第十一章食品包装机械与设备PPT课件.ppt

第十一章食品包装机械与设备 1 第一节概述 一 食品包装机械定义食品包装是选用保护性 装饰性的包装材料或容器 借助适当的技术手段实施包装作业 以达到在流通直至消费的整个过程中使之容易储存搬运 防止产品破损变质 不污染环境 便于识别应用和回收废料 有吸引力 广开销路 不断促进扩大再生产 食品包装机械是指完成全部或部分包装过程的机器 以及与主要包装工序紧相关联 如容器清洗与灭菌等 的机械 既有单机 多功能机 也有包装生产线 2 成型机竖起成型机充填机裹包机食品包装机械清洗 干燥 防微生物 防污染用机械功能包装机装璜 标记和紧固包装容器或包装件用机械辅助机械和设备 第一节概述 二 食品包装机械分类1 按包装工艺分 3 第一节概述 二 食品包装机械分类2 按食品包装功能分内包机械 完成分装和封罐 袋 操作 外包机械 完成贴标 装箱 封箱和捆扎等操作 4 第一节概述 5 第一节概述 三 食品包装机械特点1 具有一定的使用范围是指包装机所能完成一定的包装形式 适用包装物料的种类和规格 包装材料的品种和规格等 通常 当包装机的应用范围小时 它的结构较简单 生产率较高 而且易实现生产的自动化 若扩大包装机的应用范围 虽然可以实现一机多用 但往往造成机械结构的复杂 提高成本 因此要根据使用工厂的实际需要 物料性质 包装材料性质以及包装产品的批量来确定包装机的使用范围 6 第一节概述 三 食品包装机械特点2 满足生产率高理论生产率是指一台机器在单位时间内所包装物料的数量或件数 在实际生产中 有时要做生产的准备 要停机装添物料和包装材料 调试和维修机器 检验产品质量等 所以在实际生产中 一般用实际生产率来表示包装机的生产率 是指一台包装机在一段时间内 一日 一班 包装物料的数量 要求满足使用要求的前提下 要尽量提高生产率 7 第一节概述 三 食品包装机械特点3 具有一定的精度生产中 要求包装机的生产率高 可靠性高 包装成品质量好 噪音小等 因此包装机本身应具备一定的精度 精度分为静力精度 运动精度和动力精度 静力精度是指包装机空运转时部件的运动精度和相互间的位置精度 运动精度是指包装机的工作部件运动均匀性和协调性 动力精度是指包装机在工作过程中 包括温升振动等 的运动精度和相互位置精度 包装机的精度愈高 对机械的制造精度 零件材料的要求愈高 使机械制造成本高 8 第一节概述 三 食品包装机械特点4 提高包装机的工作质量包装机的工作质量是以物料被包装后的成品质量来衡量的 一般用被包装成品的正品率表示 正品率是表示在一段时间内 被包装物料的总数与其中包装质量合格的数量之比 废品是指包装物料或材料损伤 物料外露 空包及计量不准确等 包装机的工作质量高 能直接提高包装机的生产效率 降低产品成本 所以设计机器时应给予极大的重视 9 四 计量充填与封口机械计量是物料包装的一个必要工序 是一种机 电 气相结合 自动化程度较高的机构和设备 精确程度直接影响包装产品的质量 充填是将计量物料装入包装容器的操作过程 液体物料也称灌装 在自动包装机中 计量机构可以是包装机的一个组成部分 与充填机构合二为一 也可以是单独的计量机械 封口机械只完成封口操作或排气 可再充气 后封口 第一节概述 10 第二节液体灌装机 一 分类与基本组成1 分类 1 按容器运动路线分类根据灌装时的容器运动路线不同 可分为 旋转式灌装机 直线移动式灌装机 2 按灌装方法分类可分为 常压灌装法 等压灌装法 负压灌装法 虹吸式灌装法 机械压力式罐装法 3 按定量装置分类可分为 旋塞式 阀门式 