Aby napełnianie napojów było bezpieczne i wiązało się z minimalnymi stratami, w grę wchodzą prawa fizyki: biorąc pod uwagę prędkość obrotową i zmianę kierunku, zwłaszcza podczas przejścia z gwiazdy transferowej do systemu zamykania, na zawartość pojemników działa duża siła odśrodkowa. Może to powodować wyciekanie płynu z butelki. Może to oznaczać tylko kilka kropel na raz – ale przy nawet 90 000 napełnieniach na godzinę, ilość utraconego produktu szybko rośnie. Kolejnym aspektem jest higiena. Łatwo sobie wyobrazić, że z jednej strony rozlane słodkie napoje brudzą szyjki i zamknięcia pojemników, a w niektórych przypadkach nawet tworzą się na nich pleśnie. Z drugiej strony, maszyna jest również zanieczyszczona. To z kolei zwiększa wymagania dotyczące czyszczenia i pochłania cenny czas produkcji.
Dwie grupy parametrów
Aby temu przeciwdziałać, Dominik Weirich od 2013 roku tworzy obliczenia CFD. „Coraz wyższe wydajności napełniania oznaczają, że technologia osiąga swoje fizyczne granice, dlatego musimy uwzględniać zjawisko chlupotania cieczy podczas projektowania maszyny” – mówi inżynier ds. rozwoju KHS w fabryce w Bad Kreuznach w Niemczech. Dane zebrane z przeprowadzanych przez niego symulacji stanowią podstawę. „Najpierw przyglądamy się parametrom geometrycznym samych pojemników na napoje: badamy wpływ kształtu butelki, wysokości napełnienia i średnicy szyjki. Robimy to w ścisłej współpracy z naszymi ekspertami ds. butelek i kształtów , szczególnie w przypadku projektów nowych linii, na przykład w przypadku zmian geometrii lub redukcji wagi butelki. Po drugie, analizujemy parametry fizyczne maszyn. Zależą one od wydajności, rozstawu dysz i średnicy gwiazd. W tym przypadku korekty można wprowadzić stosunkowo łatwo. Dostosowywanie pojemników jest jednak zazwyczaj procesem iteracyjnym i bardziej złożonym”.
Rosnąca liczba symulacji
Zasadniczo można powiedzieć, że im większa powierzchnia produktu i im bliżej wylotu butelki znajduje się napój, tym większe prawdopodobieństwo, że płyn będzie się rozchlapywał. Ta interakcja różnych czynników wymaga przeprowadzenia obliczeń, które są następnie uwzględniane zarówno w projektowaniu, jak i w ofertach na maszyny.
Weirich przeprowadził już około 850 takich symulacji – a liczba ta stale rośnie.
