2767 灌裝機(jī)供瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

2767 灌裝機(jī)供瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),灌裝,機(jī)供瓶,機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì) 1第二章 液體液體灌裝機(jī)簡(jiǎn)介2.1 全自動(dòng)液體灌裝線概述全自動(dòng)液體灌裝機(jī)的使用和需求日益增長(zhǎng)，已經(jīng)逐步代替手工灌裝或半自動(dòng)灌裝，并將發(fā)展成為液體灌裝行業(yè)所必備的設(shè)備。目前，市場(chǎng)上對(duì)全自液體灌裝機(jī)沒(méi)有明確的定義和劃分，大多只對(duì)能進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量或某部分機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。在全自動(dòng)灌裝、包裝生產(chǎn)線中，液體灌裝機(jī)是包裝機(jī)械的重要組成部分之一，其主要用在食品、化工等輕工行業(yè)中。在食品行業(yè)中的用途則尤為重要，例如：酒水、飲料、乳品、油脂以及調(diào)味品等與日常生活息息相關(guān)產(chǎn)品的包裝。另外是在化工行業(yè)中包括洗滌類、日化、礦物油和農(nóng)藥等化工類液體產(chǎn)品的灌裝。然而，由于我國(guó)灌裝行業(yè)起步較晚，灌裝、包裝的自動(dòng)化水平較底，市場(chǎng)自動(dòng)化灌裝設(shè)置要求很高?；诖?，本文作者選擇采用可編程控制器結(jié)合上位機(jī)軟件進(jìn)行控制的全自動(dòng)液體灌裝機(jī)作為討論的主題進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。灌裝生產(chǎn)線定義：全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線是由數(shù)臺(tái)自動(dòng)包裝機(jī)械經(jīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，并按各自的功能完成一定任務(wù)進(jìn)行順序、連續(xù)生產(chǎn)包裝的一系列機(jī)器的組合。組成自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的過(guò)程是按照產(chǎn)品包裝的工藝順序，將若干臺(tái)自動(dòng)包裝機(jī)械按一定的工藝要求組成一條生產(chǎn)線，并將包裝物料和被包裝的物料經(jīng)輸送裝置、自動(dòng)控制設(shè)備、檢測(cè)設(shè)2備及各種輔助設(shè)備按相應(yīng)工藝要求進(jìn)行連續(xù)輸入、定量、包裝、以及輸出成品的一個(gè)自動(dòng)化過(guò)程。其特點(diǎn)是：高速性、連續(xù)性。灌裝生產(chǎn)線也稱包裝線，主要用于包裝啤酒、飲料、液體藥品、食品油脂等。一條灌裝生產(chǎn)線配套有多臺(tái)機(jī)械，如配套自動(dòng)吹瓶機(jī)、理瓶機(jī)、自動(dòng)洗瓶機(jī)、烘干機(jī)、自動(dòng)灌裝機(jī)、封蓋機(jī)、打包機(jī)等。采用自動(dòng)化包裝過(guò)程既可以使包裝工序緊湊，提高工作效率，又可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。2.2 液體灌裝基本原理灌裝就是將一定量的液體物料注入到包裝容器中的過(guò)程 IUl。這種液體物料主要是指具有低粘度的可流動(dòng)型液體物料，如酒類、汽水、果汁等。它們可以依靠自重以一定速度流入到包裝容器中。另外還可灌裝一些中等粘稠液體物料和一些高粘度物料，如果醬、油脂，牙膏及黃油等。對(duì)這些物料的灌裝依靠重力是不能使其按要求流動(dòng)的，因此需要施加一定的壓力將其擠入或壓入到包裝容器中。