какую форму принимает жидкость в вакууме

Какова температура кипения воды в вакууме и от чего она зависит?

Кипение – это переход жидкого вещества в газообразное состояние. Процесс сопровождается образованием пара и происходит, когда достигается определенная температура.

Испарение может происходить при любой степени нагрева, тогда как вода закипает только по достижении 100 °C при нормальном атмосферном давлении. Но в вакууме вода тоже кипит. Начинается это раньше, чем в обычных условиях.

О том, какова температура кипения воды в вакууме, читайте в статье.

Что считать вакуумом?

Слово «вакуум» означает абсолютную пустоту, или пространство, свободное от вещества. Когда нет вещества, нечему и кипеть.

В науке и технике под ним понимают пространство, где давление значительно ниже атмосферного.

Критерием глубины вакуума является степень разрежения. Она определяется отношением давления в объеме к величине атмосферного. Единица измерения, принятая международной системой мер – Паскаль, но применяются и другие.

Нормальное атмосферное давление, измеренное на уровне моря, принято равным 760 мм ртутного столба, или 101325 Па. Например, разрежение, при котором давление равно 100 Па, считается низким, 0,00001 Па – высоким.

Как кипит H2O в таких условиях?

В любом сосуде, заполненном водой, всегда присутствуют частички воздуха. Они остаются на микроскопических трещинах, имеющихся на стенках емкости. По мере нагрева пузырьки увеличиваются, и становятся видимыми невооруженным взглядом, особенно на стенках сосуда и его дне. По сути, это капли насыщенного пара, растворенные в воде.

Когда температура на дне сосуда уже достигла 100 °C, а на поверхности воды ещё нет, сила поверхностного натяжения и атмосферное давление препятствуют выходу частиц за пределы емкости. Они возвращаются назад, теряя температуру.

Когда степень нагрева поверхностного и придонного слоя выравнивается, вещество закипает. В вакууме частицам легче покинуть объем сосуда. Этому препятствует только поверхностное натяжение, поэтому кипение начинается при более низкой температуре.

Почему может кипеть при отрицательных температурных значениях?

Когда среда разрежена, вода закипает раньше. Кипение начнется, как только разрежение достигнет величины, при которой температура кипения становится меньше температуры окружающей среды.

Ниже в таблице приведены округленные данные зависимости температуры кипения от давления.

Вода, отдавая пар, остывает. Он конденсируется и возвращается обратно в жидкое состояние. При дальнейшей откачке воздуха разрежение становится таким, что H2O мгновенно вскипает.

Температура понижается до отрицательной, водяной пар кристаллизуется, образуя лед. Поскольку это сопровождается увеличением объема, образованию льда препятствует внешнее давление.

Как быстро закипает?

Все зависит от степени разрежения. При недостаточной откачке воздуха холодная вода кипеть не будет.

Как только его станет меньше, она начнет переходить в паровую фазу.

Происходить это будет длительное время из-за конденсации. Теоретически можно достичь динамического равновесия, когда скорость испарения и скорость конденсации водяного пара равны.

При высоком разрежении закипание наступит практически мгновенно. Затем пар кристаллизируется из-за понижения температуры до отрицательного значения. Этот процесс тоже не займет много времени. Теплопроводность пара значительно выше, чем у воды, остывает он быстрее.

Полезное видео

Наглядно кипение воды в вакууме представлено в видео:

Заключение

Исследования поведения воды в условиях разреженного воздуха очень важны. К примеру, в освоении космического пространства. Там процессы происходят в безвоздушной среде, атмосфера как таковая отсутствует. Есть и другие области деятельности человека, где без таких знаний не обойтись.

Источник

Особенности кипения жидкости в вакууме

Всем известно, что вода закипает при температуре 100 градусов по Цельсию. Но мало кто задумывается, что такая температура кипения воды свойственна при нормальном атмосферном давлении, которое составляет 760 мм рт. ст. А ведь такой показатель, как точка кипения воды зависит от двух параметров – давления и температуры. При изменении одного фактора соответственно меняется второй.

