Giới thiệu về hệ thống thanh trùng cho bao bì túi, thanh trùng, túi triệt trùng, lon, đồ hộp, chai, tô, ly
Việc đóng gói các sản phẩm thực phẩm trong túi lọc lại có những lợi thế. Nói chung, thời gian xử lý có thể giảm tới 50% so với một lon, lọ hoặc thùng hình trụ có kích thước tương đương khác. Ngoài ra còn có những lợi thế bổ sung bao gồm giảm chi phí vận chuyển và không gian lưu trữ cho các container rỗng. Túi cũng có sức hấp dẫn tốt về thời hạn sử dụng và ngày càng được người tiêu dùng chấp nhận.
Tuy nhiên, có nhiều thách thức trong quá trình xử lý túi thanh trùng so với hộp kim loại. Đầu tiên và quan trọng nhất là túi không chứa đầy, niêm phong hoặc xử lý như một cái lon. Thiết bị cần thiết để làm đầy và niêm phong túi phức tạp hơn và đắt tiền hơn so với thiết bị niêm phong lon. Điều này cũng đúng đối với các hệ thống xử lý (bộ nạp và bộ dỡ hàng).
Tài liệu sau đây là phần tổng quan bao gồm những cân nhắc cần được tính đến khi lập kế hoạch và thiết kế dòng túi tiệt trùng.
Có một số danh mục thiết bị chính bao gồm dòng túi tiệt trùng:
Chất làm đầy túi
Máy xúc / dỡ túi kiểu rô bốt hoặc giàn
Khay chứa các túi được xếp chồng lên nhau để trở thành hình khối
Phản hồi tĩnh và động
Hệ thống tải Retort
Trường hợp đóng gói
Trong việc thiết kế một dòng túi, tốc độ dòng mong muốn là yếu tố thúc đẩy nhiều nhất nếu không phải là tất cả các quyết định thiết kế khác. Ví dụ, tốc độ dòng sẽ quyết định loại và đôi khi là nhãn hiệu của chất làm đầy / niêm phong túi. Chất làm đầy / niêm phong sẽ có định dạng đầu ra đặc trưng cho các túi đã được lấp đầy và niêm phong - một tệp hoặc “hai tệp”. Cũng có khả năng cao là sẽ có nhiều hơn một chất làm đầy / chất làm kín trong dây chuyền của bạn.
Phần thiết bị ngay lập tức xuống đến bộ phận nạp / làm kín là trạm nạp túi. Người nạp sẽ phải đối chiếu các túi theo cách mà chúng có thể được đặt trong một hệ thống theo dõi. Tùy thuộc vào đầu ra của chất làm đầy / chất làm kín và số lượng chất làm đầy / chất làm kín trong dây chuyền, bộ nạp có thể được trình bày với các túi trong một tệp duy nhất, hai, bốn hoặc nhiều hơn. Đầu ra từ bộ nạp / làm kín sẽ có tác động trực tiếp đến thiết kế của bộ nạp. Chi tiết hơn về chủ đề này được trình bày thêm bên dưới.
Thiết kế khay
Giá đựng túi bằng thép không gỉ ABM 304L
Khi đã đưa ra quyết định về tốc độ dòng và chất làm đầy / chất làm kín, thiết kế khay sẽ trở nên quan trọng. Bố cục hoặc kiểu dáng của khay phải hoạt động hiệu quả với bộ nạp túi robot. Bộ nạp sẽ hoạt động hiệu quả nhất và ở tốc độ dòng cao nhất khi số lượng hàng trong khay khớp hoặc bị loại bỏ bởi số hàng được xuất ra từ bộ đệm nạp.
Ví dụ: nếu có hai bộ đệm lót, mỗi bộ có đầu ra là 2 làn túi, thiết kế khay tối ưu sẽ rộng 8 hoặc 12 hàng (mỗi hàng có thể giảm bớt 4 là tổng số làn được sản xuất. Một thiết kế khay với 9 hàng sẽ không hoạt động.
Sau khi thiết kế khay khái niệm được thực hiện xong, có thể bắt đầu sắp xếp lại kích thước. Đôi khi cần phải xem lại kích thước túi tại thời điểm này, vì một thay đổi nhỏ trong kích thước của túi, đôi khi có thể nâng cao đáng kể hiệu quả của thiết kế dây chuyền.
