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第四章 多功能包装机 多功能食品包装机 是指在一台整机上可以完成两个或两个以上包装工序的机器。 多功能食品包装机分类 袋成型 封口机 箱成型 封口机 冲压成型 封口机 熔融成型 封口机 泡罩包装机 开袋 封口机 开箱 封口机 开瓶 封口机 衬袋箱 充填 充气包装机 成型 封口机 真空包装机 充填封口机 定型 封口机 第一节 袋成型 封口机 定义： 用可热封的柔性包装材料自动完成制袋，物料的计量和充填，排气或充气，封口和切断等多功能的包装机。 适用范围很广，可用于包装粉状、粒状、片状、块状物料，流体和半流体以及气体物料。 可热封柔性包装材料主要有各种塑料薄膜以及由纸、塑、铝箔等制成的复合材料，它们具有一定的防潮阻气性，良好的热封性和印刷性，还具有质轻、价廉，易于开启使用等优点。 一、袋成型 充填 封口机的包装工艺及类型 1. 袋形 (1)(6)为扁平袋，适用于诸如奶粉、味精、糖果等粉状小颗粒食品包装； (7)(12)自立袋，适用于饮料、牛奶等的液体食品包装。 充填 封口机的工艺 包装材料供送 。将成卷的柔性包装材料供送，并完成商标定位工作。为了保证商标、图案处于每一个单件包装袋中间，设置自动检测补偿装置，一般通过控制包装材料供给速度来实现。 袋成型、物料充填 。 抽气或充气、封口 。封口方式有热压封、粘封、缝封等。 切断输出 。 充填 封口机类型 根据包装机总体结构布局分，大致可分成直立式与水平式二类。 直立式 可包装成的袋形主要为 三面封口袋 、 纵缝搭接袋 、 纵缝对接袋 、 四面封口袋 等，较适应于流动性好的粉粒状或液体类食品的包装。 四面封口袋型 (a)侧面无折叠 (b) 侧面折叠 三面封口袋 纵缝搭接袋 纵缝对接袋 四面封口袋 水平式 包装成的袋形主要为枕形袋，也可包装成 三面封口袋 、 纵缝搭接袋 、 纵缝对接袋、四面封口袋等 ，适应于包装形状规则或不规则的单件或多件产品，如饼干、点心、鱼、肉类、蔬菜等食品。 根据包装机是否设有相对独立的包装材料杀菌系统和无菌环境的充填与封口系统，又分为： 根据包装机运动形式可分为 连续式 和 间隙式 。目前连续式袋成型 充填 封口包装机在食品企业广为采用。 )P K L()P a k T e t r a()(公司康美盒无菌包装机德国给袋式装机公司的利乐包装无菌包瑞士制袋式无菌包装机包装后进入流通蒸煮如杀菌操作包装后需继续进行工艺一般包装机封口包装机充填袋成形4. 袋成型 充填 封口机工作原理与结构 (1)枕式袋装机 （ a）象鼻成形制袋式袋装机 为立式、连续制袋式，可完成纵缝对接封合、装填封口及切断工作。 结构由计量装置、象鼻成形器、匀速回转的辊式横封器和回转切刀等组成。 （ b）翻领成形制袋式袋装机 动画 为立式、间歇制袋式，可完成制袋、纵缝 (搭接或对接 ) 、装填、封口及切断工作。 （ c）筒形袋袋装机 是一种间歇式转盘形包装机。 采用筒状卷宗料薄膜作包装材料，每次先封底缝，然后再切下作为包装袋，并交间歇回转工序盘上的夹持手将包装袋从一个工位移向另一个工位，完成装料、整形、封口等工序。 动画 （ d）水平式枕式袋装机 动画 (2)、三面封口扁平式袋装机 （ a）三角形成型制袋式袋装机 卧式间歇运动三角形成形器的制袋式装袋机 （ b） 装机 动画 （ c）象鼻成形制袋式袋装机 动画 该机与翻领成形制袋式袋装机的机型极为相似。 