Точка кипения воды в вакууме

Чтобы понять, какими особенностями отличается кипение воды в вакууме, для начала нужно разобраться, что это такое – процесс кипения жидкости как физическое явление. Интенсивное изменение агрегатного состояния жидкости с переходом её в пар, при определённой температуре и давлении, с формированием пузырьков по всему объёму жидкости, в молекулярной физике называют кипением.

Так как вакуум – это закрытое пространство, в котором находиться газ под давлением, значительно ниже атмосферного, температура кипения воды так же изменяется в меньшую сторону. Разреженная среда способствует понижению температуры кипения. Например, понижение давления до 529 мм рт. ст. позволит закипеть воде при температуре всего 90° С. А чтобы преобразование жидкости в пар началось при комнатной температуре, необходимо в закрытом резервуаре с водой создать разряжение, например с помощью вакуумного насоса, до 20 мм рт.ст.

Практическое применение

На практике, такая особенность вакуума, а точнее его пониженного давления очень хорошо проверяется при подъёме в горы. На высоте 4 км над уровнем моря, атмосферное давление настолько ниже нормы, что температура кипения воды составляет всего 87° по Цельсию.

В разных отраслях промышленности, в лабораторных комплексах, в медицине и многих видах производства очень широко распространена технология вакуумной сушки. Из-за низкой точки кипения, и как результата – испарения воды, в специальных сушильных шкафах, после закладки материала, создаётся вакуум и повышается температура. Этот метод сублимированной сушки, основанный на особенностях кипения воды в вакууме, используют при пробоподготовке, проведении анализов, вулканизации, лёгком обжиге и многих других процессах, связанных с дегидратацией.

Источник

Пластиковые модели — испытание вакуумом, водой и давлением

Всегда интересно читать новости о том, что там у хохлов каких успехов достигают разработчики 3D принтеров, но когда сам лично попробуешь то, о чем с большой помпой писали в новостях год или два назад — и всё оказывается совсем не так оптимистично, как об этом писали.

Помните новость о том, что Microsoft выпустила программу 3D-печати для массовой аудитории? И что, кто-нибудь уже пользуется? Я вот попробовал ей воспользоваться с 3D-принтером Makerbot 2: максимум, чего можно добиться — это того, что в системе появляется иконка «стандартного принтера», которая реагирует на подключение или отключение принтера. Еще можно попробовать поиграться в 3D-Build’ере написать объемный текст на поверхность какой-нибудь вазы из прилагаемого набора моделей. Мне этот фокус не удался. Ну да ладно, это была присказка.

Все мы стопитсот раз читали рассказы о том, что 3D-принтеры пригодятся в космосе, что с помощью 3D-принтеров на Луне и Марсе можно будет напечатать все что угодно…
Пробуем напечатать самую элементарную скобу (из ABS) и.
… и как-то оно не очень получается. Но это была другая присказка.

А что насчет водо-газонепроницаемости, удержания ваккуума или наоборот, избыточного давления? Наверняка в космосе это немаловажные свойства. В лаборатории или на производстве они тоже востребованы.

Сделаем тест-объект — полую сферу диаметром 30 мм со стенкой 5 мм и выводом

Для начала пробуем PLA на Makerbot 2

В режиме с самым высоким качеством и сплошным заполнением (крайняя справа) что-то пошло не так и на половине файла печать пришлось прервать, а при прикасании руками к модели донышко фактически отскочило (!). Две другие модели были выращены с низким качеством, которая слева — со сплошным заполнением. Испытания вакуумом они не прошли, и продувались даже «вручную» (примерно так же, как надуваются шарики) и легко, как это ни удивительно — ведь внешне поверхность сплошная. Самое интересное, что модель со сплошным заполнением продувалась лучше.

Испытание водой (посредством наливания воды внутрь) модели тоже не прошли

Вода из моделей свободно просачивается, как видно по влажной салфетке, на ощупь модели кажутся мокрыми.