Giá đỡ khay có thể được chế tạo theo một trong hai cách:
- Cấu trúc bằng thép không gỉ hoặc nhôm kim loại
- Cấu trúc nhựa đúc phun
Cả khay inox và khay nhựa đều có ưu và nhược điểm. Các khay không gỉ có tuổi thọ lâu dài. Chúng có thể được sản xuất với số lượng nhỏ nhưng có chi phí cá nhân cao. Các khay đúc phun thường kéo dài khoảng 2 năm hoặc hơn, nhưng chi phí bằng 1/10 so với thép không gỉ. Tuy nhiên, có một chi phí dụng cụ có thể là khoảng 100.000 đô la. Nhựa cũng không phải là lựa chọn tốt nhất khi kích thước khay vượt quá 40 "x 40".
Trong giỏ, các lon lồng vào một mô hình và tự xếp thành các hàng và cột, ngăn cách nhau bằng một tấm ngăn / tấm trượt mỏng. Các túi được đặt vào một khay phải nâng đỡ túi và bảo vệ tính toàn vẹn của túi. Nó phải ngăn không cho trọng lượng từ các túi đè lên nhau. Khay, mặc dù nhìn đơn giản, nhưng phải được thiết kế tốt. Nó phải đủ cứng để bộ nạp bao có thể xếp và hủy các khối vuông. Nó phải kết hợp một thiết kế thúc đẩy phân phối nhiệt tốt và cho phép dòng chảy phù hợp. Nó phải đủ mạnh để có thể chịu được trọng lượng của cả khối lập phương bởi các bộ phận khung. Nó cũng phải không có bất kỳ loại gờ hoặc khuyết tật nào có thể làm hỏng tính toàn vẹn của túi.
Xử lý túi
Như đã nêu trước đó, hầu hết các quyết định thiết kế sẽ xuất phát từ định nghĩa tốc độ dòng và hình dạng túi. So với lon, tốc độ dòng cho dòng túi nói chung sẽ chậm hơn. Khía cạnh quan trọng nhất trong việc hiểu cách xử lý túi là phá vỡ mọi định kiến cho rằng túi đựng tương tự như lon. Dưới đây là báo giá về thiết bị tải túi từ một trong những bản tin gần đây của chúng tôi:
Một trong những quan niệm sai lầm mà nhiều người thường nghĩ túi đựng là túi có thể được sử dụng với cùng một hệ thống xử lý vật liệu như lon. Điều này là sai. Túi hoạt động khác nhiều so với lon và yêu cầu các kỹ thuật xử lý hoàn toàn khác. Các lon cư được xử lí luôn có tổ chức và di chuyển đồng loạt. Mặt khác, túi hoạt động lộn xộn hơn chúng đi bất cứ cách nào mà không theo tổ chức.
Bộ tải / dỡ hàng kiểu giàn
Băng tải/Giá đỡ kiểu giàn
Bộ nạp túi được thiết kế để xếp túi thành một mẫu khay - và điều này phải liên quan đến cách thức mà bộ nạp túi nạp chúng vào bộ nạp. Các túi được sắp xếp thành một mẫu khay, sau đó một đầu lấy và đặt khí nén sẽ nâng mẫu đã xếp và đặt nó vào khay. Một khay đã được nạp đầy được xếp chồng lên nhau, chồng lên nhau, để tạo ra một khối lập phương. Khối lập phương gần giống hình dạng của một cái giỏ vặn lại.
Retort / Trọng lượng khối lập phương
Một điểm cân bằng quan trọng cần lưu ý khi xem xét túi đựng là bạn sẽ không nhận được cùng một số lượng túi trong một lần vặn lại như khi bạn làm với đồ hộp. Một lần nữa, do bản chất của các lon lồng vào các hàng và cột chồng lên nhau. Một cái túi sẽ chiếm rất nhiều chỗ. Nó phải ở trong ngăn riêng của nó. Hãy xem so sánh các dung tích trong bình xịt Allpax Jumbo 6 giỏ / khối - ví dụ được đưa ra nếu đối với lon 3 oz và túi 85 gam:
- Lon 3oz - 61560
- Túi 85g (95mm x 125mm x 20mm) - 22032
Quy trình nồi nấu tiệt trùng - Quá áp Retorts
Việc tiệt trùng bằng túi phải được thực hiện khi quá áp - điều này có nghĩa là bạn cần không khí vào nồi trong các giai đoạn tiệt trùng của quy trình (giai đoạn nấu và nấu chín). Có ba loại quy trình mà bạn có thể sử dụng để thực hiện quá trình quá áp. Sau đây mô tả các loại quy trình này.
Tổng quát:
Cần có núm vặn quá áp khi tiệt trùng đồ đựng bằng thủy tinh, túi linh hoạt và đồ đựng bằng nhựa nửa cứng. Chúng có xu hướng phức tạp hơn và đắt tiền hơn so với các thiết bị xử lý hơi nước có kích thước tương đương. Hầu hết bao gồm máy bơm, động cơ, bộ truyền động, van tự động và bộ điều khiển tinh vi. Ba loại bộ chống áp suất thường được sử dụng bao gồm: Ngâm trong nước hoàn toàn, Phun nước / hơi nước và không khí cưỡng bức (có quạt). Sau đây là một cuộc thảo luận ngắn gọn.
