葡萄酒工程学13葡萄酒封装设备.ppt

第13章葡萄酒封装设备,葡萄酒封装设备是由洗瓶机、灌装机、压塞机、热缩胶帽机、贴标机、装箱机、输送链等互相匹配组合而成的灌装生产线。,1洗瓶机,一、洗瓶机的类型洗瓶机分冲淋洗瓶机和浸泡冲淋洗瓶机两种类型。冲淋洗瓶机是洗瓶过程中瓶口朝下进行冲洗；浸泡-冲淋洗瓶机是将酒瓶先浸泡一段时间，然后再使瓶口朝下进行冲洗。冲淋洗瓶机主要用于新瓶的清洗；浸泡-冲淋洗瓶机既可用于旧瓶，也可用于新瓶的清洗。,二、洗瓶机总体结构,1进液管2分配头3软管4输送带5供送螺旋6拨轮7夹瓶器8导向板,三、工作过程,瓶子在输送带4的带动下向右移动，并经供送螺旋5送给逆时针回转的拨轮6；拨轮将瓶子转到一定位置后即被夹瓶器7将瓶颈部分所夹持，并随主轴顺时针旋转；与此同时，夹瓶器又将瓶子自动翻转180，使瓶口朝下进行冲淋。,当瓶子随主轴转过另一角度后，空干结束，夹瓶器自动将瓶子旋转180使瓶子口朝上；然后夹瓶器又自动松开，瓶子即被右边的拨轮送到了输送带上，使瓶子向右移动，再送往灌装设备。主轴旋转1周，完成一个工作循环。,冲淋液经过进液管1、分配头2、软管3及喷嘴喷往瓶内。当瓶子随主轴转过某一角度，冲洗自动停止，使瓶子空干；,冲淋洗瓶机工作循环示意图,四、冲淋洗瓶机主要工作部件,(1)分配头(2)喷阀(3)夹瓶器(4)翻瓶机构,1.分配头结构,1输液管2中心管3固定外套4轴承座5旋转外套6管座7配液盘8弹簧9端盖10主轴11垫片12密封环13销14密封圈15密封环,冲淋洗瓶机分配头,清洗液由输液管1进入后从a口流出并充满管座6的空腔，然后由配液盘7上的b口进入管座上的通道，再由c口通过软管流向喷阀(c口与喷阀的进口以软管连接)。,2喷阀,在随主轴旋转过程中，当阀芯1被固定凸轮(图中未画出)压下时，进口d和出口e间的通道即被打开，由分配头来的清洗液便从d口进入喷阀，由e口喷向瓶内。,1阀芯2密封圈3阀座4密封环5弹簧6弹簧座,3洗瓶机夹瓶器,夹瓶器结构相当于一把钳子。当夹瓶器随主轴转到某一位置时，固定档块(图中未画出)将拨杆向右搬动，将夹瓶器的开口打开，使洗好的瓶子落下；继续旋转，当拨轮6将待洗的瓶子拨到夹瓶器的开口中后，拨杆正好离开挡块，在弹簧拉力的作用下，夹瓶器合拢，瓶子即被夹起。,4翻瓶机构,齿条、齿轮机构实现翻瓶动作。当滚轮1在导轨(图中未画出)作用下左右运动时，使齿条3左右移动并带动齿轮4转动，使固定在齿轮轴上的翻转座5带动夹瓶器6一起转动。当齿条向右移动时，齿轮逆时针转动，夹瓶器也绕齿轮回转中心逆时针转动，使瓶口向下；反之将会使瓶口向上。,1滚轮2导向键3齿条4齿轮5翻转座6夹瓶器,2葡萄酒的灌装设备,一、灌装的基本方法1.等压灌装2.真空灌装差压真空式重力真空式3.虹吸灌装4.真空等压灌装这些灌装机可实现葡萄酒的等高灌装。,1等压法灌装,等压灌装是利用贮液箱上部气室的无菌压缩空气(或CO2)往瓶中充气，使两者的压力接近相等，然后酒靠自重流入酒瓶。采用等压法灌装的灌装机称为等压灌装机。等压灌装机适合于带气葡萄酒的灌装，为了防止CO2的损失，施加于葡萄酒的压力应高于溶解气体的压力，对于静止葡萄酒通常为0.2bar，对于起泡葡萄酒为7bar。,2真空法灌装,真空法灌装是在低于大气压力的条件下进行灌装。采用真空法灌装的灌装机称为真空灌装机。真空法灌装有两种基本形式：差压真空式使贮液箱内保持大气压，只对酒瓶抽气，形成负压(其压力约为大气压力的10-30)，酒靠两者间的压力差作用流入瓶中；重力真空式使贮液箱上部气室与酒瓶内部都处于接近相同的真空状态，酒靠自重流入瓶中。真空法灌装时CO2损失严重，不宜用于带气葡萄酒的灌装，多用于静止葡萄酒的灌装。,3虹吸法灌装,虹吸法灌装是利用虹吸原理，把酒用虹吸管由贮液箱中吸入酒瓶，直至两者液位相等为止。