Аверкиев Вл.Вад.,к.ф.-м.н., Аверкиев Вл.Вл., Свершова Н.И., Махов К.А.
Журнал «Сырье и Упаковка» 2021
Рис.1. Подготовка Установки приготовления эмульсий и суспензий УПЭС-(0,3/5,5) в специальном исполнении с дополнительными мерными емкостями для компонентов и с системой нагрева продукта от внешнего источника теплоносителя к отгрузке заказчику в Казахстан. |
В условиях продолжающейся пандемии существенно возрастает актуальность развития национального производства, импортозамещения в ведущих отраслях хозяйства страны.
Российский разработчик и изготовитель технологического и упаковочного оборудования ООО Инновационно-техническое предприятие «ПРОМБИОФИТ» уже двадцать восемь лет обеспечивает высокоэффективным полуавтоматическим отечественным оборудованием предпринимателей Российской Федерации и ближнего зарубежья. Одним из наиболее востребованных видов выпускаемого предприятием оборудования являются установки приготовления эмульсий, суспензий и гелей серии УПЭС. Эти установки обеспечивают получение высококачественной продукции в условиях небольших производственных участков при невысоких финансовых затратах на техническое оснащение и обслуживание производства.
В настоящее время установки серии УПЭС успешно применяются в производствах продукции пищевого, косметического, фармацевтического назначения, бытовой и технической химии, ветеринарных и биопрепаратов, автокосметики, топливных и строительных композиций, специальных смесей. Выпускаются такие установки как в типовом исполнении, так и в специальном исполнении с учетом специфических требований к технологии производства продукции.
Установки серии УПЭС в типовом исполнении обеспечивают возможность комплексного воздействия на компоненты приготавливаемого продукта, а именно, первичное перемешивание компонентов в рабочей емкости, нагрев и поддержание заданной температуры смеси, качественное перемешивание, диспергирование и гомогенизацию смеси в циклическом режиме.
Рис.2. Установка приготовления эмульсий и суспензий в мобильном исполнении — все части установки смонтированы на общей раме для размещения в транспортном контейнере. |
Рабочая емкость установки в типовом исполнении изготавливается из пищевой нержавеющей стали с пароводяной рубашкой и имеет вертикальную цилиндрическую форму с коническим днищем емкости и плоским днищем рубашки. В нижней части рубашки размещены трубчатые нагревательные элементы. Рубашка емкости оснащена вводом и выпуском теплоносителя (воды), а также переливной трубкой для исключения возможности возникновения избыточного давления в объеме рубашки и, соответственно, механической деформации стенок емкости.
На крышке емкости крепится низкооборотное перемешивающее устройство рамного типа с электроприводом и датчик температуры продукта с удлиненной измерительной штангой. Для загрузки компонентов смеси крышка емкости имеет откидной сегмент.
Качественное перемешивание, диспергирование и гомогенизация смеси производится в циркуляционном режиме с помощью насоса-гомогенизатор роторно-пульсационного типа серии НГД. Для обеспечения циркуляционного режима установка оснащена всасывающей и напорной линий. Всасывающая линия соединяет выпускной патрубок в нижней части рабочей емкости с всасывающим (входным) патрубком насоса-гомогенизатора. Соединение элементов всасывающей линии выполняется с помощью быстросъемных браслетных разъемов КЛАМП, в нижней точке линии предусмотрен кран шаровой для слива из установки остатков продукта и промывочной воды. Напорная линия соединяет напорный (выходной) патрубок насоса-гомогенизатора с тангенциальным патрубком возврата продукта в боковой поверхности рабочей емкости. Линия состоит из гибкого сильфонного трубопровода из нержавеющей стали и разгрузочного устройства УРГ-2. Устройство УРГ-2 обеспечивает возможность регулировки потока продукта при циркуляции, отбор проб в процессе приготовления и выгрузку готового продукта с помощью насоса-гомогенизатора без применения дополнительных насосов.
Управление установкой осуществляется с помощью аппаратуры, смонтированной в настенном блоке управления. Этот блок обеспечивает возможность включения/отключения электродвигателей перемешивающего устройства и насоса-гомогенизатора, нагрев и поддержание заданной температуры продукта как в ручном, так и в автоматическом режимах работы, а также контроль уровня воды в рубашке емкости и отключение нагревательных элементов при критическом понижении этого уровня.