Nồi nấu tiệt trùng ngâm trong nước nói chung có tính linh hoạt nhất khi xử lý các loại thùng chứa khác nhau. Nồi ngâm nước có thể chạy hiệu quả ở chế độ quay và không quay. Họ sẽ xử lý tất cả các loại thùng chứa và có thể chứa các thùng chứa được xếp theo cấu hình “gói dày đặc” (tức là các lon được xếp chồng lên nhau trên các tấm ngăn) Có thể chạy quy trình ngâm toàn bộ và ngâm một phần, mang lại nhiều sự linh hoạt trong chế biến. Quy trình hơi nước / không khí thường không được khuyến khích đối với thủy tinh hoặc đối với các vật chứa phải được đóng gói chặt chẽ. Các vật chứa được nạp trong khay có các rãnh để cho phép hỗn hợp hơi nước / không khí lưu thông rất thích hợp cho quá trình này (ví dụ như túi hoặc chai nhựa). Quy trình phun nước phù hợp với hầu hết các loại thùng chứa nhưng cần phải chú ý đến các kiểu xếp hàng vào thùng chứa. Như với hơi nước / không khí, quy trình phun nước thường được sử dụng để xử lý các sản phẩm không được đóng gói dày đặc. Quá trình phun nước thường không được thực hiện ở chế độ quay vì có xu hướng nước di chuyển ra bên ngoài giỏ khi tốc độ quay tăng (dẫn đến phân bố nhiệt độ kém). Các quy trình quay không được khuyến nghị đối với phun nước hoặc hơi nước / không khí vì môi trường không nổi. Quá trình xử lý nước đầy đủ nhẹ nhàng hơn trên cả thùng chứa và cơ chế quay của máy ép lại. Một giải pháp thay thế cho các dòng sẽ được sử dụng cho nhiều loại vùng chứa là xem xét phản hồi Multimode. Dòng phản hồi Allpax Flex cung cấp nhiều hơn một kiểu quy trình trong cùng một câu hỏi vặn lại. Kiểu vặn lại này phức tạp hơn kiểu vặn lại một chế độ, nhưng nó cung cấp các tùy chọn xử lý nếu bạn sử dụng nhiều loại vùng chứa. Chúng có thể được xây dựng để đặt hàng với bất kỳ sự kết hợp nào của các kiểu quy trình. Các bộ vặn chế độ đơn thông thường có thể được lắp đặt trong các dây chuyền Flex kết hợp hai hoặc nhiều hệ thống xử lý container.
Ngâm hoàn toàn trong nước: Kiểu nồi nấu thanh trùng này là kiểu quá áp được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành. Có thể sử dụng các thiết bị phản hồi ngâm trong nước hoàn toàn dưới dạng phiên bản dọc hoặc ngang. Mô hình thẳng đứng trong lịch sử đã được sử dụng để gia công các hộp đựng bằng thủy tinh có nắp đậy kiểu vấu hoặc vít. Trong hệ thống này, nước được đưa vào bể lọc vào đầu ngày và được đưa đến mức sẽ phủ đầy giỏ trên cùng khi được nạp đầy.
Sau khi được tải, nhiệt độ và áp suất được tăng lên cho đến khi cả hai yêu cầu về nhiệt độ và áp suất được đáp ứng. (Điểm đặt áp suất thường cao hơn áp suất hơi tương ứng được quy cho nhiệt độ điểm đặt). Áp suất được duy trì trong quá trình làm mát và nước làm mát được giữ lại trong bể lọc để sử dụng cho mẻ tiếp theo. Phong cách vặn lại này thường không được sử dụng cho các dòng mới.
Các mô hình nồi nấu tiệt trùng nằm ngang có thể là độc lập (với giếng nóng như được hiển thị ở trên) hoặc là các tàu phản hồi đơn lẻ phụ thuộc vào một giếng nóng tập trung. Trong các mô hình khép kín, bình phản ứng bao gồm cả bình xử lý phía dưới và bình chứa phía trên đóng vai trò là giếng nóng. Nước quá nhiệt được lưu trữ trong bình trên và rơi xuống bình dưới khi bắt đầu giai đoạn đi lên. Trong giai đoạn nấu, áp suất được duy trì trong bình xử lý dưới bằng cách kiểm soát áp suất trong bình chứa trên. Một lượng nhỏ nước còn lại trong bình trên và bình được tạo áp suất bằng hơi nước của không khí. Áp suất được truyền đến trống dưới bằng một van kết nối. Sau giai đoạn nấu, nước nóng được quay trở lại thùng chứa phía trên và được lưu trữ cho chu trình tiếp theo. Áp suất kiểm soát thường được duy trì cho đến khi trống phía trên được lấp đầy và sau đó từ từ hạ xuống. Tiết kiệm năng lượng đáng kể vì nước được bơm trở lại chỉ yêu cầu một lượng nhỏ làm nóng trước chu kỳ tiếp theo.
