Spis treści
Jak dopasować nalewarkę do lepkości i struktury cieczy?
Dobierz metodę dozowania do lepkości, zawartości gazu i cząstek w produkcie.
Lepkość decyduje o tym, czy ciecz popłynie grawitacyjnie, czy wymaga pompy lub tłoka. Struktura mówi, czy ciecz pieni się, ma tendencję do nitkowania lub zawiera cząstki stałe. To wpływa na typ zawora i dyszy. W praktyce sprawdza się taki podział:
- Bardzo rzadkie i klarowne płyny: nalewarki grawitacyjne lub przepływomierzowe.
- Rzadkie przewodzące elektrycznie płyny: nalewarki z przepływomierzem elektromagnetycznym.
- Rzadkie nieprzewodzące i produkty o zmiennej gęstości: przepływomierze masowe lub tłokowe dozowanie objętościowe.
- Średnio i wysokolepki produkt, kremy, żele: nalewarki tłokowe lub z pompą zębatą albo krzywkową.
- Zawiesiny z cząstkami: zawory o pełnym przelocie i dysze o większej średnicy.
- Płyny pieniące: dysze zanurzeniowe i tryb napełniania od dna ku górze, często przelewowy.
Kiedy lepsze jest napełnianie grawitacyjne, a kiedy pompą?
Grawitacja sprawdza się przy rzadkich cieczach i tam, gdzie ważna jest prostota układu. Pompa jest lepsza przy gęstych produktach i wyższych wydajnościach.
Napełnianie grawitacyjne jest łagodne dla produktu i stabilne objętościowo, gdy płyn ma niską lepkość i nie zmienia gęstości wraz z temperaturą. Jest też dobrym wyborem do cieczy pieniących, jeśli zastosujemy dysze przelewowe z kontrolą poziomu. Pompy dają większą kontrolę nad przepływem i ciśnieniem. Umożliwiają dozowanie gęstych kremów i sosów oraz pracę z długimi przewodami. Dla dokładności używa się zaworów z cofnięciem kropli i profili napełniania z rampą prędkości. W praktyce linie łączą obie metody, na przykład zbiornik grawitacyjny z pompą transferową i zaworami dozującymi.
Jakie materiały i uszczelnienia wybrać dla agresywnych cieczy?
Stosuj stal nierdzewną o podwyższonej odporności i uszczelnienia dopasowane chemicznie do produktu oraz środków myjących.
Do większości chemikaliów i kosmetyków polecana jest stal 316L. Dla mocnych utleniaczy lub mediów chlorowych rozważ materiały o wyższej odporności korozyjnej lub powłoki fluoropolimerowe. Unikaj aluminium przy mocnych zasadach. W uszczelnieniach sprawdzają się:
- PTFE i węgliki dla wysokiej odporności chemicznej i niskiego tarcia.
- FKM przy olejach i rozpuszczalnikach.
- EPDM przy wodzie, roztworach zasadowych i myciu CIP.
- FFKM przy wymagającym miksie rozpuszczalników i wysokich temperaturach.
Dobór potwierdź kartami zgodności chemicznej i testem kompatybilności na próbce produktu oraz detergentu.
Jak zapewnić dokładność dawkowania przy rzadkich i gęstych cieczach?
Dopasuj metodę pomiaru objętości do właściwości medium i ustabilizuj proces.
Dla rzadkich cieczy dobrze działają przepływomierze elektromagnetyczne, jeśli ciecz przewodzi prąd. Dla nieprzewodzących lub zmiennych receptur wybierz przepływomierze masowe lub dozowanie tłokowe. W gęstych produktach sprawdzają się układy tłokowe i pompy objętościowe z enkoderem. Kluczowe są szczegóły procesu:
- Eliminacja powietrza i stabilizacja ciśnienia zasilania.
- Kontrola temperatury, bo lepkość zmienia się z temperaturą.
- Dysze z funkcją zasysania kropli, które ograniczają kapanie.
- Kalibracja na docelowych opakowaniach i przy docelowej temperaturze.
- Krótkie przewody i zawory o pełnym przelocie przy gęstych mediach.
