مهندسی فرآیند تولید نوشابه

توضیحات

مهندسی فرآیند تولید نوشابه

سیستم اجرایی و مدیریتی اغلب کارخانه ها از چهار بخش اصلی تولید، کنترل کیفی ، فروش و خدمات مختص به هر بخش تشکیل شده است . ساختار بخش تولید کارخانه های نوشابه سازی معمولا شامل  تصفیه خانه ، شربت سازی ، تولید گاز (CO2) و خط تولید و در برخی موارد تولید بطری PET  قرار دارد. و بخش کنترل کیفی که در هر مرحله وظایف خود را انجام می دهد مواد سازنده نوشابه شامل آب ، شکر ، عصار، مواد نگهدارنده و گاز کربنیک ( گازCO2) می باشد . آب مصرفی کارخانه از چاه تامین می گردد که پس از پمپاژ به به واحد تصفیه خانه در آنجا تصفیه و به واحد های دیگر کارخانه انتقال پیدا می کند.

مشخصات فنی

مهندسی فرآیند تولید نوشابه


بخش های مختلف کارخانه نوشابه سازی
1.    واحد تصفیه خانه
2.    واحد شربت سازی
3.    واحد تولید گاز
4.    واحد تولید بطری PET
5.    خطوط تولید نوشابه
6.    آزمایشگاه کنترل کیفی


واحد تصفیه خانه
در تصفیه خانه،  آب برای دو کاربرد  مختلف در کارخانه  تصفیه می شود.
1.    تصفیه آب از نظر فیزیکی که در این بخش سختی آب را پایین آورده یعنی به اصطلاح آب را گچ گیری می کنند و تقریبا ضدعفونی هم می کنند که این نوع آب را برای شستشوی بطری های نوشابه به کار می برند.
2.    تصفیه آب از نظر شیمیایی و باکتر یولوژیکی است که برای تولید مایع نوشابه مورد استفاده قرار می گیرد


تصفیه آب
اولین اقدام انجام گرفته بعد از استخراج ، ضد عفونی کردن آب است آب مورد استفاده از مخازن با دبی مشخص و از طریق لوله ها به یک کلریناتور متصل است  و وارد مخازن کلر زنی  و ذخیره می گردد و از این مخزن  توسط پمپ هایی به تصفیه آب می رود برای فرستادن آب از این مخزن به خط تولید از پمپ های استیل استفاده می شود و برای استفاده از آب های غیر آشامیدنی از پمپ های چدنی استفاده می گردد.

تصفیه توسط اسمز معکوس
ابتدا آب وارد یک فیلتر شنی می شود که در ان لایه های شمن روی هم قرار گرفته اند و عمل فیلتراسیون را انجام می دهند. سپس توسط پمپ ، آب را به تانک دومی ارسال و سپس به بخش RO انتقال می یابد  عبور آب از یک محیط رقیق تر به یک محیط غلیظ تر از خلال یک غشای نیمه تر را اسمز می نامند و برای انجام عمل معکوس یعنی ورود آب از یک محیط غلیظ تر به یک محیط رقیق تر، بایستی انرژی مصرف کرد این انرژی توسط پمپ RO  تامین می شود . آب تصفیه شده توسط پمپ ها به مخازن ذخیره ارسال می گرد تا هنگام نیاز مجددا پمپ شده تا  با عبور از لامپ UV  برای بخش های مختلف خط تولید و کارخانه ارسال گردد.

تهیه گاز CO2
تولید گاز در کارخانه تولید نوشابه اهمیت زیادی دارد . زیرا مصرف گاز در نوشابه ها امری ضروری است . حالت کف کننده و طعم سوزاننده در نوشابه های گاز دار مربوط به وجود گازدی اکسید کربن در آنها می باشد.این گاز با تزریق در نوشابه علاوه بر ایجاد طعم به دلیل ایجاد محیط اسیدی به عنوان یک نگهدارنده نیز تلقی می گردد.
حلالیت گاز کربنیک در اثر کاهش درجه حرارت افزایش می  یابد ف میزان گاز به کاربرده شده بر حسب نوع و طعم دهنده متفاوت می باشد.
نکته : در فشار یک اتمسفر مقدار گاز حل شده در آب فقط به درجه حرارت بستگی دارد.