滑阀式 气阀式 11 第二节液体灌装机 一 分类与基本组成2 基本组成液体装料机是定量地将液体食品装入容器 瓶 罐 的设备 通常称为灌装机 完成灌装工艺 送进包装容器 按工艺要求灌装产品 将包装物送出 由于存在物料性质 灌装工艺 生产规模等方面的差异 因此 食品液体灌装机的类型相当繁多 灌装机基本上由以下几部分组成 定量机构 装料机构 控制系统 瓶罐升降机构 若瓶罐固定不动 则装料机构无升降机构 瓶罐输送机构及传动系统等 不同类型的液体装料机的差异主要存在于定量 装料及容器的输送方式等方面 12 第二节液体灌装机 二 包装容器输送机构容器输送机构主要用于将外围瓶罐输入灌装机和将瓶罐从机中输出 常用的连续平移输送装置有皮带式和链板式两种输送器 以链板式的应用最为广泛 一般瓶罐通过链板式输送带将瓶子传递给灌装机 又将灌装后的产品传递给输送带 送往下道包装工序 链带与灌装机之间一般通过螺旋蜗杆 拨轮机构进行衔接 13 第二节液体灌装机 1 圆盘输送机构是一种常用的集中式瓶罐供送装置 瓶罐存放在回转的圆盘上 借惯性及离心力作用 移向圆盘边缘 在边缘有挡板挡住瓶罐以免掉落 在圆盘一侧 装置有弧形导板 它与档板组成导槽 经螺旋分隔器整理 进行等距离排列 再由爪式拨轮拨进装料机构进行装料 14 第二节液体灌装机 2 链板 拨轮输送机构瓶罐由链板式输送机送入 由四爪拨轮分隔整理排列 完成输送瓶罐工作 15 第二节液体灌装机 三 包装容器升降机构灌装机容器升降一是为了使阀管进出容器内 二是利用容器升降控制阀管开闭 因此 灌装机分为直线型和回转型 升降机构分为 机械式升降机构 气动式升降机构 气动 机械混合式升降机构 16 第二节液体灌装机 三 包装容器升降机构1 机械式升降机构也称为滑道式升降机构 是采用 固定 圆柱形凸轮机构与偏置直动从动杆机构相结合方式 对瓶罐高度进行控制的机构 17 第二节液体灌装机 三 包装容器升降机构1 机械式升降机构 1 工作过程圆柱凸轮导轨展开图 装在灌装回转体偏置直动从动杆上的容器托 其上放置容器 随回转体旋转时 从基线位沿导角为 的斜坡上升h 在距基水h高度的水平位置保持一段时间后 又沿导角为 的斜坡下降到基线位置 因此 容器在灌装过程中同时产生回转和上下复合运动 2 特点这种升降机构结构简单 但机械磨损大 压缩弹簧易失效 可靠性较差 同时对瓶罐的质量要求较高 主要用于灌装不含气液料的中小型灌装机 18 第二节液体灌装机 三 包装容器升降机构2 气动式升降机构容器托与活塞气缸的活塞相连 容器升降由气缸活塞两侧气压差控制 气压差随升降要求而发生变化 可以是直线式 也用于回转式 19 第二节液体灌装机 三 包装容器升降机构2 气动式升降机构克服了机械式升降机构的缺点 当发生故障时 瓶罐被卡住 当发生故障时 压缩空气室如弹簧一样被压缩 瓶托不再上升而不会挤坏瓶罐 但下降时冲击力较大 并要求气源压力稳定 该机构适用于灌装含气饮料的灌装机 20 第二节液体灌装机 三 包装容器升降机构3 混合升降机构利用压缩空气上升 滑道下降 保证瓶上升不被挤破 下滑平稳 21 第二节液体灌装机 四 定量方式与机构液体食品灌装机一般采用容积式定量机构 根据液体性质和包装容器形状 容积式液体定量机构分为液位定量机构 量杯定量机构和定量泵定量机构 1 液位定量机构 1 原理通过调节插入容器内的排气管高度控制液位 达到定量装料目的 22 第二节液体灌装机 四 定量方式与机构1 液位定量机构 1 原理当液体从进液管注入瓶内时 瓶内的空气由排气管排出 随着液面上升至排气管时 因瓶口被碗头压紧密封 