Тема 4. Холодильное оборудование

 

План лекции.

1. Значение использования искусственного охлаждения в предприятиях пищевой промышленности и торговли.

2. Способы получения искусственного холода.

3. Устройство и принцип действия компрессионной холодильной машины.

4. Холодильные агенты.

 

4.1. Значение использования искусственного охлаждения

в предприятиях пищевой промышленности и торговли

         

Первые промышленные холодильные машины появились в середине XIX века. Первоначально искусственное охлаждение широко применялось при заготовке и транспортировке пищевых продуктов. Бурный технический прогресс ХХ столетия привел к использованию искусственного холода в различных технических процессах.

     Охлаждение и замораживание пищевых продуктов, их длительное хранение и транспортировка, создание искусственного микроклимата в закрытых помещениях, низкотемпературная закалка металла, замораживание водоносных грунтов для строительных работ, химическая технология, микробиология, медицина – далеко не полный перечень областей применения искусственного холода.

     Особенно широкое применение нашли холодильные установки в отраслях, связанных с производством, хранением и транспортировкой продуктов питания.

     Растущие потребности в холодильном оборудовании вызваны ростом охлажденных и замороженных продуктов.

     Охлажденных продуктов привозят намного больше, чем замороженных. В большинстве развитых стран потребление охлажденных продуктов (по массе) в 10 раз больше, чем замороженных, несмотря на то, что стоимость первых в 5 раз выше, чем вторых. Особенно возрастает спрос на охлажденные продукты, готовые к употреблению.

     Годовое потребление замороженных пищевых продуктов в западноевропейских странах – от 18 до 23 кг, в США – 55 кг на душу населения. Общее потребление замороженных пищевых продуктов возросло с 17,8 млн.т. до 30млн.т.

Хранение пищевых продуктов при низких температурах позволяет длительное время сохранять их первоначальное качество, питательность и внешний вид, увеличить длительность хранения, расширить ассортимент. В этой связи большое значение приобретает создание непрерывной холодильной цепи, призванной обеспечивать хранение продуктов в условиях низких температур на всем пути их продвижения от производства до потребления.

     Под непрерывной холодильной цепью понимают совокупность холодильников различных типов и организацию взаимной связи между ними с помощью холодильного транспорта.

     Холодильник – это промышленное предприятие (или его цех), в помещениях которого с помощью холодильной установки поддерживают определенные режимы, необходимые для обработки и хранения скоропортящихся продуктов. Отдельные типы холодильников являются, таким образом, звеньями непрерывной холодильной цепи. В соответствии с этим различают следующие типы холодильников:

     Заготовительные холодильники предназначены для заготовки продукции в сельской местности либо непосредственно в полевых условиях. Они имеют холодильные установки большой мощности. Вместимость камер хранения в таких холодильниках меньше вместимости камер охлаждения. К заготовительным холодильникам относят и станции предварительного охлаждения, преимущественно передвижные.

     Производственные холодильники являются частью пищевых предприятий: мясо- и птицекомбинатов, молочных и консервных комбинатов. Почти вся вырабатываемая продукция подвергается холодильной обработке, поэтому производственные холодильники оборудуют мощными устройствами для охлаждения и замораживания.

     Распределительные (базисные) холодильники предназначены для равномерного обеспечения городов и промышленных центров сезонными продуктами питания в течение всего года, а также для создания резервного запаса продуктов. Эти холодильники характеризуются большой вместимостью камер хранения и малой производительностью устройств для охлаждения и размораживания. В этом случае, если на распределительных холодильниках есть производственные цехи для фасования масла, производства мороженого, твердой углекислоты, полуфабрикатов и т.д. Такие предприятия называют хладокомбинатами.

     Перевалочные холодильники предназначены для временного хранения продуктов при передаче их с одного звена холодильной цепи на другое. Для этих холодильников характерен большой фронт грузовых работ.

     Торговое холодильное оборудование используется для кратковременного хранения продуктов в торговой сети, ресторанах, кафе. Эти холодильники малой вместимости. В одной камере допускается хранить продукты различных видов.

     Бытовые холодильники служат для кратковременного хранения продуктов в домашних условиях и для производства небольшого количества льда. Они являются последним звеном непрерывной холодильной цепи.

     Транспортные холодильники предназначены для создания необходимых низкотемпературных условий перевозки продуктов на разнообразных средствах транспорта. Различают железнодорожный, водный, автомобильный и авиационный холодильный транспорт, а также холодильные контейнеры. Все эти виды холодильных устройств являются связывающими элементами между отдельными звеньями непрерывной холодильной цепи.

     В целях успешного осуществления продовольственной программы Украины необходимо обеспечить комплексное развитие холодильного хозяйства, расширить применение искусственного холода при обработке и хранении продукции. При этом большое внимание необходимо уделить дальнейшему развитию торговли и общественного питания, внедрению современного торгового холодильного оборудования для оснащения магазинов. В этой связи необходимо:

- использовать серийно выпускаемые изделия с централизованным холодоснабжением;

- совершенствовать специальное секционное открытое оборудование с централизованным холодоснабжением;

- совершенствовать торговое холодильное оборудование для продажи товаров из контейнеров;

- для работы в новом холодильном оборудовании, так и для реконструкции низкотемпературных холодильных систем необходимо внедрить озонобезопасные хладагенты R –507; R –404А; R –134А.

 

                   4.2. Способы получения искусственного холода

     Физическая природа тепла и холода одинакова, разница состоит только в скорости движения молекул и атомов. В более нагретом теле скорость движения больше, чем в менее нагретом. При подводе к телу тепла движение возрастаем, при отнятии тепла уменьшается. Таким образом, тепловая энергии есть внутренняя энергия движения молекул и атомов.

     Охлаждение тела – это отвод от него тепла, сопровождаемый понижением температуры. Самый простой способ охлаждения – теплообмен между охлаждаемым телом и окружающей средой – наружным воздухом, водой, почвой. Но этим способом, даже при самом совершенном теплообмене, температуру охлаждаемого тела можно понизить только до температуры окружающей среды. Такое охлаждение называется естественным. Охлаждение тела ниже температуры окружающей среды называется искусственным. Для него используется скрытая теплота, поглощаемая телами при изменении их агрегатного состояния.

