Ультразвуковая очистка стеклобутылок

Специализированный информационный бюллетень «Ликероводочное производство и виноделие», № 6 (66), июнь 2005 г.

М. Г. Журавлев, Н. М. Ермоленко, ООО «Мценский СВК «Орловская крепость»,
Т. И. Жирнова, Н. М. Лебедев, ООО «Александра-Плюс»,
Ф. М. Скоробогатова, ОАО «Омсквинпром»

При производстве пищевой и фармацевтической продукции высокие требования предъявляются к чистоте стеклянной тары, особенно внутренней поверхности. Поэтому технология очистки стеклопосуды является одной из наиболее важных технологических операций, в частности, и для предприятий ликероводочной промышленности.

Способ удаления загрязнений при ультразвуковой очистке основан на использовании явлений, протекающих в жидких средах при возбуждении в них интенсивных упругих колебаний высокой частоты. При распространении интенсивных ультразвуковых колебаний в жидкости наблюдается эффект, называемый ультразвуковой кавитацией. Явление кавитации связано с тем, что жидкости «легко» переносят огромные всесторонние сжатия, но чувствительны к растягивающим усилиям. При прохождении ультразвуковой волны возникают последовательно фазы сжатия и разряжения.

В фазе разряжения в отдельных участках жидкости образуются разрывы или полости, в которые устремляются растворенные в жидкости газы и пар. Эти мельчайшие пузырьки называются кавитационными и возникают, как правило, в местах, где прочность жидкости наиболее ослаблена: такими местами являются маленькие пузырьки нерастворенного газа, частички посторонних примесей, граница раздела жидкость — жидкость, жидкость — твердое тело и т. д. При последующем сжатии происходит захлопывание образовавшихся пузырьков. При этом наблюдаются локальные мгновенные давления, достигающие сотен и тысяч атмосфер, повышение температуры среды. В момент исчезновения пузырьков происходят мощные гидравлические удары, обладающие большой разрушительной силой.

Для удаления солевых отложений кислотными растворами обществом «Александра-Плюс» серийно выпускаются ультразвуковые установки модели ДЛК-3, которые хорошо зарекомендовали себя на ряде предприятий ликероводочной отрасли. Оборудование постоянно совершенствуется, и последние установки работают с увеличенной интенсивностью. В ванне установлено 8 ультразвуковых излучателей. Установка состоит из ванны и подставки (рис.). Ванна ультразвуковая представляет собой сварную конструкцию из нержавеющей стали, в дно которой встроены ультразвуковые излучатели. В ванне на поворотном механизме закреплены кассеты, выполненные из винипласта, для перемещения бутылок над излучателями. Кассеты выполнены легкосъемными и приспособлены под любые бутылки заказчика, в том числе сувенирные. Ванна устанавливается на подставке. По согласованию с заказчиком в ванне устанавливаются ТЭН для подогрева моющего раствора, датчик контроля и регулирования температуры. Объем ванны 150—170 литров, общая потребляемая мощность не более 3,0 кВт.

Такая установка эксплуатируется на ОАО «ЛВЗ Глазовский» в посудном цехе для удаления солевых отложений в стеклянной возвратной таре после промывки в бутыломоечной машине и отбракованной на контроле. Очистка осуществляется в растворе соляной кислоты с концентрацией 0,2—0,5 %.

Внедрение данной установки позволило повысить степень очистки возвратной тары до 100 %, повысилась производительность труда. Одна установка заменяет 5—7 человек при ручной промывке стеклобутылок. После промывки в ультразвуковой установке бутылки направляются в ополаскиватель или стандартную бутыломоечную машину.

Как известно, одним из показателей качества стеклобутылок является водостойкость, которая определяется методом выщелачивания по ГОСТ 13905-78 и регламентируется ГОСТ 10117.1-2001.

При несоблюдении условий хранения (в неотапливаемых помещениях или на открытых площадках) водостойкость превышает допустимые нормы.

В информационном бюллетене «Ликероводочное производство и виноделие» (2004, № 2) была опубликована информация о способе восстановления ультразвуком поврежденной внутренней поверхности стеклобутылки.

Проведенные работы со специалистами ООО «Мценский СВК «Орловская крепость» по восстановлению поврежденной внутренней поверхности стеклобутылок показали, что при начальном показателе водостойкости 0,45—0,5 мл 0,01н HCl наибольший эффект получен при обработке стеклобутылок в 1,0%-ном водном растворе соляной кислоты при температуре 40±5 °C при воздействии ультразвукового излучения в течение 10 минут. Показатель водостойкости составил для указанных бутылок 0,17 мл 0,01н HCl по ГОСТ 10117.1-2001 при нормативном показателе не более 0,35 мл 0,01н HCl. Качество (надежность) восстановленной поверхности проверялось путем выдерживания стеклобутылок, заполненных водкой, в течение длительного периода хранения — от одного года до полутора лет в различных климатических условиях: при низких и высоких температурах окружающей среды, при различной освещенности и т. д.

В результате проведенной работы установлено, что восстановленный показатель водостойкости стеклобутылки сохраняется в период хранения до одного года без изменения при исходном показателе не более 0,45—0,5 мл 0,01 HCl.

Указанная установка успешно работает на ОАО «Омсквинпром» для восстановления поврежденной внутренней поверхности на новой посуде до показателя водостойкости, допустимого нормативной документацией на новой посуде. При исходном показателе водостойкости 0,38—0,42 после ультразвуковой обработки его величина составляет 0,14—0,22. Применяемая концентрация соляной кислоты — 0,6—0,85 %. Время обработки — 3—5 минут. После обработки в установке стеклобутылки подвергаются мойке в стандартной бутыломоечной машине.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод: данную ультразвуковую установку можно рекомендовать как для удаления отложений, так и для восстановления поврежденной внутренней поверхности стеклобутылок.

Наше общество готово участвовать в совместном создании промышленной установки большой производительности на специализированных машиностроительных предприятиях пищевой промышленности.