Модель из АBS со сплошным заполнением пришлось готовить с использованием всех подручных средств, чтоб не повело

Однако результат всё равно оказался так себе

Тест с водой ABS прошло чуть лучше — залитая внутрь вода не смачивала бумажную салфетку.

Ну и наконец, «неконструкционный материал» SLA-пластик, в данном случае ИПЛИТ-1

Вакуум держит — за десять минут стрелка с места не сдвинулась.

Воду тоже держит, хотя известно, что при повышенной влажности модели из такого пластика через какое-то время «ведет»

Ну, и, наконец, самая интересная часть испытаний

Модель выдержала не менее 7 атмосфер, после чего лопнул не рассчитанный на высокое давление вакуумный шланг, при этом шланг дернулся и в результате модель разбилась от удара о бетонный пол
(если кто не знает — хрупкость характерна для акриловых SLA — полимеров).

Если вдруг кто-то соберется повторять испытание — делайте вывод чуть побольше в расчете на шланг высокого давления с хомутом, привязывайте шланг и защищайтесь от возможных осколков — они могут быть такими же острыми, как осколки стекла.

PS: в планах сделать нечто вроде этого, только с цифрами

Источник

Какую форму принимает жидкость в вакууме

Вакуум представляет собой сложный физический объект, в котором непрерывно происходит рождение и уничтожение виртуальных частиц (материализованных порций энергии). Вакуум является динамической системой, обладающей некоторой энергией, которая все время перераспределяется между виртуальными (воображаемыми) частицами.

Пары достаточно быстро, хотя и не в катастрофическом темпе, могут рождаться и в более слабых полях. Поэтому достижение полей, например с E₀ ≅10 14 В/см уже позволило бы, вероятно, наблюдать рождение пар в вакууме.

Вакуум поляризуется не только сильным электрическим полем, но и магнитным полем, причем характерное значение напряженности магнитного поля Н₀ такое же, как и для электрического поля Е₀. В магнитном поле с напряженностью более Н₀ вакуум ведет себя подобно нелинейной анизотропной среде и сильно влияет на распространение электромагнитных волн.

Второй постулат состоит в том, что нулю равна и суммарная масса свертки. Это следствие закона сохранения массы-энергии при образовании свертки ее масса преобразуется в энергию пары гамма-квантов. Акимов предложил называть эту квантовую систему, имеющую нулевые значения массы, заряда и спина, фитоном. Заметим, что предсказание о неизбежности взаимной аннигиляции электрона и позитрона при их встрече следует из релятивистской теории Дирака.

Существование торсионных полей еще в 1922 г. постулировал Э. Картан. Однако в его теории не учитывались спиновые эффекты и, кроме того, его уравнения не содержали угловых координат. Поэтому он не смог правильно оценить константу этих взаимодействий. Эта задача была в 1980-х годах решена Г.И. Шиповым, который разработал теорию физического вакуума, используя геометрию ученика Г. Римана Ричча, содержащую угловые координаты. Теория Шипова не содержит ограничений на величину константы торсионных взаимодействий. Факт существования в природе этого нового типа полей к настоящему времени подтвержден в многочисленных экспериментах.

Эксперименты по рождению частиц из физического вакуума показывают, что их массы, заряды, спины или какие-либо другие физические характеристики относительны, появляются и исчезают в процессах рождения из вакуума или ухода в вакуум. В теории физического вакуума эти характеристики определяются через риманову кривизну пространства. Имеется гипотеза о том, что пространство-время может иметь внутреннюю дискретную микроскопическую структуру, поля расслоений описывают дефекты в этой структуре. Эти структуры задают состояние физического вакуума, их называют вакуумными конденсатами.

Работа представлена на научную конференцию с международным участием, Москва-Барселона, 7-14 июля 2006г. Поступила в редакцию 05.06.2006 г.

Источник

Какую форму принимает жидкость в вакууме

Важная пустота

Известная из школьного курса физики и казавшаяся бесполезной торричеллиева пустота, или вакуум, находит широкое применение в различных отраслях техники, в том числе упаковочной, а по имени ее первооткрывателя Торричелли названа единица измерения вакуума – Торр.