     Существует несколько способов получения искусственного холода. Самый простой из них – охлаждение при помощи льда, таяние которого сопровождается поглощением довольно большого количества тепла. Если теплопритоки извне малы, а теплопередающая поверхность льда относительно велика, то температуру в помещении можно понизить почти до 0˚С. Практически в помещении, охлаждаемом льдом, температуру воздуха удается поддерживать лишь на уровне 5 -8 ˚С.

     При охлаждении водным льдом происходит изменение его агрегатного состояния – плавление. Холодопроизводительность, или охлаждающая способность чистого водного льда, называется удельной теплотой плавления. Она равна 335 кДж/кг·градус.

     Водный лед применяется для охлаждения и сезонного хранения продовольственных товаров, овощей, фруктов в климатических зонах с продолжительным холодным периодом, где в естественных условиях в зимний период его легко можно заготовить.

     Водный лед в качестве охлаждающего средства применяется в специальных ледниках и на ледяных складах. Ледники бывают с нижней загрузкой льда (ледник – погреб) и с боковой – карманного типа.

     Ледяное охлаждение имеет существенные недостатки: температура хранения ограничена температурой таяния льда (обычно температура воздуха на ледяных складах 5-8 ºС), в ледник необходимо закладывать количество льда достаточное на весь период хранения и добавлять по мере необходимости, значительные затраты труда на заготовку и хранение водного льда; большие размеры помещения для льда, превышающие примерно в 3 раза размеры помещения для продуктов; значительные затраты труда на соблюдение необходимых требований, предъявляемых к хранению пищевых продуктов и отводу талой воды.

     Льдосоляное охлаждение производится с применением дробленного водного льда и соли. Благодаря добавлению соли скорость таяния льда увеличивается, а температура таяния льда опускается ниже. Это объясняется тем, что добавление соли вызывает ослабление молекулярного сцепления и разрушения кристаллических решеток льда. Таяние льдосоляной смеси протекает с отбором тепла от окружающей среды, в результате чего окружающий воздух охлаждается и температура его понижается. С повышением содержанием соли в льдосоляной смеси температура плавления ее понижается. Раствор соли с самой низкой температурой таяния называется эвтектическим, а температура ее таяния – криогидратной точкой. Криогидратная точка для льдосоляной смеси с поваренной солью (Н₂О – NaCl) – 21,2 ºС при концентрации соли в растворе 23,1 % по отношению к общему весу смеси, что примерно равно 30 кг соли на 100 кг льда. При дальнейшем повышении концентрации соли происходит не понижение, а повышение температуры таяния льдосоляной смеси (рис. 4.1).

 

 

Рисунок 4.1. Зависимость температуры затвердевания раствора от концентрации соли в воде.

Эвтектический раствор применяют для зероторного охлаждения. Для этого в зероторы – наглухо запаянные формы заливают эвтектический раствор поваренной соли и замораживают их. Замороженные зероторы используют для охлаждения прилавков, шкафов, охлаждаемых переносных сумок – холодильников и т.д.

Охлаждение сухим льдом основано на свойстве твердой углекислоты сублимировать, т.е. при поглощении тепла переходить из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое состояние. Физические свойства сухого льда следующие: температура сублимации при атмосферном давлении – 78,9ºС, теплота сублимации 574,6 кДж/кг.

Сухой лед обладает следующими преимуществами по сравнению с водным:

- можно получать более низкую температуру;

- охлаждающее действие 1кг сухого льда почти в два раза больше, чем 1 кг водного льда;

- при охлаждении не возникает сырости, кроме того при сублимации сухого льда образуется газообразная углекислота, которая является консервирующим средством, способствующему лучшему сохранению продуктов.

Сухой лед применяется для перевозки замороженных продуктов, охлаждения фасованного мороженого, замороженных фруктов и овощей. Получают сухой лед искусственным путем на углекислотных заводах, хранят его в специальных контейнерах с усиленной теплоизоляцией.

Получение искусственного холода с помощью льда, а также с помощью охлаждающих смесей имеет существенные недостатки: трудоемкость процессов заготовки льда, его доставки, трудность автоматического регулирования, ограниченные температурные возможности.

Термоэлектрическое охлаждение основано на эффекте Пельтье (открыт Жаном Пельтье в 1834 г.), сущность которого заключается в том, что под влиянием проходящего электрического тока по цепи из 2 разных проводников или полупроводников на спаях появляются разные температуры (рис. 4.2). Если температура холодного спая ниже температуры окружающей среды, то его можно использовать как охладитель. Значительную разность температур на спаях дают пары, составленные из полупроводников, изготовленных из соединений висмута, сурьмы, селена с добавлением небольшого количества присадок.

			горячий

 

 

Рисунок 4.2. Принципиальная схема термоэлектрического охлаждения.

 

Преимущество термоэлектрического охлаждения – отсутствие движущихся частей, рабочего тела, бесшумность, надежность и долговечность работы, недостаток – большой расход электроэнергии. Термоэлектрические охладительные устройства используются в некоторых типах холодильных шкафов, охлаждаемых баров.

Учитывая недостатки всех вышеизложенных способов охлаждения наиболее распространенным и удобным в эксплуатационном отношении способом охлаждения является машинное охлаждение.

Машинное охлаждение – способ получения холода за счет изменения агрегатного состояния хладагента, кипения его при низких температурах с отводом от охлаждаемого тела или среды необходимой для этого теплоты парообразования. Для последующей конденсации паров хладагента требуется предварительное повышение их давления и температуры.

Широкое применение машинного охлаждения в торговле объясняется рядом его эксплуатационных свойств и экономических преимуществ: автоматическое поддержание постоянной температуры хранения в зависимости от вида продуктов, высокий удельный вес использования полезной емкости для охлаждения, незначительные затраты на эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт, удобство использования и санитарной обработки.