虹吸法灌装有两种基本形式：虹吸管固定，酒瓶移动并升高，使虹吸管插入酒瓶。这种方法可使瓶中液面高度保持一致酒瓶固定，虹吸管移动并插入酒瓶中。这种方法需使瓶底高度保持一致，否则会造成液面高度有差异。采用虹吸法灌装的灌装机称为虹吸灌装机。虹吸法灌装多用于流量较小的灌装机。,4真空等压法灌装,为了减少灌装时葡萄酒与空气的接触，可在灌装前先抽去瓶内空气的90左右，然后充入CO2，使其等压，酒靠自重流入瓶中。采用这种灌装方法的灌装机，在进口设备中通常称为“反压”或“逆压”灌装机。可用于静止及带气葡萄酒的灌装。,二、定量的基本方法,1.控制液位定量法灌装时控制酒瓶内液面高低来定量。2.定量杯定量法将料液先注入定量杯中，然后进行灌装，每次灌装料液的体积与定量杯容积相等。,（一）控制液位定量法灌装1.控制液位定量法灌装结构,1排气管2支架3紧固螺母4弹簧5橡皮垫6滑套7灌装头8调节螺母9贮液箱,2.控制液位定量法灌装原理,1）灌装时开始灌装时瓶子上升，瓶口顶开嵌有橡皮垫5的滑套6后，灌装头7与滑套之间出现间隙，液料遂流入瓶内，并使瓶内空气经排气管1排至贮液箱9。当液面达到管口(A-A截面)时，气体不再排出。,2）灌装后,随着液料的继续灌入，瓶颈部分的残留气体被压缩，当其与管口内截面上的静压力达到平衡时，瓶内液位保持不变，液料沿排气管上升，直到与贮液箱的液位相等为止。,控制液位定量法灌装,2）灌装后待瓶子下降，由于压缩弹簧4的作用，使灌装头7与滑套6重新封闭，直到瓶口与橡胶垫5脱离接触，排气管内的液料也随之滴入瓶内，从而完成一次定量灌装。若瓶子质量和操作条件稳定，每次的灌装量应大致相同。要改变灌装量，借螺母8调节排气管嘴伸入瓶中的位置即可。,控制液位定量法特点,在瓶子的尺寸有差异的情况下，仍可保证灌装高度一致。葡萄酒的灌装多采用此定量方法。,（二）定量杯定量法灌装原理及结构,1原理将料液先注入定量杯后进行灌装，每次灌装料液的体积与定量杯容积相等。1定量杯2定量调节管3阀体4紧固螺母5密封圈6进液管7弹簧8灌装头9透气孔10下孔11隔板12上孔13中间槽14贮液箱体,2定量杯定量法灌装1）灌装前,在未升瓶时，定量杯1的上沿由于弹簧7的作用而处于贮液箱14的液位之下，液料充满定量杯。,2）灌装时,瓶子上升将灌装头8和与其固连的进液管6、定量杯1一起上抬，使定量杯的上沿超出液面。这时，进液管内的隔板11及两边的上下孔12、10恰好位于阀体3的中间槽13之间而相通。,杯中的料液从调节管2流下，再绕经上孔和下孔流入瓶中,瓶内的空气从灌装头上的气孔9逸出。当杯中料液降至调节管2的上沿面时，便完成一次定量灌装。欲补偿或调整灌装量，可调节管2的相对高度或者更换定量杯。,定量杯定量法缺点,定量杯定量法虽能保证灌装量一致，但当瓶子尺寸有差异时，不能保证灌装高度的一致。在葡萄酒灌装中采用较少。,三、灌装机总体结构,1输液管2真空管3贮液箱4灌装头5托瓶台6拨轮7输送带,（一）真空灌机,1输液管2真空管3贮液箱4灌装头5托瓶台6供送螺旋7主轴8.拨轮9.输送链10.导向板,（一）真空灌机工作过程,空瓶在输送带带动下向右运动，经供送螺旋6及拨轮8逐个移到托瓶台5上。再由托瓶机构将瓶托起，使瓶口与灌装头紧密接触进行灌装。待灌装完毕，托瓶台下降复位，酒瓶被右边拨轮拨到输送带上向右送出。,灌装机工作循环,主轴旋转一周完成一个工作循环。包括升瓶、开阀、灌装、关阀、降瓶几个动作过程。,四、灌装机供料装置,1.等压法供料装置2.真空法供料装置(1)重力真空式供料装置(2)压差真空式供料装置3.虹吸法供料装置,1等压法供料装置结构,1.液压检查阀；2.输液总阀；3.输液总管(透明段)；4.无菌压缩气管(附单向阀)；5、6.