Энергоэффективная подача вакуума для мясоперерабатывающих заводов

Концепция интегрированной упаковки, гарантирующая гигиеничную, надежную, быструю и эффективную упаковку готовой продукции, представляет собой важный компонент в современном производстве мясных и колбасных продуктов. Поэтому современные мясоперерабатывающие заводы постоянно работают над оптимизацией своих производственных процессов и интеграцией упаковочных линий в общий рабочий процесс. Правильный выбор систем генерации вакуума оказывает существенное влияние на эксплуатационную надежность и экономическую эффективность упаковочного процесса. В зависимости от размера завода и задействованных производственных мощностей существует ряд вариантов подачи вакуума. Далее описаны указанные альтернативы и приведены соображения, позволяющие выбрать оптимальное решение с точки зрения используемых технологий и экономической эффективности.

Вакуумная упаковка мясных и колбасных продуктов обладает рядом решающих преимуществ: удаление воздуха из упаковки радикальным образом уменьшает содержание в ней кислорода, что снижает активность бактерий, потребляющих кислород, и, соответственно, значительно увеличивает срок хранения продукта. Кроме того, вакуумная упаковка гигиенична и обеспечивает привлекательный внешний вид продуктов. На рынке доступен широкий ассортимент машинного оборудования для вакуумной упаковки, что позволяет выбрать упаковочную машину в соответствии с любыми требованиями к упаковке. Вне зависимости от конструкции или размера у этих упаковочных машин имеется одно сходство: для всех них необходимо генерировать вакуум, чтобы обеспечить соответствие вакуумной упаковки нужным требованиям. Этого можно добиться с помощью встроенного или отдельного вакуумного насоса. Другие альтернативы включают в себя системы централизованной подачи вакуума, к которым подключаются несколько упаковочных машин.

Встроенный вакуумный насос

Обычно вакуумный насос имеет встроенное или отдельное исполнение и устанавливается в непосредственной близости от любой вакуумной упаковочной машины: упаковочной машины с вакуумной камерой, трейсилера или термоформовочной упаковочной машины. Для этой цели применяются практически исключительно масляные пластинчато-роторные вакуумные насосы (рис. 1). Этот тип вакуумного насоса, разработанный специально для упаковочной промышленности компанией Busch Vacuum Solutions в 1960-х годах, долгое время был стандартом для вакуумной упаковки. Постоянное техническое усовершенствование гарантирует, что эти насосы всегда соответствуют современному уровню развития техники. Во всем мире эксплуатируются миллионы подобных изделий. В новейшем поколении этих вакуумных насосов было оптимизировано энергопотребление — оно на 20 % меньше, чем в предшествующих моделях.

Вакуумный насос — как встроенный, так и установленный отдельно рядом с упаковочной машиной — представляет собой самый простой и наиболее распространенный способ генерации вакуума для упаковки. Короткие трубы между вакуумной камерой, станцией запайки и вакуумным насосом гарантируют быстрое удаление воздуха из упаковки. Термоформовочные машины более крупного размера с большими объемами упаковки могут также оснащаться двухроторными бустерными вакуумными насосами Рутса. Сочетание пластинчато-роторных вакуумных насосов с двухроторными бустерными вакуумными насосами Рутса позволяет достигать более высоких скоростей работы, тем самым уменьшая время простоя насоса. На практике это означает сокращение длительности рабочего цикла и, соответственно, увеличение количества упакованных продуктов в единицу времени. При использовании нескольких термоформовочных машин следует учитывать необходимость по меньшей мере частичной централизации подачи вакуума.

Частичная централизация

При частичной централизации (рис. 2) пластинчато-роторные вакуумные насосы выносятся за пределы цеха, где осуществляется собственно упаковка, и устанавливаются в централизованную систему генерации предварительного вакуума для всех упаковочных машин, расположенную в отдельном помещении. Сухие безмасляные двухроторные бустерные вакуумные насосы Рутса устанавливаются непосредственно в упаковочные машины и подсоединяются к центральной системе генерации предварительного вакуума с помощью труб. Создание частично централизованной системы оправдано в том случае, если в одной зоне рядом эксплуатируются от двух до пяти упаковочных машин. Если используется больше упаковочных машин, то расходы чрезмерно возрастают из-за необходимости установки двухроторных бустерных вакуумных насосов Рутса в отдельные машины. В этом случае рекомендуется сделать подачу вакуума полностью централизованной.

