Компресори за хранително-вкусовата промишленост

Начало > Механични системи > Статии > Сп. Инженеринг ревю - брой 4/2023 > 22.06.2023

  • Сгъстеният въздух има редица приложения при производството на храни – използва се при смесване, рязане, оформяне на продукта, сортиране на суровини/готови продукти, почистване на машини и линии и др.

  • Независимо дали става въпрос за ново или за вече функциониращо предприятие, изборът на компресор може да е трудна задача

  • В зависимост от стриктността на условията, на които трябва да се отговори, могат да се използват безмаслени компресори или компресори с впръскване на масло при подходящо третиране на въздуха

 

Невидимото често може да бъде най-опасно. Въздухът влиза в контакт с храните и с повърхностите, без дори да го осъзнаваме. Поради тази причина въздухът като цяло и по-специално сгъстеният въздух трябва да бъде обработван внимателно в предприятията от хранително-вкусовия сектор. Сгъстеният въздух има редица приложения при производството на храни – използва се при смесване, рязане, оформяне на продукта, сортиране на суровини/готови продукти, почистване на машини и линии, пренос на хранителни съставки от танкери до силози, сортиране на база тегло, опаковане, като съставка в хранителни продукти като сладолед и др.

Околният въздух, който се подава в компресорите, може да не е толкова чист, за колкото се смята – той обикновено съдържа известни количества вода, масло и бактерии. Затова е от съществено значение да се следи качеството и безопасността на използвания сгъстен въздух. Неговото качество не зависи само от параметрите на подавания въздух, но и от характеристиките на използваните машини и тръбопроводи, системата за стерилизация, резервоара за съхранение, точките на филтриране, входните и изходните точки и др.

Замърсеният сгъстен въздух може да окаже въздействие върху органолептичните свойства и срока на годност на продукта, повлиявайки на цялостното му качество и безопасност. Поради тази причина е изключително важно да се спазват стандарти за ограничаване на замърсители като частици, масло, вода, патогенни микроорганизми и други газове. За да се контролира замърсяването по време на процеса, стандартите трябва да специфицират и необходимостта от осигуряване на подходяща работна среда.

 

Приложения

Сгъстеният въздух може да се използва за преместване на храни и съставки по продължение на поточната линия. Например, прахообразни продукти често се изместват чрез тръби, изпускащи сгъстен въздух. Различни видове пневматично оборудване също могат да предложат по-бързо придвижване на продукти по поточната линия с цел поддържане на необходимата скорост на производство. В допълнение сгъстеният въздух може да се използва и за задвижване на регулиращи вентили и други пневматични системи при автоматизираното сортиране на продукти.

Друго приложение на сгъстения въздух в хранително-вкусовата промишленост е за белене и рязане на продукти, като плодове и зеленчуци. Струя компресиран въздух премахва обелката от продукта ефективно и чисто. Сгъстеният въздух може да се използва и за отстраняване на черупки или обелки от ядки. Сгъстен въздух под високо налягане може да се използва и за рязане на хранителни продукти, като често това е по-чиста алтернатива от ножовете или остриетата.
Кексове, пайове, бисквити и други печива могат да бъдат запълнени чрез сгъстен въздух, така че течният пълнеж да бъде разпределен равномерно всеки път. По този начин се получава постоянно високо качество на продукта и се намаляват загубите на суровини.

Въздушните ножове са устройства, които се монтират над конвейерните ленти. Те използват сгъстен въздух за охлаждане на продуктите при придвижването им по поточната линия. Печивата често се охлаждат със струи сгъстен въздух след излизането им от пещта. Други хранителни продукти, които трябва да бъдат опечени, като ядки и кафени зърна, също могат да бъдат охладени с помощта на сгъстен въздух. Охлаждането на продуктите по този начин позволява по бързото им опаковане след изпичане, което допринася за по-добра производствена ефективност.

Сгъстен въздух може да се използва за смесването на сухи хранителни продукти като зърнени закуски например. Това е ефективен и чист начин за смесване, който е същевременно и достатъчно щадящ, че да не доведе до повреждане на продукта.
Някои предприятия за замразени храни използват сгъстен въздух за замразяване на продуктите. Компресорите генерират студен, сух въздух, който ефективно охлажда и замразява продукта.

Издувното формоване може да се приложи за създаването на опаковки за хранителни продукти чрез компресор. Стъклото или пластмасата се загряват в матрица, след което се използва сгъстен въздух под високо налягане, който принуждава материала да заеме съответната форма. След това получената опаковка се охлажда, често със сгъстен въздух, и матрицата се отстранява.

Компресираният въздух може да се използва за почистване на опаковки преди пълненето им с продукти. Това може да включва кенове, бутилки и др. Сгъстеният въздух може да намери приложение и за вакуумното запечатване на пакети след пълненето им.
С помощта на сгъстен въздух може да се премахнат остатъците от хранителни продукти по поточната линия. Това е често срещана практика в пекарните, където сгъстен въздух се използва за почистване на трохи от оборудването и печивата.

 

Предизвикателства

Влагата е основен проблем за безопасността при използването на сгъстен въздух в хранително-вкусовия сектор. Компресираният въздух трябва да бъде изсушен добре, за да се отстрани влагата, която в противен случай може да доведе до микробиален растеж в тръбните елементи на компресора. При използването на сгъстения въздух тези замърсители ще попаднат върху хранителните продукти или опаковките. Съдържащият излишно количество влага сгъстен въздух може да причини микробиален растеж и директно върху хранителните продукти.