Комплекс механизмов и аппаратов, осуществляющих холодильный цикл, называется холодильной машиной. На предприятиях торговли используются компрессионные холодильные машины, в которых пары хладагента подвергаются сжатию в компрессоре с затратой механической энергии.

 

4.3. Устройство и принцип действия компрессионной

холодильной машины

 

Холодильные машины предназначены для понижения температуры окружающей среды и непрерывности поддержания заданной низкой температуры. Тепло, отнимаемое от охлаждаемого объекта, воспринимается холодильным агентом и передается им окружающей среде. Принципиальная схема машинного охлаждения представлена на рис. 4.3.

Тепло от объекта Q₀, например, от воздуха камеры хранения мороженых продуктов, при низкой температуре t₀ передается рабочему веществу холодильной машины. Далее в процессе сжатия паров холодильного агента затрачивается работа L, в результате чего повышается температура рабочего вещества, и тепло, отнятое от охлаждаемого объекта, вместе с теплом, эквивалентным затраченной работе (Q₀+L), передается окружающей среде, например воздуху или воде, поступающей на конденсатор, имеющей более высокую температуру t.

При этом холодильный агент (рабочее вещество), циркулирующее в холодильной машине, совершает обратный круговой процесс – холодильный цикл.

Для осуществления этого цикла затрачивается работа L. Общее количество тепла, передаваемого в окружающую среду с температурой t, в соответствии с законом сохранения энергии составляет

Q=Q₀+L, Вт                                      (1)

Равенство (1) называется уравнением энергетического (теплового) баланса паровой компрессионной холодильной машины.

Количество тепла, отводимое в единицу времени от охлаждаемого объекта, называется холодопроизводительностью установки.

Тепло, отводимое от охлаждаемого объекта одним килограммом холодильного агента, т.е. тепло q₀, называется его удельной холодопроизводительностью.

Дж/кг                              (2)

где Q₀ – холодопроизводительность установок, Вт;

  G – количество хладона, циркулирующего в системе, кг/с.

Эффективность работы холодильной машини оценивается холодильным коэффициентом e, представляющим собой отношение холодопроизводительности установки Q₀ к затраченной работе L.

или                            (3)

Наиболее экономично (e=3¸5) работают компрессионные холодильные машины при температурах кипения от -15° до +5°С. Поэтому они широко применяются для получения умеренного холода, в частности в торговом холодильном оборудовании. При снижении температуры кипения холодильный коэффициент резко уменьшается.

Компрессионная холодильная машина (рис. 4.4.) состоит из следующих основных узлов: испарителя, компрессора, конденсатора, ресивера, фильтра-осушителя, терморегулирующего вентиля. Автоматическое действие машины обеспечивается терморегулирующим вентилем и регулятором давления. К вспомогательным аппаратам, способствующим повышению экономичности и надежности работы машины, относятся: ресивер, фильтр, теплообменник, осушитель. Машина привидятся в действие электродвигателем.

Испаритель – охлаждающая батарея, которая поглощает тепло окружающей среды за счет кипящего в ней при низкой температуре хладагента. В зависимости от вида охлаждаемой среды различают испарители для охлаждения жидкости и воздуха.

Компрессор предназначен для отсасывания паров хладагента из испарителя, сжатия и нагнетания их в перегретом состоянии в конденсатор. В малых холодильных машинах применяют поршневые и ротационные компрессоры, причем наибольшее распространение получили поршневые.

Конденсатор – теплообменный аппарат, служащий для сжижения паров хладагента путем их охлаждения. По виду охлаждающей среды конденсаторы выпускают с водяным и воздушным охлаждением. Конденсаторы с принудительным движением воздуха имеют вертикально расположенные плоские змеевики из медных или стальных оребренных труб. Естественное воздушное охлаждение применяется только в холодильных машинах бытовых электрохолодильников. Конденсаторы с водяным охлаждением бывают кожухозмеевиковые и кожухотрубные.

Ресивер – резервуар, служащий для сбора жидкого хладагента с целью обеспечения его равномерного поступления к терморегулирующему вентилю и в испаритель. В малых хладоновых машинах ресивер предназначен для сбора хладагента во время ремонта машины.

Фильтр состоит из медных или латунных сеток и суконных прокладок. Он служит для очистки системы и хладагента от механических загрязнений, образовавшихся в результате недостаточной очистки их при изготовлении монтаже и ремонте. Фильтры бывают жидкостные и паровые. Жидкостный фильтр устанавливается после ресивера перед терморегулирующим вентилем, паровой – на всасывающей линии компрессора.

Для предотвращения попадания ржавчины и механических частиц в цилиндры малых фреоновых холодильных машин, во всасывающую полость компрессора вставляют фильтр в виде стаканчика из латунной сетки.

Терморегулирующий вентиль обеспечивает равномерное поступление хладона в испаритель, распыляет жидкий хладагент, тем самым понижает давление конденсации до давления испарения. При недостаточном заполнении испарителя жидкостью часть поверхности его не используется, что ведет к нарушению нормального режима работы машины и температуры испарения хладагента.

Регулятор давления состоит из прессостата (регулятора низкого давления) и маноконтроллера (выключателя высокого давления). Для регулировки температурного режима в определенных пределах необходимо, чтобы холодопроизводительность холодильной машины всегда превышала приток тепла к ней. Поэтому в нормальных условиях нет необходимости в непрерывной работе холодильной машины.

Периодическое включение холодильной машины осуществляется прессостатом автоматически. Требуемый автоматический режим достигается путем регулирования продолжительности перерывов работы холодильной машины. Маноконтроллер служит для защиты от чрезмерного повышения давления в линии нагнетания. При повышении давления в конденсаторе свыше 10 атм (норма - 6¸8 атм) он размыкает цепь катушки магнитного пускателя, питание электродвигателя отключается и холодильная машина останавливается.

