Вакуумный наполнитель

Вакуумный наполнитель - это машина, используемая для заполнения пасты . ^{[ 1 ]} Пастообразные продукты перемещаются с помощью системы подачи клеток лобовых ячеек под вакуумом .

Цель

Выравнивание веса предварительно упакованных товаров в пищевом секторе, особенно тех, которые связаны с вязкими или пастовыми продуктами, придает чрезвычайно высокие требования к воспроизводимой точности систем заполнения и порции. Для достижения этого технические и технологические необходимо учитывать проблемы, а также специфичные для продукта характеристики. В дополнение к вышеупомянутым факторам требования к качеству конечного продукта являются ключевой проблемой при выборе или реализации решения технического процесса. Разработка вакуумных машин заполнения позволила выполнить как технические, так и связанные с качеством требования.

В пищевом секторе перемещают или транспортируют жидкости с помощью технологии насоса. В разговорной речи это известно как наполнение или порция. Используются различные типы насосов, в зависимости от типа заполнения продуктов для перемещения. Вакуумные наполнители с системами подачи клеток и вакуумным кормлением обычно используются для вязких продуктов. Продукты транспортируются с помощью бункера с помощью кормления, системы подачи клеток в вакууме и соответствующего объема изгнания в корпусе насоса. Это в основном принцип объемного подачи, который означает, что определенный вес определяется через объем . В дополнение к системам подачи ячейки лобко ^{[ 2 ]} Также известные как насосы роторного лопата , существуют также системы подачи винтовых шнеков, зубчатые системы подачи колес и эвакуированные подъемные цилиндры. Со всеми этими системами транспорт достигается путем объема изгнания под вакуумом. Вакуумные наполнители традиционно используются в индустрии переработки мяса, а также в других секторах питания. Они также могут быть найдены в некоторых секторах, которые не питались. Вообще говоря, вакуумные наполнители могут быть использованы для заполнения пасты и сжимаемых продуктов.

История

Первый вакуумный наполнитель был разработан в начале 1960 -х годов. Технология была уточнена с тех пор.

Требования/эффекты

Выкачаемость вязких или пастообразных продуктов оказывает ключевое влияние на надежную функцию вакуумного наполнителя. Заполнение продуктов в продовольственном секторе можно охарактеризовать с помощью различных различных свойств, связанных с их перекачиваемостью («FILLIBAILE»). Это либо физические характеристики, которые могут быть измерены напрямую, либо это сенсорные атрибуты.

Содержание газа/плотность: Содержание газа также называется «содержание воздуха». Содержание воздуха в жидкости - это процентная доля воздуха, которая попадает в жидкость во время шлифовальных/смешивания. Это может быть измерено с использованием специального аппарата и имеет прямую связь с плотностью жидкости.
Сжимаемость: Сжатие зависит от содержания воздуха в жидкости. Высокий уровень сжимаемости связан с высоким содержанием газа в жидкости.
Viscosity: Viscosity is a measure of the consistency of a fluid. The higher the viscosity, the higher the consistency of the fluid is (it is less fluid); the lower the viscosity, the lower the consistency of it is (more fluid). Highly-viscous filling products in the food processing industry are primarily found in the meat, bakery products and convenience food sectors. These highly-viscous substances are commonly referred to as being “pasty”. The fluidity is the basic requirement for the pumpability of a fluid. The viscosity can also be determined using suitable rheological measuring apparatus. In the food sector, the viscosity is primarily dependent on the fluid content of the filling product.
Temperature: The temperature is a key factor for pumpability as it has a direct effect on the viscosity as well as on the product quality.
Texture, fibrousness, dimensions of the inserts: Specific sensory characteristics of a filling product have a significant effect on the assessment of the fillability and compliance with the precise weight.
Weight accuracy: With the help of modern filling technology in the food sector, accurate portioning with a difference of up to 1% in relation to the required volume of a portion can be achieved.

