Способы дозирования и дозирующие устройства
При выборе устройства для дозирования необходимо:
1. Проверить требования к точности дозирования на основе государственных предприятий и других документальных нормативов применяемых официально ( например, требуется руководствоваться тем, что среднее суммарное отклонение не должно быть меньше номинального показателя, а индивидуальное отклонение не должно превышать 2 %;
2. Установить для каждого фасуемого продукта дисперсию вариантов отдельных способов дозирования. При большой разнице дисперсий средний показатель надо установить выше номинального уровня так, чтобы дисперсия кратная трем была выше нижнего предела. При более большой дисперсии будет происходить передозировка.
3. При анализе различных способах дозирования следует учитывать, что если средняя за отдельный период дозировка показала перерасход фасуемого продукта, нужно использовать более точный тип дозирующего устройства (дозатора) с меньшей дисперсией.
На точность дозирования продукта может влиять или ее ограничивать применяемый тип дозаторного устройства. Чаще различают два вида дозирования: весовое, определяемое при непосредственном взвешивании массы дозы, и объемное, проводимое путем определения объема конкретной массы продукта. Дозирование по весу (весовое) применяют для сыпучих, зерновых, волокнистых, штучных и слегка слипающихся продуктов. Для достижения данной цели служат весовые дозаторы различных видов и модификаций, при этом производительность, как правило, не превышает 100 доз в минуту. Преимущество весового дозатора в том, что он осуществляет непосредственное дозирование массы, поэтому независимо от изменения объема массы продукта добивается постоянная точность взвешивания. Чаще всего на весовом измерительном приборе продукта (весах) определяется масса нетто фасуемого продукта, поэтому определение массы дозы производится до начала процесса фасовки. При весовом дозировании могут применяться весы двойного действия: это значит, что весы, располагаются друг над другом (каскадом), каждый раз производят два параллельных взвешивания. На лотке верхних весов происходит грубое взвешивание - примерно 80-90 % номинальной массы продукта, затем эта масса поступает на лоток нижних весов, где более тонким потоком доводится до номинальной. При двойном взвешивании грубое дозирование производится с более высокой скоростью и быстрым наполнением, а более тонкое дозирование - с большей точностью. Производительность дозатора в зависимости от характера фасуемого продукта достигает 30-35 доз в минуту. В качестве другого примера рассмотрим дозатор для теста. В данном дозаторе в колесе с постоянным вращением расположены мерные стаканы с одинаковой массой. Грубое дозирование происходит по объему. С помощью мерного устройства происходит взвешивание каждого стакана и управление подпиткой с добавлением количества продукта до полного заполнения. Производительность весового измерительного прибора такой конструкции может достигать 60-100 доз в минуту. Надо учитывать, что точность взвешивания зависит от физико-механических свойств теста. Для сухого полуфабриката теста дисперсия составляет 0,5 %. Дозирование по массе дозы применяется для фасовки плодоовощных культур (в основном картофеля, но так же и других плодов и овощей). Процесс работы осуществляется следующим образом. Клубни картофеля поступают на калибровку, где они делятся на две фракции: крупную ( диаметр 60-150 мм) и мелкую (диаметр 30-60 мм).Данный процесс необходим для получения требуемой точности дозирования. Картофель двумя потоками (по двум разным транспортерам, для крупной и мелкой фракции) поступает в зону фасовки. В агрегате порция картофеля получается сначала грубо из крупной фракции. При наборе определенного веса происходит отключение транспортера для грубой фракции и начинает работать транспортер, подающий в мерную чашу клубни мелкой фракции картофеля. При наборе веса порции, укладывающегося в соответствующие допуски, отмеренная доза картофеля поступает в зону упаковки. Производительность такого агрегата как правило составляет 10 доз в минуту.Для дозирования по весу сыпучих, гранулированных, кристаллических и мелкоштучных пищевых и не пищевых продуктов (различного вида крупы, макаронные изделия, орехи, семена подсолнечника, песок сахарный, конфеты, чай, кофе в зернах, попкорн и т.д.), а также промышленных изделий малого размера широкое распространение нашли электронные дозирующие устройства. В объемном дозировании применяются мерные емкости различных видов (стаканчики, камеры, ковши, устройства для калибровки и т.п.)