截止阀；7.预充气管；8.平衡气压管；9.分配头；10.调节针阀；11.进气阀；12.环形贮液箱；13.高液面浮子；14.输液支管；15.主轴；16.低液面浮子；17.视镜；18.放气阀.,2.等压法供料装置工作原理,输液管3与灌装机顶部的分配头9相连，分配头下布置着6根输液支管14，各支管又与贮液箱12相通。无菌压缩空气管4分两路：一路为管7，它经分配头与环形液槽相连，可在开车前对贮液箱进行预充气，使箱内产生一定压力，以免料液刚进入时因突然降压而冒泡。,当输液总阀2打开后，关闭阀5；另一路为管8，经分配头与高位液面浮子13上的进气阀11相连，用来控制贮液箱的液面上限。若气量减少，压力偏低而使液面过高时，浮子13便打开进气阀11，无菌压缩空气便补入贮液箱内，使压力上升，液位有所下降。,等压法供料装置工作原理,若气量增多、压力过高而使液位偏低时，浮子16即打开放气阀18，使压力下降，液位上升。这样可使贮液箱中的气压趋于稳定，液面也能基本保持在视镜17的中线附近。工作过程中，阀6始终处于打开位置。,3真空法供料装置,(1)重力真空式供料装置重力真空式供料是先在贮液箱液面以上建立真空，然后通过灌装阀的作用，使酒瓶和贮液箱液面以上都处于大致相同的真空状态，酒靠自重流入瓶中。真空室与贮液箱合为一体，又称“单室”式。,1）单室真空法供料装置,1输液管2真空管3进液孔4浮子5贮液箱6主轴7托瓶台8液阀9气阀,2）单室真空法供料装置工作原理,输液管1经进液孔3与柱形贮液箱5相通。箱内设有浮子4随液位的波动在限定范围内上浮或下沉，通过浮子上浮或下沉控制进液孔的封闭或开启，以保持适当的液面高度。贮液箱的上部空间被真空泵抽气维持一定的真空度。当托瓶台7将瓶子托起时，先打开气阀9抽气，使瓶内形成一定的真空，接着再打开液阀8灌装。,2）单室真空法灌装阀结构,1保护罩2贮液箱3气管4弹簧5阀门6液管7灌装头8分流圈,3）单室真空法灌装过程,(a)瓶抽真空(b)进液排气(c)停止进液(d)余液回流,瓶抽真空,瓶口紧压灌装头7，瓶内空气经管3及贮液箱上部的真空室被真空泵抽出，瓶子被抽真空；,进液排气,瓶子继续上升，打开阀门5及分流圈8。待瓶内抽气达到足够的真空度时，液料在自重作用下开始沿管6流下，经分流圈沿瓶子内壁灌入。而瓶内气体通过管3及贮液箱上部真空室被真空泵排出；,停止进液,当瓶内液面超过管口一定高度并达到压力平衡后，进液立即停止。同时，液料沿气管上升；,余液回流,瓶子下降，阀门在弹簧4作用下被关闭。气管管口处恢复常压状态。气管内的余液受上下管口所形成的压力差的作用可沿气管流回贮液箱。在气管上方设置保护罩，是为了减少回流余液与空气接触，避免泡沫吸入真空系统。,（2）压差真空法供料装置,压差真空式供料是在酒瓶中建立真空，贮液箱液面以上处于常压状态，酒在压力差作用下流入瓶中。贮液箱和真空室是分开的，供料装置有双室(一个贮液箱、一个真空室)及多室。,1）双室真空法供料装置,双室真空法供料装置是由真空室和贮液箱按照上下布局而组成的供料装置。1输液管2真空室3吸气管4回流管5灌装阀6吸液管7浮子8贮液箱,2）双室真空法供料装置工作原理,液料经输液管1流入贮液箱8，其液位由浮子7控制。真空泵将真空室2中的气体(包括灌装阀5空位时从吸气管进入的空气)不断抽出，达到一定的真空度。每个灌装阀均设一抽气管3和吸液管6，分别通向真空室和贮液箱。,当被托起的瓶子顶紧灌装阀端部的密封垫时，即将瓶内气体抽出，贮液箱中的料液在外界大气压力的作用下流入瓶中。当瓶子下降并与灌装阀脱离接触后，吸气管3内的液料被吸进真空室，再经回流管4回流到贮液箱内。,双室真空法供料装置特点,双室真空法供料装置在不供瓶或瓶口受压破损等情况，不能进行灌装，减少液料损失。