Mode of operation

The key element of a vacuum filler is the vacuum filling principle. The filling product is fed into the feed system mechanically via a hopper with actively driven feeding auger, as well as via vertical “vacuum suction”. Pre-evacuated cells of a vane cell feed system move underneath the hopper. The pressure difference relative to the ambient pressure (underpressure) caused by the evacuation ensures that the cells are filled with product. The feed system moves continuously, thus generating a continuous filling flow. The product is portioned by means of cyclic movements of the feed system. Each cell of the feed system has a particular volume. The portion is defined by the rotation distance of the rotor. The portioning volume is therefore set in the control system by multiplying the rotor's rotation distance by the number of the feed system cells within it. The portion weight must be determined in the control system via the portion volume parameter with the aid of scales.

Structure and technical requirements

Vacuum fillers are primarily used in the food trade and in the food industry. Special criteria apply to the design of machines in the food sector due to specific hygiene standards and hygiene regulations. This includes, for example, ensuring that they are easy to dismantle, have level surfaces and seals that can be rinsed from the rear, no dead spaces, ergonomic shapes, a small range of parts and detectable materials/materials suitable for food use. Relatively aggressive ambient conditions, such as reactive detergents, reactive or abrasive filling media, intensive high-pressure cleaning and extreme ambient temperatures, are also faced.

Vacuum fillers are therefore made of a high proportion of stainless steel with a very robust design. Moving parts can be easily dismantled and can be cleaned individually. In addition to the mechanical or design-related issues, complex electronic components in a vacuum filler also have to be taken into account.

Vane cell feed system with hopper

The vane cell feed system mainly consists of a rigid pump housing with attached side plate that is fixed to the pivoting hopper, and a removable rotor with pump vanes and cam. Depending on the machine size there are various different sizes of vane cell feed systems with parts with appropriate dimensions. The hopper can be swivelled to clean and dismantle surfaces and parts that come into contact with filling product. The driven rotor with an appropriate number of slots is located in the pump housing, in which pump vanes form cells with defined volumes when the machine is closed, supported by the cam. Induced by the rotor movement when the machine is started, the cells move in the direction of the vane cell feed system outlet and therefore ensure that a defined product flow is achieved. The weight accuracy of a feed system is partially dependent upon the production precision of the parts and their degree of wear.

Vacuum system

The cells are filled by evacuating the vane cell feed system. By applying a vacuum via a vacuum pump, the filling products are gently drawn out of the hopper into the feed system as soon as an evacuated cell moves underneath the hopper. The vacuum pump is protected by an integrated water separator. The level of vacuum can be set according to the filling product. In addition to the feed effect, the filling product is simultaneously evacuated to a certain extent (approx. 2–4 %). This means that the air content of the filling product decreases and the filling product becomes denser.

Feeding

The term feeding in the context of vacuum fillers refers to actively moving the filling media in the direction of the lower part of the hopper to support the vacuum approach within the hopper. Feeding is achieved by using moveable feeding augers with scrapers/rigid counter arms. The feeding auger is driven in synchronisation with the rotation of the rotors. Due to the special geometry of both augers and the parallel rotation movement, the filling product is moved vertically in the direction of the vane cell feed system. The required feed intensity depends on the viscosity of the media to be filled. Less active feed is needed with low-viscosity media than with high-viscosity product. There are therefore a variety of combinations or versions of the parts involved in the feeding process.

Machine base

The machine base acts as the stand for a vacuum filler. For hygiene reasons, bases are made completely of stainless steel. The compact machine base is designed to ensure that it can be moved easily using lifting equipment.

Lifting device

Lifting devices allow the hopper to be loaded using standard trolleys. They can either be fixed onto the vacuum filler or a mast type lifting device can be positioned separately next to the vacuum filler. Lifting devices can be driven hydraulically or electrically.

Control and drive systems

A computer-aided control system is required for operating the various functions associated with a vacuum filler. Usually, several drives are integrated into the vacuum fillers for the various different applications. With the most modern generations of vacuum fillers, the drives are implemented by means of servo motors and appropriate bus systems.

Sealing devices

To produce individual portions from homogeneous product via a feed system, a “sealing device” is always required at the feed system outlet. This device separates portions and is controlled in synchronisation with the portion output. These devices could be linking devices for sausages, clippers for portionable sausages, dosing valves for tubs and cans, cutting devices for dough as well as forming equipment for dumplings.