不同的是不等速回转的横封器的回转轴线与纵封器回转轴线相互是平行，导致成品不再是枕式袋，而是三面封口扁平袋。 (3)动画 (4) 是一种间歇制袋装填机，主要用来包装流质饮料。此装置既能使材料内壁进行杀菌消毒，又使液面上形成无菌空气层。 动画 (5)二、常规的袋成型 充填 封口包装机 1. 立式袋成型 充填 封口机 为三面封口式，主要适合于颗粒状食品的包装。 成 物料计量及供料装置系统；包装材料供送系统；袋成形封口系统；机械传动及控制系统等。 动画 作原理 成卷包装材料薄膜 1， 经张紧导棍 5， 光电装置 2， 进入到象鼻式成形器 7中 ， 被对折 。 对折后包装薄膜另一边叠在一处 ， 由纵封拉膜辊 11将两边薄膜加热加压封合成卷筒形 ，横封辊压住底边加热封口 ， 此时 ， 经容杯式料盘 6计量好的颗粒状食品被充入袋子中 ， 横封辊 9转开 ， 袋子被纵封拉膜辊拉下 ， 横封辊又转回加热加压封顶边 ， 至此完成了全部封合工作 。 然后由切断器切断成为单件产品 ， 最后包装好的物料顺出料斜槽 13被送出袋装机 。 如果薄膜发生伸长或缩小 ， 使包装材料上的色标错位 ， 或发生断裂等 ， 将由透射式光电头 2发出电信号 ， 并与标准电信号比较后经放大 ， 使控制系统驱动伺服电机相应地加快或减慢薄膜输送速度 ， 或者停机 。 要部件的结构 传动系统 主电机 1经过无级调速机构 2、蜗杆蜗轮减速器减速后，靠链传动带动主轴 机械式无级调速装置： 通过手轮 8的顺、逆转动，带动可动锥盘 6上下移动，实现速度的增减。 横封器 两个横封辊由齿轮带动，作相向同速回转，每回转一周，便完成对袋子的两次横封。 两横封辊对袋施加的压力靠加压弹簧 5供给，其大小可调节套筒 3和锁紧螺母 2改变。 横封辊的加热由内腔的加热管 6完成，当滑环 8与碳刷 10相接触时，加热管便通电加热，加热管的温度有恒温装置控制。 纵封拉膜器 采用的是连续旋转的辊式纵封器。它主要通过一对相向等速回转的辊筒，同时给袋子施压、牵引和加热封边，完成袋子成形后的纵边封合。热量由辊筒内的加热线圈供给。 切断装置 切断装置结构示意 充填 封口包装机 (1) 机械组成 由进料输送带 10、出料输送带 1、供纸架 7、成型器 8，热封切断机构 5、偏心不等速机构 2、动力和传动系统 9及控制和调整系统 4等组成。 该机包装袋形为枕形袋，可用于包装方便面、饼干、糕点、糖果、冰棒、雪糕等块状物品。连续工作，没有间隙和往返过程，生产率较高。 (2)工作原理 薄膜从卷筒上抽出后，经成型器 (制袋器 )将包装材料翻折成筒状，并把由进料带送来的物料裹在里面，经热封滚轮进行纵封，再通过封切刀具在两个包装物中间进行横封并切断，即完成一个包装，由出料带送出。 各组成件间关系 (3)主要部件结构原理 成形器 成型器不仅将薄膜卷成筒状，还起调节产品高度，宽度尺寸的作用。 袋成型机中成形器形式 卷料成型和充填要求不同 制袋成型器区别很大。 翻领式成型器： 平张薄膜拉过成型器后成搭接或对接的圆筒状。 成型阻力大； 易产生变形、皱折、撕裂； 多使用复合膜制袋，对塑料膜的适应性差； 常用于立式枕形袋包装机，包装粉状、颗粒状物料。 成型器设计制造及调试都较复杂，规格上无通用性。 象鼻式成型器： 平张薄膜拉过成型器时变化较平缓 成型阻力较小 不易产生变形 能使用单膜、复合膜制袋。 常用于立式连续三面封口制袋包装机及枕式对接制袋包装机上。 成型器设计制造、使用较容易，但薄膜易拉偏，无通用性，只能成型同一宽度的袋形。 