食品工业,生产线上的处理系统

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食品行业正在寻找功能和成本之间更好的平衡。最简单的方法也是选择合适的系统来处理原材料、半成品和成品。

食品工业的运作依赖于对物料的有效处理。产品的生产和安全也在很大程度上取决于工厂内的运输:原材料、半成品和成品。充分利用内部处理意味着消除不必要和浪费的时间。公司必须确定最佳的可能路径,并使用最合适的工具。内部处理系统的基本原理是在上世纪初发展起来的。

创新是自动化、计算机技术和电子学发展的结果。传统的控制系统采用“作用-反作用”原理。它使用放置在传送带上的接近传感器或光电池,以及由下游输送系统发送的少量其他状态信息。例如,早期安装在生产线上的传感器控制着传送带定心的自动系统。这一原理至今仍在使用,并由传感器控制皮带边缘的位置。

信号被发送到控制辊,必要时,控制辊正确地重新定位皮带。随着工厂变得越来越复杂,效率低下的风险也在增加。新技术使系统提供的传感器与其他机器的传感器之间的连接成为可能。因此,系统可以监控整个生产线,并根据收集到的数据调整其运行。

内部产品处理

食品生产线上的物料处理可能占公司活动的80%,占其运营成本的50%,即使它不会为生产过程增加价值。灵活和高效的系统是必不可少的,在设计时要考虑到一些经典问题:需要处理什么?什么时候、在哪里、怎么做?谁做的?内部处理的设计遵循三个基本原则:标准化、模块化和灵活性。

所选择的解决方案必须涵盖尽可能多的活动,在公司的不同环境条件下操作,确保很少或零操作干预的安全,不得浪费产品或污染工作区域。其他重要的方面是通过尽可能地利用重力来减少能源消耗,在垂直、水平或混合方向上合理利用可用空间。该系统必须设计为管理理想的公司增长,避免新的和昂贵的投资。

传送带

传送带是最流行的解决方案之一:它们可以加载,连接或绕过皮带;它们用于将原材料、半成品或成品从一个生产步骤连接或转移到下一个生产步骤。这些是一般的产品运输应用,对准和转移产品散装或托盘;去除洗涤水;进入/离开烤箱或冰柜;用于在包装前分拣水果、蔬菜或其他产品的皮带。操作员负责消除人工分拣带上的废料。

自动分拣系统使用不同的原理。垃圾分类可以通过压缩空气来完成,因为合规产品和垃圾的重量不同。选择也可以根据他们的不同密度,或根据他们的不同颜色,使用更先进的光学分选系统。输送机由AISI 304或铝合金框架组成;皮带:在平面上或滚轮上运行的皮带;电动机;通常放置在机架末端的回轮。

最常见的附加组件是驱动和张力组件,皮带定心系统,产品偏差器或蓄能器和传感器。皮带可以是平的,也可以是凹的,即由一对v形滑动辊支撑。今天,有不同类型的传送带为特定的应用而设计。例如,具有持久抗菌和抗生物膜效果的皮带确保了高水平的卫生(ISO 22196)。

有高耐油性和润滑脂的皮带,或具有低毛细度的特性(G11-FDA 2011),耐裂纹,耐切割,耐磨损。也有一些带,虽然受到很大的热波动,但保持很大的灵活性;高强度塑料网带用于清洗和运输蔬菜,水果和冷冻食品,以及排液体和分类固体残留物。

一些技术特点

金属结构不应因产品重量、皮带张力和地板不平而变形。支撑防静电带的金属部件必须有“接地”连接,以排出防静电带本身积累的静电电位。采用滑动平面支撑输送带,输送产品稳定性好,输送带定心不准确时不合格率低。皮带也有横向振荡的可能。

滑带的材质影响皮带/平面的摩擦系数,限制或提高系统的噪声,减少或增加皮带的磨损。滑动平面必须与皮带对齐,并具有圆形边缘。整个结构必须定期清洗,以防止摩擦系数增加和皮带过早磨损。在倾斜输送机中,承载面上采用带肋带或型材,以防止输送产品倒转或掉落。根据输送物料的特性和输送带的倾角,确定最合适的类型和高度。

Rollertrack输送机

如果跑道很长,载荷很重,可以用轮滑轨道代替滑动平面。这种解决方案减少了摩擦、周边力和牵引力。被输送的产品与传动带/链条的运动方向相反。在存在相当大的负载时,例如用于水果和蔬菜消毒的塑料盒,滚筒之间的距离必须小于装载单元长度的一半。只有这样,每个负载单元才能至少支承在两个滚轮上。

一些关键阶段

在产品装载过程中,由于落在皮带上的产品与皮带本身之间的冲击以及这两个系统组件之间的相互运动,皮带受到机械应力。为了对皮带的运动方向产生最小的影响,通常的规则是尽可能将物料加载在皮带的中心。如果路径涉及产品部分的横向偏移,则根据需要安装刚性定向偏移器、带动力驱动放电带的偏移器、直角侧向偏移器或可移动偏移器。