В технике принято называть вакуумом состояние газа в закрытом сосуде, когда его давление меньше атмосферного. Величина вакуума может быть выражена в различ-ных единицах измерения давления, часто употребляемых в технической документации, таких как мм ртутного столба, Торр (1 Торр=1 мм рт. ст.), метр водяного столба, паскаль (Н/m²), а также в процентах от атмосферного давления. Весь диапазон значений вакуума в единицах давления от атмосферного до наименьшего достигнутого в вакуумной технике делится на области:

 низкого вакуума – от 760 до 1,0 мм рт.ст.;

Абсолютного, стопроцентного вакуума, при котором давление равно нулю, достичь невозможного, так как при этом число молекул газа в единице объема должно быть тоже равно нулю. Даже в космических условиях в хвосте кометы в 1 см 3 содержится 102–104 молекул газа, в межзвездном пространстве – 105–1011 молекул, в атмосфере на высоте 95 км от земли 1012–1016 молекул. В области низкого вакуума в 1 см 3 число молекул газа составляет 1019–1011. Чем меньше молекул в единице объема, тем ниже давлениеи более высокий вакуум. Молекулы газа в закрытом сосуде находятся в непрерывном движении и сталкиваются одна с другой и стенками сосуда. Результат ударов о стенки и есть давление газа в сосуде.

Важнейшими параметрами вакуумной системы, которые приходится определять при практическом использовании вакуумной упаковочной техники, являются давление и скорость откачки газа из вакуумной камеры, а также предельное давлениенасоса.

Для аналитической оценки этих параметров рассмотрим систему, состоящую из вакуумной камеры с натекателем, трубопровода и вакуумного насоса (Рисунок 1).

При практическом измерении скорости откачки поток Q можно измерять в любом сечении системы, но давление Р следует измерять в плоскости впускного патрубка откачивающего насоса.

Вращательные и диффузионные вакуумные насосы имеют практически посто-янную теоретическую скорость откачки Sн в довольно широком диапазоне давлений. Любой вакуумный насос характеризуется предельным давлением Ро, при котором скорость откачки падает до нуля.

Если в системе из-за недостаточной герметичности имеется поток газа Qо от натекания, то для любого насос Q=Sн·P-Qo=Sн·P(1-Qo/ Sн·P)

При достижении предельного давления Po поток Q=o, Qo=Sн · Po и тогда скорость откачки определяется выражением: S=Sн(1-Po/P), где Sн – теоретическая скорость откачки насоса, P – давление, при котором определяется скорость откачки S. Величина предельного давления Po зависит от типа насоса и от натекания во всей системе.

В вакуумной технике важное значение имеет продолжительность откачки и времени, необходимого для повышения давления до заданного значения при подаче газа в систему. Приближенно, но с достаточной для практической работы точностью, продолжительность откачки L можно определить, пренебрегая сопротивлением в трубопроводе и считая скорость откачки S постоянной. Тогда при очень малом предельном давлении Ро можно считать S=S1, и Q=pS1, и время откачки до заданного давления Р: τ = V/S1·ln·Pi/P=2,3·V/ S1·logPi/P, где Pi — давление при τ=o (обычно атмосферное). Здесь: время T(сек), объем V(литр), скорость (литр/сек).

Для обеспечения надежной и эффективной работы вакуумной системы она должна быть в достаточной степени герметичной, иметь вакуумный насос большой производительности и с низким предельным давлением. Применяемые в вакуумной технике насосы по принципу действия классифицируются на следующие типы:

1. Объемные – вращательные и поршневые, в которых откачка осуществляется за счет периодического изменения объема рабочей полости насоса.

2. Струйные – эжекторные насосы, в которых процесс откачки происходит путем захвата газа струей рабочей жидкости или пара.

3. Диффузионные – насосы, в которых процесс откачки совершается в результате диффузии откачиваемого газа в пар движущейся рабочей жидкости.