三角形成型器： 由锐角三角形板与 结构最简单，有一定的通用性； 薄膜变化较平缓 成型阻力较小 不易产生变形； 能使用单膜、复合膜制袋； 能用于各种袋包装。立式、卧式、间歇运动或连续运动的三面、四面制袋包装机上都有应用。 成型器设计制造、使用较容易，有一定通用性。 由带有导板的 形导槽组成 薄膜在卷曲成型时受力比三角形成型器好 应用范围与三角成型器一样，能用于各种袋包装。 成型器结构较复杂 。 直角缺口导板式成型器： 由缺口导板、导辊及纵封辊组成。 将平张薄膜对开后又能自动对折封口成袋型 薄膜成型时变形较大。 多使用复合膜制袋，常用于立式连续包装机 。 纵封机构 是完成袋成型后的纵缝热封合的装置。 纵封机构结构 横封切断器 横封切断器的任务是完成被包装物充填结束后包装材料的横封及切断。 工作时刀座被带动作方向相反、转速相同的旋转运动。刀座的表面上有热封花纹，内部装有电热丝和测温热电偶。通电时刀座被加热，用以热封。刀座中间是切断用的刀片，两刀片的距离可通过调节螺钉 第三节 真空包装机和充气包装机 一、真空包装机 1 真空包装机的定义、目的与机理 真空包装机： 包装容器内盛装产品后，抽去容器内空气，达到预定真空度并完成封口工序的机器。 充气包装机： 将物品装入包装容器后，用氮、二氧化碳等气体置换容器中的空气，并完成封口工序的机器。 真空充气包装机： 用抽真空的方式置换气体的充气包装机。 真空包装的目的： a. 对食品：保质保鲜，防止霉腐变质，保持色、香、味。 b. 对金属：防止氧化锈蚀，保持光泽。 c. 对膨松品：用真空包装来减缩体积，方便储存及运输。 真空包装的机理： a. 除氧 b. 阻气 c. 充气 充气包装机与真空包装机 的区别 充气包装机是在抽真空后，加压封口前增加一个充气工序。充入惰性气体氮以稀释含氧量，进一步延长食品的保质期。 真空包装机主要用于包装易氧化、霉变或受潮变质的产品，如榨菜、腊肠等，现广泛地用于各种食品和速冻肉禽食品的包装。 2 真空包装机的分类及工作原理 按材料的不同可分为 塑料薄膜容器真空包装机 、复合材料膜容器真空包装机 、 金属罐容器真空包装机 （真空封罐机）。 按包装方法分： 机械挤压式、插管式、腔室式、输送带式、旋转台式 。 作原理 (1) 机械挤压式 包装袋充填结束后，在其两侧用海绵等弹性物品将袋内的空气排除，然后进行封口的包装方式。 (2) 插管式真空包装机 对已充填物料的袋开口处插入抽充气管 4，开启真空阀 6，真空泵进行抽真空，达到预定真空度后进行封口。此时的包装方式称为 插管式抽真空包装 。若达到预定真空度后，关闭真空阀 6，开启充气阀 7进行充气，则为 插管式抽真空 充气包装 方式。 插管式真空包装原理 插管式连续封口真空包装机 (3) 腔室式真空包装机 工作原理 充填好物料的容器先不封口，放入包装机的真空室，合上盖使腔室密封。然后打开阀门 2抽气，当真空表 读数 达到要求时(一般要求是 于食品由于有水蒸汽压，腔室内减压至 ，关闭阀门 2，对容器进行封口。之后打开阀门 8，导入大气。打开腔室，取出制品，完成一个包装循环。 腔室式真空包装机类型 按结构形式不同，有 合式 、 输送带式 和 旋转式 。 型式：有台式、单室式和双室式等 合式真空包装机的结构组成 加热器 4和真空室盖 6上的耐热橡胶垫板 7构成热封装置 真空室后端装有管道连接真空泵，操作时，放下真空室盖即通过限位开关接通真空泵的真空电磁阀进行抽真空，其室内负压而使室盖紧压箱体构成密封的真空室。 