Мнoгим прoизвoдителям нужны емкocти из пoлиэтилена. Удoвлетвoрить пoтребнocть в ПЭТ-таре мoжнo, cделав заказ на cпециальнoм предприятии, либo наладив ее прoизвoдcтвo. Выбoр oбoрудoвания для этих целей cейчаc доcтаточно широк.
Как наиболее правильно c техничеcкой точки зрения и в то же время c минимальными затратами оcнаcтить выдувное оборудование? Модельный ряд машин для выпуcка ПЭТ-тары можно разделить на две категории – автоматичеcкие и полуавтоматичеcкие аппараты. Причем, вcе они приводятcя в дейcтвие cжатым воздухом. Но автоматам для эффективной работы потребуется воздух с давлением 35–40 атм, а полуавтоматы довольствуются меньшим – 16–20 атм.
Также агрегаты различаются по производительности: полуавтоматы рассчитаны на выпуск не более 1 тыс. бутылок в час, автоматы за аналогичный промежуток времени способны выдувать несколько тысяч единиц тары. Но надо еще учесть и ее размеры – как правило, выдувают бутылки объемом от 1 л до 5 л. Эти отличия определяют величину потребления воздуха каждым агрегатом. Все вроде бы просто. Однако сегодня производители ПЭТ-тары даже с небольшими объемами производства вправе рассчитывать на то, что при низких инвестиционных и эксплуатационных затратах они могут получить качественный сжатый воздух в количестве, пропорциональном стоимости оборудования. Вот здесь мы и перейдем от общего к подробностям.
Ввиду того, что сжатый воздух попадает во внутреннюю полость тары, определяющим моментом всего процесса выдува ПЭТ-бутылок является качество воздуха – стабильность давления, чистота, отсутствие примесей масла и любых запахов. В связи с этим очень важно правильно подобрать компрессор и все дополнительное оборудование.
Как уже отмечалось, полуавтоматам требуется вдвое меньшее рабочее давление, чем автоматическим линиям. И требования по производительности компрессора здесь также невелики – не более 1 куб.м/мин. Поэтому и подобрать его не составит большого труда.
Из отечественных моделей под требуемые параметры вполне подходят, например, компрессоры бежецкого завода «Автоспецоборудование»: К-20 (16 атм, 1,0 куб.м/мин), К-22 (16 атм, 0,5 куб. м/мин), К-33 (25 атм, 0,8 куб.м/мин). Поршневые компрессоры ФИАК (Италия-Белоруссия) также рассчитаны на 16 атм.: АВ 300/850 (0,6 куб.м/мин), АВ 500/850 (0,6 куб.м/мин), АВТ 500/850Т (1,0 куб.м/мин).
Подбор компрессора для автомата выдува может составить определенную трудность, т.к. здесь требуется сжатый воздух большого объема (свыше 1 куб.м/мин). Для давления в 40 атм производители, как правило, выпускают машины, требующие водяного охлаждения. Это в свою очередь влечет необходимость дополнительных расходов на систему подготовки воды. Соответственно выше эксплуатационные затраты. Не отвечает повышенным требованиям пищевой промышленности и качество воздуха с большим содержанием масла. Тем не менее выход есть. Идея двухступенчатого сжатия идеально вписывается в запросы рынка.
Например, фирма BOGE на первой ступени использует винтовой компрессор с давлением 8–13 атм. После очистки и осушки воздух подается на вторую ступень сжатия, где применяется дожимающий компрессор, который сжимает воздух уже до 40 атм. Полная схема такой компрессорной станции представляет из себя следующее.
Кроме компрессоров в станции монтируются еще ресиверы, сепаратор, осушитель, фильтры и пульт управления. Ресивер предназначен для аккумулирования сжатого воздуха, что необходимо для обеспечения нормальной работы компрессора и для ослабления пульсаций воздушного потока, а это очень важно для выдува качественной бутылки. Для предварительного удаления воды из проходящего воздуха используется сепаратор, а для окончательного – осушитель.
Фильтрация воздуха происходит в фильтрах высокого давления, которые устанавливаются после ресивера на 40 атм. Как правило, достаточно смонтировать линейку из трех фильтров – предварительной, основной и тонкой очистки. Группа таких фильтров исключит из воздуха частицы пыли и вкрапления масла. Однако, если требуется очистить воздух от бактерий, следует применить специальный стерилизующий фильтр. Картридж такого фильтра может многократно стерилизоваться в автоклаве.
