltési művelet befejezést nyert.

Ellennyomásos töltés

A vákuumtöltők egyszerűbb szerkezetű gépek. Működésük lényege hogy a vákuumszivattyú a folyadék szintje felett a tartályban bizonyos mértékű légritkulást állít elő és tart fenn. A nyitott töltőfej légjáratán keresztül a vákuum a töltésre kerülő palackban is érvényesül, és a töltőfejen át a palack megtelik folyadékkal. Hibás, repedt palackot a gép nem tölt meg. A vákuumtöltő gépeknél védőgáz alkalmazására nincs mód.

Szilárd anyagok adagolása

A szilárd anyagok adagolásakor általában a csomagolásukat végzik. Ezért ezeket a gépeket nevezik még csomagológépeknek is. A működésük alapján lehetnek folyamatos és szakaszos üzeműek. Az üzemük típusa befolyásolja a gép sebességét és felépítését is.

Szakaszos üzemnél  a csomagolás menetét valamilyen részfeladat megszakítja. pl.: adagolás, csomagolás zárása stb. Ezeknél a gépeknél a kis teljesítmény nagy energiaigénnyel párosul, hiszen a mozgatott tömeget állandóan lassítani kell és gyorsítani. Valamint kis helyigényűek ezek a gépek.

Folyamatos üzemű gépek teljesítménye nagyobb. Itt a folyamatot nem szakítja meg valamilyen részfeladat. Ezeknek a gépeknek a helyigényük nagyobb és általában drágábbak is, mint a szakaszos üzemű gépek.

Ezeket a gépeket az elvégzett műveletek alapján is fel tudjuk osztani. Lehetnek egy- vagy több műveletet végrehajtók. Ezek a műveletek lehetnek: töltés, csomagolás zárása, címkézés, formázás, raklapozás.

A gépek felépítését nagyban befolyásolja az adagolni kívánt anyag tulajdonságai. Az adagolásnál mindhárom halmazállapot előfordulhat. A halmazállapot szerint lehet palack- vagy tubustöltő, tasakos csomagológép stb.

Sok csomagolási művelet nem is végezhető el csomagolóberendezés nélkül. Főleg a csomagolás biztonságos lezárása, ez különösen fontos az élelmiszer- és gyógyszeriparban. Ezek a gépek különböző méretű és formájú csomagokra vannak tervezve. Ugyanakkor bizonyos gépek esetében lehetőség van a csomagok fajtájának megváltoztatására is (univerzális csomagológép).

Az automatizáltsági fokuk szerint ezek a gépek lehetnek kézi vezérlésűek, félautomata és automata gépek. A kézi vezérlésnél a dolgozó végzi a gép irányítását. Félautomata gépnél a dolgozó csak néhány műveletet végez, míg a teljesen automatizált gépnél minden műveletet a gép végez. Az automata gépeknél a vezérlésben megjelentek a programozható logikai vezérlők és a robotika is. Ezek a gépek elektromos vagy pneumatikus vezérléssel vannak ellátva. A teljesen automatizált rendszerek kiegészítő berendezéseket is tartalmaznak (szállítószalagok,terelők stb.) A termék szállítását szállítószalag vagy szállítógörgők végzik, amik legtöbbször egybe vannak építve a géppel. Darabáru csomagolásakor különböző terelőelemek végzik a termék pozicionálását.

A csomagológépek legfontosabb tulajdonságai: termelékenység (mekkora mennyiséget tud azonos időben csomagolni), a kiszolgálás módja (kézi vagy gépi adagolás), a dolgozók biztonsága,  karbantarthatóság, megbízhatóság, rugalmasság (több különböző termék csomagolása), energiaigény, higiéniai követelmények (gyógyszer- és élelmiszeripar).