双室式真空法供料装置采用提高真空度的方法加快灌装速度，但这会增高回流管的液位及吸气管的余液量，致使液料的挥发量增大。真空度不能太大，最好使回流管的液面略低于其上部管口。,3虹吸法供料装置,结构1虹吸管2浮子3灌装阀4灌装头5贮液杯6贮液箱7进液阀8进液管,虹吸法供料装置工作原理,虹吸管1受凸轮控制(图中未示)下降时，灌装头4压紧瓶口，灌装阀被打开，贮液箱6内的液料即灌入瓶内，直至与贮液箱液位高度相同时进液才停止。箱内液位的稳定是实现灌装定量精度的关键。浮子2控制进液阀7流量。当虹吸管受凸轮控制上升到一定高度时，切断虹吸通路，灌装阀自动关闭。虹吸管的一端设有贮液杯5，能利用料液封住管口，能保证下次循环的正常进行。,供送螺旋采用变距螺旋，螺距从瓶子的输入端到输出端逐渐加大。变距螺旋能使瓶子以较小的加速度进入螺旋槽中，随后以等加速度输送。当瓶子输送到末端时，瓶子间的间距正好等于承接拨轮的节距；瓶子的线速度等于拨轮节圆的线速度，才能够保证输送平稳。,五、供瓶装置,1.供瓶螺旋,2托瓶机构,托瓶机构结构形式有：机械式气动式机械与气动组合式等,1）机械式托瓶机构,1托瓶台2压缩弹簧3上滑筒4滑筒座5拉杆6下滑筒7滚动轴承8凸轮导轨,机械式托瓶机构工作原理,机构的上滑筒3与下滑筒6借拉杆5与压缩弹簧2组成为一个弹性套筒。在下滑筒的支承销轴上装有滚动轴承7，使托瓶台1连同上、下滑筒一起沿着凸轮导轨8升降。由上下两滑筒等组成的弹性套筒不仅保证了灌装时瓶口的密封，同时对瓶子的高度误差亦有较好的适应能力。滑筒座4用大螺母紧固在下转盘周边的圆孔中。实际上它相当于圆柱凸轮-直动从动杆机构，只不过圆柱凸轮固定不动，而直动从动杆可绕圆柱凸轮的中心轴线回转，其相对运动关系不变。,机械式托瓶机构特点,机械式托瓶机构是依靠弹簧力使托瓶台升降，无需密封。弹簧在连续工作中容易失效，压紧力也受到一定限制，主要用于不含气体的液体灌装。,2）气动式托瓶机构,1托瓶台2缸体3活塞4排气阀门5进气阀门6、7气管,气动式托瓶机构工作原理,托瓶台1的升降以压缩空气为动力。升瓶时，压缩空气由管7进入气缸2，推动活塞3连同托瓶台1上升。此时在活塞3的推动下，排气阀门4打开，进气阀门5关闭，使活塞上部的气体经阀门4排出。降瓶时，阀门4关闭，阀门5开启，压缩空气与气缸两端连通，活塞上下的气压相等，托瓶台和酒瓶在自重作用下下降。,气动式托瓶机构特点,气动式托瓶机构以压缩空气作动力源，有良好的吸震缓冲能力，出现故障时也不易轧坏瓶子。活塞的运动速度受气压变化的影响。若压力下降较大，不仅瓶的上升速度减慢，还难以保持瓶口与灌装头的紧密接触。若压力上升较大，则瓶的上升速度加快，不易与进液管对中，并使瓶子受到较强的冲击力。,3）机械与气动组合式托瓶机构,配有托瓶台1的套筒2可沿空心柱塞5滑动，方垫块8起导向作用，防止套筒升降时发生偏转现象。1托瓶台2套筒3螺钉4密封垫5空心柱塞6凸轮导轨7滚珠轴承8方垫块9环管10卡块,机械与气动组合式工作原理,升瓶时，压缩空气由柱塞下部经螺钉3上的中心孔进入套筒内部，推动托瓶台1向上作升瓶运动。其速度通过凸轮导轨6和滚动承7加以控制。工作台转到降瓶区后，靠凸轮的强制作用将套筒3连同托瓶台1压下。此时，柱塞内部的压缩空气便被排到与各托瓶缸气路相连的环管9中，再由此进入其他待上升的托瓶缸内。,机械与气动结合式托瓶机构特点,机械与气动结合式托瓶机构工作稳定可靠，压缩空气在环管中循环使用，只需补充漏损量，应用广泛。但凸轮导轨会增加额外的磨损和运转阻力。对于等压法灌装机，有空压系统，宜用气动式或机械与气动组合式托瓶机构。,六、灌装阀,灌装阀是贮液箱、气室(充气室、排气室、真空式等)和灌装容器三者之间的流体通路开关，根据工艺要求，能依次将有关通路进行切换。在常压灌装机(在大气