Расчёт расхода сырья и воды на линии розлива

Как считать расход сырья и воды на линии розлива

Расчёт расхода начинается с уравнения материального баланса: приход сырья равен объёму годной продукции плюс технологические потери. Для воды это сумма объёмов, ушедших в продукт, на ополаскивание тары, на санитарную обработку и на потери с браком. Точность расчёта определяется тем, насколько полно учтены именно потери, а не номинальные паспортные цифры оборудования.

Исходные данные: что запросить у технолога

Для линии 6000 бут/ч и тары 0,5 л часовая выработка составляет около 3000 л готового напитка. Расход концентрата считают по рецептуре и коэффициенту разведения, расход воды — как разницу между общим объёмом и долей концентрата плюс потери. Такой расчёт расхода даёт ориентир для подбора ёмкостей, насосов и водоподготовки.

Расход воды по стадиям: мойка, ополаскивание, приготовление

Мойка и ополаскивание ПЭТ бутылки

На линиях розлива водопотребление считают по каждой операции отдельно, иначе суммарный расход расходится с фактическим в 1,5–2 раза. Для выдувной ПЭТ тары мойка часто не нужна вовсе: бутылка стерильна после формовки, достаточно ополаскивания изнутри. Ополаскиватель даёт от 0,05 до 0,15 л на бутылку при давлении 1,5–2,5 бар; рост давления выше 3 бар прибавляет расход, но не улучшает смачиваемость. Температура влияет на эффективность: вода 50–60 °C снимает остатки смазки пресс-формы лучше холодной, но требует больше энергии на нагрев. Возвратная тара считается иначе, там мойка обязательна.

• Ополаскивание ПЭТ: 0,05–0,15 л на бутылку, форсунки под давлением 1,5–2,5 бар
• Мойка возвратной стеклотары: 0,2–0,5 л на бутылку в трёх-четырёх ваннах
• Потери на испарение и разбрызгивание в туннеле: 10–20 % от подачи
• Расход на стадии зависит от формата тары, скорости линии и числа форсунок

Вода на приготовление продукта

Вода в рецептуре входит в сам напиток или раствор, поэтому её считают не как технологическую, а как сырьё. Для питьевой воды и напитков подготовка идёт через умягчение, угольную фильтрацию и обратный осмос, потери на промывку мембран закладывают отдельно. Объём берут по рецептуре с запасом на промывку трубопровода перед пуском партии. Для бытовой химии и растительного масла вода может не входить в продукт вообще, но участвует в приготовлении моющих растворов.

CIP-мойка: объем и периодичность

Безразборная мойка расходует воду на ополаскивание щёлочью и кислотой, промежуточные смывы и финальную промывку. Цикл обычно включает 4–6 стадий, объём определяется внутренним объёмом контура плюс запас на слив. Периодичность задают по санитарным требованиям и по продукту: смена продукта, остановка линии больше смены, плановая мойка раз в сутки. Проверяйте проводимость возвращаемого раствора, по ней видно, когда стадия отработана и воду можно не гонять лишний раз.

Потери сырья и продукта: где уходит и как считать

Потери на розлив, укупорку и переналадку

Часть продукта теряется в самом розливе: недолив и перелив по уровню, пена в ПЭТ таре, капли при отсечке клапана. На укупорке потери минимальны, но брак колпачка или кольца ведёт к перефасовке всей партии. При переналадке и промывке сливается продукт из трубопроводов, дозаторов и накопительного бака.

Учёт ведут по балансу: приход сырья минус готовая продукция минус подтверждённый склад. Разница и есть потери. Считайте их за смену, а не за месяц, иначе пик брака не найти. На линиях с высокой долей мойки расход воды особенно критичен, поэтому оборудование для розлива воды подбирают с учётом реального водобаланса.

Брак тары считают отдельно: бой, трещины горловины, несоосность преформы. Продукт из неё списывают в потери, а не в готовую партию. Значения в таблице зависят от продукта, формата тары и возраста линии, поэтому их уточняют по факту замеров.