W produkcji seryjnej włącz kontrolę statystyczną, aby szybko wykrywać dryft.
Jak dobrać dysze do cieczy pieniących i zawierających cząstki?
Dla cieczy pieniących stosuj dysze zanurzeniowe i łagodny, laminarny przepływ. Dla zawiesin używaj dysz o większym przelocie i zaworów nieścinających.
Płyny pieniące źle znoszą turbulencje. Dysza zanurza się do dna butelki, a następnie unosi, gdy poziom rośnie. Tryb przelewowy utrzymuje stały poziom i odprowadza pianę. Sprawdza się dwustopniowe napełnianie, najpierw szybko do 80–90 procent, potem wolno do pełna. Zawiesiny wymagają przelotów większych niż średnica największej cząstki oraz zaworów kulowych lub przeponowych. Krótkie ścieżki przepływu i łagodne kolana ograniczają segregację. Mieszadło w zbiorniku lub cyrkulacja zapobiega opadaniu frakcji.
Jak zaplanować mycie i konserwację urządzenia po różnych cieczach?
Uwzględnij kompatybilność chemiczną, możliwość CIP i szybki demontaż elementów kontaktowych.
Dobrze zaprojektowana linia ma obieg mycia w miejscu, szczelny do temperatur i detergentów. Wykorzystuje złącza higieniczne typu clamp i gładkie powierzchnie, które ułatwiają drenaż. Dla produktów o silnym zapachu lub alergenach rozważ dedykowane zestawy kontaktowe na przezbrojenia. Harmonogram prac powinien obejmować:
- Procedury płukania, mycia i weryfikacji czystości.
- Przeglądy uszczelnień oraz kalibrację układu dozującego.
- Wymianę filtrów i kontrolę luzów pomp.
- Zapisy z mycia i przeglądów, które ułatwiają audyty.
Materiały elastomerowe dobieraj także pod środki myjące, nie tylko pod produkt.
Jakie zabezpieczenia stosować przy lotnych i łatwopalnych cieczach?
Stosuj komponenty w wykonaniu przeciwwybuchowym, uziemienie, wentylację oraz kontrolę oparów.
Praca z rozpuszczalnikami wymaga strefowania, odpowiednich czujników i osprzętu. Potrzebne są uziemienie i wyrównanie potencjałów, antystatyczne węże i obudowy napędów w odpowiedniej klasie. W newralgicznych strefach zastosuj czujniki stężenia par, wyciągi i system odprowadzania oparów. Rozważ obniżanie emisji przez zamknięte obiegi i inertyzację azotem. Dodatkowo przydatne są tace ociekowe, blokady pokryw, kurtyny bezpieczeństwa i kontrola prędkości przenośników. Procedury pracy powinny obejmować testy uziemienia i kontrolę ciągłości wentylacji.
Jak przeprowadzić testy i walidację nowej linii napełniania?
Zapewnij testy na własnym produkcie i opakowaniach, a następnie potwierdź wydajność i dokładność w warunkach docelowych.
Najpierw wykonuje się próby technologiczne na próbkach produktu. Sprawdza się dobór dysz, zaworów i profili napełniania. Następnie realizuje się testy odbiorowe w fabryce producenta urządzeń oraz na miejscu instalacji. W trakcie pomiarów oceniaj stabilność objętości, czas cyklu, poziom piany, kapanie i czasy przezbrojenia. Zbierz dane dla kilku serii, także na skrajnych temperaturach i lepkościach. Ustal plan kontroli jakości, punkty kalibracji i części eksploatacyjne. Jeśli linia obejmuje także zakręcanie i etykietowanie, sprawdź synchronizację z nalewaniem i odrzuty na wizyjnej kontroli etykiet.
Dobrze dobrana nalewarka skraca czas przezbrojeń i ogranicza straty produktu. Kluczem jest dopasowanie technologii do lepkości, piany i cząstek, a także przemyślany dobór materiałów, dysz i zabezpieczeń. Testy na realnym produkcie oraz plan mycia i walidacji zamykają proces doboru i dają przewidywalny wynik w produkcji.
Umów konsultację z inżynierem KERT i zamów testy próbek!
