目前國內(nèi)外飲料灌注生產(chǎn)線的設(shè)計基本為混合、灌裝、殺菌 (暖瓶) 和包裝, 其中易拉罐洗罐使用軟化水或反滲透水沖洗, 封蓋后產(chǎn)品罐身沖洗排掉, 洗罐水一直處于開啟狀態(tài), 沒有考慮是否自動控制與可以回收利用。目前, 洗罐設(shè)備設(shè)計沒有考慮到這兩點。而殺菌用水一般使用自來水或者軟化水, 為了降低成本, 一般企業(yè)選擇用自來水殺菌, 自來水中的鈣鎂離子遇到噴涂不完整的鋁罐時, 在加熱殺菌時會出現(xiàn)罐底外表面呈現(xiàn)黑色斑點狀而產(chǎn)出不良品。因此, 本文開展洗罐水自動化控制及回收至殺菌機(jī)可行性與實用性分析評估, 洗罐設(shè)備改造成可回收至殺菌機(jī)的自動控制裝置。
(1) 評估指標(biāo)。 (1) 使用洗罐回收水后殺菌機(jī)水質(zhì)指標(biāo)滿足:p H在6.5~8.0, 濁度≤1NTU的要求。 (2) 使用洗罐回收水后殺菌機(jī)溫度波動符合設(shè)置控制值:1-10#:28~35℃;2-9#: (55.0±1.0) ℃。 (3) 使用洗罐回收水后, 殺菌機(jī)水壓符合控制范圍值:0.03~0.05 MPa。 (4) 當(dāng)洗罐水量達(dá)不到控制值時, 殺菌機(jī)自動補(bǔ)水、排水系統(tǒng)能正常運(yùn)行, 整個殺菌系統(tǒng)不受回收的洗罐水影響。
(2) 通過測算, 每小時用4~5 t的軟化水或反滲透水用于洗罐清洗。
(3) 洗罐水匯集管道安裝閥門, 通過開展殺菌機(jī)水質(zhì)變化的跟蹤驗證, 當(dāng)每小時用1~2 t洗罐水沖洗已封蓋的產(chǎn)品外表面符合殺菌水質(zhì)指標(biāo)要求 (p H在6.5~8.0, 濁度≤1 NTU) , 即每小時有富余的洗罐水可以回收利用。
(4) 洗罐用水為軟化水或反滲透水, 硬度≤50 mg/L (自來水硬度≤450 mg/L) , 有利于預(yù)防鋁制品表面因水質(zhì)硬度過高而在殺菌加熱過程出現(xiàn)黑斑缺陷。
產(chǎn)線洗罐槽沖罐水原為常開或直供模式, 在設(shè)備停機(jī)或無空罐的情況下, 沖罐水持續(xù)運(yùn)行, 造成水電浪費(fèi)。現(xiàn)通過對洗罐槽增加電磁閥、電眼裝置, 并連接沖罐電接點壓力表和灌注機(jī)進(jìn)罐信號進(jìn)行防呆控制。當(dāng)電眼檢測有罐時自動開啟沖罐水及壓縮空氣, 無罐時延遲時間關(guān)閉沖罐水及壓縮空氣, 形成自動控制, 在保證空罐清洗要求的前提下節(jié)能降耗。
洗罐水→兩路分流→新增一路進(jìn)入殺菌機(jī)補(bǔ)水系統(tǒng)→殺菌機(jī)水質(zhì)指標(biāo)控制→殺菌機(jī)水溫指標(biāo)控制→殺菌機(jī)自動排水系統(tǒng)排放。
(1) 設(shè)計、實施改造。 (1) 通過在原來的基礎(chǔ)上, 在洗罐槽前安裝易拉罐洗罐節(jié)水控制器, 改造需要控制的關(guān)鍵點。 (2) 在原來洗罐水對空罐噴淋沖洗后, 在洗罐槽內(nèi)匯聚經(jīng)罐面沖洗后排水管排掉, 增加裝置在罐面沖洗前進(jìn)行兩路分流, 其中一路回收至殺菌機(jī)利用。