Центральная подача вакуума

Полная централизация подачи вакуума (рис. 3 и 4) обычно представляется целесообразной с экономической точки зрения при наличии шести и более упаковочных машин. Как правило, можно с уверенностью предполагать, что для централизованной подачи вакуума требуется существенно меньшее количество вакуумных насосов, если сравнивать с установкой отдельных вакуумных насосов вдоль упаковочных линий. Если система подачи вакуума последовательно преобразуется из децентрализованной в централизованную, то существующие вакуумные насосы можно интегрировать в новую централизованную систему, что позволит уменьшить капиталовложения. Не следует недооценивать и значительное снижение расходов на электроэнергию при использовании двухроторных бустерных вакуумных насосов Рутса. Требования к охлаждению, предъявляемые к системе кондиционирования воздуха, также снижаются, поскольку вакуумные насосы располагаются за пределами упаковочного цеха. Это, в свою очередь, однозначно снижает общее потребление энергии и позволяет сделать выбор в пользу централизованной системы.

Перенос всех вакуумных генераторов за пределы производственного и/или упаковочного цеха устраняет опасность загрязнения пищевых продуктов масляными аэрозолями. Кроме того, сотрудникам больше не нужно входить в упаковочный цех для выполнения технического обслуживания или ремонта и ставить под угрозу соблюдение высочайших требований к гигиене. Соответственно, в зоне вокруг упаковочных линий возможносоздание условий «чистой комнаты».

Отдельные упаковочные камеры вакуумируются в два этапа, что позволяет увеличить частоту циклов упаковочных линий до максимума. Для этого используется критическое значение перепада давления, которое обеспечивает максимально быструю вытяжку воздуха.

Подобный процесс требует наличия блоков насоса грубого вакуума для начального вакуумирования и среднего вакуума — для вакуумирования до давления упаковки. К упаковочным машинам подсоединены реверсивные клапаны с контроллерами. Они контролируют переход от грубого вакуума к среднему.

Для термоформовочных упаковочных машин поставляется формовочная станция, которая использует отдельный блок вакуумного насоса для термоформования. Это гарантирует, что предварительно нагретая базовая пленка будет втянута в форму лотка и примет нужную форму.

С одной стороны, такое разделение необходимо, потому что функции формования и уплотнения требуют разной степени вакуума, а с другой стороны, потому что при двухступенчатой вытяжке воздуха из камеры запайки скорость откачки значительно меньше. Трубопроводы выполняют функцию вакуумного буфера. Буфер необходим для поддержания давления упаковки на постоянном уровне, даже если все упаковочные машины работают с одинаковым количеством циклов.

Центральная вакуумная система работает полностью автоматически: она активирует отдельные вакуумные модули для достижения более сильного разрежения и отключает их для повышения давления. Если вакуумный насос в блоках насосов для грубого или среднего вакуума, а также термоформования выходит из строя, то автоматически запускается резервный насос. Это обеспечивает максимально надежную подачу вакуума в упаковочные машины.

Центральная система подачи вакуума имеет модульную конструкцию. Отдельные модули при необходимости можно отключать для технического обслуживания. При этом автоматически активируется резервный блок. Техническое обслуживание можно проводить прямо в процессе эксплуатации без ущерба для производительности упаковочных машин. В централизованной системе пластинчато-роторные насосы подвергаются меньшей нагрузке в сравнении с отдельными узлами, благодаря чему увеличивается интервал технического обслуживания. Установка централизованной системы за пределами производственного цеха также несет в себе преимущество: нет необходимости прерывать производственный процесс и нарушать гигиену.

Централизованные системы подачи вакуума очень хорошо подходят для интеграции в систему управления технологическим процессом. Это предполагает управление вакуумной установкой с компьютера и ее мониторинг тем же способом. Любые признаки приближающихся неисправностей можно с легкостью идентифицировать и устранить до отказа машин. К техническим параметрам имеется постоянный доступ, а давление в вакуумных линиях отображается на графике. Это дает возможность оценки и архивации всех данных технологического процесса. В отделы контроля качества и ремонта поступает ценная информация.

Сводные данные

В системах, использующих две и более вакуум-упаковочные машины, оператор или руководитель отдела эксплуатации должен принимать во внимание способ генерации вакуума. Нельзя забывать и о том, что производство с использованием, к примеру, устройств для наполнения колбасных изделий или опрокидывателей также требует наличия вакуума, который тоже может создаваться централизованной системой подачи вакуума. При выполнении разных задач, требующих использования вакуума, применяются различные уровни вакуума и скорости откачки. Поэтому специалисты по вакуумному оборудованию должны иметь возможность точно оценить текущую ситуацию, а затем предложить решения для конкретных случаев. Уже многие десятилетия Dr.-Ing. K. Busch GmbH помогает своим клиентам по всему миру, проектируя и производя системы централизованной подачи вакуума. Являясь крупнейшим в мире производителем вакуумных насосов для упаковки, компания Busch предлагает экспертные консультации специалистов и точный расчет наиболее выгодного с экономической и технической точки зрения решения в области создания вакуума.