A csomagolási műveletek három vagy négy lépésből állnak:

• a termék és a csomagolóanyag előkészítése
• a termék csomagolóeszközbe juttatása, megkülönböztetünk adagolás (a kívánt termékmennyiség leválasztása) és töltés (az adagolt termékmennyiség csomagolása)
• a csomagolás zárása
• címkézés

A leggyakoribb csomagológép típusok:

Doboz töltő és zárógépek: Ezek a gépek karton dobozok töltésére és lezárására szolgálnak. A dobozt általában valamilyen ragasztóanyaggal zárják le.

 

Formázó- és töltőgépek: Általában egyadagos csomagolásra használják. A csomagolóanyag két félből áll, amit a gép hegeszt össze.

Necchálós csomagológép: Leginkább gyümölcsök, zöldségfélék csomagolására használják. Az adagoláson kívül a csomagolás lezárását is végzi. Ezek kézi vezérlésű gépek.

 

Raklap fóliázó gépek: Darabáru csomagolására szolgálnak. A raklapra rakott dobozok külső bevonását végzi fóliával, a szállítás és mozgatás könnyebbé tétele miatt.

Tálcás ételcsomagoló gépek: Műanyag tálcára helyezett élelmiszerek fóliával való bevonására szolgál. Védőgázos és vákuum csomagolás is létrehozható. A terméket a dolgozó helyezi a gépbe, a gép csak a csomagolás lezárását végzi.

Ezenkívül még van: vákuumcsomagoló gép, címkézőgép, tasakokat kitöltő gép stb.

 

 

Adagoló berendezések

Az adagoló berendezések célja hogy a tárolóból a megfelelő mennyiségű, vagy adott tömegű anyagot a megfelelő helyre továbbítja. Az adagolás feladata hogy a szükséges anyagmennyiséget különítse el. Az adagolás megvalósítható önálló szerkezet segítségével  vagy az adagoló valamely gép részegysége. Az adag meghatározható térfogat- vagy tömegmérés segítségével.

Az adagolók csoportosítása anyagjellemzők alapján:

• folyadék adagolók (víz, ital)
• ömlesztett anyag adagolók (gabona, liszt)
• sűrűn folyó massza adagolók (csokoládé, zsír)

A legegyszerűbb megoldás ha a tárolótartályt egyszerű tolólemezzel látjuk el amelyet kézzel mozgatunk. Ezzel nem csak a teljes nyílás átmérője, hanem kisebb nyílás is biztosítható. Szabályozási célra nem használható.

Térfogat mérés alapján adagoló szerkezetek

A cellás adagoló működése azon alapul, hogy hengeres házban cellás kerék, vagy csillagkerék forog. A kerék lapátjai és a hengerfelület között elhatárolt tér határozza meg az adag nagyságát. A lapát sugárirányú véglapja a henger felületén csúszik. A cellás adagoló hasonlít a forgókerekes banki vagy szállodai bejárathoz, csak vízszintes tengelyű. A cellák lassan forognak, és a közéjük kerülő anyagot az alájuk helyezett tartályba továbbítják.

Az adag térfogatát az adagoló átmérőjének szélessége és a lapátok száma határozza meg. A kerék fordulatszámától függ a szerkezet teljesítőképessége. A forgás teszi lehetővé, hogy a lapátok által határolt anyagmennyiség a garatból a következő gépegységbe jusson. Az adagoló kialakítása, szerkezeti anyaga az adagolt anyag tulajdonságaitól (szemcseméret, tapadás, tömörödés) függ.

A cellás kerék szárnyainak a száma többnyire 4, 6. Sűrű szárnyosztáskor az anyag beboltozódhat. Ha az osztás ritka, akkor a szárnyak a nyílást nem zárják eléggé. Pneumatikus szállító-berendezésben, ahol az adagolással egyidejűleg a levegő útját is zárni kell, a szárnyak száma 8. A cellakerék fordulatszáma 20-40 ford/perc.

A cellás kerék öntvény vagy lemezelemekből, hegesztéssel készül. A forgó kerék lánccal vagy fogaskerékpárral hajtható. A zárt cellás adagoló előnye egyszerű szerkezete, pormentes üzeme. Hátránya az, hogy a kerék pereme és a fal között nyíróerő is fellép, ami aprítja az anyagot. A forgó és az álló felület között viszonylag nagy a súrlódás.