根据热封杆长度在其内侧配置2 3个充气管嘴，供 2 3个袋在完成抽真空操作同时进行充气。 控制系统按工作程序自动完成抽真空、压紧袋口、加热器加热封口、冷却、真空室解除真空、抬起真空室盖等动作。 加热器的结构 其封口方法为脉冲热封。聚四氟乙烯垫条 起到绝缘与隔热作用，而玻璃布保护膜的作用是防止粘接。 电热带 采用电阻率大、高温不易氧化的镍基和铁基加热合金。 有的热封装置采用双面热封 ，上下均为热封杆，双面加热有利于较厚薄膜袋口快速熔接而获得良好封口。 压紧器结构 图中 (a)所示小气室 9设在真空室盖 6上，且与真空室隔断。它与压条 5、缓冲垫条 4、活塞 7等组成袋口压紧器。 图 (b)的工作原理同图 (a)基本一致，不同的是由于前者设有小气室 9，因此活塞 7的下移是压缩空气推动的，而图 (b)中活塞 7的下移，是依靠活塞上部的大气压与下部小气室的真空压差而实现的。 b. 带式真空包装机 用输送带将包装袋逐步送入真空室自动抽气并热封，然后随输送带送出机外，是一种自动化程度和生产效率较高的腔室式真空包装机。 包装袋置于输送带的托架 1上，随输送带进入真空室盖 4位置停止，室盖 4自动放下，活动平台 7在凸轮 6作用下抬起，与真空室盖构成密闭真空室，随后进行抽真空和热封操作；操作完毕，活动平台降下而真空室盖升起，输送带步进将包装袋送出机外。 工作原理： 吸袋夹持器取袋，送进定量充填工位。打印器打印日期和批号；随后开袋机构吸开袋子；计量好的物料被送入袋中，袋子脱离开袋吸头，袋口 自然闭合；预封器完成预封，两边留小口以便抽真空操作。送袋机械手 将袋 送入真空盒，真空盒共有十二个，装在真空密封转盘上，并随其一起顺时针转动 。 当真空密封转盘转过 30时 (图中 8)，真空盒闭合；再转 30(图中 10)，完成第一次抽真空操作，再转 60(图中 12)，进行第二次抽真空操作，使袋内达到要求的真空度。再转 30(图中 13)，袋两边的小口被加热封合，以保证里面的真空度不变；再转 30 ，袋子开始被冷却，经 14、 15所示位置的冷却操作后，基本上与环境温度相等；再转 60，工艺盒打开，已封好口并抽好真空的产品被送到卸袋工位 17上送出机外；再转 90，工艺盒又装袋闭合进入下一工作循环。 二、充气包装机 充气包装与真空包装的工艺过程基本相同，因此，两种机器通常设计成通用的结构形式，使之既用于真空包装，又能用于充气包装。 充气包装机结构 惰性气体进口 压缩空气进口 充入包装的混合气体的组成和配比须根据食品品种、保藏要求和包装材料来确定。混合气体配比一般在气体比例混合装置中进行。 由微机控制器、压力传感器、电磁阀、气体混合桶和真空泵组成。 操作时，在微机上设定二种或三种气体比例值，启动真空泵排除气体混合桶的气体，由各电磁阀分别向桶内充气，桶内压力达到预定总压值后由放气阀向真空充气包装机供气。 微机控制器 压力传 感器 气体混合桶 电磁 阀 真空泵 气体钢瓶 第四节 热成型 封口机 热成型 充填 封口机 是在加热条件下对热塑性片状包装材料进行深冲，形成包装容器，然后进行充填和封口的机器。 常用成型材料： 任何可热成型及热封合的单片或复合材料，如硬质聚氯乙烯薄片、聚苯乙烯薄片、聚丙烯薄片、聚氯乙烯 聚偏二氯乙烯复合膜、聚氯乙烯 聚氟乙烯复合膜、聚氯乙烯 聚乙烯 聚偏二氯乙烯复合膜等。 食品工业中热成型包装所用材料应具有： 无毒性 、成型性 、 透明性 、 对食品保护性 、 封合性 和 真空包装的适合性 等。 