由于液體種類很多，其性能不一，如粘度、起沫性、含氣性、揮發(fā)性等各不相同，所以采用的灌裝方法不一樣，其次液料的包裝容器也不同，有玻璃瓶、金屬罐、塑料瓶、復(fù)合紙盒等，所以，依據(jù)不同的包裝容器、包裝物料及不同的灌裝工藝，灌裝機(jī)的灌裝方法也是不相同的。32.3 液體灌裝方式由于液體物料性能不同，灌裝方式多種多樣。根據(jù)灌裝壓力的不同可分為常壓灌裝、壓力灌裝、等壓灌裝、負(fù)壓灌裝等舊。1.常壓灌裝常壓灌裝，又稱重力灌裝，即在常壓下，利用液體自身的重力將其灌入包裝容器內(nèi)， 其整個(gè)系統(tǒng)處于敞開(kāi)狀態(tài)下工作，該灌裝方法是最原始的灌裝方法。至今仍被用在流動(dòng)性很好的液體灌裝中，這各方法比較適用于流動(dòng)性好、不含氣、不易揮發(fā)的液體中。如礦泉水、白酒、醬油、牛奶等。2.負(fù)壓灌裝負(fù)壓灌裝是先將包裝容器抽氣形成負(fù)壓，再將液體物料灌入包裝容器內(nèi)。這種灌裝方法不但能提高灌裝速度，而且能減少包裝容器內(nèi)殘存的空氣，防止液體物料氧化變質(zhì)，可延長(zhǎng)產(chǎn)品的保存期。此外，還能限制毒性液體的逸散，并可以避免灌裝有裂紋或缺口的容器，減少浪費(fèi)，適用于不含氣體，且怕接觸空氣而氧化變質(zhì)的粘度稍大的液體物料，以及有毒的液體物料。如果汁、果醬、糖漿、油類、農(nóng)藥、藥水等。這種灌裝分為二種形式：一是重力式負(fù)壓灌裝，即貯液缸與包裝容器具有相等的真空度，液體是在真空等壓狀態(tài)下以重力流動(dòng)方式完成灌裝的；二是壓差式負(fù)壓灌裝，即包裝容器的真空度大于貯液缸的真空度(貯液缸處于常壓狀態(tài)、只對(duì)包裝容器抽氣)，液體是在壓差狀態(tài)下完成灌裝的。重力負(fù)壓灌裝是低真空(10---16kPa)下的重力灌裝。其灌裝方法基本與重力灌裝相同，但比重4力灌裝速度快，可以避免灌裝有裂紋或有缺口的容器，還可以防止液體的滴漏。壓差式負(fù)壓灌裝(純真空灌裝)，灌裝系統(tǒng)內(nèi)的壓力應(yīng)低于大氣壓力。灌裝閥密封塊抵住容器的同時(shí)開(kāi)啟閥門，由于與真空室相通的容器內(nèi)處于真空，液體可被迅速抽進(jìn)容器中，直至灌裝到預(yù)定液位。最后會(huì)有相當(dāng)量的液體被抽到排出管中，進(jìn)入溢流槽后被回收再循環(huán)。純真空灌裝的真空度一般保持在 6"-7kPa。真空法可提高灌裝速度，減少產(chǎn)品與空氣的接觸，有利于延長(zhǎng)產(chǎn)品的保存期，其全封閉狀態(tài)還限制了產(chǎn)品中有效成分的逸散。壓差式負(fù)壓灌裝尤其適用于不宜多暴露于空氣中的含維生素的液料， 如蔬菜汁、果汁以及有毒的液體(如農(nóng)藥、化學(xué)藥水)等。3.等壓灌裝等壓灌裝，即先向包裝容器內(nèi)充氣，使容器內(nèi)壓力與貯液缸內(nèi)壓力相等，再將貯液缸的液體物料灌入包裝容器內(nèi)。等壓灌裝又稱壓力重力灌裝、氣體壓力灌裝。這種灌裝方法只適用于含氣飲料，如啤酒、汽水、香檳等。4.壓力灌裝壓力灌裝，是借助外界壓力將液體物料壓入包裝容器。外界壓力有機(jī)械壓力、氣壓、液壓等。壓力灌裝主要適用于粘度較大，流動(dòng)性較差的薪稠物料的灌裝，可以提高灌裝速度。壓力法灌裝與真空法正好相反，灌裝密封系統(tǒng)處于高于大氣壓力的狀態(tài)中，將正壓力加于產(chǎn)品上。壓力法對(duì)于不能抽真空的產(chǎn)品是很理想的，如酒精5類飲料(酒精含量會(huì)隨真空度增加減少)，熱飲料(90。C 的果汁，抽真空可引起液料迅速蒸發(fā))，如果采用常壓灌裝液管道比較細(xì)，阻力大，效率低，為了提高灌裝速度，可采用壓力灌裝等。壓力法可在產(chǎn)品和排氣兩端保持高于大氣壓的壓力，且產(chǎn)品端壓力更高，這樣的系統(tǒng)有利于控制某些飲料保持較高的二氧化碳含量。5.虹吸法利用虹吸原理完成的灌裝方法。此種方法出現(xiàn)最早，人們最容易接受，原理比較簡(jiǎn)單，現(xiàn)在很少使用。上述幾種灌裝方法的正確選擇，除考慮液體本身的工藝性能如粘度、重度、含氣性、揮發(fā)性外，還必須考慮產(chǎn)品的工藝要求、灌裝機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)等綜合因素。