Рассмотрим пример комплектования компрессорной станции. Предположим, что мы имеем аппарат выдува, который требует для работы 3 куб.м/мин сжатого до 40 атм воздуха. Наиболее рационально в этом случае остановиться на двухступенчатой схеме (винтовой компрессор на 10 атм и поршневой дожимающий компрессор на 40 атм). Подбор оборудования необходимо начинать с выходной ступени, поэтому сначала определимся с компрессором на 40 атм (иначе его называют бустер).
BOGE предлагает бустер SRHV 420-10 производительностью 3,97 куб.м/мин и давлением воздуха на выходе 40 атм. Следует учесть, что для обеспечения нормального теплового режима работы поршневого компрессора необходим запас его производительности относительно потребления воздуха сетью на 20–30 %. Поэтому для примера и взят бустер SRHV 420-10 с несколько большей производительностью, чем требовалось по начальному условию задачи.
Далее приступим к подбору винтового компрессора. Следует иметь в виду, что он должен обеспечить воздухом как сам бустер, так и систему управления выдувной машины (как правило, эти системы работают на давлении воздуха в 10 атм). Из паспорта бустера SRHV узнаем, что для получения заданной производительности на его вход нужно подавать 4,6 куб.м воздуха в минуту с давлением 10 атм.
Инструкция по эксплуатации на аппарат выдува подскажет, что для системы управления необходимо 1,2 куб.м/мин. Сложив два показателя, получаем требуемую производительность винтового компрессора – 5,8 куб.м/мин. Для этой цели подойдет, например, компрессор Airblok 60 итальянской фирмы FIAC, который имеет на подаче 5,8 куб.м/мин при давлении 10 атм.
Продолжая строить компрессорную станцию, надо не забыть о ресивере на 10 атм и 40 атм, а также о фильтрации и осушке воздуха. Специалисты итальянской фабрики FIAC рекомендуют для компрессора Airblok 60 применять ресивер на 2 тыс. л. Но проще всего укомплектовать оборудование четырьмя ресиверами по 500 л, т.к. в этом случае не потребуется регистрация сосудов в органах Гостехнадзора.
После бустера SRHV тоже следует установить ресивер на 40 атм. Производитель требует, чтобы его минимальный объем составил 1 тыс. л/мин. Но здесь опять же можно воспользоваться двумя ресиверами РСВ-500А (по 500 л каждый) отечественного производства.
В качестве осушителя подходит модель DRY 61 рефрижераторного типа с пропускной способностью 6,1 куб.м/мин, а для очистки воздуха – модели фильтров уже известной нам фабрики FIAC (FQ 6000, FD 6000, FC 6000). Использование такого комплекта фильтров позволит очистить воздух не только от пыли, которую компрессор засасывает в себя из атмосферного воздуха, но также и от вкраплений масла и даже от различных запахов. На этом, правда, очистка воздуха не заканчивается.
Повторить процедуру потребуется и после компрессора на 40 атм, т.к. он является маслосмазываемой машиной. Здесь предлагается установить фильтры российского производства ФСВ-П, ФСВ-О и ФСВ-Т, которые эффективно очищают воздух, сжатый до 40 атм. Буквы П, О, Т означают степень очистки – соответственно предварительная, общая и тонкая.
Если потребителю важно, чтобы компрессорная установка работала полностью в автоматическом режиме, то в набор оборудования необходимо добавить установку клапанов автоматического слива конденсата из ресиверов и фильтров, индикаторы загрязненности фильтров и устройство контроля уровня масла в бустере.
Следует отметить, что использование двухступенчатой компрессорной станции позволяет решить на производстве сразу две задачи. Во-первых, собственно обеспечить выдув ПЭТ-тары, а во-вторых, полученный на первой ступени воздух с давлением 8–10 атм можно использовать еще и для питания различного пневмооборудования (аппараты розлива жидкостей, этикет-автоматы, упаковщики и т.д.).
Больше того, в подобной схеме возможно подключение нескольких дожимающих компрессоров, что позволяет увеличить производительность всей компрессорной установки. Скажем, BOGE предлагает компрессорные станции производительностью до 17 куб.м/мин! И это далеко не все «хитрости» производителя, которые придумываются, чтобы «облегчить жизнь» потребителю.
