При подборе дозаторов необходимо:
Тара и упаковка;
Под ред. Э.Г.Розанцева;
М.; МГУПБ; 1999
- уточнить требования к точности дозирования на основе государственных предписаний и других официальных документов (например, требуется исходить из того, что среднее отклонение не должно быть меньше номинального показателя, а индивидуальное отклонение не должно превышать 2%);
- установить для данного продукта дисперсию вариантов отдельных способов дозирования (рис. 1). Таким образом, при большем разбросе дисперсии средний показатель надо поднять выше номинального уровня так, чтобы трехкратная дисперсия была выше нижнего предела. Как видно из рис. 1, при большей дисперсии происходит только передозировка;
- при оценке различных способов дозирования учитывать что, если средняя за год дозировка показала перерасход продукта, необходимо использовать более точный тип дозатора с меньшей дисперсией. Срок окупаемости такого устройства определить несложно. Совершенно очевидно, что при дозировании продукта высокого качества дорогостоящее и точное дозирующее устройство быстро себя окупит.
Рис. 1. Влияние способа дозирования на его точность.
На точность дозирования может влиять или ее ограничивать применяемый тип дозаторного устройства для данного продукта.
В основном различаются два вида дозирования: весовое, осуществляемое при непосредственном взвешивании массы дозы, и объемное, осуществляемое путем определения объема конкретной массы продукта.
Ниже перечислены различные типы дозаторов, применяемые в пищевой промышленности:
- стаканчиковый – пригоден для дозирования сыпучих, зернообразных, небольших штучных, неслипающихся, немажущихся и непорошкообразных продуктов; производительность 400 доз/мин;
- шнековый – применяется для дозирования порошкообразных, пульповидных и слипающихся продуктов; производительность 100 доз/мин;
- поршневой – используется для дозирования жидкостей и сильно слипающихся продуктов; производительность 60 доз/мин;
- весовой – пригоден для дозирования сыпучих, зерно- и порошкообразных, волокнистых, небольших штучных, слегка слипающихся продуктов; производительность – до 100 доз/мин.
Ниже рассматриваются приемы дозирования, наиболее часто встречающиеся при фасовке зерно- и порошкообразных продуктов.
Возможно, что стаканчиковый дозатор наиболее часто используется для дозирования неярко выраженных зерно- и порошкообразных продуктов. Недорогой, простой по конструкции и надежный в работе дозатор (рис. 2) можно установить на упаковочных машинах как низкой, так и высокой производительности. Объем дозы может изменяться путем увеличения или уменьшения расстояния между двумя дисками. Регулирование дозы производится с помощью серводвигателя без остановки машины, часто прямо с места контроля массы продукта. Применение в последние годы дистанционного управления значительно расширило границы применения стаканчиковых дозаторов на высокопроизводительных упаковочных машинах.
Рис. 2. Стаканчиковый дозатор:
- подготовительный бункер;
- верхний лист;
- верхний стаканчик;
- нижний лист;
- нижний стаканчик;
- запорная заслонка;
- воронка;
- регулирование дозы;
- упаковка.
Камерный дозатор также отличается простотой конструкции. Работает он по принципу объемного дозирования (рис. 3). Дозирующий элемент производит вращательное движение вокруг горизонтальной оси. Недостаток дозатора по сравнению со стаканчиковым заключается в том, что его невозможно регулировать в рабочем режиме и трудно чистить.
Рис. 3. Камерный дозатор с регулированием размера камеры:
- бункер;
- камера;
- двухслойный барабан;
- шнек;
- червячное колесо;
- дно камеры (кран с левой резьбой);
- дно камеры (кран с правой резьбой);
- поводковая гайка;
- выходная воронка;
- камера.
Осуществлять объемное дозирование позволяет также шнековый дозатор, который целесообразно использовать для дозирования прежде всего порошкообразных, мелкозернистых и густотекучих продуктов. На рис. 4 показан принцип работы шнекового дозатора.
Рис. 4. Шнековый дозатор:
- питающий шнек;
- датчик уровня;
- мотор;
- привод и тормоз;
- смеситель;
- дозаторный шнек;
- измерительное гнездо;
- задвижка.
Калиброванный шнековый дозатор (градуировка определяется видом продукта), расположенный на осевой линии бункера, по сигналу о поступлении тары начинает работать и по установленному времени или при необходимости высокой точности по установленной частоте вращения шнека выдает дозируемое количество массы продукта.
Преимущества шнекового дозатора заключаются в том, что он:
- пригоден для дозирования порошкообразных продуктов, поскольку его закрытая конструкция исключает распыление;
- применяется при упаковке с использованием инертного газа (в подготовительном 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 осуществлять в случае необходимости подпитку.
Преимущества весового дозатора выражаются в том, что он позволяет осуществлять непосредственное дозирование, поэтому при изменении объема массы продукта обеспечивается постоянная точность взвешивания. Как правило, на дозаторных весах определяется масса нетто продукта, поэтому определение массы дозы производится до фасовки.
Рис. 5. Двойные дозаторные весы для сыпучих продуктов:
- устройство, подающее продукт;
- грубое взвешивание;
- предварительное взвешивание;
- тонкое взвешивание;
- основные весы.
На рис. 5 показаны весы двойного действия; это означает, что весы, расположенные друг над другом, каждый раз производят два параллельных взвешивания. На чашке верхних весов производится грубое взвешивание – примерно 80-90 % номинальной массы продукта, затем эта масса более тонкой струей поступает на чашку нижних весов, где доводится до номинальной. При двойном взвешивании грубое дозирование производится с высокой скоростью и быстрым наполнением, а более тонкое дозирование – с большей точностью. Производительность дозатора в зависимости от характера дозируемого продукта и может достигать 30-35 доз в минуту.
В весовом дозаторе для теста в постоянно вращающемся колесе расположены мерные сосуды с одинаковой массой. Грубое дозирование на них происходит по объему. С помощью мерного устройства производится взвешивание каждого сосуда и управление подпиткой с добавлением недостающего количества продукта. Производительность весов такой конструкции может достигнуть 60-100 доз/мин. Естественно, точность взвешивания зависит от размеров теста, так как для сухого полуфабриката теста дисперсия составляет 0,5 %.