上部气体排不出去 液体继续流入时 这部分空气被略微压缩 稍超过排气管口瓶内液面就不能再升高 根据连通器原理 液体还可从排气管上升 直到与供液槽有相同液位为止 瓶子随托盘下降 排气管内的液体立即流入瓶内 至此定量装料工作完成 所以 改变排气管插入瓶内的位置 即可改变其装料量 23 第二节液体灌装机 四 定量方式与机构1 液位定量机构 2 特点结构简单 使用方便 辅助设备少 但由于它只根据瓶的高度定量 故其定量精度直接受瓶子的几何精度影响 24 第二节液体灌装机 四 定量方式与机构2 量杯式定量机构对于装料精度要求较高 黏度低的液体 可用量杯式定量方式 1 旋塞式定量杯机构旋塞将供液槽与定量杯连通时 液体靠静压力 与贮液槽相连的 通过进液管进入定量杯 当杯内的液面到达细管的下端时不再升高 但细管中的液位还将上升 直至与贮液槽内液位相平 如此 使定量杯中液体得到定量 将旋塞旋转90 定量杯中液体由灌装嘴流入瓶 罐之中 定量机构比较准确 密封性好 但不适合含气液体的装料 25 第二节液体灌装机 四 定量方式与机构2 量杯式定量机构 2 升降式量杯机构量杯定量通过升降过程实现 当定量杯内的液面与杯内的定量调节管 同时也是放液管 口相平时 杯内的液体不再能够往下流动 从而实现定量调节 量杯在杯口位置低于贮液槽液面位置装满液体 然后开始上升 上升到杯口高于液面时 与定量杯相连的灌装阀开启 使液体灌入瓶子 从而完成一次定量灌装 26 第二节液体灌装机 四 定量方式与机构3 定量泵定量杯机构利用活塞泵腔的恒定容积定量 灌装量的大小通过调节活塞行程实现 将定量泵与贮液槽 进料排料阀体及灌装头紧凑地整体配合在一起 定量泵也可通过卫生软管与贮液槽及灌装头相连接 从而可以较灵活地安排灌装机构与贮液槽 27 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置根据与液体灌装时的压力状态 分为常压灌装 等压灌装 真空灌装和加压灌装等 1 常压灌装是一种最简单最直接的灌装形式 也是应用最广泛的装填灌注方式之一 特点是灌装时容器与大气相通 有两种方式 分别用于低黏度液体和黏稠物料灌装 28 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置 1 低粘度料液常压灌装在常压灌装中 液料箱和计量装置处于高位 包装容器置于下方 在大气压力下 液料靠自重经导液管注入容器中 当瓶子在低位时 由弹簧通过套筒将阀门关闭 瓶子上升将阀打开 进行灌装 瓶内的空气通过排气管排出 完成后阀门随着瓶子的下降回到关闭状态 适用于低黏度不含气液体 如牛奶 白酒 酱油等的灌装 29 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置 2 粘稠料液常压灌装黏稠料液的灌装可以采用滑阀活塞泵方式进行定量灌装 容器在灌装过程中始终与大气相通 不需要有专门的排气管 30 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置2 等压灌装含气饮料需要采用等压灌装法 以免CO2在灌装过程中损失 1 等压灌装原理先用压缩 CO2或无菌空气 气体给灌装容器充气 待灌装容器与灌装机贮液槽压力接近相等时 料液靠自重流入容器内 按此原理 通过贮液槽结构和供气排气方变化 可构成不同形式的等压灌装装置 31 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置2 等压灌装 