4. Сорбционные – насосы, в которых откачка газов производится за счет сорбции (поглощения) газа пористой поверхностью твердого тела.

5. Молекулярные – насосы, основанные на явлении придания молекулам откачиваемого газа дополнительной скорости быстровращающимся ротором.

6. Криогенные – насосы, осуществляющие процесс откачки за счет конденсации откачиваемых газов при низких температурах.

Низкий и средний вакуум достигается при помощи механических объемных и струйных насосов, высокий требует применения диффузионных или сорбционных в комбинации с механическими – форвакуумными. Небольшая степень разрежения по сравнению с атмосферным давлением может обеспечиваться вентиляторами и газодувками, которые в вакуумной технике принято называть эксгаустерами.

Предельное давление эксгаустеров составляет 76 мм рт.ст. Для напуска воздуха в вакуумную камеру перед открытием крышки, а также для подачи в нее дозированного потока защитного газа при упаковке продуктов в модифицированной атмосфере применяются натекатели различной конструкции.

Наибольшее распространение получили металлические игольчатые натекатели в виде клапана, в котором коническое отверстие перекрывается длинной стальной иглой. Форма иглы позволяет плавно регулировать зазор между иглой и отверстием.

В вакуумных аппаратах применяются различные устройства для загрузки и выгрузки материалов и продуктов, измерительная и предохранительная арматура.Вакуумные процессы и аппараты широко применяются в пищевой, химической, фармацевтической промышленности. Это вакуумные выпарные и кристаллизационные аппараты, вакуумные сушилки, вакуумные фильтры и другие. В упаковочных производствах наиболее популярны процессы и аппараты для упаковки продуктов в вакууме, вакуумного формирования тары, вакуумного розлива жидкостей, вакуумного транспортирования, вакуумной металлизации упаковочных материалов.

Аппараты для упаковки в вакууме

Упаковка продуктов в вакууме позволяет устранить вредное влияние на них кислорода и других составляющих воздуха. Это, конечно, окисление жиросодержащих и возможность развития микрофлоры. Вакууммирование увеличивает сроки хранения широкого ассортимента пищевых продуктов, подверженных порче, придает упаковке продуктов эстетический внешний вид, защищает от потери свежести и вкусовых качеств. Применяется вакуум для упаковки не только пищевых продуктов, но и медицинских, косметических и других изделий.

Процесс вакуумной упаковки заключается в том, что продукт в лотке или в открытом пакете помещается в камеру, в которой создается вакуум не ниже 5,0 – 7,5 Торр, после чего упаковка запечатывается сваркой и после восстановления в камере атмосферного давления извлекается из аппарата. В большинстве современных вакуум-упаковочных аппаратов осуществляется заполнение камеры и упаковки после вакууммирования защитным инертным газом.

По конструктивному исполнению вакуумные упаковочные аппараты могут быть приспособлены для упаковки продуктов в предварительно изготовленные лотки или в полимерные пакеты. На Рисунке 2 представлен аппарат модели Multipack итальянской компании Minipack Torre для вакуумной упаковки продуктов в лотках. Такие аппараты на российском рынке широко представлены голландскими компаниями Henkovac, Henkelman, японской компанией Mitsubarak и многими другими зарубежными и отечественными предприятиями.

Аппараты этого типа представляют собой смонтированную в металлическом корпусе вакуумную камеру, соединенную трубопроводом с вакуумным насосом и баллоном с модифицированным газом и закрываемую шарнирно закрепленной крышкой сварочной рамой. Укладываемые в гнезда камеры лотки с продуктом накрываются пленкой, протягиваемой вручную с размещенного на боковой или задней стене аппарата рулона так, чтобы пленка полностью закрывала лотки. На цифровой панели управления, оснащенной программируемым микропроцессором, задаются все параметры процесса вакууммирования, газонаполнения, сварки и другие. После чего закрывается крышка аппарата и процесс вакуумной упаковки осуществляется автоматически.