热成型包装形式 (1) 托盘包装 (图 a) 底膜采用硬质膜，上膜采用软质膜，膜底拉伸成各种各样的托盘，并可保持一定的形状。 应用：适合流体、半流体、软体物料及易碎易损物料。如布丁、酸奶、果子冻等。 (2) 泡罩包装 (图 b) 上膜可使用软质膜或硬质膜，将其拉伸成与包装物外形轮廓相似的泡罩，底膜用有热封性能的纸板或复合膜。 应用 ：主要用于儿童食品中的棒棒糖、像形巧克力等包装。 (3) 贴体包装 (图 c) 底膜使用硬质膜或涂布粘合剂的纸板，上膜使用较薄的软质膜。 包装时，底板要打小孔或冲缝，放置物品后，覆盖经预热的上膜，底部抽真空使上膜贴紧物品表面，并与底板粘封合，如同包装物的一层表皮。 应用 ：在鲜肉、熏鱼片中均有应用。 底膜与上膜均使用较薄的软质薄膜。 包装时，底膜经预成型，以便装填物料，可进行真空或充气包装。 应用 ：适合于包装那些能保持一定形状的物体，如香肠、火腿、面包、三文治等。 (4) 软膜预成型包装 (图 d) 一、热成型 充填 封口包装机的包装工艺过程 热成型包装工艺 ：底膜材料加热成型和冷却、产品的充填、成型容器与盖材封合。 热成型包装工艺特点： (1)适应性广，可包装固体、液体、易碎品及软硬物料等，可进行托盘包装、泡罩包装、贴体包装及软膜真空、硬膜充气等包装。 (2)效率高，包装速率每分钟达 12个工作循环以上。 (3)符合卫生要求。 (4)降低包装成本。 (5)节省人力。 包装材料热成型： 利用塑料或复合薄膜具有的热塑性在加热状态下，通过真空拉引、冲头拉延或压缩空气吹压等方法使薄膜成预定的形状。 常用热成型方法及原理 (1) 真空 /压缩空气成型 实质上是一种差压成型方法。即使加热片材两面具有不同的气压而获得成型压力。 真空成型法 适于较薄的片材成型。 压缩空气成型法可用较厚的片材，而且可用较低的成型温度。 特点： 薄膜成型拉力均匀，不易出现应力集中，可制作较为复杂的容器，但对模具的密封质量要求较高，模具结构较复杂。 (2) 冲模辅助压差成型 将片材夹持在成型模上 加热到足够的温度 冲模下降，将片材压入成型模内，但冲模压入的程度以片材不触及成型模底为宜 然后采用真空成型或气压成型。 成型制品的质量取决于冲模和片材的温度以及冲模下降速度。 冲模辅助压差成型 冲模下降之前，由模底通入压缩空气，使加热片材上凸成泡状物。 随后控制模腔内气压，使冲模下降，当冲模将受热片材压伸至接近成型模底时，冲模停止下降。 然后开启真空阀抽真空，使片材与模腔面完全贴合，实现成型 (如图 a)；或者由模顶引入压缩空气，将片材压贴至模面而成型 (如图 b) 。 冲模辅助气胀压差成型 (3) 预拉伸回吸成型 真空回吸成型法： 片材被夹持加热至一定温度，下模抽真空，片材吸入模腔至预定深度，上模压入下凹的片材内，直至上下模框边相互扣合将片材密封在抽真空区内为止。再由上模顶部抽真空，将片材回吸与上模面贴合成型。 气胀式真空回吸成型法： 夹持片材加热至一定温度，由下模进入压缩空气，使片材上胀成泡状至一定高度后，上模下压，将片材反压入下模腔内。上模下压过程中，下模腔内仍保持适当的气压，使片材始终贴紧上模。当上下模框相互扣紧密封时，由上模顶部抽气，使片材回吸与模面贴合成型。 (4) 冲模成型 采用两个互相扣合的单模，即阳模和阴模成型。 片材被加热到适当温度时，阳模下降拉伸片材至与阴模扣合，实现成型。 成型可靠，但不能制作形状复杂的容器，而且要求冲头圆角半径大于 23免造成应
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