2 单室等压灌装灌装阀有进气管 进液管 排气管3个阀管 每个灌装周期可以分为充气等压 进液排气 推气卸压 排除余液4步骤 这种装置在一个贮液槽内同时贮液和气 结构上比较简单 但每次灌装必然会将空瓶中的空气带入贮液槽内 32 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置2 等压灌装 2 单室等压灌装单室等压灌装过程中三个阀管的开闭状态如下 33 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置2 等压灌装 3 三室等压灌装三室式等压灌装装置的灌装过程基本与单室情形相似 但灌装时瓶内回气进入独立的背压室 因此 可避免每次灌装有空气进入贮液区的现象 34 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置3 真空灌装 1 真空灌装原理先对被灌装容器抽真空 再使贮液箱的液料在一定的压差或真空状态下注入容器 分为两种形式 灌装容器和贮液箱处于同一真空度 液料实际是在真空等压状态下以重力流动方式完成灌注 灌装容器和贮液箱真空度不相同 前者的真空度大于后者 液料在压差状态下完成灌注 此种形式可大大提高灌装效率 适用于富含维生素的果蔬汁饮料灌注 以及各类罐头的糖水 盐水 清汤等的灌注 35 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置3 真空灌装 2 单室真空灌装是指真空室和贮液箱合二为一 灌装机不设单独的真空室 结构 液料由进液管进入 通过浮子控制进液阀 图中未画出 的开闭 从而维持贮液箱适当的液面高度 贮液箱顶部安装有真空管 连接真空泵 36 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置3 真空灌装 2 单室真空灌装灌装过程 工作时 通过真空泵抽气 使贮液箱内达到一定的真空度 当待灌瓶子被瓶托顶升压合灌装阀时 瓶内空气由灌装阀的中央气管抽入贮液箱液 当瓶内真空度达到一定值时 贮液箱内液料靠重力流入瓶内 进行灌注 37 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置3 真空灌装 2 单室真空灌装与等压法比较 单室式真空灌装过程及所用的阀与等压灌装法类似 不同的是 先使瓶内与贮液槽内处于相近真空度条件 然后进行液位定量的等压 等真空度 灌装 特点 结构简单 清洗容易 对破损瓶子 由于无法抽气 不会造成误灌装 但由于贮液箱兼作真空室 使液料挥发面增大 对需要保持芳香气味的液料 例如果蔬原汁等 会造成不良影响 38 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置3 真空灌装 3 双室真空灌装采用独立的真空室 与贮液箱分离 工作时 空瓶上升将灌装阀密封胶垫压紧形成瓶口密封 瓶内空气随即通过抽气管排出 进入真空室内 瓶内形成一定的真空度 接着 贮液箱内的液料在压差作用下 通过吸液管注入瓶中 瓶中液面在升至抽气管下端时 液料开始沿抽气管上升 直至与回流管的液柱等压为止 灌注完成 随后 关闭灌装阀 瓶子下降脱离灌装阀 抽气管内的余液在下一次灌装开始时先被吸入真空室内 再经回流管流入贮液箱 39 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置3 真空灌装 3 双室真空灌装双室式真空灌装机比单室式的灌装速度要快 