Аппараты для вакуумной упаковки продуктов в полимерных пакетах отличаются от рассмотренных отсутствием гнезд для лотков и сварочной рамы, вместо которой применены две сварочные линии. Верхняя линейка закреплена на крышке камеры, а нижняя установлена в камере с возможностью вертикального перемещения. При упаковывании в камеру укладывается пакет с продуктом так, чтобы его запаиваемые кромки лежали на нижней сварочной линейке. Затем камера закрывается крышкой, в ней создается вакуум и при необходимости вместе с пакетом заполняется модифицированной газовой смесью. Нижняя сварочная линейка приподнимается, прижимает кромки пакета к верхней линейке и производится электроимпульсная сварка. После охлаждения сварочного шва автоматически по программе опускается нижняя линейка, производится напуск атмосферного воздуха и открывается крышка.

В однокамерных вакуумных аппаратах все операции каждого цикла выполняются последовательно после завершения предыдущего. Из-за невозможности совмещения операций производительность однокамерных аппаратов невелика и составляет 2-3 цикла в минуту. Эти аппараты хорошо подходят для малых предприятий, универсамов и супермаркетов, упаковывающих мясные и рыбные продукты, полуфабрикаты, салаты и многие другие виды продукции.

Более производительны 2-х камерные вакуум-упаковочные аппараты (Рисунок 3) с одной закрепленной на 4-х параллельных шарнирах крышкой. Две рядом расположенные одинаковые камеры могут поочередно закрываться этой крышкой и герметизироваться. Обе камеры подключены к единой вакуумной системе аппарата. За счет совмещения операций автоматического вакууммирования и упаковывания в одной камере и закладки заготовки во вторую камеру достигается существенное увеличение производительности двухкамерного аппарата по сравнению с однокамерными.

Для крупных производственных предприятий и оптовых торговых центров более подходящими и производительными могут быть поточные ленточные вакуумупаковочные машины (Рисунок 4), обеспечивающие производительность до 12 циклов в минуту. Оператор укладывает лоток с продуктом на ленточный транспортер, перемещающий заготовку в вакуумную камеру. Во время автоматического выполнения всех последующих операций вакуумной упаковки оператор готовит следующую заготовку, поэтому процесс происходит непрерывно.

Аппараты для упаковки в вакууме и модифицированной атмосфере существенно различаются размерами вакуумных камер и, соответственно, производительностью вакуумных насосов. Если у настольных аппаратов объем вакуумной камеры может бытьмене 0,008 м3 и производительность насоса до 4 м3/час, то мощное напольные аппараты могут иметь объем камеры более 0,2 м3 и производительность насоса 300 м3 /час.

Новые поколения аппаратов для упаковки в вакууме и модифицированной атмосфере оснащены мощными микропроцессорами с программным обеспечением ряда дополнительных функций, таких как: дополнительный вакуум, мягкий обжим, мультицикл, двойной шов, сварка с обрезкой шва, пониженный вакуум для неполного вакууммирования. Дополнительный вакуум или функция «вакуум плюс» дает возможность полностью удалить излишки воздуха из упаковки. Мультицикл в дополнение к однократному вакууммированию может быть повторен несколько раз, что обеспечивает крайне низкое содержание кислорода в упаковке. При мягком обжиме специальной системой аэрации в камеру подается воздух, мягко обжимающий пакет с продуктом, не повреждая продукт и устраняя складки на пакете.

Несомненный интерес представляет так называемая вакуумная упаковка Skin (вторая кожа) самых различных штучных изделий. Для изготовления Skin-упаковки используется специально приспособленный однокамерный вакуумный аппарат (Рисунок 5).