Работа холодильной машины происходит следующим образом. Легкоиспаряющаяся жидкость (хладон) поступает через терморегулирующий вентиль в испаритель. Попадая в условия низкого давления, она кипит, превращаясь в пар, и при этом отбирает тепло у воздуха, окружающего испаритель. Из испарителя пары хладона отсасываются компрессором, сжижаются и в перегретом от сжатия состоянии нагнетаются в конденсатор. В охлаждаемом водой или воздухом конденсаторе они превращаются в жидкость. Жидкий хладон стекает по трубам конденсатора и скапливается в ресивере, откуда под давлением проходит через фильтр, где задерживаются механические примеси (песок, окалина и др.). Очищенный от примеси хладон, проходя через узкое отверстие терморегулирующего вентиля, дросселируется (мнется), распыляется и при резком снижении и температуры поступает в испаритель, после чего цикл повторяется.

Рабочий цикл холодильной машины с учетом взаимодействия приборов автоматики состоит в следующем. При включенном электродвигателе контакты реле давления разомкнуты, терморегулирующий вентиль не пропускает жидкий хладон из конденсатора в испаритель, так как игла до конца вошла в седловину и плотно закрыла проходное сечение. В испарителе в это время продолжается процесс кипения оставшегося после включения жидкого хладагента. От притока внешнего тепла температура испарителя постепенно повышается и, следовательно, давление скопившихся в нем паров возрастает. Давление в испарителе будет расти до тех пор, пока прессостат реле давления не замкнет контакты и машина не вступит в работу.

При включении машины начинается отсос перегретых паров из испарителя в компрессор. Это влечет за собой повышение температуры и давления в чувствительном патроне терморегулирующего вентиля, вследствие чего игольчатый клапан открывает проходное отверстие. Жидкий хладагент, интенсивно кипя, устремляется в трубы испарителя. Кипение сопровождается значительным понижением температуры парожидкостной смеси, в результате чего охлаждаются стенки испарителя, окружающий его воздух и скоропортящиеся продукты.

Понижение температуры окружающей среды снижает величину теплопритока. Кипение становится менее интенсивным, сокращается количество пара, падает давление в испарителе до предела, при котором реле давления размыкает контакты и машина останавливается. Через несколько секунд после остановки машины давление в термобаллоне и испарителе сравнивается и игольчатый клапан терморегулирующего вентиля закрывается.

 

4.4. Холодильные агенты

Хладагенты – это рабочие вещества паровых холодильных машин, с помощью которых обеспечивается получение низких температур. Наиболее распространенные из них – хладон и аммиак.

При выборе хладагента руководствуются его термодинамическими, теплофизическими, физико-химическими и физиологическими свойствами. Важное значение имеет также его стоимость и доступность. Хладегенты не должны быть ядовиты, не должны вызывать удушья и раздражения слизистых оболочек глаз, носа и дыхательных путей человека.

 Было установлено, что хлоросодержащие хладагенты, достигая стратосферы, разлагаются там ультрафиолетовыми лучами и высвобождают хлор, быстро реагирующий с озоном, разрушая таким образом озоновый слой.

В 1995 г. в Вене была принята Конвенция о защите озонового слоя. К ней присоединились 127 государств. В 1989 г. вступил в силу Монреальский протокол о постепенном сокращении, а затем о полном прекращении в 2030 г. выпуска озоноразрушающих хладагентов. К опасным группам были отнесены хладоны R-11, R-12, R-113, R-114, R-115, R-12 B1, R-13 B1, R-114 B2. В 90-х годах текст протокола был ужесточен путем введения ограничений не только на производство, но и на торговлю, экспорт и импорт любой холодильной техники, содержащей озоноразрушающие вещества.

В настоящий момент установлены следующие сроки запрета производства и применения озоноразрушающих хладагентов:

- R-11, R-12, R-502 – полное прекращение производства 1 января 1996 г.

- R-22 – отнесен к группе соединений, имеющих меньшую экологическую опасность. Он должен быть практически полностью исключен из рынка хладагентов в 2020 г.

Для замены R-12, R-502 и R-22 основными производителями химической продукции были разработаны и выпускаются переходные (с содержанием хлорфторуглеродов) и озонобезопасные (состоящие только из фторуглеродов) смеси хладагентов (табл. 1 и табл. 2).

 

Таблица 1

Переходные (сервисные хладагенты)

Заменяемые хладагенты	Классификация ASHRAE	Cостав
R 12	R-401A	R22/152a/124
	R-401B	R22/152a/124
	R-406A	R22/600a/142в
	R-409A	R22/124/142в
	R-409B	R22/124/142в
R 502	R-22
	R-402A	R22/125/290
	R-402B	R22/125/290
	R-403A	R22/218/290
	R-403B	R22/218/290

 

Таблица 2

Свободные от хлора HFC

Заменяемые хладагенты	Классификация ASHRAE	Cостав
R 12	R 134 A
R-22	R 407 C	R32/125/134a
R 502	R 404 A	R143a/125/134a

 

На предприятиях торговли в настоящее время используются холодильные машины работающие на хладагентах R22, R134а и в перспективе на R717 (аммиаке).

R22 (CHF₂Cl) – бесцветный газ, обладающий положительными физико-химическими, физиологическими и др. свойствами.

Коэффициент теплоотдачи R-22 на 30% выше, чем R12. При замене R12 на R22 холодопроизводительность компрессора при том же температурном режиме увеличивается на 60%, а удельный расход электроэнергии уменьшается на 6% благодаря меньшим дроссельным потерям в компрессоре. Широко применяется R22 в низкотемпературных холодильных установках и установках кондиционирования воздуха.

 R134а (CF₃CFH₂) – нетоксичен и неогнеопасен, но при соприкосновении с пламенем и горячими поверхностями разлагается с образованием высокотоксичных продуктов. В целом R134а по энергетическим характеристикам проигрывает R-12. Ввиду значительного значения потенциала глобального потепления R134а рекомендуется применять в герметичных холодильных системах. В тоже время озоносберегающий потенциал R134а близок к 0. Применение R134а вместо R22 потребует существенных изменений в размерах оборудования (большой диаметр труб теплообменных устройств, увеличение размеров компрессора). Все это должно привести к значительному увеличению стоимости холодильного оборудования. Таким образом для производителей все более трудным становится рациональный подбор хладагента применительно к конкретному объекту. Поэтому проблема использования в качестве хладагентов природных веществ, и в первую очередь аммиака, наиболее актуальна у производителей холодильного оборудования.

