Jak firma Tianjin ENAK osiąga dokładność napełniania ±0,5%?

Kierownicy linii napełniania wiedzą, że dokładność ±0,5% stanowi różnicę między opłacalnymi cyklami produkcyjnymi a kosztownymi odrzutami. Gdy automatyczne maszyny do napełniania z funkcją śledzenia dostarczają butelek szamponiu z niedosypaniem lub pojemników z sokiem z przesypem, liczba odrzutów w kontroli jakości wzrasta o 15–25%, podczas gdy straty wynikające z nadmiernego napełniania („giveaway”) podważają marżę zysku. Zespoły produkcyjne dokonują nagłych korekt ręcznych, podczas gdy urządzenia do płukania wstępnych i nakrętki w końcowej fazie procesu pozostają bezczynne. Tianjin ENAK Automatyczna maszyna do napełniania z funkcją śledzenia ENKGZ-01 utrzymuje precyzję na poziomie ±0,5% przy napełnianiu napojów o konsystencji wody, lepkich środków czyszczących oraz lepkich syropów dzięki synchronizacji czujników w czasie rzeczywistym i sterowaniu zaworem serwonapędowym, które inżynierowie produkcyjni kalibrują w ciągu kilku minut zamiast godzin.

Operatorzy osiągają taką wydajność za pomocą czujników śledzących o wysokiej precyzji, pozycjonujących głowice napełniające w odległości ±2 mm od otworów butelek przy prędkościach sięgających kilkudziesięciu do setek butelek na minutę. Części stykające się z produktem wykonane ze stali nierdzewnej klasy spożywczej 304/316 wytrzymują codzienne cykle czyszczenia chemicznego i farmaceutycznego, a systemy CIP/SIP umożliwiają zmianę produktów bez konieczności zatrzymywania linii. Intuicyjny interfejs HMI systemu o nośności 1000 kg przechowuje zwalidowane przepisy dla 12 najczęściej stosowanych profili cieczy, umożliwiając przełożonym szybkie przywoływanie parametrów dla keczupu, masła orzechowego lub jadalnego oleju za pomocą pojedynczego dotknięcia ekranu dotykowego.

Trzy awarie zaworów niszczące dokładność napełniania ±0,5%

Awaria 1: Kapanie po zakończeniu napełniania  

marnuje 2–5 ml na butelkę, ponieważ dysze nie przerywają czysto dawkowania. Codziennie zakłady chemiczne tracą miesięcznie 800–2000 litrów, podczas gdy linie produkcyjne żywności stają przed naruszeniami zasad higieny spowodowanymi kałużami na podłodze. Przyczyną podstawową jest niezgodność wysokości dyszy lub niewystarczająca wartość podciśnienia ssącego.

Awaria 2: Przepenianie pianą  

dotyka napojów gazowanych i batonów białkowych, gdy szybkie napełnianie powoduje turbulencje. Nadmiar przestrzeni nad poziomem płynu wypełnia się pianą, a kontrola końcowa odrzuca 12–18% wyprodukowanych jednostek. Zastosowanie napełniania zanurzonego oraz wolniejszej fazy napełniania od dołu rozwiązuje większość przypadków.

Awaria 3: Trwałe niedopelnianie  

występuje, gdy ulega przesunięciu kalibracja przepływomierza lub zmienia się ciśnienie w zbiorniku. Producentom soków grożą pozwy dotyczące rzeczywistej zawartości netto, natomiast producenci farmaceutyczni ryzykują wycofanie całej partii. Systematyczna weryfikacja masy w trzech punktach przywraca zgodność z wymaganiami już w ciągu jednej zmiany.

ENKGZ-01 eliminuje te usterki za pomocą zaworów napędzanych serwosilnikami, które dostosowują natężenie przepływu 100 razy na sekundę na podstawie danych o rzeczywistej pozycji butelki. Dane produkcyjne potwierdzają współczynnik wydajności przy pierwszym przejściu na poziomie 98,7% po prawidłowym uruchomieniu, a 3-letnia gwarancja obejmuje pompę, sterownik PLC, zębatki, łożyska oraz kluczowe elementy zbiornika ciśnieniowego.

