Основные способы дозирования сыпучих и жидких продуктов. Конструкция дозаторов.

Дозированием является отмеривание (выдача) порции (дозы) какого-либо вещества (продукта). В зависимости от вида продукта могут использоваться разные способы дозирования и, соответственно, разные виды и конструкции дозаторов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Способы дозирования

Существуют следующие способы дозирования: весовой, массовый и объемный.

Весовой способ дозирования основан на измерении веса продукта и отмеривания его по данному критерию с использованием стандартных мер веса – килограмм и грамм. Весовой способ применим практически к любым видам продукта (веществ) и является наиболее распространенным. Единственным исключением являются жидкости и пасты, которые более привычно измерять в литрах или см³ и дозировать объемным или массовым способом.

Массовый способ дозирования использует принцип измерения количества продукта, прошедшего (подаваемого) через определенное пространство и применяется, преимущественно, для дозирования жидкостей, паст и газов. Измерение доз в массовом способе происходит с помощью см³ или литров. Наиболее классическим применением массового способа дозирования являются терминалы слива/налива нефтепродуктов.

Объемный способ дозирования основан на принципе заполнения продуктом определенного свободного пространства и использует для измерения стандартные мер объема - см³ или литры. В основном, применяется для дозирования жидкостей, паст и газов, но может также использоваться для дозирования различных сыпучих материалов. При этом, объемное дозирование сыпучих продуктов предполагает дальнейший пересчет объемных мер в более привычные весовые.

В данной статье мы рассмотрим только 2 из перечисленных выше способов – первый и последний. Массовому способу, в виду сложности конструкции дозатора и его акценте дозировании жидкостей и паст, будет посвящен отдельный материал.

Дозаторы

Дозатор - это устройство, предназначенное для отмеривания (выдачи) порций (доз) различных продуктов (веществ). Как уже упоминалось, дозаторы бывают различных видов и конструкций, но учитывая сферу применения оборудования, а также неиспользование нами массового способа дозирования, остановимся только на тех дозаторах, которые способны в промышленных масштабах эффективно дозировать сыпучие продукты объемным или весовым способом.

Такие дозаторы являются исключительно автоматическими и бывают следующих видов: объемный, весовой электронный и шнековый.

Объемный дозатор предназначен для дозирования объемным способом твердых хорошо сыпучих продуктов, таких как крупы, рис, орехи, семена, зерно, соль. Конструктивно, состоит из набора емкостей («стаканов»), путем заполнения которых и происходит дозирование. Соответственно, размер дозы равен внутреннему объему «стакана».

Как правило, для повышения производительности, «стаканы» располагают на горизонтальном барабане, а сам барабан вращают с помощью электропривода. В процессе вращения «стакан» проходит под горловиной бункера, где дозируемый продукт, просыпаясь под собственным весом, заполняет объем стакана. Далее, «стакан» движется в направлении тубуса, лотка или лейки, при достижении которых открывается дно «стакана» и продукт высыпается в указанные приспособления. Изменением размера барабана, скорости его вращения и количества «стаканов» можно в определенных пределах изменять производительность объемного дозатора.

Использование объемного дозатора накладывает определенные ограничения на процесс дозирования.

Во-первых, для сыпучих продуктов объемные меры приходится пересчитывать в более привычные весовые. При этом такой пересчет требуется для каждого вида дозируемого продукта, поскольку продукты с разной плотностью, при одном и том же объеме «стакана», будут иметь разные весовые показатели.

Во-вторых, пределы дозирования ограничены размерами «стакана». И хоть производители дозаторов и пытаются делать «стаканы» с регулируемым внутренним объемом, все равно существуют некие пределы, в привязке к изначальному размеру «стакана», выйти за которые дозатор не в силах.