R 717 (NH₃ - аммиак)используется уже много лет в крупных промышленных холодильных установках. Аммиак не обладает озоноразрушающей способностью и не увеличивает парниковый эффект. Энергетическая эффективность использования R717 в холодильном оборудовании столь же высока, как и при применении R22. Кроме того R717 обладает низкой стоимостью, производство его доступно, проблемы его воспламеняемости и токсичности сегодня разрешимы, что делает его привлекательным для производителей холодильного оборудования.

 

ТЕМА 5. ТОРГОВЫЕ АВТОМАТЫ

 

План лекции

 

1. Назначение и классификация торговых автоматов.

2. Устройство торговых автоматов.

3. Автоматы для продажи жидких и штучных товаров.

4. Эксплуатация торговых автоматов.

 

5.1. Назначение и классификация торговых автоматов

         

Торговыми автоматами называют устройства, которые автоматически, без помощи продавца, отпускают покупателю товары или оказывают какие-либо услуги в обмен на опущенные в автомат монеты.

Продажа товаров через автоматы одно из направлений научно-технического прогресса в торговле. Ее развитие повышает уровень культуры торгового обслуживания, сокращает трудовые затраты и повышает производительность труда в торговле.

Широкое распространение получили в настоящее время автоматы для продажи прохладительной газированной воды в бутылках и банках, горячего кофе, чая, плиток шоколада, жевательной резинки, батареек.

Однако внедряются автоматы еще медленно и не заняли существенного места в системе розничной торговли. Применение торговых автоматов для продажи товаров массового повседневного спроса позволит увеличить объем товарооборота без дополнительного расширения торговых площадей, проводить круглосуточную продажу товаров независимо от режима работы магазинов, повысить рентабельность торговли, максимально приблизить товары к покупателям. Автоматы могут быть установлены на вокзалах, в аэропортах, в метро, на промышленных предприятиях с круглосуточным процессом производства, а также в местах учебы и отдыха.

Применение автоматов сокращает время, затрачиваемого покупателем на приобретение товаров, гарантирует точную массу и меру отпускаемого продукта, создает оптимальные условия хранения и соблюдение санитарно-гигиенических правил продажи.

Эффективность работы автоматов обеспечивается в основном лишь при групповой установке на улицах или в закрытых помещениях. В закрытых помещениях автоматы можно использовать круглый год, без сезонных перерывов, что повышает их рентабельность.

Поскольку процессы выполняются в автоматическом режиме, важное место в работе торгового автомата занимает автоматическое управление торгово-технологическими процессами.

При примерно одинаковой структуре торговых автоматов их конструкции определяются агрегатным состоянием товара, универсальностью (для продажи одного ряда видов товаров), характером товарной обработки, эргономическими особенностями и т.д. Это определяет классификацию торговых автоматов, схема которой приведена на рис. 5.1.

Все автоматы подразделяют на два класса – I и II и самостоятельную группу 3. На этой ступени классификации различие автоматов определяется физическим состоянием товара. К классу I относятся автоматы дозирующие, для продажи жидких товаров, отпускаемых в разлив. Класс II включает автоматы, продающие штучные товары. Штучные товары могут иметь различную геометрическую форму. Группа 3 включает дозирующие автоматы для продажи сыпучих товаров.

   На второй ступени классы делятся на группы, отличающие в классе I наличием или отсутствием технологических устройств для приготовления продукта, а в классе II – степенью универсальности конструкции автомата и наличием или отсутствием специальных устройств для создания определенных температурных условий для хранения товара.

Класс I делится на две группы (1 и 2), а класс II – на шесть групп         (с 4 по 9).

 

 

 

Подгруппа А включает автоматы, заключенные в шкаф, с передней открывающейся дверью, через которую осуществляется обслуживание.

     Подгруппа Б объединяет автоматы, устанавливаемые в одну общую линию, разделяющую помещение на торговый зал и подсобное помещение. Техническое обслуживание и загрузка автоматов подгруппы Б осуществляется с тыльной стороны, не закрытой перегородкой. Со стороны торгового зала рабочие элементы автоматов отделены от покупателей общей лицевой стенкой. Эти автоматы относятся к так называемым панельным автоматам.

     Принята система индексации торговых автоматов, представляющая собой буквенно-цифровой шифр. Первая часть шифра состоит из букв «АТ» – автомат торговый, а вторая часть – из трехзначного числа. Первая цифра числа указывает группу в схеме приведенной классификации, а две последние – подгруппу, к которой принадлежит автомат (автоматы подгруппы А имеют номера от 00 до 49, подгруппы Б – от50 до 99). Таким образом, можно, например, определить, что автомат АТ-453 относится к группе 4 и является автоматом панельного типа.

 

5.2. Устройство торговых автоматов

 

     Конструкция торгового автомата зависит от его назначения, физико-химических свойств продаваемого товара, размера, формы и стоимости единицы товара и других факторов.

На рис 5.2. приведена структурно-поточная схема торгового автомата.

     Как следует из приведенной схемы, торговый автомат содержит в своем составе машины и оборудование для проведения практически всех торгово-технологических процессов: загрузочно-накопительных, транспортных, товарной обработки и хранения, денежных расчетов с покупателями, выдачи товаров покупателям, обеспечение микроклимата для сохранности товара, энергообеспечения.

Перейдем к рассмотрению отдельных систем торговых автоматов.

Устройство загрузочно-накопительное предназначено для приема и резервного накопления полуфабрикатов и товаров. Конструктивно оно выполняется с учетом свойств и вида товара, условий его хранения.

     В автоматах для жидких продуктов, отпускаемых в разлив, заполнение емкостей осуществляется по магистральным трубопроводам или с использованием приемных воронок. Резервное хранение (накопление) жидких продуктов осуществляется в баках, цистернах и других сосудах, изготавливаемых из материалов, нейтральных к пищевой среде (нержавеющей стали, специальные пластмассы и т.д.).