Các thiết bị phản hồi ngâm trong nước hoàn toàn thường được đánh giá áp suất ít nhất là 50psi hoặc cao hơn. Kiểu nồi tiệt trùng này có sẵn ở cả kiểu quay và kiểu không quay. Trong khi các loại túi có thể được chạy trong chế độ vặn ngâm nước hoàn toàn, các kiểu bóp lại quá áp khác phù hợp hơn để xử lý túi. Hầu hết các thiết bị phản hồi ngâm trong nước là mô hình quay không cần thiết cho túi đựng.
Phun nước: Giống như kiểu tiệt trùng dạng ngâm trong nước hoàn toàn, kiểu phun nước là kiểu vặn lại quá áp. Không giống như các mô hình ngâm trong nước hoàn toàn, vòi phun nước chỉ sử dụng một lượng nhỏ nước (100-300 gallon) được bơm với tốc độ dòng chảy cao. Nước được phân tán bằng hệ thống phân phối tấm đục lỗ hoặc bằng các vòi phun. Sau đó, nước được bơm qua bộ trao đổi nhiệt trước khi quay trở lại ống góp phân phối.
Quy trình nồi hấp tiệt trùng dạng phun nước
Các mô hình có thể được chế tạo có bể chứa nước nóng độc lập hoặc không có bể chứa nào cả. Trong mô hình thứ hai, nước được lưu trữ trong đáy của phản ứng. Vì cùng một loại nước được sử dụng cho cả sưởi ấm và làm mát, nên việc sử dụng chất làm vệ sinh nước làm mát bị loại bỏ.
Tùy thuộc vào phương tiện làm mát có sẵn tại nơi lắp đặt, cũng có thể tiết kiệm nước đáng kể. Hơi nước được bơm trực tiếp vào bình bằng một hoặc nhiều con sủi cảo nằm ở đáy. Kiểm soát áp suất được thực hiện bằng không khí và đạt được thông qua một vòng điều khiển hoàn toàn độc lập. Do môi trường ăn mòn được tạo ra trong quá trình này, nên kết cấu tàu phải bằng thép không gỉ.
Bình phun nước thường được đánh giá áp suất ít nhất là 50psi hoặc cao hơn. Kiểu nồi tiệt trùng này có sẵn ở cả kiểu quay và kiểu không quay. Cả hai mô hình quay và không quay đều có sẵn. Rotary thường không được khuyến khích vì môi trường không nổi và phân bố nhiệt độ kém có thể được nhìn thấy ở vòng tua máy trung bình đến cao. Xử lý phun là một lựa chọn tốt cho túi vì thường không cần xoay.
Buộc hơi nước / không khí: Núm vặn hơi nước / không khí là loại cuối cùng của quá trình vặn lại “quá áp”. Quá trình tiệt trùng trong kiểu đun sôi này được thực hiện bằng cách sử dụng hỗn hợp hơi nước và không khí được luân chuyển trong vòng lọc bằng quạt kiểu tuabin. Hỗn hợp đồng nhất của hơi nước và không khí được quạt hút về phía sau của nồi đun và sau đó quay trở lại phía trước trong một rãnh giữa vỏ nồi đun và các giỏ.
Như trong quá trình phun lại, kiểm soát áp suất được thực hiện bằng không khí và đạt được thông qua một vòng điều khiển hoàn toàn độc lập. Phải xem xét đến điểm đặt kiểm soát áp suất mong muốn vì tỷ lệ hơi và không khí trong bình có thể ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt. Khi một lượng lớn không khí được trộn với hơi nước để tạo ra áp suất quá tải, hệ số truyền nhiệt bề mặt sẽ giảm xuống.
Không giống như nồi hấp tiệt trùng hơi, tiệt trùng hơi / không khí chỉ yêu cầu một giai đoạn thông hơi tối thiểu. Các thiết bị phản ứng hơi nước / không khí thường được đánh giá áp suất ít nhất là 50psi hoặc cao hơn. Kiểu vặn này có sẵn ở cả kiểu quay và kiểu không quay. Các mô hình quay thường không được khuyến nghị do môi trường không nổi. Mặc dù không được sử dụng phổ biến như chế biến phun, nhưng hơi nước / không khí phản hồi cũng là một lựa chọn tốt cho túi.