在这些情况下,偏差器和皮带不能接触,施加在皮带上的横向力应受到限制。如果输送机向上移动,则皮带牵引在系统的开始;如果它向下移动,尾部牵引是可取的,因为,如果必要的话,它可以起到刹车的作用。最大水平差取决于产品的重量,其结构特性,表面光洁度,输送带的操作条件(速度,运行/停止,振动)以及环境条件(湿度,温度,污垢)。

在弯曲截面的情况下,转角可以在30°到180°之间。在曲线中,输送的产品保持其位置,但曲线产生很高的横向力,将皮带拉向曲线的中心点。这些力必须被输送机的金属元件吸收。在某些应用中,用一系列彼此平行运行的较窄的皮带代替单个大皮带是可取的。粗大的杂质落在输送带之间,立即从输送的产品中分离出来。此外,在非常潮湿或潮湿的产品中,在处理过程中多余的水会流出。

槽式输送机

一些散装产品需要使用槽式输送机。装载区的带式支撑由两组或多组托辊或一个槽状输送平面组成。在加载区,皮带在载荷下的曲率程度不得超过支撑辊之间中心距离的1%。调整速度,最大限度地减少产品损耗。例如,对于散装谷物输送,行业专家建议平均带速为2.5至2.8米/秒,但永远不要超过3.5米/秒。设备成本通常会随着距离的增加而降低。

斗式提升机

当水平空间较小时,首选斗式提升机,它适用于移动不同高度的颗粒或粉末。输送速度是根据被加工产品的特性、储存时间以及谷物在此期间可能破裂的风险来计算的。

斗式提升机由连接在链条或皮带上的桶组成,这些桶围绕两个滑轮旋转,一个在顶部,另一个在底部。根据输送需要和所处理产品的化学特性,桶可由钢(碳素、耐磨、不锈钢)或塑料制成。在食品工业中,斗式提升机用于粮食运输,通常用于储存或生产中使用的散装产品的高度转移。

产品被装入向上移动的桶中,并通过重力或离心力释放。系统容量取决于链/带的速度和每米桶的数量。电梯的长度从几米到50多米不等。斗式提升机的容量范围为2 ~ 1000t /h。根据上下料是在机器的同一侧还是相反的一侧,可以有不同的配置。

如果桶面朝同一方向,它们将在机器底部填充产品;相反,如果装卸在相对的两侧,则桶直接从装载料斗重力填充。最新一代的电梯配备了具有防带错轨功能的感应传感器:传感器可以跟踪运行空间内的带,并检测带的任何异常横向错轨。产生的信号可以用作警报或作为输入到一个额外的安全系统,停止机器。

滚动传送机

卷轴输送机是连续的输送机,用于输送和提升松散的材料,小块或粉状,通常用于从筒仓装卸。螺旋桨可以采用一种或两种原理,恒定螺距,增加螺距以获得更好的物料加药,减少螺距以压缩物料,以应对非环境压力容器。

该系统通常用于短距离,成本低于相同长度和容量的皮带系统。卷轴是低维护,完全封闭,因此提供了一个紧密的密封,防止灰尘。另一个重要的优点是它们的结构简单。根据待处理产品的特性(磨损、堆重、粒度、湿度、腐蚀性化学品),不时调整材料的选择和所有部件的尺寸。碳钢或不锈钢通常用于涡旋结构。

气力输送

气动输送在封闭管道中进行。当空间相对有限或材料必须通过抽吸从多个来源转移并定向到单一目的地时,使用它。只输送湿度很低的物料。物料的运动是通过管道中的气流(吸气)或压力(推力)来获得的。空气通常用于输送材料,或者根据需要,可以使用不同的气体,如氮气,惰性气体使其适合输送潜在爆炸性材料。

气体可以通过泵、鼓风机或吸力装置来处理。管道上的空气压力由管理它并产生压力或真空的设备决定。如果该装置位于管线的起始位置,则管线在压力下工作;如果它位于生产线的末端,则生产线在真空下工作。这些参数主要根据流量特性、粒度、必须输送的产品的比重、输送线的外形(压降)和期望的性能而变化。

物料可连续移动或分批移动。如果物料以悬浮形式在空气中输送,这种输送称为稀相输送(通常是非磨蚀性粉末或颗粒),而不沿管内壁流动。如果物料以低速移动,而不是悬浮,通过整个管道,这种传输称为密相传输。

致密相输运的特点是产品与空气效率比高(每1公斤产品载气30升)。低运输速度保持质量和完整性的任何类型的材料:易碎,研磨,细腻,混合或倾向于结块。当气流速度低于稀相和密相时,输运处于半密相,中间压力和气积比都有一定的限制。