對(duì)于一般不含氣的食用液料如瓶裝牛奶、瓶裝酒類等，可以采用常壓法，亦可采用真空法，為了減少灌裝時(shí)液料中的含氧氣量，以便延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期，采用較大的真空度的真空法更有利。2．3 影響灌裝的因素被灌裝的液體物料涉及面很廣、種類很多，其物理、化學(xué)性質(zhì)差異很大，因此，對(duì)灌裝的要求也各不相同。影響灌裝的主要因素是液體的粘度，其次是液體內(nèi)是否溶有氣體、固體顆粒等。一般液體按粘度可分為三類： 第一類為流體：在自身重力作用下即可以按一定速度流過(guò)圓管的任何液體。流速主要是受流體粘度和壓力影響，一般粘度范圍規(guī)6定為 1～100 厘泊，流動(dòng)性好的稀薄液體物料，如酒類、果汁、牛奶、醬油等。這些物料粘度小、流動(dòng)性好，在管道中流動(dòng)阻力小， 對(duì)灌裝設(shè)備要求也小。第二類為半流體：在大于自身重力的壓力作用下才能在圓管中流動(dòng)的液體叫半流體， 粘度范圍為 100． -一 1000 厘泊，其屬于流動(dòng)性比較差的粘稠液體物料，如番茄醬、油脂等物料，這些物料在容器和管道中流動(dòng)時(shí)阻力比較大，一般需要施加一定的壓力才能達(dá)到預(yù)定要求。粘滯流體：產(chǎn)品粘度超過(guò) 10000 厘泊的液流動(dòng)性差的粘糊狀液體物科，需要借助比較大的外力才能使其流動(dòng)。如：果醬、牙膏、漿糊、高粘度油脂等物料。這些物料一般在小的管道中很難流動(dòng)，必須施加外力才能推動(dòng)其流動(dòng)。因此，這類物料在包裝中對(duì)設(shè)備有較高的要求。另外，對(duì)于低粘度液料，根據(jù)液體中是否含有二氧化碳?xì)怏w，可分為不含氣(如白酒、礦泉水等)和含氣(如啤酒、汽酒、香檳、汽水等)兩類；對(duì)于是否含有酒精成份又可分為軟飲料(不含酒精)和硬飲料(含有酒精)。流體的流動(dòng)特性還會(huì)受溫度、粘度、固體粒子的含量、分解性、表面張力或起泡特性等因素的影響，所以灌裝時(shí)，要對(duì)這些因素加以控制。2．4 灌裝的定量方法準(zhǔn)確的定量灌裝不但與產(chǎn)品的成本有著直接的關(guān)系，同時(shí)也影響產(chǎn)品在消費(fèi)者心中的信譽(yù)。包裝物品的定量一般有重量定量和容積定量?jī)煞N。重量定量由于要增添秤等計(jì)量衡器，所以機(jī)器的結(jié)構(gòu)7比較復(fù)雜，適用于比重經(jīng)常變化的固體物料，且往往要配置一套電路用以機(jī)電配合；容積定量機(jī)器的定量結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，一般不需電路配合。液體產(chǎn)品一般易采用容積式定量，常見(jiàn)的有三種方法：液位控制定量法、定量杯定量法、定量泵定量法。2.5 液體灌裝機(jī)的一般工作流程的敘述液體灌裝機(jī)的流程一般為：裝有空瓶的箱子堆放在托盤上，由輸送帶送到卸托盤機(jī)，將托盤逐個(gè)卸下，箱子隨輸送帶送到卸箱機(jī)中，將空瓶從箱子中取出，空箱經(jīng)輸送帶送到洗箱機(jī)，經(jīng)清洗干凈，再輸送到裝箱機(jī)旁，以便將盛有飲料的瓶子裝入其中。從卸箱機(jī)取出的空瓶，由另一條輸送帶送入洗瓶機(jī)消毒和清洗，經(jīng)瓶子檢驗(yàn)機(jī)檢驗(yàn)，符合清潔標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)入灌裝機(jī)和封蓋機(jī)。飲料由灌裝機(jī)裝入瓶中。裝好飲料的瓶子經(jīng)封蓋機(jī)加蓋封住并輸送到貼標(biāo)機(jī)貼標(biāo)，貼好標(biāo)簽后送至裝箱機(jī)裝入箱中再送到堆托盤機(jī)堆放在托盤上送入倉(cāng)庫(kù)。液體灌裝機(jī)主要用于洗液、護(hù)理液、口服液、消毒液、洗眼液、營(yíng)養(yǎng)液、酒水、注射液、農(nóng)藥、醫(yī)藥、香水、食用油、潤(rùn)滑油及特殊行業(yè)的液體灌裝。