Other feed system principles

Generally speaking, vacuum fillers can be equipped with various different feed systems. However, in principle, the basic machine structure, with a hopper, vacuum system, feeding device, machine base, lifting device, control system and sealing device, is very similar. Depending on the application, each type of feed system has advantages and disadvantages.

Screw feed system with feed augers: With a screw feed system, two counter-rotating screws form cells within a housing; they are moved in the direction of the pump when the screws are rotated. The filling product is again moved into the screw feed system with the aid of a vacuum and mechanical feeding devices.
Toothed wheel feed system: An outer toothed ring is driven, rotating an inner toothed wheel with it. The toothed wheels form cell segments as they move against each other. The cell content is transported through the toothing and it is then voided and ejected in the outlet area.
Feeding via lifting cylinders: Feeding via alternately moving lifting cylinders is the simplest feed system principle. The volume is defined by the geometry of the cylinders, and the portion size is determined by the number of strokes.
Hopper vacuum systems: The additional creation of a hopper vacuum is a variation of the vacuum filler concept. The vacuum system is enhanced with an additional vacuum pump, specially designed for the hopper. The hopper is closed and is connected to an upstream reservoir. The vacuum present in the hopper allows filling product to be drawn into the filling machine from the reservoir. The filling product is also intensively evacuated.

Range of applications

Food

Meat products

Cooked, dry and boiled sausage (sausage meat)
Dry and cooked cured products

Dairy products

Butter
Cream cheese and cream cheese-based products
Curd
Cheese spread products
Yoghurt

Fish products

Fish masses
Caviar

Vegetable products

Potato products

Bakery products

Fruit bread
Cake mixtures

Pasta

Turnovers
Pasta dough

Confectionery

Marzipan
Chocolate products
Blancmange-type products

Delicatessen products

Soups
Sauces
Spiced marinades
Delicatessen salads
Raw fruit and vegetable products with fibrous inserts
All types of fillings

Chemicals and non-food products

TNT
Technical sealants

Problems and their solutions

Many problems may occur when filling viscous media. The problems are often product-specific and are revealed when the product to be filled takes on an a-typical appearance. Examples of this are an inhomogeneous product appearance with sausage goods or when inserts are ground too finely during the pumping process. However commercial or legal problems can also arise, in the form of weight deviations or non-compliance with the specified quality regulations (e.g. the guidelines for meat products).

These problems are caused by a variety of influences, such as air content or viscosity being too high, insufficient feed volume in the feed system, temperature-related influences and mechanical influences such as friction and fragmentation. The aforementioned problems can be eradicated by modifying upstream process steps, adapting recipes and making technical modifications.

Auxiliary devices

Holding devices: Holding devices in the field of sausage production are used for automatic sausage linking. A holding device comprises a rotating linking nozzle and an appropriate sausage casing brake. The movement of the linking nozzle is achieved by a drive integrated into the vacuum filler. The sausage casing brake ensures that the sausage casings are extracted evenly, thus creating equal portions.
Hanging lines

Hanging lines in the field of sausage production are auxiliary devices for linking and hanging portions of sausage. In principle, the application is similar to that of a holding device, however significantly higher filling capacities can be achieved. Hanging lines are available with various different degrees of automation.