而且液料挥发量较少 但其结构较单室式要复杂 清洗也没有单室式方便 40 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置3 真空灌装 4 三室真空灌装在双室式真空灌装机中 由于真空室和贮液箱分离 而贮液箱是处于常压状态的 当回流管与真空室连通时 在工作中难免会产生液气波动 状态欠稳定 为解决这一问题 常采用三室式真空灌装机 41 第二节液体灌装机 五 灌装方式与装置3 真空灌装 4 三室真空灌装三室真空灌装的真空室不止一个 中间采用过渡式的真空室与贮液箱连通 以求稳定的工作状态和良好的气液密封性 三室式真空灌装机的真空度较前两种大幅度提高 而且液流状态也较稳定 但结构更复杂 密封性要求更高 42 第三节固体物料充填机 固体食品装入包装容器的操作过程通常称为充填 由于性质比较复杂和形状 一般有颗粒状 块状 粉状 片状等几何形状 的多样性 所以总体上固体物料的充填远比液体物料灌装困难 并且其充填装置多属专一性 型式较多 不易普遍推广使用 按定量方式分为容积定量 称量定量和计数定量三种类型充填机 43 第三节固体物料充填机 一 容积式充填机容积式充填机是按预定容量将物料充填到包装容器的设备 容积充填设备结构简单 速度快 生产率高 成本低 但计量精度较低 容积法定量型式主要有 容杯式充填机 螺杆式定量填充机 转鼓式计量设备 柱塞式计量设备等 44 第三节固体物料充填机 一 容积式充填机1 容杯式充填机利用容杯对固体物料进行定量 主要由装料斗 平面回转圆盘 圆筒状计量容杯及活门底盖等组成 回转圆盘平面上装有粉罩及刮板 粉料从供料斗送入粉罩内 物料靠自重装入计量容杯内 回转圆盘运转时 刮板刮去多余的粉料 已装好粉料的定量杯 随圆盘回转到卸料工位时 顶杆推开定量杯底部的活门 粉料在重力作用下 从定量杯下面落入漏斗 进入瓶罐内 45 第三节固体物料充填机 一 容积式充填机1 容杯式充填机可调容杯及调节 可调容杯由直径不同的上 下容杯相叠而成 通过调整上下容杯的轴向相对位置 可实现改变容积 从而改变定量的目的 这种容杯调整幅度不大 主要用于同批物料的视密度随生产或环境条件发生变化时的调整 调整方法有手动及自动两种 手动调整方法是根据装罐过程检测其重量波动情况 用人工转动调节螺杆的手轮 使下 或上 容杯发生升降来实现 自动调整方法 利用物料视密度的在线检测电讯号作为容杯调节系统的输入信号 根据此信号 自动调节机构完成相应的调整动作 46 第三节固体物料充填机 一 容积式充填机1 容杯式充填机可调容杯及调节 固定计量容杯充填机可以更换容杯改变填充量 用于视密度非常稳定的粉料 对于视密度易发生变化而定量精度要求较高的物料 采用可调式定容杯机构 47 第三节固体物料充填机 一 容积式充填机2 螺杆式定量充填机 1 原理螺杆每圈螺旋槽都有一定的理论容积 在物料视密度恒定前提下 控制螺杆转数就能同时完成计量和填充操作 由于螺杆转数是时间的函数 因此 实际控制中螺杆转数可通过控制转动时间实现 为了提高控制精度 还可以在螺杆上装设转数计数系统 48 第三节固体物料充填机 一 容积式充填机2 螺杆式定量充填机 2 定量螺旋要求必须精确加工 截面常为单头矩形截面 垂直安装使粉料充满全螺旋断面中 螺旋外径与导管间配合间隙要恰当选择 导管内的螺杆螺旋圈数一般大于5个为宜 3 特点螺杆式定量填充机适用于装填流动性良好的颗粒状 粉状 稠状物料 但不宜用于易碎的片状物料或密度较大的物料 49 第三节固体物料充填机 一 容积式充填机3 转鼓式计量设备转鼓形状有圆柱形 