适用于肉类加工厂的高能效真空供给

集成式包装概念旨在保证成品包装卫生、可靠、迅速且高效,是现代化肉类和香肠产品生产中的重要工艺。正因如此,创新的肉类加工厂致力于优化自己的生产工艺,以尽可能最佳的方式将包装线集成到整个流程中。正确选择真空产生系统可以显著影响包装工艺的运行可靠性和经济效益。有多种真空供给方案可供选择,这主要取决于工厂规模及产量。下面将详细介绍这些方案,并提供一些抛砖引玉的材料,以找到能够实现最佳技术和成本效益的解决方案。
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肉类和香肠产品的真空包装具有一项重要优势:消除包装中的空气可以大大降低含氧量,降低需氧菌的活性,从而显著延长保质期。此外,真空包装很卫生,并且产品的展示方式更具吸引力。市场上有各种各样的真空包装机,这意味着,对于所有包装要求,均能找到一款合适的包装机。无论设计或尺寸如何,这些包装机都有一个共同点:所有包装机都必须产生真空,以满足真空包装的要求。这可以通过集成式真空泵或独立式真空泵来实现。其他方案包括中央真空供给系统,这种系统可以连接多台包装机。

集成式真空泵
对于任何真空包装机,无论是真空室包装机、托盘封口机还是热成型包装机,真空泵通常都可以集成到包装机中,或者独立安装在紧邻包装机的位置。油润滑旋片真空泵基本上专门用于此用途(图1)。此类真空泵是普旭(Busch)真空泵及真空系统于 20 世纪 60 年代专门针对包装业而研发,一直是真空包装业的标杆。持续不断的研发确保了这些真空泵始终保持最先进水平,现有数百万台真空泵在全球各地运行。这些真空泵的最新一代产品特别针对能耗进行了优化,可以节约 20% 的能源。



图1: R 5 RD 0360 A 旋片真空泵是最新一代包装用真空泵的其中一个规格。


无论是集成在包装机中,还是独立安装,真空泵都是包装业使用的最简单、最普遍的真空产生方式。真空室、密封站和真空泵之间的连接管道很短,可以保证快速排空包装中的空气。大规模、高包装量的热成型包装机还可以安装罗茨真空泵。通过旋片真空泵和罗茨真空泵的结合使用,可以实现更快的速度,从而减少抽真空时间。在实践中,这意味着生产周期缩短,因此每个单位时间内所包装的产品数量也就越多。如果要运行多台热成型包装机,则应考虑至少采用局部集中式真空供给系统。

局部集中
在局部集中系统(图2)中,旋片真空泵被移出实际包装室,改为集成到用于所有包装机的中央预抽真空系统中,并置于一个单独的房间内。干式无油罗茨真空泵直接安装在包装机内,并使用管道系统连接到中央预抽真空技术系统中。局部集中意味着生产室不需要旋片真空泵,从而可以避免气溶胶排放带来的危险。当一个区域有两台或最多五台热成型包装机彼此相邻运行时,采用局部集中系统是明智之举。如果使用更多的包装机,投资成本会特别高,因为每台机器内都要使用罗茨真空泵;因此建议将真空供给系统完全集中起来。


图2: 局部集中式真空供给


中央真空供给
• 经济效益
如果有六台或更多台包装机,完全集中式真空供给(图3和图4)往往是一项经济可行的方案。可以肯定的是,使用中央真空供给系统所需的真空泵比在包装线旁安装一系列单台真空泵往往要少得多。如果以后要将真空供给从非集中式系统转换为集中式系统,则可以将现有真空泵集成到新的集中系统中,从而降低投资成本。使用罗茨真空泵时的能源成本大幅降低,其影响亦不容低估。再者,由于所有真空泵都位于包装室外,因此空调系统的制冷需求也随之降低。因而,受益于集中式系统,总体耗能量将明显降低。


图3: 完全集中式真空供给


• 卫生
所有真空发生器都不会安装在生产和/或包装室中,从而消除了油气悬浮颗粒造成食品污染的风险。此外,员工不需要进入对卫生敏感的包装室中进行维护或维修工作。因此,可以在包装线周围区域营造出洁净室的条件。

• 运行方法
各个包装室均分两个阶段抽真空,以便能够在包装线上以最大循环频率运行。为此,利用临界压力梯度来使抽真空达到最快速度。

这需要使用粗真空泵机组进行初步抽真空,使用中真空泵机组抽真空达至包装压力。包装机安装有换向阀及相应的控制装置。它们控制从粗真空向中真空的过渡。

对于热成型包装机,成型站使用独立的热成型真空泵机组来供给真空。这样可以确保将之前已加热的基箔吸入到托盘模具中并加工成所需形状。

一方面,成型功能和密封功能需要以不同的真空度运行,因此分离成不同的真空站是有必要的;另一方面,密封室的双级抽真空操作需要大幅降低抽气速率。管道充当真空"缓冲器"。此"缓冲器"非常必要,旨在将包装压力保持在恒定水平,即使所有包装机都以相同的循环次数运行亦是如此。

中央真空系统完全自动化:如果需要较高的真空度,它可以启动各个真空模块;和/或如果需要较低的真空度,它可以关闭各个真空模块。如果粗真空泵、中真空泵或热成型泵机组中有一个真空泵出现故障,则备用泵将自动启动。这样可以确保包装机真空供给系统的最大运行可靠性。

• 维护
中央真空供给系统采用模块化设计,这意味着各个模块可以拆解后进行维护。此时,备用泵会自动启动。这表示甚至可以在系统运行过程中执行维护工作,而不会影响包装机的产量。相对于单个泵,中央系统中的各个旋片真空泵可以显著降低负载,从而延长维护周期。中央系统安装在生产区域之外,这也有利于维护,因为维护工作不会导致运行流程中断或卫生违规问题。

• 集成至流程控制系统中
中央真空供给系统非常适合集成至运行流程控制系统中,这意味着可以通过计算机控制和监控真空设备。可以轻松识别任何故障前兆并予以纠正,从而避免机器发生故障。可以随时调用必要的技术参数,真空管路中的压力可以通过图表形式显示。这样可以对所有流程相关数据进行评估和存档。重要信息会提供给质量保证和维修部门。



图4: 中央真空系统,与热成型包装机结合用于 30 条包装线


总结
在使用两台或更多真空包装机的系统中,操作工或运营部门的负责人应考虑如何产生真空。他们不应忘记,使用灌肠机或转鼓等设备生产时也需要真空,而这同样可以由中央真空供给系统提供。不同真空应用具有不同的真空度和抽气速率,因而真空专家必须精确分析实际情况,并据此提供量身定制的解决方案。数十年来,Dr.-Ing.K. Busch GmbH 一直帮助其遍布全球的客户设计和制造中央真空供给系统。作为全球最大的包装用真空泵制造商,普旭(Busch)的专家可以提供专业意见,并针对每个具体情况,精确评估哪个真空解决方案在经济和技术上都最为切实可行。


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