(2) 設(shè)計方案。 (1) 洗罐水自動控制裝置結(jié)構(gòu)。易拉罐洗罐節(jié)水控制器設(shè)計 (供水水泵、壓力感應(yīng)裝置、供水水管、管路電磁閥、手動閥、電接式壓力表、輸罐索道處的接近開關(guān)、止罐器和罐裝機(jī)控制器。供水水泵與壓力感應(yīng)器通過電信號連接, 通過供水水泵出口管道壓力的變化控制泵的開/關(guān)。管路電磁閥與罐裝機(jī)的止罐機(jī)構(gòu)、輸罐索道的接近開關(guān)通過電性連接, 通過止罐器開/關(guān)和接近開關(guān)處的感應(yīng)信號控制管路電磁閥的開/關(guān)。電接點壓力表與止罐器通過電信號連接, 當(dāng)電接點壓力表感應(yīng)到水壓低于要求時, 給止罐器一個信號, 止罐器停止進(jìn)罐能有效對洗灌水水壓進(jìn)行防呆。罐裝機(jī)控制器與止罐器、管路電磁閥通過電性連接, 可以控制止罐器、罐路電磁閥的開/關(guān)。 (2) 自動控制原理。索道電眼。開啟自動模式時, 索道上感應(yīng)電眼感應(yīng)到有罐時立即啟動沖灌水動力水泵, 并打開進(jìn)水電磁閥, 沖罐水能在罐子進(jìn)入洗罐機(jī)時達(dá)到水壓要求。當(dāng)索道上的感應(yīng)電眼處沒罐子時, 延時40 s關(guān)進(jìn)水電磁閥, 再延時60 s停止水泵運(yùn)行, 重新感應(yīng)到有罐子時重復(fù)a的控制。止罐器。止罐器與電眼聯(lián)動, (當(dāng)索道滿罐) 止罐器關(guān)閉延時40 s關(guān)閉進(jìn)水電磁閥, 止罐器關(guān)閉延時60 s停止水泵運(yùn)行。當(dāng)打開止罐器開關(guān)時, 并且水壓達(dá)到要求 (由電接點式壓力計控制) , 才能打開止罐器, 進(jìn)罐。手動開關(guān)。手動開關(guān)旋鈕, 處在開的位置為水泵常開、沖罐進(jìn)水電磁閥常開, 即沖罐水一直運(yùn)行, 此模式為洗罐槽CIP清洗時使用。當(dāng)開關(guān)旋鈕處于關(guān)的位置, 為沖罐槽系統(tǒng)能自動控制。 (3) 洗罐水回收至殺菌機(jī)裝置設(shè)計。洗灌水對空罐噴淋沖洗后在洗罐槽內(nèi)匯聚經(jīng)排水管排掉。排水管分兩路:至罐身沖洗管道, 罐身沖洗后水直接排地溝污水處理;至殺菌機(jī)補(bǔ)水水箱, 作為冷卻用水。排水管有手動閥門可以控制罐身沖洗水流量與回收至殺菌機(jī)水流量, 可以有效控制好罐身的沖洗效果, 防止罐身糖漿污染巴氏殺菌機(jī)用水水質(zhì)和將部分的水回收至殺菌機(jī)作冷卻使用。
(1) 電路自動化控制系統(tǒng)驗證。 (2) 自動化控制后洗罐效果驗證。 (3) 洗罐水回收殺菌機(jī)驗證。
(1) 按照現(xiàn)有的洗罐工藝, 開展3次異物洗罐效果驗證試驗, 100%沖洗干凈, 驗證自動化改造后達(dá)到洗罐工藝要求。
(2) 連續(xù)檢測回收水至殺菌機(jī)的洗罐水:p H 6.81~7.06、濁度0.1~0.3 NTU。符合殺菌機(jī)水質(zhì)使用要求:p H在6.5~8.0, 濁度≤1 NTU。
(3) 洗罐水回收殺菌機(jī)補(bǔ)水水箱, 自動補(bǔ)水、排水系統(tǒng)能正常運(yùn)行, 整個殺菌系統(tǒng)不受回收的洗罐水影響。
通過開展實驗及投入生產(chǎn)跟蹤, 洗罐設(shè)備改造成自動化控制及將部分洗罐水回收到殺菌機(jī)在生產(chǎn)線取得成效, 通過選取改造后其中一臺殺菌機(jī)用水與改造前對比, 改造后平均每天節(jié)水60 t。改造后的殺菌機(jī)用水為軟化水或反滲透水, 其抑菌效果比自來水差, 通過在殺菌機(jī)進(jìn)水水箱通過定期添加抑菌劑措施控制水質(zhì)不變差, 同時增加對水箱過濾網(wǎng)的檢查頻率措施來控制水質(zhì)不變差。節(jié)能綠色生產(chǎn)是我們的使命, 創(chuàng)新是發(fā)展的靈魂, 通過探討鋁質(zhì)易拉罐飲料生產(chǎn)線洗罐水節(jié)能回收改造, 希望能為有需要的企業(yè)或者生產(chǎn)設(shè)備提供研究的方向。