Например, поршневые компрессоры фирмы BOGE производятся с использованием специальной технологии хонингования для доводок стенок цилиндров. Благодаря этому практически отсутствует карбонизация масла внутри компрессора, а значит, меньшее его количество будет попадать в воздушную систему. Кроме того, применяется принудительное воздушное охлаждение, из-за чего температура узлов компрессора на 25% ниже, чем в обычных системах. Компрессоры оснащены цельнокованным коленчатым валом с роликоподшипниками на обоих концах и неизнашиваемыми язычковыми клапанами «BOGE- ferax».
Среди производителей компрессорной техники развернулось самое настоящее соревнование под таким лозунгом. С приходом на рынок дешевых преформ появляется много мелких производителей, которые обратили внимание на то, что компрессор для выдува 3 тыс. бутылок объемом 1,5 л стоит всего на 20% меньше, чем многоступенчатый компрессор для производства 8 тыс. бутылок того же объема. В результате рынок стал быстро пополняться бустерными компрессорами.
Перед их производителями стояла непростая на первый взгляд задача: предоставить потребителю недорогую (как изначально, так и в обслуживании), эффективную, потребляющую мало энергии технику. И в условиях растущей конкуренции каждый старается найти свою «изюминку» для выпускаемого оборудования.
Так, в отличие от традиционной смазки черпачкового типа, в бустерах польской компании AIRPOL предусмотрена принудительная смазка
коленчатого вала и поршневых пальцев за счет масляного насоса. Трущиеся части компрессора смазываются через специальные отверстия. В масляной магистрали установлен датчик давления, который отключает компрессор при снижении давления масла до 2 атм. Также предусмотрена регулировка величин давления масла в пределах 2–4 атм за счет переливного клапана.
Оснащение электрического шкафа управления электронным контроллером «Омрон» позволяет более эффективно подбирать настройки бустера. К тому же, с помощью прибора можно задавать, просматривать и контролировать все параметры, связанные с сервисным обслуживанием (общее время наработки, время работы под нагрузкой, сроки замены фильтров, техобслуживания и т.д.).
Бустеры DALGAKIRAN тоже рассчитаны на продолжительную работу. На входе и выходе этих компрессоров уже не используются соленоидные клапаны, которые, надо признать, довольно часто выходят из строя из-за высокого давления в картере. Заменившие их электромагнитные клапаны не только более надежны, но и обеспечивают легкий пуск компрессора.
Как наиболее правильно c техничеcкой точки зрения и в то же время c минимальными затратами оcнаcтить выдувное оборудование? Модельный ряд машин для выпуcка ПЭТ-тары можно разделить на две категории – автоматичеcкие и полуавтоматичеcкие аппараты. Причем, вcе они приводятcя в дейcтвие cжатым воздухом. Но автоматам для эффективной работы потребуется воздух с давлением 35–40 атм, а полуавтоматы довольствуются меньшим – 16–20 атм.
Также агрегаты различаются по производительности: полуавтоматы рассчитаны на выпуск не более 1 тыс. бутылок в час, автоматы за аналогичный промежуток времени способны выдувать несколько тысяч единиц тары. Но надо еще учесть и ее размеры – как правило, выдувают бутылки объемом от 1 л до 5 л. Эти отличия определяют величину потребления воздуха каждым агрегатом. Все вроде бы просто. Однако сегодня производители ПЭТ-тары даже с небольшими объемами производства вправе рассчитывать на то, что при низких инвестиционных и эксплуатационных затратах они могут получить качественный сжатый воздух в количестве, пропорциональном стоимости оборудования. Вот здесь мы и перейдем от общего к подробностям.
Довольствуясь малым
Ввиду того, что сжатый воздух попадает во внутреннюю полость тары, определяющим моментом всего процесса выдува ПЭТ-бутылок является качество воздуха – стабильность давления, чистота, отсутствие примесей масла и любых запахов. В связи с этим очень важно правильно подобрать компрессор и все дополнительное оборудование.
Как уже отмечалось, полуавтоматам требуется вдвое меньшее рабочее давление, чем автоматическим линиям. И требования по производительности компрессора здесь также невелики – не более 1 куб.м/мин. Поэтому и подобрать его не составит большого труда.
Из отечественных моделей под требуемые параметры вполне подходят, например, компрессоры бежецкого завода «Автоспецоборудование»: К-20 (16 атм, 1,0 куб.м/мин), К-22 (16 атм, 0,5 куб. м/мин), К-33 (25 атм, 0,8 куб.м/мин). Поршневые компрессоры ФИАК (Италия-Белоруссия) также рассчитаны на 16 атм.: АВ 300/850 (0,6 куб.м/мин), АВ 500/850 (0,6 куб.м/мин), АВТ 500/850Т (1,0 куб.м/мин).