Forgócellás adagoló

Csigás adagoló. A szállítócsiga anyagmozgatásra, préselésre, adagolásra egyaránt alkalmas. Adagolóként úgy működik, hogy forgása és menetemelkedése következtében jellemzőinek megfelelő térfogatú anyag továbbítását eredményezi.Ezek a jellemzők: átmérő, menetemelkedés, fordulatszám, a menet iránya. Adott méretű csiga adagolási jellemzői a fordulatszám-, illetve a forgásszám változtatásával szabályozhatók. A forgás-szám időkapcsolóval vagy fotocellás érzékelő segítségével szabályozható. Az utóbbi a pontosabb, mert az idő és az elfordulás nem közvetlen kapcsolat. A helyzet elfordulás viszont igen.

A szállítócsiga és a csigás adagoló között az a különbség, hogy az adagoló csigaházának teljes keresztmetszete anyaggal van kitöltve. Ez a szállítással egyidejű tömörítéssel érhető el. Ellenkező esetben a térfogat-tömeg viszony nem érvényesülne, illetve a kitöltési tényező pontosságának mértékéig érvényesülne. Az anyag tömöríthető kettős vagy változó átmérőjű, illetve menetemelkedésű csigával. A csiga fordulatszáma 30-90 ford/perc.

Dugattyús adagolók adagoló szerkezetébe dugattyú szállítja az anyagot. Az adott térfogatot elhatároló szerkezet váltócsap, forgórekesz vagy hüvely.

A váltócsapos szerkezetet sűrűn folyó anyag (csokoládémassza, tejföl, zsír) adagolására használják. A váltócsap és a töltődugattyú karos mechanizmus segítségével kényszer-kapcsolatban van egymással. Szívó ütemben a csap a garat és az adagolóhenger nyílását köti össze. A dugattyúrúddal összeköttetésben levő kar ekkor a csapot a dugattyú felé nyitott állapotban tartja.

Nyomó ütemben a dugattyú irányt vált. A csap átfordul és a henger, valamint a kifolyócső nyílását köti össze. A dugattyú a csap és az adagolókamra által elhatárolt térfogatnak megfelelő anyagot nyomja a kifolyócsövön át adagolásakor. Az adagméret a dugattyú lökethosszának változtatásával szabályozható.

A forgó rekeszes adagolót húsmassza töltéskor használnak. Működési elve a váltócsapos szerkezethez hasonló. A  különbség:  váltócsap vízszintes, a rekesz függőleges tengely körül fordul. Eltérő az anyag be- és kiömlésének szerkezete. A váltócsapos adagolóba a garatból, a forgó rekeszesbe pedig a töltőszivattyúból áramlik az anyag.

A vibrációs szállítógépeket és lengővályúkat is használhatjuk adagolásra. Fontos hogy az a csatorna, amelyen az adagolás történik külön alapra legyen rögzítve. Így bármilyen szemcseméretű anyagot tudunk adagolni.

Tömeg mérés alapján adagoló szerkezetek

Ezek a szerkezetek a tömegmérés alapján határozzák meg az adagolandó mennyiséget. Akkor szükséges a tömeg mérése, mikor a hőmérséklet ingadozás miatt a térfogat-tömeg viszony nem ad elfogadható értéket. A tömegmérés mérleg segítségével történik. Az edény amibe történik az adagolás a mérlegen van, mikor a tömeg eléri az előre beállított értéket, akkor a töltőszelep elzáródik. A mérleg elmozdulását egy végállás kapcsoló érzékeli, ami jelt ad a töltő szelepnek.

 

Felhasznált irodalom:

1. http://berszangabor.hu/a-szakmai/02-szak/s09-elelmiszerip-eloallito-gepek.htm
2. https://regi.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/2011_0001_521_Geptan/ch08s05.html