سیستم تهیه گاز دی اکسید کربن
گاز از سوزاندن گازوئیل توسط بویلر ها حاصل می گرد. گاز حاصله وارد سه برج که به ترتیب برج آب برای شستشو گازها ( به صورت جریان ناهم سو ) و برج دوم برای جمع آوری گازها ی سمی و برج منو اتیل (MEA) برای جذب گاز های CO . گاز CO وارد کپسول پرمنگنات می گردد ، بعد از رله شدن و مایع شدن  توسط  آب وارد مخازن ذخیره می گردد.
در خط تولید گاز کربنیک ابتدا در یک بویلر گاز و یا گازوئیل سوزانده می شوند . مشعل و دیگی که بدین منظور استفاده شده است  به گونه ایی طراحی شده است که هوای لازم و کافی برای احتراق کامل سوخت تزریقی به مشعل ، را تامین می کند.در این روش آب و گازکربنیک و گاز های دیگر هم تولید می گردد.
پس از سوزاندن گاز طبیعی یا گازو ئیل، دود خروجی از دودکش بویلر به قسمت پایین ستون یا برج بلندی که بخش عمده آن از قطعات سرامیکی خاصی پر شده هدایت می شود. در این برج که برج شستشو نامیده می شود با پاشش آب از قسمت فوقانی برج برروی سرامیک ها ، دودی که از پایین به سمت بالا در حرکت است ضمن خنک شدن ، بخشی از ناخالصی های قابل حل را از دست می دهد .خروجی مخلوطی از گازهای مختلف از جمله گاز کربنیک است.
در مرحله بعد، گازهاي خروجي از «برج شستشو» به قسمت پايين برج ديگري وارد ميشود. در اين برج كه به نام «برج جذب» شناخته ميشود، با استفاده از مادهاي كه خاصيت جذب CO2 را دارد، جداسازي گاز كربنيك از مخلوط گازهاي مختلف صورت مي گيرد. ماده جاذب گاز كربنيك  نام دارد كه محلول آن با غلظتي مشخص از قسمت فوقاتي «برججذب» روي سراميكهاي داخل ستون پاشيده مي شود.
برج جداسازي با بويلر در ارتباط بوده لذا MEA  ورودي به آن در مجاورت شعله بويلر حرارت ديده و در اثر اين گرمايش گاز كربنيك از MEA جدا ميشود و با خروج از قسمت فوقاني «برج جداسازي» از يك مبدل حرارتي عبور ميكند تا خنك شده و در عين حال بخشي از رطوبت همراه آن به صورت كندانس جدا شود.
در مرحله بعدي، گاز توليدي وارد «كمپرسور گاز كربنيك» ميشود تا فشار آن به حدود 16 بار افزايش يابد. در ادامه گاز كربنيك توليدي از «ستون خشككن» عبور ميكند تا ضمن دفع رطوبت، نقطه شبنم گاز به حدود 60- درجه سانتيگراد برسد. بعد از  «ستون خشككن»، گاز كربنيك از «ستون كربن فعال» عبور مي كند تا بو و برخي ناخالصيهاي گاز حذف شود.
آخرين مرحله در فرايند توليد گاز كربنيك، تبديل گاز كربنيك توليدي از حالت گاز به مايع است. عمل تقطير گاز كربنيك در مبدل حرارتي يا كندانسوري مرتبط با يك كمپرسور آمونياكي يا فرئوني صورت ميگيرد و دماي آن تا حدود 30- درجه سانتيگراد پايين آورده ميشود تا به مايع تبديل گردد. در اين مرحله گازهاي غيرقابل تقطير همراه گاز كربنيك جدا شده و نهايتاً گاز كربنيك مايع با خلوص 99/99% در مخزن  ذخيره مي شود.