Rozwiązywanie problemów z śledzeniem w czasie rzeczywistym: synchronizacja czujnik → PLC → zawór

Automatyczne wypełnianie z funkcją śledzenia wymaga synchronizacji trzech systemów w cyklach co 50 ms. Czujniki wysokiej precyzji skanują pozycję butelki 500 razy na sekundę i przesyłają współrzędne X-Y do sterownika PLC za pośrednictwem odpornych połączeń Ethernet. Algorytmy PLC obliczają tor ruchu głowicy napełniającej, podczas gdy wzmacniacze serwo sterują pozycjonowaniem zaworu z dokładnością ±1 mm.

Tabela 1: Parametry systemu śledzenia

 Opóźnienie czujnika E02 : Oczyść soczewkę enkodera za pomocą alkoholu izopropanolowego. Zweryfikuj integralność kabla Ethernet. Zresetuj wzmocnienie czujnika do zakresu fabrycznego 0,8–1,2 V. Produkcja jest wznowiona po potwierdzeniu przez 10-cyklowy test autodiagnostyczny czasu odpowiedzi krótszego niż 45 ms.

Odpowiedź PLC E03 : Sprawdź wykorzystanie procesora za pomocą ekranu diagnostycznego. Wyczyść pamięć podręczną przepisów i ponownie załaduj zweryfikowane parametry. Uruchom ponownie moduł Ethernet przy użyciu sekwencji HMI F3-R-S. Zweryfikuj uzgodnienie (handshake) z poprzednim urządzeniem płuczącym, aby potwierdzić opóźnienie w zakresie 28–32 ms.

Synchronizacja zaworu E04 : Dostosuj przesunięcie homingowe serwonapędu w przyrostach ±0,5 mm. Przeprowadź test śledzenia pustych butelek, obserwując na nakładce ekranowej opóźnienie głowicy napełniającej. Dokonaj precyzyjnej regulacji współczynników PID: P = 12, I = 0,8, D = 2,1, aby osiągnąć brak przeregulowania.

Codzienna weryfikacja zapobiega dryfowi. Operatorzy przeprowadzają cykl testowy z użyciem 10 butelek, ważąc próbki na skalach po kalibracji. Wyniki wykraczające poza zakres ±0,4% uruchamiają pełny cykl kalibracji, który jest automatycznie rejestrowany w systemie MES w celu zapewnienia śladów audytowych zgodności.

Dopasowanie krzywej napełniania: 12 profili cieczy z dokładnymi parametrami

ENKGZ-01 przechowuje zweryfikowane krzywe napełniania dla 12 typowych profili obejmujących wodę, olej, sok, pastę, keczup, masło orzechowe, dżem oraz środki chemiczne do użytku codziennego. Każdy przepis optymalizuje fazę szybkiego napełniania, fazę wolnego napełniania oraz podnoszenie od dołu, eliminując kroplenie, pianienie i niedosyp.

Tabela 2: 12 profili napełniania cieczy

 Dostosowanie dla cieczy o wysokiej lepkości : Syropy i masło orzechowe wymagają wydłużonej fazy wolnego napełniania, zapobiegającej kawitacji, przy jednoczesnym podnoszeniu od dołu na poziomie 18–20 mm, co usuwa lepkie nici. Elektrozawory serwomechaniczne utrzymują ciśnienie wsteczne w zakresie 0,2–0,8 bar, eliminując pęcherzyki powietrza.

Pieniące się ciecze : Napoje gazowane stosują napełnianie zanurzeniowe, rozpoczynając 25 mm poniżej krawędzi gardzieli i podnosząc się z prędkością 50 mm/s. Ostatnie 5 ml są dolewane z prędkością wynoszącą 30% prędkości normalnej, co zapewnia przepływ laminarny minimalizujący powstawanie bańek.

