用于食品包裝的高效節能真空供給系統

對于眾多食品制造商而言,用于食品包裝的高能效真空供給系統越來越多地被視為經濟性工藝的基礎。更重要的是,必需對整個包裝工藝進行檢查,而不僅限于真空技術。
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單室包裝機、托盤封口機或熱成型包裝機都使用真空技術來包裝新鮮食品,其包裝工藝衛生,保質期長。公司使用這樣的包裝機越多,運行時間就越長,而所需耗電量也越多,因此需要對真空供給系統的運行成本進行研究。


真空供給系統
真空泵是包裝機真空供給系統的核心部分,負責將真空室內的空氣抽出并確保包裝密封前盡可能快速且可靠地達到預定義的包裝壓力。旋片真空泵通常被用于真空室的抽真空。50 多年以來,依托 R 5 真空泵系列,普旭(Busch) 真空泵和真空系統為包裝機的真空供給樹立全球標準,并持續對該標準進行發展和完善。最新型的真空泵 R 5 RD 在 2016 年德國法蘭克福肉類加工工業展 IFFA 首次亮相。此類真空泵可節約 20% 的能耗。

例如,如果一臺熱成型包裝機裝有新型 R 5 RD 0360 A(圖 1),在兩班制運行中可節約的年電力成本達到約 1500 歐元(電價 = 0.18 歐元/千瓦時)。


圖 1:R 5 RD 0360 A 是 普旭(Busch) 生產的首個全新的高效節能旋片真空泵型號,并在 2016 年德國法蘭克福肉類加工工業展 IFFA 首次亮相。

該款全新的 R 5 旋片真空泵產品系列專為食品真空包裝而設計,由于表面光滑、傾斜且具有自動排水設計,可以輕松清洗。其外殼不帶散熱片。所有維護部分均安裝在操作側,而且僅有一個空氣/油熱交換器需要更換,因此可大幅減少維護工作量。這樣意味著可以節省大量維護成本。

減少熱負荷
一般情況下,真空泵產生的廢熱會對包裝機內部的溫度產生不利影響。這些廢熱不僅可以大幅減少,還可以被利用。

R 5 旋片真空泵的空氣/油熱交換器可大幅減少廢熱,因此可削減空調的能源成本。此外,熱交換器可以用來加熱水,反之這些熱水也可以在運行時使用。R 5 旋片真空泵可以加裝熱交換器。

如果四臺包裝機在一個包裝室內使用,且各臺包裝機均裝有電機功率達到 5.5 kW 的 R 5 旋片真空泵,則所需的總冷卻耗電量為約 6.0 kW。如果真空泵與熱交換器一起運行,那么可將所需的冷卻耗電量降低到約 1.5 kW。在 4500 小時/年的運行時間內,假設電價為 0.18 歐元/千瓦,這樣可節約的年耗電成本為約 3700 歐元。

該項假設示例中尚未將熱水的使用計算在內。

包裝工藝的控制
可以通過多種方式將包裝工藝設計得更為經濟高效:從真空供給中智能技術的應用、優化的控制系統、直至真空罐的使用。根據真空專家對客戶現有真空系統的實地研究及分析,普旭(Busch) 開發出若干方案。真空專家可以向客戶指出有哪些地方具有節約潛力。

目標是為客戶開發出度身定制的真空供給系統,以此實現最優的能源效率。


圖 2:用于大型肉類加工企業的 普旭(Busch) 中央真空系統

中央真空系統
使用多臺熱成型包裝機、托盤封口機或單室包裝機進行食品包裝的企業都應該考慮使用中央真空系統。普旭(Busch) 是此類中央真空系統(圖 2)的全球最大制造商,擁有最豐富的經驗。憑借集中式供給技術,通常情況至少能夠降低 50% 的能源成本。此外,可以根據整體運行的要求準確調整性能控制。正常情況下,不是所有包裝機都運行于峰值負荷狀態下,因此并非所有真空泵始終在運行中。此時,相對于分布式真空供給系統,使用中央真空系統時所需真空泵的數量更少。另外,由于所有系統相關組件都具有冗余設計,中央真空系統可提供最大的可靠性和安全性。如果真空泵發生故障或者需要維護操作,整體的真空能力不會受影響。普旭(Busch) 中央真空系統可以安裝各種不同的真空泵。除了 R 5 旋片真空泵以外,也可以安裝Mink 爪式真空泵或 COBRA 螺桿真空泵作為其組件。將現有真空泵集成于系統安裝中,可進一步降低投資成本。

下圖為一個實例。在真空系統的集中化過程中,一家肉類產品生產商實現了高達 151,000 歐元的年度能源節省額。


圖 3:中央真空系統和局部真空系統的能源成本對比


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