Вакуумная камера аппарата закрыта сверху перфорированной площадкой. На эту площадку помещается лист пористого картона с уложенными на него упаковываемыми предметами, накрывается разматываемой с рулона полимерной пленкой и вместе с ней герметично прижимается по периметру камеры. Затем производится нагрев пленки и вакууммирование камеры. Через перфорированную площадку и пористый картон под пленкой образуется вакуум, пленка под действием атмосферного давления обволакивает упаковываемые предметы, повторяя их форму и плотно прилипая к картонной подложке. После охлаждения картонная подложка с предметами извлекается из камеры и разрезается на отдельные упаковки по числу уложенных на нее изделий.

Вакуумные формировочные и формировочно-упаковочные машины

Вакуумное формование потребительской тары – лотков, коробочек, стаканов, контейнеров из рулонных полимерных материалов нашло широкое применение благодаря простоте оборудования и его обслуживания по сравнению с литьем и штамповкой. Для изготовления формованной тары имеются как простые однокамерные позиционные вакуумные аппараты, так и проходные конвейерного типа. Простейший вакуум-формовочный аппарат отличается от изображенного на Рисунке 5 вакуум-упаковочного лишь тем, что вместо перфорированной площадки внутрь вакуумной камеры помещена перфорированная форма. Для глубокого формирования высоких изделий в конструкции аппарата применяется пуансон для предварительной вытяжки формуемой пленки в форму.

Вакуум и модифицированная атмосфера (МАР) широко используются в самых высокопроизводительных универсальных автоматических линиях класса Form/Fill/Seal – «формовка-заполнение-запечатывание», объединяющих в едином комплексе изготовление тары, стерилизацию, дозирование продуктов, упаковку в вакууме и в МАР, запечатывание упаковки, группирование и групповую упаковку.

Особенность горизонтальных вакуумных формовочно-упаковочных ленточных ролевых автоматов этого класса состоит в том, что в одном автомате можно изготавливать тару различных размеров и форм, упаковывать в абсолютно стерильных условиях самые разные продукты с высочайшей производительностью до 100 000 упаковок емкостью 50 см³ и расфасовывать до 20 тонн продуктов в час. В одном агрегате компактно размещаются устройства стерилизации упаковочных материалов, блок формования тары (вакуумный или пневмомеханический), блок дозирования и наполнения изготовленной тары, блок запечатывания заполненной, блок вырубки упаковки из ленты и другие.

При работе линии одновременно с разметкой рулона корпусной пленки механическим размотчиком направляющие шины протягивают с определенным шагом движения пленку через стерилизатор и далее в узел контактного нагрева. В процессе прерывистого движения за несколько тактов пленка нагревается контактными платинами до оптимальной температуры формования. При очередной остановке пластины поднимаются, и пленка при следующем шаге поступает в узел формования, в котором производится вакуумное или пневмеханическое одно или многорядовое формование. При дальнейшем движении лента с отформованной тарой проходит через стерильный туннель на позицию наполнения форм, где специализированный многокамерный дозатор выполняет точное заполнение стерильных форм жидкими, вязкими, в том числе многокомпонентными продуктами, или разными продуктами в разные формы одного блока упаковок. Запечатывание заполненных форм алюминиевой фольгой или специальной крышкой-пленкой после ее стерилизации производится термосваркой или индукционной запайкой. Следующим тактом выполняется вырубка блока упаковок из ленты. Заполненные продуктом упаковки по транспортеру поступают на автоматизированную конечную упаковку. Просечка ленты наматывается на барабан.

Модельный ряд вакуумирующих формовочно-упаковочных автоматов Мультивак серии R предусматривает варьирование размеров каждой модели и размеров упаковки. Модульность конструкций автоматов позволяет не только изменить их размеры и формы упаковок, но и устанавливать различное количество формующих и запечатывающих блоков: от двух формующих и одного запечатывающего до четырех формующих и двух запечатывающих (Рисунок 6), что позволяет наиболее эффективно использовать автоматические линии в различных производственных условиях.

Автоматы оснащены микропроцессором, который выполняет быструю настройку всех параметров процесса, а также системами дозирования, взвешивания и этикетирования.