     В автоматах для продажи штучных товаров емкости бывают бункерного типа в виде вертикальных шахт, подвижных полок, ленточных конвейеров. Существуют конструкции загрузочно-накопительных систем в виде съемных устройств, которые заполняются полуфабрикатами или товарами на базе или предприятии и подаются к автоматам.

 

 

 

Рис 5.2. Структурно-поточная схема торгового автомата

 

     Транспортные системы предназначены для транспортирования полуфабрикатов в зону товарной обработки и товара в систему выдачи продукции покупателю.

     Транспортирование жидких товаров осуществляется с помощью трубопроводов, по которым жидкости подаются под давлением собственной массы или принудительно насосами (плунжерными, шестеренчатыми и др.), а также под действием давления газа, подаваемого из баллонов в сосуд с продуктом.

     Штучные товары перемещаются ленточными, скиповыми, ценными, вакуумными и другими транспортирующими машинами.

     Система товарной обработки предназначена для дозирования, смешения и других операций, в результате проведения которых полуфабрикаты превращаются в готовый товар. Как правило, такой обработке подвергаются жидкие полуфабрикаты.

     Наиболее простой и самой распространенной операцией является дозирование готовых к продаже жидких продуктов. Операция состоит в отделении от общей массы хранимого жидкого товара (растительного масла и др.) дозы или порции, соответствующей установленной цене. Для этой цели служат дозаторы, работающие на принципе взвешивания, отмеривания объема жидкости или истечения ее через специальные устройства за определенный промежуток времени.

     Более сложный процесс товарной обработки осуществляется в устройствах для приготовления газированных напитков (воды и др.)

В автоматах для продажи штучных товаров для отделения от общей массы единицы товара и ее ориентации устанавливают различные механические устройства: заслонки, турникеты, отсекатели.

Система выдачи товара непосредственно передает дозу или единицу товара в зону, доступную покупателю. Срабатывает система от импульса, поданного приборами автоматики после приема и контроля опущенных монет.

Расчетный (монетный) узел предназначен для приема денег или денежных эквивалентов, проверки их подлинности и подачи сигнала исполнительным устройствам на выдачу товара. Опущенные в монетный механизм недоброкачественные монеты или монеты иного достоинства, а также все диски, имитирующие монеты (суррогаты), отсеиваются и направляются в нишу возврата.

Применяемые в торговых автоматах монетные механизмы могут быть однономинальными и многономинальными. Однономинальные рассчитаны на прием монет одного достоинства, а многономинальные принимают и контролируют монеты различного достоинства; при этом сдача может выдаваться или не выдаваться. В конструкции многономинальных монетных механизмов предусмотрено суммирующее устройство, подсчитывающее сумму стоимости опущенных монет. Часто эти механизмы подают сигналы на цифровой индикатор, показывающий сумму денег нарастающим итогом. В многономинальных механизмах опущенные монеты до начала выдачи товара удерживаются в накопителе, и покупатель имеет возможность вернуть деньги. После выдачи товара монеты уже не могут быть возвращены покупателю и сбрасываются в кассу.

Опущенные в автомат монеты проходят проверку. Монетная щель приемной личины, к которой крепится испытатель монетного механизма, калибрована и является контрольным постом, не пропускающим монеты деформированные, больших диаметра и толщины. Далее проверяются ферромагнитные свойства, масса монет, электропроводность и другие параметры.

Монеты более высокого достоинства проходят более тщательный контроль по большему количеству параметров, как правило, в нескольких испытателях монет.

Для определения монет в многономинальных механизмах используются устройства определения достоинства монет.

После контроля монеты идут в накопитель и далее в кассу, если получен сигнал о начале выдачи товара. В необходимых случаях принятые монеты из накопителя могут идти на возврат.

Система автоматических устройств. В торговых автоматах применяются различные устройства автоматики, образующие в совокупности единую систему, которая обеспечивает заданный режим работы. В зависимости от функционального назначения устройства автоматики могут быть разделены на устройства автоматического управления, регулирования, контроля, сигнализации и учета.

Автоматическое управление служит для поддержания определенной последовательности выполнения операций, составляющих единый рабочий цикл автомата. К элементам управления относятся неавтоматизированные и автоматизированные устройства. Неавтоматизированные устройства предполагают непосредственную связь оператора с объектом управления, а автоматизированные работают по программе, которая вводится в систему оператором, им же такая система периодически контролируется, а в отдельных случаях и подналаживается.

Неавтоматизированные устройства представляют собой кнопки управления, микропереключатели, тумблеры – выключатели и переключатели, пакетные переключатели и выключатели. К автоматизированным относятся магнитные пускатели, реле, программные механизмы.

Автоматическое регулирование обеспечивает поддержание установленного режима работы торгового автомата. Работа приборов регулирования состоит в реагировании чувствительного элемента на изменения регулируемой величины, а исполнительный элемент по сигналу, полученному от чувствительного элемента, устраняет возникшее отклонение. Связь между чувствительным и исполнительным элементами осуществляется передаточным механизмом прибора.

Регулирование жидкой и воздушной среды в пределах 25-200ºС осуществляется терморегулятором ТР-200, работающим по принципу двухпозиционного регулирования. При достижении заданной температуры прибор отключает электронагреватели, а при понижении – включает их. Таким образом осуществляется регулирование температуры, например в автоматах, отпускающих горячие напитки. Настройка терморегулятора производится вращением винта при одновременном контролировании температуры среды с помощью термометра, так как своей установочной шкалы прибор не имеет.

Автоматический контроль и сигнализация соответственно служат для сравнения контролируемой величины с некоторой другой, принятой за эталон, и подачи визуального или акустического сигнала. К приборам контроля и сигнализации относятся различные уровнемеры, реле, микропереключатели, индикаторы (цифровые), лампы.

Защитные устройства размыкают электрическую цепь при наступлении аварийного режима работы приемников электроэнергии, угрозе сгорания изоляции и других неисправностях.