С автоматами – сложнее
Подбор компрессора для автомата выдува может составить определенную трудность, т.к. здесь требуется сжатый воздух большого объема (свыше 1 куб.м/мин). Для давления в 40 атм производители, как правило, выпускают машины, требующие водяного охлаждения. Это в свою очередь влечет необходимость дополнительных расходов на систему подготовки воды. Соответственно выше эксплуатационные затраты. Не отвечает повышенным требованиям пищевой промышленности и качество воздуха с большим содержанием масла. Тем не менее выход есть. Идея двухступенчатого сжатия идеально вписывается в запросы рынка.
Например, фирма BOGE на первой ступени использует винтовой компрессор с давлением 8–13 атм. После очистки и осушки воздух подается на вторую ступень сжатия, где применяется дожимающий компрессор, который сжимает воздух уже до 40 атм. Полная схема такой компрессорной станции представляет из себя следующее.
Кроме компрессоров в станции монтируются еще ресиверы, сепаратор, осушитель, фильтры и пульт управления. Ресивер предназначен для аккумулирования сжатого воздуха, что необходимо для обеспечения нормальной работы компрессора и для ослабления пульсаций воздушного потока, а это очень важно для выдува качественной бутылки. Для предварительного удаления воды из проходящего воздуха используется сепаратор, а для окончательного – осушитель.
Фильтрация воздуха происходит в фильтрах высокого давления, которые устанавливаются после ресивера на 40 атм. Как правило, достаточно смонтировать линейку из трех фильтров – предварительной, основной и тонкой очистки. Группа таких фильтров исключит из воздуха частицы пыли и вкрапления масла. Однако, если требуется очистить воздух от бактерий, следует применить специальный стерилизующий фильтр. Картридж такого фильтра может многократно стерилизоваться в автоклаве.
Строим схему
Рассмотрим пример комплектования компрессорной станции. Предположим, что мы имеем аппарат выдува, который требует для работы 3 куб.м/мин сжатого до 40 атм воздуха. Наиболее рационально в этом случае остановиться на двухступенчатой схеме (винтовой компрессор на 10 атм и поршневой дожимающий компрессор на 40 атм). Подбор оборудования необходимо начинать с выходной ступени, поэтому сначала определимся с компрессором на 40 атм (иначе его называют бустер).
BOGE предлагает бустер SRHV 420-10 производительностью 3,97 куб.м/мин и давлением воздуха на выходе 40 атм. Следует учесть, что для обеспечения нормального теплового режима работы поршневого компрессора необходим запас его производительности относительно потребления воздуха сетью на 20–30 %. Поэтому для примера и взят бустер SRHV 420-10 с несколько большей производительностью, чем требовалось по начальному условию задачи.
Далее приступим к подбору винтового компрессора. Следует иметь в виду, что он должен обеспечить воздухом как сам бустер, так и систему управления выдувной машины (как правило, эти системы работают на давлении воздуха в 10 атм). Из паспорта бустера SRHV узнаем, что для получения заданной производительности на его вход нужно подавать 4,6 куб.м воздуха в минуту с давлением 10 атм.
Инструкция по эксплуатации на аппарат выдува подскажет, что для системы управления необходимо 1,2 куб.м/мин. Сложив два показателя, получаем требуемую производительность винтового компрессора – 5,8 куб.м/мин. Для этой цели подойдет, например, компрессор Airblok 60 итальянской фирмы FIAC, который имеет на подаче 5,8 куб.м/мин при давлении 10 атм.
Фильтрация и осушка
Продолжая строить компрессорную станцию, надо не забыть о ресивере на 10 атм и 40 атм, а также о фильтрации и осушке воздуха. Специалисты итальянской фабрики FIAC рекомендуют для компрессора Airblok 60 применять ресивер на 2 тыс. л. Но проще всего укомплектовать оборудование четырьмя ресиверами по 500 л, т.к. в этом случае не потребуется регистрация сосудов в органах Гостехнадзора.
После бустера SRHV тоже следует установить ресивер на 40 атм. Производитель требует, чтобы его минимальный объем составил 1 тыс. л/мин. Но здесь опять же можно воспользоваться двумя ресиверами РСВ-500А (по 500 л каждый) отечественного производства.
