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铝质易拉罐饮料生产线洗罐水节能回收设计

作者:user 来源:  日期:2019-11-29 21:48

摘 要:铝质包装材料在包装领域有广阔的发展前景,其制品易拉罐已逐渐取代玻璃瓶、铁罐成为国内外饮料行业最广泛使用的包装材料,与之生产线的优缺点也发生变化,而目前国内外饮料生产线基本还是沿用以前的生产线,造成水资源浪费。通过分析探究铝质易拉罐材质和饮料生产工艺,设计一套洗罐水自动化控制回收节能装置,降低用水成本和生产用水排污费用,为饮料行业设计易拉罐生产线优化改造提供参考信息。 
  目前国内外饮料灌注生产线的设计基本为混合、灌装、杀菌(暖瓶)和包装,其中易拉罐洗罐使用软化水或反渗透水冲洗,封盖后产品罐身冲洗排掉,洗罐水一直处于开启状态,没有考虑是否自动控制与可以回收利用。目前,洗罐设备设计没有考虑到这两点。而杀菌用水一般使用自来水或者软化水,为了降低成本,一般企业选择用自来水杀菌,自来水中的钙镁离子遇到喷涂不完整的铝罐时,在加热杀菌时会出现罐底外表面呈现黑色斑点状而产出不良品。因此,本文开展洗罐水自动化控制及回收至杀菌机可行性与实用性分析评估,洗罐设备改造成可回收至杀菌机的自动控制装置。 
  1 回收可行性评估 
  (1)评估指标。①使用洗罐回收水后杀菌机水质指标满足:pH在6.5~8.0,浊度≤1NTU的要求。 
  ②使用洗罐回收水后杀菌机温度波动符合设置控制值:1-10#:28~35 ℃;2-9#:(55.0±1.0)℃。③使 
  用洗罐回收水后,杀菌机水压符合控制范围值:0.03~0.05 MPa。④当洗罐水量达不到控制值时,杀菌机自动补水、排水系统能正常运行,整个杀菌系统不受回收的洗罐水影响。 
  (2)通过测算,每小时用4~5 t的软化水或反渗透水用于洗罐清洗。 
  (3)洗罐水汇集管道安装阀门,通过开展杀菌机水质变化的跟踪验证,当每小时用1~2 t洗罐水冲洗已封盖的产品外表面符合杀菌水质指标要求(pH在6.5~8.0,浊度≤1 NTU),即每小时有富余的洗罐水可以回收利用。 
  (4)洗罐用水为软化水或反渗透水,硬度≤50 mg/L 
  (自来水硬度≤450 mg/L),有利于预防铝制品表面因水质硬度过高而在杀菌加热过程出现黑斑缺陷。 
  2 自动、回收控制装置设计 
  产线洗罐槽冲罐水原为常开或直供模式,在设备停机或无空罐的情况下,冲罐水持续运行,造成水电浪费。现通过对洗罐槽增加电磁阀、电眼装置,并连接冲罐电接点压力表和灌注机进罐信号进行防呆控制。当电眼检测有罐时自动开启冲罐水及压缩空气,无罐时延迟时间关闭冲罐水及压缩空气,形成自动控制,在保证空罐清洗要求的前提下节能降耗。 
  洗罐水→两路分流→新增一路进入杀菌机补水系统→杀菌机水质指标控制→杀菌机水温指标控制→杀菌机自动排水系统排放。 
  (1)设计、实施改造。①通过在原来的基础上,在洗罐槽前安装易拉罐洗罐节水控制器,改造需要控制的关键点。②在原来洗罐水对空罐喷淋冲洗后,在洗罐槽内汇聚经罐面冲洗后排水管排掉,增加装置在罐面冲洗前进行两路分流,其中一路回收至杀菌机利用。 
  (2)设计方案。①洗罐水自动控制装置结构。易拉罐洗罐节水控制器设计(供水水泵、压力感应装置、供水水管、管路电磁阀、手动阀、电接式压力表、输罐索道处的接近开关、止罐器和罐装机控制器。供水水泵与压力感应器通过电信号连接,通过供水水泵出口管道压力的变化控制泵的开/关。管路电磁阀与罐装机的止罐机构、输罐索道的接近开关通过电性连接,通过止罐器开/关和接近开关处的感应信号控制管路电磁阀的开/关。电接点压力表与止罐器通过电信号连接,当电接点压力表感应到水压低于要求时,给止罐器一个信号,止罐器停止进罐能有效对洗灌水水压进行防呆。罐装机控制器与止罐器、管路电磁阀通过电性连接,可以控制止罐器、罐路电磁阀的开/关。②自动控制原理。索道电眼。开启自动模式时,索道上感应电眼感应到有罐时立即启动冲灌水动力水泵,并打开进水电磁阀,冲罐水能在罐子进入洗罐机时达到水压要求。当索道上的感应电眼处没罐子时,延时40 s关进水电磁阀,再延时60 s停止水泵运行,重新感应到有罐子时重复a的控制。止罐器。止罐器与电眼联动,(当索道满罐)止罐器关闭延时40 s关闭进水电磁阀,止罐器关闭延时60 s停止水泵运行。当打开止罐器开关时,并且水压达到要求(由电接点式压力计控制),才能打开止罐器,进罐。手动开关。手动开关旋钮,处在开的位置为水泵常開、冲罐进水电磁阀常开,即冲罐水一直运行,此模式为洗罐槽CIP清洗时使用。当开关旋钮处于关的位置,为冲罐槽系统能自动控制。③洗罐水回收至杀菌机装置设计。洗灌水对空罐喷淋冲洗后在洗罐槽内汇聚经排水管排掉。排水管分两路:至罐身冲洗管道,罐身冲洗后水直接排地沟污水处理;至杀菌机补水水箱,作为冷却用水。排水管有手动阀门可以控制罐身冲洗水流量与回收至杀菌机水流量,可以有效控制好罐身的冲洗效果,防止罐身糖浆污染巴氏杀菌机用水水质和将部分的水回收至杀菌机作冷却使用。 
  3 改造后开展验证 
  ①电路自动化控制系统验证。②自动化控制后洗罐效果验证。③洗罐水回收杀菌机验证。 
  4 结果分析 
  (1)按照现有的洗罐工艺,开展3次异物洗罐效果验证试验,100%冲洗干净,验证自动化改造后达到洗罐工艺要求。 
  (2)连续检测回收水至杀菌机的洗罐水: 
  pH 6.81~7.06、浊度0.1~0.3 NTU。符合杀菌机水质使用要求:pH在6.5~8.0,浊度≤1 NTU。 
  (3)洗罐水回收杀菌机补水水箱,自动补水、排水系统能正常运行,整个杀菌系统不受回收的洗罐水影响。 
  5 结论 
  通过开展实验及投入生产跟踪,洗罐设备改造成自动化控制及将部分洗罐水回收到杀菌机在生产线取得成效,通过选取改造后其中一台杀菌机用水与改造前对比,改造后平均每天节水60 t。改造后的杀菌机用水为软化水或反渗透水,其抑菌效果比自来水差,通过在杀菌机进水水箱通过定期添加抑菌剂措施控制水质不变差,同时增加对水箱过滤网的检查频率措施来控制水质不变差。节能绿色生产是我们的使命,创新是发展的灵魂,通过探讨铝质易拉罐饮料生产线洗罐水节能回收改造,希望能为有需要的企业或者生产设备提供研究的方向。

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