 Аварийный режим может возникнуть от токовых перегрузок и токов короткого замыкания, в результате чего приемники электроэнергии и электрическая сеть могут выйти из строя. От токовых перегрузок защиту обеспечивают тепловые реле, а от токов короткого замыкания – плавкие предохранители. Автоматические выключатели защищают электрооборудование автомата как от тех, так и от других. Для этого в автоматическом выключателе устанавливают расцепители, а защиту небольших по величине, но длительных перегрузок обеспечивают тепловые расцепители.

Чувствительным элементом теплового реле является биметаллическая пластина, прогибающаяся при повышении контролируемой температуры. В результате изменения положения пластины контакты электрической цепи размыкаются и приемники электроэнергии отключаются. Обычно тепловые реле устанавливают у электродвигателей торговых автоматов.

Защиту от токов короткого замыкания обеспечивают плавкие предохранители (пробки), работа которых основана на перегорании проволочной вставки под воздействием тока короткого замыкания, в результате чего отключаются приемники электроэнергии. В торговых автоматах используются преимущественно резьбовые пробочные предохранители и трубчатые. Первые рассчитаны на номинальный ток до 20А, а вторые – до 5А.

Для защиты обслуживающего персонала от поражения током в торговых автоматах предусмотрены блокировочные выключатели, при открывании дверей автомата разрывающие электрическую цепь.

Система обеспечения режима хранения товара служит для охлаждения или нагрева продовольственных товаров в процессе их хранения, приготовлении и выдачи. Они представляют собой холодильные агрегаты, нагревательные элементы, монтируемые в емкостях хранения товара, изометрических шкафах, специальных устройствах – охладителях.

Вспомогательное оборудование предназначено для выполнения дополнительных функций, определяемых назначением автомата и ассортиментом продаваемых товаром. К этим функциям относятся: выдача сдачи, подача бумажных стаканов в нишу выдачи товара, подавление радиопомех, возникающих при работе автомата, подсвечивание рекламы, информационных и сигнальных устройств и др.

Конструкция устройств для выполнения перечисленных функций зависит от специфики автомата и физико-химических свойств отпускаемого покупателю товара.

Корпус автомата служит для размещения основного и вспомогательного оборудования, механизмов и соединительных коммуникаций автомата. Выполняется он в виде шкафа с дверью, имеющей запорные устройства (шкафные автоматы) или в виде несущего каркаса, закрытого с лицевой и боковой сторон облицовочным материалом (панельные автоматы). Лицевая сторона в панельных и дверь в шкафных автоматах со стороны покупателя обычно пользуются для рекламных и пояснительных надписей. В верхней части корпуса или двери монтируются лампы подсвечивания, необходимые для освещения надписей и витрин автомата в вечернее время.

 

5.3. Автоматы для продажи жидких и штучных товаров

Автоматы для продажи жидких товаров (класс 1) служат для продажи дозами и используются для индивидуальной и групповой установки на открытых площадках и в закрытых помещениях-павильонах, закусочных, кафе-автоматах. Через автоматы могут продаваться газированная вода, горячие напитки, растительное масло и другие жидкие продукты.

Дозирование жидкостей в автоматах осуществляется по объема или массе. Для этого используются соответствующие устройства, работающие на различных принципах дозирования:

· по времени истечения жидкости;

· при отмеривании объема с помощью поршня при движении его в цилиндре;

· при использовании эластичной мембраны, которая прогибается и выбирает из рабочего объема камеры нужную дозу жидкости и др.

Однако, независимо от схемы дозирования, все автоматы дают отклонения от номинальных доз, которые зависят от многих факторов: погрешности в действии механических и других узлов автомата, колебания свойств дозируемой жидкости и т.п. Отклонение от номинальной дозы жидкости всех жидких товаров устанавливается и контролируется ГОСТом.

В некоторых автоматах выдача напитков осуществляется в стаканчики разового пользования, что в полной мере соответствует требованиям санитарии. Предусмотрены специальные устройства для хранения и выдачи стаканчиков, которые не должны иметь постороннего привкуса и запаха. Форма и размеры стаканчиков стандартизированы.

Все автоматы для продажи жидких товаров требуют регулярного ухода за коммуникациями, емкостями для хранения и другими устройствами, соприкасающимися с продуктом, которые ежедневно должны промываться водой и периодически раствором кальцинированной соды с последующей промывкой теплой водой.

Многие из ранее выпускавшихся автоматов для жидких товаров в настоящее время не используются.

Однако постепенно возрождается этот вид торговли. Фирма «Оксиген» приступила к поставке на рынок некоторых автоматов для продажи жидких напитков (класс 1) к которым относится, например, автомат CINO, выпускаемый фирмой SERVOMAT (Германия). Устанавливается автомат в кафе, барах, офисах. Имея внутренний электронный счетчик, автомат CINO может выдавать следующую информацию: общее количество приготовленных порций напитков за время, прошедшее с последнего обнуления счетчика, количество приготовленных порций каждого напитка. Автомат прост и удобен в эксплуатации. Система дозирования позволяет получать желаемые объемы порции по каждому напитку в отдельности и количество подаваемых для них продуктов. Доступ к изменению дозировок и обнулению счетчиков имеет только персонал, имеющий ключ от автомата и знающий код, необходимый для входа в режим программирования. Автомат и все расходуемые продукты сертифицированы Госсанэпиднадзором и разрешен к использованию на территории России. Диагностирование и выявление ошибок в работе автомата производится через дисплей.

Автомат имеет внутренний бак емкостью 4,5 л, что достаточно для приготовления примерно 30 чашек напитка емкостью 150 мл. Дополнительно он может комплектоваться системой автономного водоснабжения, включающей канистру емкостью 20 л и насос, или может быть подключен к водопроводу. Дополнительно автомат снабжен водяным фильтром Everpure и системой против накипеобразования.

Технические характеристики: высота – 500 мм; ширина – 380 мм; глубина – 450 мм; масса – 28 кг; электропитание – 220/230 В/1350 Вт.