عصاره خانه
شیرین کننده های مورد استفاده در صنعت نوشابه سازی
1.    شیرین کننده های طبیعی
2.    شیرین کننده های مصنوعی
3.    شیرین کننده های مشابه مصنوعی


مراحل تهیه شربت اولیه

مواد اولیه شربت ، آب قابل شرب و شکر دانه ایی می باشد ، پس از اختلاط مواد به نسبت های  مشخص و همچنین اضافه کردن بنزوات سدیم که به عنوان نگهدارنده استفاده می شود بوسیله همزن های موجود با هم مخلوط  می شوند و کار همزن ها تا زمانی  ادامه دارد که شکر به طور کامل در آب حل شود. به دلیل وجود ناخالصی ها و انواع آلودگی میکروبی محلول آب و شکر می بایست از فیلتر عبور نماید. پمپ های مورد استفاده  انتقال شکر از نوع پمپ های پیستونی می باشند.

انواع فیلتر
1.    فیلتر لنزا
برای فیلتر کردن مواد زائد از محلول از این فیلتر استفاده می گردد.درون این فیلتر تعداد زیادی المان قرار دارد و جهت حرکت جریان شربت از قسمت درونی المانها برجدار بیرونی آنها می باشد.
2.    فیلتر پرس
لین فیلتر مجهز به کاغذ صافی مخصوصی از جنس پنبه نسوز است با عبور از این کاغذ های صافی شربت تصفیه می گردد در فیلتر پرسی  ، از سوپرسل نیز می توان استفاده نمود. سوپر سل به وسیله پمپ به درون فیلتر فرستاده می شود  و مانند  فیلتر لنزا روی صفحات را می گیرد.

پمپ فیلتر پرس
پمپ فیلتر پرس برای انتقال و تبدیل دوغاب به کیک در فیلتر پرس به کار می رود. انواع پمپ های مورد استفاده در فیلتر پرس عبارتند از : پمپ سانتریفیوژ، پمپ دیافراگنی ، پمپ دنده ای ، مونو پمپ، پمپ شلنگی.پمپ های اندازه گیری
پمپ فیلتر پرس با توجه به ویسکوزیته سیال ورودی به فیلتر پرس، میزان ذرات جامد ورودی به دستگاه فیلتر پرس، میزان فشار مورد نیاز پمپ کردن دوغاب به دستگاه فیلتر پرس و دبی مورد نیاز برای فیلتراسیون در دستگاه فیلتر پرس مشخص می گردد.


نحوه تهیه عصاره نهایی
عصاره اولیه شامل اسانس و اسید خوراکی و دیگر مواد مورد مصرف می باشد که پس ار مخلوط کردن آنها با یکدیگر و زمان استراحت 24 ساعته  آماده می گردد .پس از گذشت این زمان عصاره نهایی توسط لوله های رابط به قسمت  فلومیکس برای اختلاط با آب تصفیه شده و تولید نوشابه  فرستاده می شود.

قسمت تخلیه جعبه ها
تخلیه کننده  جعبه ها دستگاهی است به نام انکسر که بطری ها را از جعبه ها جدا کرده و آنها را بر روی نوار نقاله قرار داده و به قسمت بطری شوی هدایت می شود. فینگر های این دستگاه ها به نحوی عمل می نمایند که وقتی جعبه ها روی نوار نقاله قرار می گیرند که فینگر ها بطری ها را از سر بطری محکم می گیرد و بلند می کنند و وقتی که بطری ها به نوار نقاله دوم  می رسند فینگرها آزاد شده و بطری ها روی نوار نقاله قرار می گیرند.

بطری شوی
این دستگاه برای از بین بردن میکروارگانیسم ها ضد عفونی کردن ، شستن بطری ها و خارج  نمودن مواد زائد از داخل آنها بکار می رود  و دارای چندین مخزن است  که بطری ها توسط زنجیر حامل به طور منظم وارد مخازن می گردند در هر مرحله بخشی از اعمال لازم جهت ضد عفونی روی آنها انجام می گیرد در اثر بالا بردن میزان PH در این مخزن ها که غلظت آن حالت نزولی دارد کلیه میکرو ارگانسیم ها نابود می گردند.