Cutting lines: Cutting lines in the field of sausage production have the same basic structure as hanging lines. Cutting lines are used to chop linked strings of sausages into portioned sausages.
Clippers: Clippers for the production of portioned sausages are used in conjunction with vacuum fillers. The filling product is taken from the vacuum filler and through a filling pipe connected to the clipper and an appropriate sausage casing brake, where it is portioned into appropriate casings. The portion is then sealed by the clipper with the aid of metal clips. Sometimes, loops for hanging the portions are also attached simultaneously. Strings of sausages as well as individual portions can be produced.
Forming devices: Формирующие устройства используются для производства сформированных продуктов, таких как пельмени и гамбургеры . Есть два типа. Благодаря бесплатному устройствам продукт заполнения заполняется через трубку прикрепленным отдельным устройством. Отдельное устройство и выходной выход синхронизируются таким образом, что можно сформировать поток заполнения. Отдельные устройства могут быть диафрагмами ^[3] (which function in a similar way to a photographic iris diaphragm; opening and closing creates a round shape during portioning), forming blades that move against each other or simple wire cutters or blades. The portion is ejected when the separating unit is opened. The separating devices then close in synchronisation with the end of the portion. This synchronised, adjustable process allows various different shapes to be created. The products can be directly transported for packaging or for thermal treatment on conveyor belts. With devices with forming dies, the filling product is filled into forming dies (plastic mould that is filled to the base). The filled mould is “moved” away from the filling area, it is detached from the flow of product by means of a simultaneous clipping movement and then ejected mechanically or pneumatically into transportation containers or into thermal treatment media.
Коэкстразирующие системы: Коэкстрация означает синхронное кормление двух или более потоков продукта с целью производства заполненных продуктов (например, фрикадельки с начинкой кетчупа, колбасы с горчичной начинкой и картофельными пельмени с мясо-начинкой). Два или более вакуумных наполнителей всегда требуются. Системы коэкстразии доступны для формирования, обрезки и связывания приложений.
Conpro Systems: Системы Conpro (непрерывные производственные системы) представляют собой специальные системы непрерывной коэкстразии для производства колбас с альгинатной кожей . С помощью этого приложения два вакуумных наполнителя работают в синхронизации, а их потоки наполнения объединяются в один непрерывный поток продукта. Далее вниз по процессу непрерывная строка делится на отдельные части или строки частей. Один вакуумный наполнитель накачивает продукт наполнения, в то время как второй откладывает кожу (пасту, содержащую альгинат) через кольцевой зазор. Это укрепляется с помощью фиксационного раствора, содержащего ионы кальция. В зависимости от степени автоматизации, порции могут быть подвешены или сопоставлены или транспортированы дальше для непрерывной тепловой обработки или упаковки. Наиболее важным преимуществом систем ConPro по сравнению с традиционными методами производства является то, что кожи или оболочки сосиски больше не нужно менять. Из-за непрерывной коэкстразии не существует времени изменения корпуса, и поэтому время заполнения максимизируется.
Встроенные системы шлифования: В индустрии переработки мяса используются системы шлифования для измельчения мяса и можно найти перед процессом заполнения на этапе подготовки продукта. С встроенными системами шлифования система шлифования интегрирована в поток наполнителя вакуума в качестве вспомогательного устройства. Поэтому этапы процесса заполнения и шлифования могут быть объединены в одной машине. Это означает, что продукт наполнения перемещается вакуумным наполнителем, и во время заполнения он нарезан до конечного размера зерна в системе шлифования. Важным применением для встроенных систем шлифования является сухая колбаса или производство свежей колбасы.
Мясные линии измельчающих: Мясные линии измельченных - это комбинация вакуумных наполнителей, встроенных систем шлифования и устройств для разделения потока измельченного мяса на отдельные порции. Непрерывный, образованный поток продукта заполняется на конвейерную ленту, а режущее лезвие делит поток заполнения на части. Порции могут быть упакованы сразу.
Заполнительные перегородки: Разделение потока заполнения может отделить один поток продукта от насоса на несколько равных потоков. Системы подачи, аналогичные системе подачи ячейки лоп -ячейки, интегрированы в разделители наполнения потока. Для одновременного депонирования в несколько контейнеров требуются разделители потока.
Клапаны: Клапаны или режущие устройства используются в качестве герметизирующих устройств в конце трубки или разделителей потока.

Управление весом и документация процесса

Многократные электронные системы управления и документации используются для документирования процесса заполнения с участием вакуумных наполнителей или для мониторинга веса заполнения.

Смотрите также

Вакуумный насос

Ссылки

^ «Процедура и вакуумный наполнитель для заполнения пастовой мессы». Получено 8 августа 2012 г.
^ «Насос крыла» , получен 8 августа 2012 г.
^ «Диафрагма» , полученная 8 августа 2012 г.

[1] «Процедура и вакуумный наполнитель для заполнения пастовой мессы». Получено 8 августа 2012 г.

[2] «Насос крыла» , получен 8 августа 2012 г.

[3] «Диафрагма» , полученная 8 августа 2012 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[3]