菱柱形等 定量容腔在转鼓外缘 容腔形状有槽形 扇形和轮叶形 容腔容积有定容和可调的两种 图示是可调容腔的槽形截面转鼓式定量装置 通过调节螺丝改变定量容腔中柱塞板的位置对容量进行调整 50 第三节固体物料充填机 一 容积式充填机4 柱塞式计量设备柱塞式充填机通过柱塞的往复运动进行计量 其容量为柱塞两极限位置间形成的空间大小 柱塞的往复运动可由连杆机构 凸轮机构或气缸实现 通过调节柱塞行程可改变单行程取料量 柱塞缸的充填系数K需由试验确定 一般可取K 0 8 1 0 应用比较广泛 粉 粒状固体物料及稠状物料均可应用 51 第三节固体物料充填机 二 重量式定量充填机1 特性 1 适应性按预定重量将产品充填到包装容器内的充填机 常用于散状 密度不稳定的松散物料及形体不规则的块 枝状物品定量 2 精度称重计量的精度主要取决于称量装置的精度 一般可达0 1 因此 对于价值高的物品也多用称重法计量 3 供料器重量式定量充填机常用振动喂料器或螺旋喂料器供料 52 第三节固体物料充填机 二 重量式定量充填机2 称重方法 1 毛重法充填过程中称量产品是连同包装容器一起进行 多用于易结块或粘滞性强的产品如红糖包装等 不适合容器重量较大或重量变化较大的包装 53 第三节固体物料充填机 二 重量式定量充填机2 称重方法 2 净重法指事先称出产品的重量 然后再充填入包装容器内 采用电脑控制 可分别对粗加料和精加料进行称量 记录 控制 称量精度高 广泛用于自由流动固体物料 如奶粉 咖啡等 也可用于膨化及油炸食品等 54 第三节固体物料充填机 二 重量式定量充填机3 单路和双路称重为了提高充填计量精度并缩短计量时间 可采用分级进料方法 即大部分物料高速喂料 剩余小部分物料微量喂料 上述又称单路称重充填设备 又叫一次加料称重设备 利用杠杆秤的原理 一次称重和装料 计量精度较低 为了提高称重精度 可由单路称重改为双路称重 双路称重充填设备 又叫二次加料称重设备 即由粗称和精称两部分来完成 粗称占全部重量的80 90 而剩下的10 20 由精称完成 双路称重装置的工作循环一般为10s左右 其最高速度不大于每分钟30次 55 第三节固体物料充填机 56 第三节固体物料充填机 4 称重等分为了提高称重速度 可采取如下措施 将若干个天平秤安装在一个等速旋转的圆盘上 圆盘转速一般以 r min为宜 这样可以成倍地提高计量充填的速度 集中称重后再等分成若干份 进行充填包装 57 第三节固体物料充填机 二 重量式定量充填机5 连续式重量定量充填机常用电子皮带秤 特点是计量速度快 能适应视密度变化大的物料的计量 电子皮带秤的计量速度为每分钟20 200包 计量范围为50 100 包 计量精度为士 1 5 2 适应的视密度变化范围为 10 30 秤感量 0 5 58 第三节固体物料充填机 二 重量式定量充填机5 连续式重量定量充填机 1 控制闸门开启的电子皮带秤物料在皮带输送过程中因视密度变化而发生重量变化 通过传感器转化为电量变化 与给定值进行比较 再综合放大后驱动执行机构 使控制闸门升降 以调节料层厚度 2 控制皮带速度的电子皮带秤当皮带上的物料重量流量发生变化时 通过传感器 计重调节器 测速发电机和调速电机调整皮带的运动速度 从而使重量流量恢复到应有的数值 3 既控制闸门又调节皮带速度的电子皮带秤通过同时调节闸门和皮带速度来调整物料重量流量并保持一个恒定值 59 第三节固体物料充填机 60 第三节固体物料充填机 二 重量式定量充填机5 连续式重量定量充填机在电子皮带秤物料流出端的下方设置一个等速旋转的等分格转盘8 