Компресорите трябва да използват филтри, за да се гарантира, че маслените частици се отстраняват от въздуха. Наличието на маслени пари във въздуха в едно производствено предприятие е често срещан проблем. Те трябва да бъдат премахнати във възможно най-висока степен. В случая на сгъстен въздух, който влиза в директен контакт с храните, допустимото количество маслена пара е 0,01 mg/m3.
Сгъстеният въздух може да съдържа и твърди частици, които могат да доведат до замърсяване, ако бъдат пренесени върху хранителните продукти. Те могат да бъдат частици от покритието на роторите, компресора или други вътрешни механизми. Прах и други частици също постъпват по естествен път в компресора и трябва да бъдат отстранени чрез филтри.

 

Избор на компресор

Независимо дали става въпрос за ново или за вече функциониращо предприятие, изборът на компресор може да е трудна задача. Затова е важно операторите да разберат различните ползи и предизвикателства, които предлагат компресорите, преди да се вземе решение.

След като се определи необходимостта от компресор, трябва да се разбере кои процеси изискват сгъстен въздух, в какви количества и при какво налягане. Ако се започва отначало, може да се проведат консултации със завод с подобен мащаб и да се види какво решение върши работа там. Може да се започне и чрез проверяване на количествата въздух, от които ще се нуждаят различните машини, и кога ще бъдат използвани те. Най-вероятно няма всички машини да бъдат в експлоатация по едно и също време.

Ако се извършва оптимизация на функциониращ завод, за определянето на профила на търсене може да спомогне провеждането на одит на сгъстения въздух. Това включва количествата компресиран въздух, които се използват, допълнителния капацитет, с който се разполага, и измененията в търсенето в рамките на различните смени и дни от седмицата. Това проучване ще спомогне да се определи необходимият капацитет на компресора и дали някои приложения няма да се повлияят благоприятно от допълнителни функции. Например, ако едно приложение се нуждае от впръскване на въздух на всеки 15 минути, би било от полза добавянето на резервоар за сгъстен въздух.

В допълнение, ако предприятието разполага с два или повече компресора, чиито цикли не съвпадат, използването на главен контролер може да спомогне за комуникацията между тях, както и с другото оборудване за сгъстен въздух, за да се определи дали всеки компонент функционира нормално.

След това трябва да се обърне внимание на разположението на компресорите – дали за тях има отделно помещение или просто са в някой заден ъгъл на завода. С цел осигуряване на надеждна и ефективна работа трябва да се вземат предвид вентилацията на помещението, разстоянията между оборудването и цялостната среда в компресорното помещение. Ще има ли достатъчно свободно пространство около компресора? Компресорът отдалечен ли е от процеси, генериращи големи количества топлина? Къде ще бъдат входните и изходните въздуховоди? Ще е необходимо ли закупуването на допълнителни елементи като охладителна водна кула, която може да заеме още пространство? Вентилацията достатъчна ли е?

Що се отнася до вентилацията, въздушно охлажданите компресори изискват значителни количества охлаждащ въздух на вход и достатъчно пространство на изход. Затова трябва да се вземе предвид дали компресорното помещение е разположено в близост до котелното или до зона, в която се отделят изпарения.

В редки случаи, когато компресорът е в зона без хладен, чист въздух, изборът на компресор с водно охлаждане може да бъде най-добрият вариант. В противен случай може да се стигне до повреда на оборудването, проблеми с постигането на съответствие с температурните изисквания и производствени прекъсвания. Колкото по-добро е качеството на водата, толкова по-дълъг ще бъде експлоатационният живот на топлообменниците на компресора с водно охлаждане. Ако производствената площадка вече разполага с охлаждаща система със затворен контур, компресорът с водно охлаждане може да бъде включен към нея. Ако случаят не е такъв, трябва да бъдат отчетни първоначалните разходи за охлаждащата система, както и разходите за водата и за пречистването й. След като се вземат предвид всички тези разходи, може да се окаже, че компресор с въздушно охлаждане би бил по-рентабилната опция.

Внимание следва да се обърне и на тръбопроводната система – дали капацитетът й е достатъчен, за да поеме необходимите обеми. Често заводите използват 15- или 20-годишни чугунени тръби, чийто вътрешен диаметър е стеснен, което води до значителен пад на налягането. Може да е време тръбопроводите да се подменят. Ако е така, трябва да се планира с мисъл за бъдещето и тръбопроводите да се оразмерят така, че да е възможно разширение. Много по-лесно и по-евтино е да се добавят компресори към система с достатъчен капацитет, отколкото да трябва да се увеличава диаметърът на тръбопроводите.

В зависимост от стриктността на условията, на които трябва да се отговори, могат да се използват безмаслени компресори или компресори с впръскване на масло при подходящо третиране на въздуха. Употребата на безмаслен компресор определено редуцира необходимостта от отстраняване на масло/въглеводороди, но тези компресори не премахват вече съдържащите се във въздуха количества от тези замърсители. Независимо от вида на компресора, изсушителите и филтрите са задължителни за елиминиране на влагата, частиците и въглеводородните съединения след етапа на компресиране.


Вижте още от Механични системи


Ключови думи: компресори, сгъстен въздух, хранително-вкусова индустрия, ХВП



Редактор на статията:

ДИЛЯНА ЙОРДАНОВА

ДИЛЯНА ЙОРДАНОВА

Отговорен редактор

• Завършва специалност "Инженерна екология" в Химикотехнологичен и металургичен университет;


• Заема длъжността "Отговорен редактор" в издателство TLL Media от 2020 г.;

• Разполага с над 10 години опит в създаването на съдържание и писането на научни статии.

Контакт в LinkedIn


Новият Специален брой: Продукти и решения за енeргоспестяващо и устойчиво производство/2024

Специален брой: Продукти и решения за енeргоспестяващо  и устойчиво производство-2024

  ЧЕТЕТЕ БРОЯ ОНЛАЙН

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

Top