Той же фирмой SERVOMAT выпускается автомат «Moda II», выдающий до 32 напитков путем нажатия на соответствующую клавишу, расположенную на лицевой стороне. Автомат вмещает до 700 пластиковых стаканчиков. Одной загрузки продукта достаточно на 850-1200 порций кофе, 280 порций горячего чая, 150 порций шоколада, а также супа на 1140 человек.

Поставляются и другие модели зарубежных автоматов для жидких товаров.

Автоматы для продажи штучных товаром (класс II) служат для продажи самых разнообразных штучных продовольственных и непродовольственных товаров. Товары в автоматах этого класса, упакованные в пакеты, коробки, бутылки, пачки и т.п. и без упаковки, размещают в загрузочных устройствах различных типов: секционных, бункерных, ячейковых. Целесообразность применения типа загрузочного устройства определяется видом и физическим состоянием товара, размерами его упаковки, условиями хранения и другими особенностями.

В зависимости от назначения автоматы для штучных товаров делят на универсальные, предназначенные для продажи товаров произвольной геометрической формы, и специализированные.

Автомат SNAK SL/BL  предназначен для штучной розничной продажи расфасованных товаров (конфет, шоколада, соков, чипсов и т.д.). Его обслуживание заключается в наполнении загрузочного устройства продуктами и пополнении монетного устройства монетами, необходимыми для сдачи. Автомат имеет встроенный холодильник для хранения товаров при пониженной температуре и может продавать до 28 различных товаров с различной ценой за единицу.

Удобная система программирования цен позволяет установить цены как для каждого товара, так и одну цену на группу товаров.

Автомат SNACK SL/BL комплектуется монетным механизмом, адаптированным для приема российских или украинских монет. Монетный приемник имеет восемь степеней защиты, принимает монеты и выдает сдачу. Настраивается автомат как на единичную покупку с приемом монет и выдачей сдачи, так и на покупку с выдачей нескольких товаров с одноразовым приемом монет и выдачей сдачи.

Автомат предназначен для работы в закрытых отапливаемых помещениях, и для его подключения необходимо только стационарное электропитание (евророзетка 220 В, 50 Гц, 1,9 кВт).

Автомат имеет привлекательный внешний вид и современный дизайн.

Технические характеристики: высота – 1830 мм; ширина – 850 мм; глубина- 850 мм; масса (без товара) – 266 кг; электропитание – 220 В/16 А; вместимость – 400 единиц товара. Диагностирование и выявление неисправностей производится через дисплей.

Автомат предназначен для групповой установки на автоматизированных предприятиях торговли и общественного питания.

Среди торговых автоматов, выпускавшихся отечественной промышленностью, можно назвать следующие основные:

• АТ 100, АТ 100 С – для продажи газированной воды на два вида сиропа;

• АТ 103, АТ 104, АТ 151, АТ 152, АТ 154 – для продажи горячих напитков (кофе, какао);

• АТ 200 К – для продажи охлажденных соков и вин в бумажные стаканчики;

• АТ 251 – для продажи соков;

• АТ 254 – для продажи бульонов;

• АТ 255 – для продажи пива;

• АТ 256 – для продажи кваса;

• АТ 451; АТ 453 – для продажи трех видов штучных товаров произвольной формы, не требующей охлаждения;

• АТ 452 – для круглосуточной продажи хлебобулочных изделий;

• АТ 491 С – для продажи охлажденного пива;

• АТ 500, АТ 554, АТ 557 – для продажи охлажденных штучных товаров;

• АТ 600 Б, АТ 606 – для продажи табачных изделий шести наименований и спичек;

• АТ 601 – для продажи штучных конфет;

• АТ 651 – автомат, встроенный в киоск «Дымок»;

• АТ 702 Б – для продажи мороженого в брикетах;

• АТ 752 – для продажи разогретых консервированных первых и вторых блюд;

• АБ–1 – для продажи горячего бульона в бумажные стаканчики;

• АВ-1 – для бесплатного отпуска газированной воды;

• ПС-10 – полуавтомат для продажи сахарного песка;

• АТ 553 – полуавтомат для продажи охлажденных штучных товаров.

 

5.4. Эксплуатация торговых автоматов

 

Эксплуатацию и обслуживание торговых автоматов осуществляют механики, которые проходят специальную подготовку и имеют соответствующее удостоверение. За каждым механиком закрепляют определенное количество автоматов: от 10 до 20 и более, в зависимости от расстояния, на котором они размещаются, типов и сложности конструкций.

Механик обязан обеспечить бесперебойную работу автоматов, повседневный уход за автоматами в процессе эксплуатации, контроль их технического состояния, включение, выключение, регулировку, чистку и наладку отдельных узлов и механизмов, устранение неисправностей и повреждений на месте работы автомата.

Помимо технического обслуживания механики осуществляют также текущий и капитальный ремонты автоматов. Текущий ремонт проводят на объектах эксплуатации, он состоит из регулировки оборудования, его отдельных узлов, замены изношенных деталей, устранения повреждений. Цель его – предупредить аварийный выход оборудования из строя.

Капитальный ремонт выполняют на заводе. При этом полностью восстанавливают автомат, заменяют любые части, включая базовые.

Кроме технического обслуживания механик получает товары, загружает ими автомат, периодически следит за процессом отпуска товаров покупателям, отчитывается о расходовании товара.

Механик ведет эксплуатационную документацию, в которой отображает все сведения о работе автомата, текущем и капитальном ремонтах, консервации и перемещении автомата. Периодически в процессе эксплуатации проверку работы торговых автоматов проводят работники Госстандарта. Проверка включает следующие операции: осмотр внешнего вида, измерение основных параметров с помощью различных измерительных инструментов, опробование автоматов в работе, проверку производительности, блокирующих и сигнализирующих устройств, определение погрешности дозирования и др.

Работники, осуществляющие монтаж, ремонт и обслуживание автоматов, проходят инструктаж по безопасным условиям труда. При продаже продовольственных товаров и напитков через автоматы необходимо соблюдать санитарные требования.