各分格在相同的时间内截取部分皮带上的物料 然后投入包装容器内 适当调节皮带速度 闸阀和等分格转盘的速度 就能截取预定重量的物料进行充填 61 第三节固体物料充填机 三 计数式计量充填机计数式充填机是按预定件数将产品充填至包装容器的充填机 其按计数的方式不同 可分为单件计数充填机和多件计数充填机两类 单件计数式采用机械计数 光电计数 扫描计数方法 对产品逐件计数 多件计数式则以数件产品作为一个计数单元 多件计数充填机常采用模孔计数装置 推板式计数装置 62 第三节固体物料充填机 三 计数式计量充填机1 模孔计数装置 1 特点与形式模孔计数法适用于长径比小的颗粒物料 如颗粒状巧克力糖的集中自动包装计量 这种方法计量准确 计数效率高 结构也较简单 应用较广泛 模孔计数装置按结构形式分为转盘式和转鼓式 63 第三节固体物料充填机 三 计数式计量充填机1 模孔计数装置 2 转盘式计数装置 64 第三节固体物料充填机 三 计数式计量充填机1 模孔计数装置 2 转盘式计数装置在计数模板上开设有若干组孔眼 孔径和深度稍大于物料粒径 每个孔眼只能容纳一粒物料 计数模板下方为带卸料槽的固定承托盘 用于承托充填于模孔中的物品 模板上方装有扇形盖板 刮除未落入模孔的多余物品 由于定量盘上的小孔计数额分为三组 互成120 方位 所以 当定量盘上的小孔有二组进入装料工位时 则必有一组处在卸料位卸料 食品通过卸料槽口充入包装容器 65 第三节固体物料充填机 三 计数式计量充填机1 模孔计数装置 3 转鼓式计数装置转鼓运动时 各组计量孔眼在料斗中搓动 一般应以不破损物料为原则 物料靠自重而充填人孔眼 当充满物料的孔眼转到出料口时 物料靠自重跌落 注意到各组计量孔眼的间距与出料口所占弧角的关系 同时还要考虑到物料与转鼓壳体的摩擦以及颗粒间的粘着力等问题 66 第三节固体物料充填机 三 计数式计量充填机2 推板式计数装置规则块状物品有基本一致的尺寸 当这些物品按一定方向顺序排列时 则在其排列方向上的长度就由单个物品的长度尺寸与物品的件数之积所决定 用一定长度的推板推送这些规则排列物品 即可实现计数给料目的 该装置常用在饼干 云片糕等包装 或用于茶叶小盒等的二次包装等场合 67 第三节固体物料充填机 三 计数式计量充填机2 推板式计数装置待包装的规则块状物品经定向排列后由输送装置送达挡板之间 然后由推板推送物品到裹包工位 挡板之间的间隔尺寸即是推板所计量物品件数的总宽度 68 第四节瓶罐封口机 用于对充填或灌装产品后的瓶罐类容器进行封口 常见的瓶罐及其封口形式 卷边封口机 旋盖封口机 多功能封盖机 69 第四节瓶罐封口机 一 卷边封口机1 卷边封口概念与类型将罐身翻边与涂有密封填料的罐盖 或罐底 内侧周边互相钩合 卷曲并压紧 实现容器密封 罐盖 或罐底 内缘充填的弹韧性密封胶 起增强卷边封口气密性的作用 这种封口形式主要用于马口铁罐 铝箔罐等金属容器 70 第四节瓶罐封口机 一 卷边封口机2 卷边封口原理 1 二重卷边作业要素封罐机的卷封作业过程使罐体与罐盖的周边牢固地紧密钩合而形成的五层 罐盖三层 罐体两层 马口铁皮的卷边缝的过程 称作二重卷边 形成密封的二重卷边的条件离不开四个基本要素 即圆边后的罐盖 具有翻边的罐身 盖钩内的胶膜 和具有卷边性能的封罐机 所用板材的厚度和调质度也会影响到密封的二重卷边的形成及封口质量 71 第四节瓶罐封口机 一 卷边封口机2 卷边封口原理 2 卷边封口部件直接与罐盖罐身接触并参与完成卷边封口工作部件包括压头 托底板 下托盘 头道滚轮和二道滚轮 72 