Нормативы и документы для расчета

Санитарные требования к воде для розлива опираются на СанПиН 1.2.3685-21 (гигиенические нормативы содержания веществ в воде) и СанПиН 2.1.4.1074-01 для питьевой воды централизованных систем. Если вода привозная или из собственной скважины, нужен протокол лабораторного контроля по микробиологии и органолептике. Для продукции, контактирующей с тарой, действует ТР ТС 021/2011 о безопасности пищевой продукции, а для упакованной питьевой воды дополнительно ТР ЕАЭС 044/2017. Учитывайте это при расчете расхода на ополаскивание и приготовление: часть воды уходит в продукт, часть возвращается в оборот.

Внутренний технологический регламент фиксирует нормы расхода на единицу продукции: литры на декалитр напитка, м³/ч на мойку, кг сырья на 1000 бут/ч. Эти цифры закладываются в расчет, поэтому их источник должен быть проверяемым. В паспорте линии смотрите графы по расходу воды и пара на цикл мойки, требования к давлению в форсунках (обычно 1,5–3 бар) и температуре моющих растворов. Расхождение паспортных данных с фактическими замерами на площадке встречается часто, поэтому контрольный замер после пусконаладки обязателен.

Чек-лист: порядок расчета и типичные ошибки

Любой расчет расхода начинается не с формул, а с инвентаризации данных. Соберите паспортные значения по каждой машине, фактические замеры за 2–3 смены и график выпуска по ассортименту. Отдельно зафиксируйте температуру воды на мойке и ополаскивании: от нее напрямую зависит объем на одну бутылку. Дальше расчет ведут последовательно, чтобы на каждом шаге была понятна база.

• Соберите паспортные и фактические данные по всем потребителям воды и сырья за смену.
• Разложите выпуск по ассортименту, таре и формату: разные позиции дают разный расход.
• Учтите потери на розливе, брак, промывку и слив из трубопроводов перед простоем.
• Проверьте коэффициенты пересчета по плотности и температуре для каждого продукта.
• Заложите сезонный запас: летний пик по воде и напиткам заметно выше зимнего.

Проверка сходимости баланса

Сведите приход и расход по каждой позиции: сколько сырья и воды подано, сколько ушло в готовую продукцию, сколько в потери. Расхождение сверх обычного разброса ищите в неучтенном сливе, неверных коэффициентах и устаревших данных по мойке. Типичная ошибка при расчете расхода воды: считать по номиналу насоса, а не по фактическому отбору за цикл.

Влияние формата тары и продукта на расход

Формат тары меняет не рецептуру, а потери на розливе. ПЭТ бутылка объёмом 0,5 л при производительности 6000 бут/ч даёт больше единиц продукции в час, чем ПЭТ банка 1,0 л на том же автомате, поэтому и расход продукта на единицу тары считается отдельно для каждой позиции. Стекло добавляет стадии мойки и ополаскивания оборотной тары, где вода уходит на мойку, ополаскивание и подготовку моющих растворов. Тонкостенная ПЭТ тара требует аккуратной настройки уровня, иначе перелив даёт стабильный перерасход.

Вязкие продукты и температурный режим

Масло и бытовая химия подаются дозаторами объёмного или весового типа, и здесь расчёт расхода привязан к вязкости и температуре: при снижении температуры вязкость растёт, дозирование замедляется, а остатки в продуктопроводе увеличивают потери при промывке. Растительное масло обычно фасуют при 18–25 °C, гели и загущённые моющие средства требуют подогрева или поршневых дозаторов. Проверять расход стоит по фактическому выходу годной продукции, а не по паспортной производительности автомата. ООО «Промгарант» подбирает оборудование под конкретный продукт и тару, поставляет его и выполняет монтаж и пусконаладку.

Вопросы и ответы

Информация, предоставленная в этом блоге, предназначена исключительно для общих информационных целей. Материалы, опубликованные на этом сайте, не являются заменой профессиональной консультации. Перед принятием каких-либо решений, связанных с использованием нашего оборудования, рекомендуем обратиться в компанию ООО «Промгарант» для личной консультации.