Procedura przełączania : Wybierz przepis za pośrednictwem menu F2 w interfejsie HMI. Maszyna wykonuje 30-sekundowy cykl samoprzeciskania, przepłukując pozostałości poprzedniego produktu przez obwód CIP. Nowe parametry są automatycznie wczytywane wraz z sekwencją homowania serwonapędu potwierdzającą zerowy przesunięcie.

5-minutowy cykl CIP/SIP umożliwia prawdziwą wieloproductową pracę

Głowy napełniające z szybkim rozłączeniem można zdemontować w ciągu 90 sekund, ujawniając wszystkie powierzchnie stykające się z produktem. Obsługa wymienia dysze ze stali nierdzewnej AISI 304/316 o średnicy 3–12 mm, dopasowane do zakresów lepkości, a pierścienie uszczelniające są smarowane świeżą smarownicą silikonową. Nie są wymagane żadne specjalne narzędzia poza kluczem imbusowym 14 mm przechowywanym na maszynie.

Cykl CIP aktywowany jest za pośrednictwem dedykowanego menu czyszczącego:

• Przedpłukanie (1 min): płukanie resztek zasadniczych wodą o temperaturze 40 °C z natężeniem 20 l/min
• Cykl myjący (2 min): oczyszczanie powierzchni 2% roztworem wodorotlenku sodu (NaOH) o temperaturze 60 °C z natężeniem 15 l/min
• Płucz (1 min): Woda destylowana (DI) 25 L/min, przewodność < 10 μS/cm
• Zasterylizowany (1 min): Kwas peroksysuwkowy 0,2 %, 50 °C – końcowe odkażanie
• Schnięcia (30 sek.): Oddmuch powietrza filtrowanego zapobiega rozwojowi bakterii

Cykl SIP z parą wodną jest opcjonalny w zastosowaniach farmaceutycznych – osiąga temperaturę rdzenia 121 °C przez 15 minut (walidacja F₀ > 8). Sonda do pomiaru przewodności potwierdza zakończenie czyszczenia i zatrzymuje cykl, jeśli pozostałość przekracza próg 15 μS/cm.

Zanieczyszczenie krzyżowe spada poniżej 0,02 % po CIP, co potwierdzono testami poboru próbek za pomocą tamponów. Systemy wielogłowicowe czyszczą się niezależnie, umożliwiając częściową pracę linii podczas przełączania produktów. Codziennie w zakładach chemicznych przełączenie z szamponiu na odżywkę zajmuje łączny czas 7 minut, w tym CIP oraz wczytanie nowego przepisu.

Codzienna weryfikacja dysz: protokół testu napełniania w trzech punktach

Spójność produkcji wymaga codziennych sprawdzeń dokładności przed pierwszym uruchomieniem produkcji. Operatorzy wykonują standaryzowany test weryfikacyjny w trzech punktach, korzystając z kalibrowanych wag o dokładności odczytu do 0,1 g:

Tabela 3: Codzienna weryfikacja napełniania w trzech punktach

 Procedura :

• Wybierz czyste butelki z PET pasujące do wymiarów obecnego przepisu
• Wykonaj trzy kolejne napełnienia w każdym punkcie testowym, rejestrując osobno masy
• Oblicz odchylenie standardowe na podstawie dziewięciu całkowitych pomiarów
• Wyniki przekraczające odchylenie standardowe 0,3 g uruchamiają procedurę konserwacji

Tygodniowa weryfikacja przepływomierza odbywa się przy użyciu pętli z przepływomierzem wzorcowym, porównując odczyty urządzenia ENKGZ-01 z certyfikowanym pomiarem odniesienia. Test stabilizacji ciśnienia w zbiorniku obejmuje 30-minutowy cykl pusty z monitorowaniem wahania wskazań manometru poniżej 0,1 bar (wartość międzyszczytowa).

granice zastosowania stali nierdzewnej 304/316: dane dotyczące odporności na kwasy i alkalia

Elementy stykające się z produktem wytrzymują ciągłą pracę w całym zakresie pH od 2 do 13. Stal 304 wytrzymuje soki cytrynowe o pH 2,8 oraz detergenty fosforowe o pH 12,1, podczas gdy stal 316 radzi sobie z cyklami CIP z wodorotlenkiem sodu o pH 13,2 bez wystąpienia korozji punktowej.