Рис.3. Установка для экспериментальной отработки технологии получения новых видов продукции и выпуска опытных партий косметической продукции. Установка изготовлена по заказу ООО «Юнилевер-Русь», г.Екатеринбург. |
Для оснащения производственных цехов разной мощности установки УПЭС выпускаются в модификациях с рабочими емкостями разного объема от 50 до 900 литров, которые комплектуются соответствующими по производительности насосами-гомогенизаторами. Условное обозначение установок включает в себя полный объем рабочей емкости в куб.м и мощность электропривода насоса-гомогенизатора в кВт, например, в установке УПЭС-0,1/3,0 объем рабочей емкости 0,1куб.м (100л ), насос-гомогенизатор НГД-3,0 с электродвигателем мощностью 3,0 кВт. Выпускаются предприятием также Лабораторные установки приготовления эмульсий и суспензий для проведения исследовательских и учебных работ, для отработки технологии получения новых продуктов. Эти установки выпускаются с объемом рабочей емкости 10 и 20 литров и имеют обозначение УПЭС-0,01/0,55 и УПЭС-0,02/1,1. В лабораторных установках нагрев теплоносителя (воды) в рубашке и поддержание заданной температуры продукта осуществляется за счет циркуляции теплоносителя от внешнего водонагревателя.
Все установки серии УПЭС выполнены с максимальным учетом возможности масштабирования технологического процесса при переходе к модификации установки с другим объемом рабочей емкости. Время одного цикла приготовления продукта зависит от требований технологии, в большинстве случаев процесс обработки смеси в циркуляционном режиме после необходимой термической обработки составляет 10-20 минут.
Специальное исполнение установок серии УПЭС выполняется при реализации специальных (не типовых) технологических процессов. В данном случае в техническом задании с заказчиком согласуется состав, технические параметры и специальные требования к оборудованию. Ниже кратко описаны наиболее востребованные заказчиками дополнительные требования к оборудованию по приготовлению эмульсий и суспензий и приведены примеры решения этих задач специалистами предприятия.
1. Требуется тщательный подбор режима обработки смеси.
Рис.4. Верхняя часть рабочей емкости экспериментальной установки приготовления смесей на основе лигнина и микроцеллюлозы. |
Для решение задачи точного подбора режима обработки смеси применяются следующие технические приемы:
— введение в состав установки блоков регулировки скорости вращения электроприводов перемешивающего устройства и насоса-гомогенизатора, при этом, в большинстве случаев, эффективным является диапазон от 10 до 80 оборотов в минуту для скорости вращения мешалки в емкости и диапазон от 1000 до 3300 оборотов в минуту для скорости вращения ротора насоса-гомогенизатора;
— изготовление мешалки оптимальной формы для данного продукта и для выбранного режима обработки (рамная, винтовая,…);
— разработка и изготовление рабочих органов насоса-гомогенизатора специальной конструкции с учетом специфических физических и химических свойств обрабатываемой смеси;
— комплектация установки дополнительным датчиком температуры теплоносителя (воды) в рубашке емкости.
2. Требуется обработка химически активных компонентов:
— уплотнительные элементы насоса-гомогенизатора изготавливаются из устойчивых к обрабатываемой среде материалов, в том числе, при необходимости, устанавливается специальное химостойкое торцовое уплотнение;
— уплотнительные элементы циркуляционного контура и боковые скребки мешалки изготавливаются из устойчивых к обрабатываемой среде материалов.
3. Требуется пожаровзрывобезопасное исполнение:
— комплектация перемешивающего устройства и насоса-гомогенизатора электродвигателями во взрывозащищенном исполнении;
— комплектация электрооборудования электроарматурой во взрывозащищенном исполнении;
— выведение, при необходимости, приборов и электрооборудования за пределы опасной зоны;
— обеспечение нагрева теплоносителя без применения электронагревательных элементов в рубашке емкости, например, за счет циркуляции теплоносителя в рубашке от внешнего нагревателя, размещенного вне опасной зоны.
Рис.5. Насос-гомогенизатор серии НГД с рабочими органами специальной конструкции, разработанный по заказу предприятия из г. Новосибирск. Конструкция рабочих органов гомогенизирующей головки позволяет проводить неразрушающую обработку смеси, в состав которой входят люминесцентные зерна заданных размеров. |
4. Требуется введение в смесь расплавленного (в жидкой фазе) жирового компонента:
— всасывающая линия циркуляционного контура оснащается дополнительной емкостью — плавителем жира и системой подачи жирового компонента непосредственно в трубопровод всасывающей линии;
5. Требуется введение в смесь труднорастворимых сыпучих или жидких компонентов, флотирующих порошкообразных компонентов:
— всасывающая линия циркуляционного контура установки оснащается загрузочным устройством УЗГ-1 с загрузочной воронкой;
— напорная линия циркуляционного контура установки оснащается дополнительными элементами для подачи части циркулирующего продукта в устройство УЗГ-1.