В качестве осушителя подходит модель DRY 61 рефрижераторного типа с пропускной способностью 6,1 куб.м/мин, а для очистки воздуха – модели фильтров уже известной нам фабрики FIAC (FQ 6000, FD 6000, FC 6000). Использование такого комплекта фильтров позволит очистить воздух не только от пыли, которую компрессор засасывает в себя из атмосферного воздуха, но также и от вкраплений масла и даже от различных запахов. На этом, правда, очистка воздуха не заканчивается.
Повторить процедуру потребуется и после компрессора на 40 атм, т.к. он является маслосмазываемой машиной. Здесь предлагается установить фильтры российского производства ФСВ-П, ФСВ-О и ФСВ-Т, которые эффективно очищают воздух, сжатый до 40 атм. Буквы П, О, Т означают степень очистки – соответственно предварительная, общая и тонкая.
Если потребителю важно, чтобы компрессорная установка работала полностью в автоматическом режиме, то в набор оборудования необходимо добавить установку клапанов автоматического слива конденсата из ресиверов и фильтров, индикаторы загрязненности фильтров и устройство контроля уровня масла в бустере.
Немаленькие «хитрости»
Следует отметить, что использование двухступенчатой компрессорной станции позволяет решить на производстве сразу две задачи. Во-первых, собственно обеспечить выдув ПЭТ-тары, а во-вторых, полученный на первой ступени воздух с давлением 8–10 атм можно использовать еще и для питания различного пневмооборудования (аппараты розлива жидкостей, этикет-автоматы, упаковщики и т.д.).
Больше того, в подобной схеме возможно подключение нескольких дожимающих компрессоров, что позволяет увеличить производительность всей компрессорной установки. Скажем, BOGE предлагает компрессорные станции производительностью до 17 куб.м/мин! И это далеко не все «хитрости» производителя, которые придумываются, чтобы «облегчить жизнь» потребителю.
Например, поршневые компрессоры фирмы BOGE производятся с использованием специальной технологии хонингования для доводок стенок цилиндров. Благодаря этому практически отсутствует карбонизация масла внутри компрессора, а значит, меньшее его количество будет попадать в воздушную систему. Кроме того, применяется принудительное воздушное охлаждение, из-за чего температура узлов компрессора на 25% ниже, чем в обычных системах. Компрессоры оснащены цельнокованным коленчатым валом с роликоподшипниками на обоих концах и неизнашиваемыми язычковыми клапанами «BOGE- ferax».
Кто предложит лучшее?
Среди производителей компрессорной техники развернулось самое настоящее соревнование под таким лозунгом. С приходом на рынок дешевых преформ появляется много мелких производителей, которые обратили внимание на то, что компрессор для выдува 3 тыс. бутылок объемом 1,5 л стоит всего на 20% меньше, чем многоступенчатый компрессор для производства 8 тыс. бутылок того же объема. В результате рынок стал быстро пополняться бустерными компрессорами.
Перед их производителями стояла непростая на первый взгляд задача: предоставить потребителю недорогую (как изначально, так и в обслуживании), эффективную, потребляющую мало энергии технику. И в условиях растущей конкуренции каждый старается найти свою «изюминку» для выпускаемого оборудования.
Так, в отличие от традиционной смазки черпачкового типа, в бустерах польской компании AIRPOL предусмотрена принудительная смазка
коленчатого вала и поршневых пальцев за счет масляного насоса. Трущиеся части компрессора смазываются через специальные отверстия. В масляной магистрали установлен датчик давления, который отключает компрессор при снижении давления масла до 2 атм. Также предусмотрена регулировка величин давления масла в пределах 2–4 атм за счет переливного клапана.
Оснащение электрического шкафа управления электронным контроллером «Омрон» позволяет более эффективно подбирать настройки бустера. К тому же, с помощью прибора можно задавать, просматривать и контролировать все параметры, связанные с сервисным обслуживанием (общее время наработки, время работы под нагрузкой, сроки замены фильтров, техобслуживания и т.д.).
Бустеры DALGAKIRAN тоже рассчитаны на продолжительную работу. На входе и выходе этих компрессоров уже не используются соленоидные клапаны, которые, надо признать, довольно часто выходят из строя из-за высокого давления в картере. Заменившие их электромагнитные клапаны не только более надежны, но и обеспечивают легкий пуск компрессора.
Владмири Баранов