или принцип закономерности постоянства расхода продукта через мерные отверстия в единицу времени (дозирование по времени истечения продукта). Стаканчиково-револьверные дозаторы применяются для дозирования сыпучих, зернообразных, штучных не большого размера штучных, неслипающихся, не мажущихся и не порошкообразных продуктов. Недорогой, конструктивно простой и надежный в эксплуатации дозатор можно устанавливать на упаковочные машины как низкой, так и высокой производительности. Производительность таких дозаторов может достигать 400 доз в минуту. Объем дозы может изменяться за счет увеличения или уменьшения расстояния между дисками и изменения заполнения мерных стаканов (изменение внутреннего диаметра). Регулирование дозы производится с помощью серводвигателя, без остановки машины, часто прямо с места контроля массы продукта. Применяемое в последние годы дистанционное управление значительно расширило границы возможностей стаканчиковых дозаторов на высокопроизводительных фасовочно-упаковочных машинах. Камерные дозаторы также отличаются конструктивной простотой, работают по принципу объемного дозирования. Дозирующий элемент конструкции производит вращательное движение вокруг горизонтальной оси. Недостаток дозатора по сравнению со стаканчиковым заключается в том, что он не имеет возможность возможность регулировки в рабочем режиме и трудно очищается. Осуществлять объемное дозирование можно также с помощью шнекового дозатора, который используется для дозирования прежде всего порошкообразных, мелкозернистых и густотекучих продуктов. Производительность такого дозатора может достигать 100 доз в минуту. Калиброванный шнековый дозатор (градация определяется видом продукта), расположенный на осевой линии бункера, по сигналу о поступлении тары начинает работать и по установленному времени (количество оборотов шнека) выдает номинальное дозируемое количество продукта. Шнековый дозатор обладает рядом преимуществ: пригоден для дозирования порошкообразных пылящих и трудносыпучих продуктов, поскольку его конструкция закрытого типа исключает пыление; применяется при упаковке с использованием инертного газа для увеличения срока годности (в подготовленном бункере дозатора продукт не соприкасается с воздухом и его можно обдувать газом без утечки последнего); имеет наиболее простое и удобное решение дозирующего устройства, позволяющего быстро изменять дозу продукта и в случае необходимости осуществлять подпитку и точную регулировку дозы продукта с пульта управления. Для дозирования жидких пульповидный продуктов часто используются поршневые дозаторы, работа которых основана на перемещении поршня в закрытой мерной емкости (цилиндре) в целях создания требуемого объема продукта и последующего его вытеснения из этой емкости. При этом производительность дозатора как правило около 80 доз в минуту.
Дозирование плодоовщной продукции по объему с последующим определением массы и этикетированием товарной порции используется объемный дозатор ковшового типа. Дозирующие ковши устанавливаются на цепи транспортера. В нижней части дозатора размещен накопительный бункер, в который при движении цепи транспортера входит ковш-дозатор и захватывает порцию продукта (картофель, свекла, морковь и другого вида овощи и плоды). При подъеме ковша лишние клубни скатываются в бункер. Для повышения точности дозирования вибро элементом, установленным под заполненным ковшом, производятся колебания определенной частоты. Для жидких и сыпучих продуктов применяются другие устройства, в основу принципа работы которых положено истечение определенного количества продукта через мерное отверстие и единицу времени. При этом принцип дозирования является непрерывным. Величина номинального расхода определяется скоростью свободного истечения жидкости под действием силы тяжести через сливное отверстие специальной формы. Уровень жидкости в дозаторе, определяющий напор, поддерживается в гидравлической системе постоянно. Отличительными особенностями дозатора являются, повышенная точность налива больших доз, высокая производительность (более 250 л/ч). Подобный принцип дозирования используется и в дозаторах сыпучих неслипающихся продуктов.
Сочетание дозирования с управлением подпиткой представляет собой прогрессивное решение, позволяющее обеспечить высокую точность дозирования при работе крупного фасовочного оборудования. Принцип действия в подобных ситуациях схож с рассмотренным при описании сухого теста с тем различием, что доза взвешивается не в специальной мерной емкости, а прямо в упаковке. Основную роль в такой системе дозирования играют контрольные весы, с помощью которых отбраковываются только упаковки с неправильной массой. Контрольные весы устанавливаются непосредственно на упаковочной машине, где на максимально близком расстоянии от дозирующего устройства производится взвешивание массы отдельных упаковок и при обнаружении достоверного отклонения осуществляется управление работой стаканчикового или шнекового дозатора. Массу взвешиваемого продукта изменяют в направлении уменьшения отклонения от номинальной дозы. Такое управление дозированием получило название регулирования тенденции, а способ дозирования - комбинированного.