6. Требуется обработка густых, труднотекучих эмульсий, суспензий или гелей:
всасывающая линия установки оснащается устройством УПГ-1 подачи продукта в насос-гомогенизатор, которое выполнено на базе насоса с гибким импеллером с регулируемой подачей продукта;
7. Требуется исключить контакт продукта с атмосферным воздухом в процессе приготовления:
— рабочая емкость изготавливается условно герметичной (исключен контакт продукта с атмосферным воздухом), для загрузки компонентов на крышке емкости располагается лючок с герметичной откидной крышкой с прижимами;
— на крышке емкости размещен патрубок к краном соединения объема емкости с атмосферой («воздушка»).
8. Требуется создание разрежения или избыточного давления в рабочей емкости:
— рабочая емкость изготавливается условно герметичной;
— изготавливается система вакуумирования с блоком управления и вакуумным насосом;
— на крышке емкости размещены патрубки для подсоединения системы вакуумирования, блока клапанов-предохранителей и «воздушки».
Пределы избыточного давления и разрежения в емкости ограничены, согласуются при составлении технического задания, при этом максимальное избыточное давление установлено +0,4кГс/см², а максимальное разрежение -0,4кГс/см².
9. Требуется дополнительный сборник готового продукта:
— изготавливается дополнительная емкость-сборник готового продукта, при этом объем сборника, наличие перемешивающего устройства и системы подогрева сборника согласуются с заказчиком при составлении технического задания;
— изготавливается трубопроводная линия передачи продукта из рабочей емкости в сборник готового продукта с необходимой запорной и соединительной арматурой.
10. Требуется провести розлив готового продукта в потребительскую тару:
— для организации розлива продукта в потребительскую тару из сборника готового продукта к выпускной арматуре сборника подсоединяют входные патрубки установки розлива.
— для организации розлива продукта в потребительскую тару непосредственно из рабочей емкости установки УПЭС (без применения сборника готового продукта) во всасывающую линию установки вводят устройство (коллектор) выдачи продукта КВП-2, к которому подсоединяют входные шланги установки розлива жидких и пастообразных продуктов УД-2, УД-2П или установку розлива с импеллерным насосом АР-1И.
Установки розлива с объемным принципом дозирования серий УД-2 с шариковой клапанной системой и УД-2П с крановыми распределителями традиционно выпускаются в различных модификациях и с различными усовершенствованиями более тридцати лет и пользуются заслуженной популярностью у производственников.
Рис.6. Новая разработка специалистов предприятия ИТП «ПРОМБИОФИТ» — Установка розлива жидких и пастообразных продуктов АР-1И с микропроцессорным блоком управления режимами розлива на базе насоса с гибким импеллером. |
Новая разработка специалистов Инновационно-технического предприятия «ПРОМБИОФИТ» — установка розлива жидких и пастообразных продуктов с отсчетом микропорций продукта. Это установка розлива АР-1И выполнена на базе насоса с гибким импеллером и оснащена электронным микропроцессорным блоком управления. С применением этой новой установки розлива возможности оператора оборудования значительно расширяется. Установка АР-1И позволяет проводить розлив продуктов в широком диапазоне доз от нескольких миллилитров до десятков литров и более, проводить оперативное переключение режимов «однократный» — циклический» — «непрерывный», кроме того имеется возможность эксплуатировать установку в паре с электронными весами и проводить дополнительно отсчет и контроль порции продукта по весу. Важно отметить , что новая установка розлива АР-1И в ряде случаев позволяет проводить качественный розлив продуктов с особыми физическими свойствами, розлив которых на установках серии УД-2 затруднен.
Выпускаемое предприятием ИТП «ПРОМБИОФИТ» оборудование эффективно применяется в производстве в виде отдельных установок, отдельные установки также легко объединяется в комплекты и технологические линии, обеспечивающие согласованное выполнение последовательных технологических операций: приготовление продукта — подготовка потребительской тары — розлив продукта в потребительскую тару -укупорка тары — этикетирование продукции — групповая упаковка продукции.
Специалисты ИТП «ПРОМБИОФИТ» всегда готовы дать консультацию по подбору наиболее эффективного оборудования, по комплектации технологических линий приготовления и фасовки продуктов, обсудить нестандартные технические вопросы как по электронной почте itp@prombiofit.com, по телефонам +7-499-150-2764, +7-916-747-2746, +7-926-893-2266, так и непосредственно на предприятии по адресу г.Москва, ул.К.Цеткин, д.4.