Oceny odporności na korozję :

• Kwas cytrynowy 5% : stal 304 >5000 godz., stal 316 >10000 godz.
• NaOH 2% przy 60 °C : stal 304 >3000 godz., stal 316 >6000 godz.
• Kwas nadoctowy 0,2% : obie stali >2000 godz. przy pasywowanej powierzchni

316 zalecanych ulepszeń dla środków dezynfekcyjnych na bazie alkoholu lub nadtlenku wodoru. Roczna pasywacja przywraca warstwę tlenku chromu za pomocą 20-procentowego kwasu azotowego w trakcie 30-minutowej immersji, przywracając odporność na poziom powyżej 95% wartości wyjściowej.

Typ napędzany pneumatycznie eliminuje zagrożenia związane z prądem elektrycznym w pobliżu łatwopalnych rozpuszczalników. Zasilanie 380 V, 50/60 Hz umożliwia instalację na całym świecie, podczas gdy cichy ruch serwonapędu spełnia wymagania farmaceutycznych pomieszczeń czystych (<65 dB(A)).

ENKGZ-01 Lista kontrolna uruchamiania z obsługą terenową

Tianjin ENAK uruchamianie odbywa się zgodnie z 7-dniowym protokołem łączącym techniczną pomoc wideo i montaż terenowy:

Dzień 1–2: Wyrównanie mechaniczne

• Głowice napełniania ustawione z dokładnością ±0,5 mm względem osi symetrii butelki
• Czasowanie zaworów zweryfikowane po 100 cyklach pustych
• Rurociągi CIP poddane testowi ciśnieniowemu przy 6 barach

Dzień 3–4: Uruchamianie elektryczne

• Mapowanie wejść/wyjść PLC potwierdzone dla 256 punktów
• Przesunięcia pozycjonowania serwo dla wszystkich 12 zaworów wyzerowane
• Weryfikacja przepisów na HMI dla 6 typów cieczy

Dzień 5–6: próby produkcyjne

• 5000 butelek dla każdej testowanej cieczy
• Weryfikacja masy z dokładnością ±0,4 % w trzech zmianach
• Dzienniki przewodności z walidacji CIP zarchiwizowane

Dzień 7: szkolenie przekazania

• Operatorzy certyfikowani w zakresie trójpunktowej weryfikacji
• Programowanie harmonogramów konserwacji
• Aktywowane zdalne monitorowanie z integracją z systemem MES

Uruchomienie na miejscu obejmuje raporty z testów maszyn oraz nagrania wideo z inspekcji końcowej dokumentujące dokładność ±0,5% przed wprowadzeniem do produkcji. Gwarancja 3-letnia wchodzi w życie po podpisaniu protokołu akceptacji i obejmuje awarie silnika, zbiornika ciśnieniowego, pompy, sterownika PLC, przekładni, łożysk oraz skrzyni biegów.

Automatyczna maszyna do napełniania z funkcją śledzenia firmy Tianjin ENAK zapewnia inżynierom produkcyjnym precyzyjną kontrolę wymaganą przez nowoczesne linie wieloasortymentowe. Dokładność ±0,5% jest zachowywana nawet podczas pracy w wysokich prędkościach, a czyszczenie metodami CIP/SIP zapewnia prawdziwą elastyczność. Trwałość ze stali nierdzewnej typu 304/316 wytrzymuje codzienne obciążenia chemiczne i farmaceutyczne. Kierownicy osiągają spójne wskaźniki pierwszego przejścia, co wspiera stabilne ceny i niezawodne dostawy w zastosowaniach spożywczych, napojowych, towarowych oraz maszynowych.