Компания CFS выпускает три основные модели вакуумных формовочно-упаковоч-ных ролевых автоматов: Compact, Powerpak, Evolution. Модульный принцип конструкции позволяет адаптировать эти машины клюбым производственным условиям. Для переналадки дозирующей секции на различные продукты предусмотрены специальные промежуточные звенья. Можно комбинировать блоки нагрева и формовки, сварочные и режущие. Автоматы легко переключаются с одной стороны производственной программы на другую при помощи блока управления, хранящего в памяти до 100 программ.

Автоматы серии Compact имеют две базовых ширины для работы на пленках шириной от 220 до 420 мм. Powerpak и Evolution имеют соответсвенно две и четыре базовых ширины для пленок шириной от 270 до 660 мм и от 320 до 620 мм. Производительность автоматов до 30 цикл/мин с применением различных упаковочных систем: в вакууме, в МАР, а также со Skin эффектом. Усовершенствованный сервопривод обеспечивает высокую точность всех операций, включая печать и этикетирование.

Процессы и оборудование вакуумного разлива жидкостей Дозирование жидкостей осуществляется разными способами: по объему, уровню, весу или времени. По способу подачи жидкостей розлив может быть гравитационным (свободным) или принудительным. В первом случае жидкость вытекает в тару под действием собственного веса, давление воздуха над жидкостью в распределительном резервуаре и в таре одинаково, жидкость вытекает под напором ее уровня в резервуаре. Принудительный розлив осуществляется за счет разности давлений воздуха в резервуаре и в таре или поршневым дозатором. В зависимости от величины давления воздуха розлив может быть при повышенном давлении, при атмосферном давлении или под вакуумом.

Высоковакуумный розлив используется для плотных вязких жидкостей – растительное масло, сиропы и др. Высокий вакуум создается специальным вакуумным насосом. Наполнение начинается с создания вакуума в бутылке, благодаря чему жидкость быстро всасывается в неё. После достижения требуемого уровня жидкостей в бутылке любой избыток продукта отбирается в малый резервуар, расположенный сверху основного. Затем продукт поступает в промежуточный резервуар и из него в основной. Уровень вакуума выбирается в зависимости от плотности разливаемой жидкости и производительности машины.

Устройства вакуумной транспортировки

Разность давления между вакуумной камерой и атмосферой часто используется для подъема и перемещения сыпучих продуктов, материалов и различных предметов. Наиболее эффективно применение устройств вакуумной транспортировки при расфасовке и упаковке порошкообразных продуктов и особенно смесей, которые нельзя подвергать воздействию окружающей среды.

Известная фирма Nestle внедряет на своих предприятиях и высоко оценивает качество устройства для вакуумной транспортировки (УВТ) шведской фирмы PJAB. Принципиальная схема и конструкция устройства вакуумной транспортировки PJAB представлены на Рисунке 7. Эжекторный вакуумный насос фирмы PJAB создает вакуум в накопителе установки. При закрытом разгрузочном клапане вакуум образуется в трубопроводе и в точке всасывания, всасываемый порошкообразный продукт перемещается по трубопроводу в накопитель и попадает на створку разгрузочного клапана. После заполнения накопителя продуктом, блок управления прекращает подачу сжатого воздуха в эжекторный насос, выключает его и открывает разгрузочный клапан для выгрузки продукта из накопителя в приемный бункер. Одновременно выполняется продувка и очистка фильтра сжатым воздухом. Вкладыш фильтра надежно защищает вакуумный насос от попадания пыли и мелких частиц. Во время цикла работы установки бачек, установленный в фильтрующем блоке, наполняется сжатым воздухом для следующей продувки фильтра (Рисунок 7). Модельный ряд выпускаемых фирмой PJAB устройств вакуумной транспортировки серии VC состоит из пяти моделей и 78 конструктивных исполнений. Производительность при транспортировке на расстояние 5 м и высоте подачи 3 м составляет от 0,9 до 9,0 тонн/час. Масса аппаратов без трубопроводов – от 10 до 65 кг.

Источник

• ← какую форму придают бифштексу
• какую форму принимает жидкость в условиях невесомости →