فلو میکس FLOO MIX
عصاره نهایی توسط پمپ مخصوص به قسمت  فلو مکس فرستاده می شود و در این قسمت اختلاط عصاره نهایی و آب تصفیه شده خنک به نسبت مشخص انجام می گیرد فلومکس دارای سه محفظه است 1-  برای ورود و تجمع عصاره نهایی ، 2 - محفظه دیگر برای تجمع آب خنک 3-   برای اختلاط آب و عصاره نهایی می باشد دمای سرد کردن آب و نوشابه در کربوکولر بالا بردن قابلیت جذب گاز توسط نوشابه است  فلومکس دارای دوپمپ برای عصاره نهایی و آب است این پمپ ها سطح آب و عصاره را در یک میزان مشخص نگه می دارد . آب و عصاره در محفظه مخلوط شده و برای تزریق گاز به سمت کربوکولر روانه می شوند.

آینه بان خالی
ممکن است که شیشه ها دارای مواد زائد درون خود باشند و یا اینکه معیوب و شکسته باشند که جهت ارائه به بازار مصرف مناسب نیستند.بطری ها با عبور از قسمت آینه بانی که شامل محفظه ایست با شیشه سفیدرنگ که دورن آن چند لامپ فلور سنت روشن می باشد که توسط اپراتور بازبینی می گردد . هنگامی که بطری ها از مقابل محفظه عبور می کنند اگر دارای عیبی باشند مشخص و توسط آینه بان از خط خارج می گردند . وظیفه دیگر آینه بان ، خارج ساختن بطری های متعلق به شرکت های دیگر است.

کربو کولر
نوشابه بدون گاز وارد کربو کولر می گردد ، نوشابه از بالای لوله های حاوی آمونیاک ریخته می شود. آمونیاک در حالی که از حالت مایع به گاز تبدیل می شود حرارت نوشابه را می گیرد و ان را تا حدور صفر خنک می کند (مقداری از آمونیاک که به صورت مایع باقی می ماند به تانک ذخیره آمونیاک بر می گردد و همراه با آمونیاک مایع و ورودی از سیلک انجام شد. مجددا کربو کولر فرستاده می شود ) نوشابه پس از تزریق گاز به فیلر فرستاده می شود تا درون بطری ها پر شود.

سیکل آمونیاک
این سیکل برای پایین آوردن درجه حرارت نوشابه می باشد. آمونیاک به فشار حدود 350 می رسد و بعد از آن به کندانسور یا برج سرد کننده منتقل می گردد و کندانسور بین آب و آمونیاک تبادل حرارت انجام می دهد و آمونیاک مایع تشکیل می گردد. آمونیاک مایع که دارای فشار بالای 350 است  بدون احتیاج به پمپ توسط شیرهای کنترل کننده که در مسیرش قرار دارد به سمت کربو کولر و مخزن آمونیاک هدایت می گردد.
آمونیاک مایع از قسمت پایین وارد کربو کولر گشته و با نوشابه به صورت غیر مستقیم تبادل حرارت انجام داده پس  به گاز تبدیل می گردد و از قسمت بالای کربوکولر خارج شده و به مخزن آمونیاک وارد می گردد. گاز آمونیاک توسط شیر تنظیم کننده فشاز به کمپرسورمی رود.

فیلر و تشتک زن
پس از تزریق  CO2 به نوشابه در کربو کولرفلومیکس نوشابه گاز دار وارد فیلر می گردد و بطری های خالی پس از نزدیک شدن به فیلتر روی فیلر قرار می گیرداین رکاب با فشار هوا کار می کند و پس از قرار گرفتن بطری روی آن به سمت بالا برده می شود . هنگام گردش فیلر و در اثر فشاری که سر بطری به شیر خودکار وارد می کند شیر بازشده و بطری با حجم معینی از نوشابه پر می گردد.. بطری ها پس از پر شدن به سمت پرس های تشتک زن هدایت می شوند ، تشتک ها آماده مصرف را در مخزن مخصوص به دستگاه می ریزند این تشتک ها توسط مکش هم سو گشته و با قرار گرفتن در ریلی دایره مانند به سمت پرس ها هدایت می شوند.