В-третьих, не каждый сыпучий продукт способен быстро просыпаться и качественно заполнять объем «стакана», особенно в высоком темпе автоматического режима. Липкие, маслянистые или легкие продукты, такие как изюм, инжир, курага, кукурузные палочки, практически невозможно дозировать данным дозатором, поскольку их трудносыпучесть приводит к существенным отклонениям в размерах и весе доз.

Используется в оборудовании:

• Фасовочный полуавтомат с весовым дозатором ПАФ-20-Об
• Пневмомеханический фасовочный автомат с объемным дозатором АФ-50-Об
• Фасовочный автомат с объемным дозатором для упаковки в стик-пакет АФ-120-Об
• Объемный дозатор карусельного типа ОД-35

Отдельно следует отметить порошкообразные пылящие продукты, которые можно, но нецелесообразно дозировать объемным способом. И хотя в быту практически каждый отмеряет муку или крахмал стаканами, в промышленном дозаторе это приводит к повышенной пыльности, что негативно сказывается как на оборудовании, так и на качестве упаковки. Особенно, если в качестве упаковки используются полимерные пленки – наличие пыли на пленке делает невозможной качественную сварку швов. Для пылящих продуктов необходимо использовать шнековый дозатор.

Весовой электронный дозатор предназначен для дозирования весовым способом любых сыпучих продуктов за исключением порошкообразных пылящих. Проблема пылящих продуктов та же, что и у объемного дозатора – возникновение пыли мешает нормальной работе оборудования и загрязняет упаковочный материал. В остальном весовой дозатор способен дозировать даже трудносыпучие продукты.

Данный тип дозатора состоит из вибролотка, взвешивающего ковша, подвешенного на тензодатчике и блока управления. Дозирование происходит путем засыпания продукта вибролотком во взвешивающий ковш до достижения весового показателя, выставленного оператором на блоке управления. Когда требуемый вес достигнут, вибролоток останавливается, а ковш высывает свое содержимое в тубус или лейку.

Используется в оборудовании:

• Фасовочный полуавтомат с весовым дозатором ПАФ-20-В
• Механический фасовочный автомат с весовым дозатором АФ-45-В
• Весовой дозатор ВД-1, ВД-2, ВД-3, ВД-4
• Весовой дозатор с вибропитателем ВДВ-8

В отличие от объемного дозатора, весовой изначально дозирует продукты в привычных для потребителя мерах и не предполагает каких-либо пересчетов. Кроме того, весовой дозатор не имеет жестких ограничений в размерах доз, предполагая достаточно широкий диапазон дозирования. Однако, более сложная конструкция приводит к уменьшению производительности, в связи с чем иногда резонней использовать объемный дозатор, чем весовой.

Шнековый дозатор используется преимущественно в тех случаях, когда необходимо произвести дозирование порошкообразных пылящих продуктов (муки, крахмала, цемента, гипса), но может также использоваться и для других сыпучих продуктов. В зависимости от конструкции, дозирование может происходить как объемным, так и весовым способом. Во втором случае в конструкцию дозатора добавляется электронный взвешивающий элемент (весы).

Шнековый дозатор состоит из металлической трубы (тубуса), внутри которой расположен шнек, электропривода шнека и блока управления. При вращении шнека, дозируемый продукт перемещается по трубе из бункера непосредственно в упаковку или емкость. Остановка шнека приводит к прекращению подачи продукта, соответственно, доза продукта определяется количеством вращений шнека. При этом установка и контроль дозы происходит указанием на блоке управления либо количества оборотов шнека (для объемного способа) либо требуемого веса (для весового способа).

Используется в оборудовании:

• Фасовочный полуавтомат со шнековым дозатором ПАФ-20-Ш
• Пневматический фасовочный автомат со шнековым дозатором АФ-35-Ш
• Механический фасовочный автомат со шнековым дозатором АФ-45-Ш
• Объемный дозатор c вертикальным шнековым питателем ШД-20

Проблемой для шнекового дозатора могут быть маслянистые порошкообразные продукты, которые способны слипаться или налипать на шнек.