کیس پکر Case Packer
بعد از تشتک زن بطری ها از مقابل یک قسمت آینه بانی برای کنترل نهایی عبور کرده و به قسمت پر کننده جعبه ای نوشابه می روند سپس به وسیله دستگاه کیس پکر پر می شوند و برای فروش به خارج از شرکت منتقل می گردند.

دستگاه PET
در ابتدای خط تولید این دستگاه بطری ها  وارد مخازن دستگاه می گردند . این بطری ها توسط نوار نقاله وارد خط می شوند و توسط بادی که در ابتدای خط وجود دارد و به سوی دستگاه بطری شوی هدایت می گردند  . بعد از پر شدن ، بطری ها  وارد دستگاه درب زن می گردد و پس از انجام این عمل بطری ها وارد مرحله Label یا برچسب می گردند و Label بر روی بطری زده می شود . بعد از برچسب زدن توسط دستگاه و برروی بطری ها کد و تاریخ حک می شود.

بوستر کمپرسور تولید PET


 پروسه تولید بطری PET
1)    مواد پت در مرحله تزریق از دمای محیط تا دمای تقریبا 280 در سانتیگراد ( بسته به ارتفاع محل از سطح دریا ) گرم شده، و ذوب می شوند و در قالب پریفرم به شکل پریفرم در می آیند. سپس پریفرم ها تا حدود 100 در جه سانتیگراد سرد می شوند.
2)    پریفرم های قالب گیری شده  توسط  نازل های به صورت گیره گرفته می شوند . که این نازل ها می توانند 32،24،16،12،8،4 و غیره و براساس میزان توانایی تولید شرکت ساخته می شوند . این پریفرم ها توسط کمپرسور باد بهAir Conveyer     به نازل ها هدایت می گردد ودر آنجا به وسیله دستگاه باد – کن با عمل Stretch-Blow  تبدیل به بطری می شوند .
بطری های تولید شده  به وسیله سیستم پنوماتیکی و فشار باد به خط شستشو بطری ها هدایت می گردند سپس پرشده و لیبل زده می شوند و برای شرینگ شدن  روتاری مخصوص  شیرینگ که به صورت سیستم پنوماتیکی کار می کند ارسال می گردند. دراین تجهیزات معمولا از الکتروموتورهای شرکت siemens  و سیستم پنوماتیک Festo  استفاده می گردد..

نمونه تجهیزات کمپرسور 40 بار تولید بطری پت

لیست تجهیزات اصلی کارخانه تولید نوشابه
1- سختی گیر مغناطیسی
2- پرشر سوئیچ دانفوس
3- درجه بخار پکتر
4- سوپاپ اطمینان
5- ترموستات اگزوز
6- انواع پمپ آب
7- پمپ های تخلیه مواد شیمیایی
8- مشعل
9- کمپرسور هوا اسکرو مخصوص گاز CO2  و مخازن
10- کمپرسور مخصوص  دستگاه باد – کن بطری پت
11- چیلر
12- دیگ بخار
13- تانک ذخیره
14- انواع الکترو موتور
15- انواع گیربکس مخصوص کانوایر  و  پرتاب  پت
16- تجهیزات پنوماتیکی
17- یاتاقانهای بالای کانوایر
18- دستگاه پرکن
19- اینتر میکس تزریق گاز
20- درب بند هد روتاری
21- دستگاه لیبل زن
22- جت پرینتر
23- فیلتر شربت
24- مخازن
25- سرو موتور


سوالات متداول

فرم ارسال سوال
    سوالی برای این محصول ثبت نشده است.