第四节瓶罐封口机 一 卷边封口机2 卷边封口原理 3 封罐作业过程第一次作业又称头道卷边 未卷边前的位置如实线所示 头道卷边结束后则如虚线所示 开始时 头道卷边滚轮首先靠拢并接近罐盖 接着压迫罐盖与罐体的周边逐渐卷曲并相互逐渐钩合 当沿径向进给3 2mm左右时 头道卷边滚轮立即离开 73 第四节瓶罐封口机 一 卷边封口机2 卷边封口原理 3 封罐作业过程二道卷边滚轮继续沿罐盖的边缘移动 二道卷边开始位置如图 a 示 结束位置如图 b 示 二道卷边能使罐盖和罐体的钩合部分进一步受压变形紧密封合 其沿径向进给量为0 8mm左右 74 第四节瓶罐封口机 一 卷边封口机2 卷边封口原理 4 二重卷边形成过程由于在罐盖的沟槽内预先涂有橡胶层 因此 当罐盖与罐身卷合时 涂层受挤压将充塞于盖钩与身钩之间形成密封层 头道滚轮于A处与罐盖钩边接触 于B C D处逐渐向罐体中心作径向移动并形成卷边弯曲 在E处完成头道卷边作业 二道卷边滚轮于F处进入与卷边接触 于G H I处继续对卷边进行压合 在J处完成二道卷边作业 75 第四节瓶罐封口机 一 卷边封口机2 卷边封口原理 5 卷边滚轮的槽形参与二重卷边作业的头道滚轮与二道滚轮具有不同的槽形曲线形状 一般而言 头道滚轮的圆弧曲线狭而深 二道滚轮的槽型曲线宽而浅 卷边滚轮的槽型曲线对封口质量极为重要 所以槽型的确定必须根据罐型大小 罐盖盖边圆弧形状 板材厚度等因素加以慎重考虑 滚轮必须经过槽型曲线的设计 成型刀具车制 进行热处理以及曲线磨床精磨才能制成 76 第四节瓶罐封口机 一 卷边封口机2 卷边封口原理 6 卷边滚轮运动形式为了形成二重卷边缝 作为执行构件的卷边滚轮 相对于罐身必须完成某种特定的运动 若卷封圆形罐 卷边滚轮相对罐身应同时完成两种运动 即周向旋转运动和径向进给运动 若卷封异形罐 卷边滚轮相对罐身应同时完成三种话动 即周向旋转运动 径向进给运动和按异形罐的外形轮廓作的仿型运动 完成周向旋转运动的两种结构形式 一是罐体与罐盖被固定不动 卷边滚轮绕其旋转 卷边封口机大都属于这种结构形式 二是罐体与罐盖绕轴自转 而卷边滚轮不绕罐作周向旋转 虽较简单紧凑 但因罐体既有自转又有公转 物料从罐口流出 从而限制了它的自转速度以及生产能力的提高 77 第四节瓶罐封口机 一 卷边封口机3 真空封罐机GT4B2型自动封罐机 它是具有两对卷边滚轮的单头全自动真空封罐机 是国家罐头机械定型产品 目前大量应用于三片罐的实罐生产 对圆形罐进行真空封罐 该机主要由自动送罐 自动配盖 卷边机头 卸罐 电气控制等部分所组成 卷边机头由套轴 齿轮 螺旋轮和卷封滚轮等组成 产生径向进给式卷边封口运动 78 第四节瓶罐封口机 一 卷边封口机3 真空封罐机实罐车间的罐头在封口时 必须保证具有一定真空度 故要求卷边机头具有密闭的真空室 为了保证真空条件 需要有一个真空系统 主要通过在封罐外的一台水环式真空泵及真空稳定器和管道与机头密闭室相连通来达到 真空稳定器主要是使封罐过程真空度的稳定 并对可能从罐头内抽出的杂液物进行分离 不致污染真空泵 79 第四节瓶罐封口机 二 旋盖封口机1 旋盖封口原理玻璃罐盖底部内侧有盖爪 玻璃罐颈上的螺纹线正好和盖爪相吻合 置于盖子内的胶圈紧压在玻璃罐口上 保证了它的密封性 常见的盖子有四个盖爪 而玻璃罐颈上有四条螺纹线 盖子旋转1 4转时即获得密封 这种盖称为四旋式盖 此外还有六旋式盖 三旋式盖等 旋合式玻璃罐 瓶 具有开启方便的优点 所以 在生产中得到广泛使用 80 第四节瓶罐封口机 二 旋盖封口机2 旋盖封口机的结构由输瓶链带 理盖器 配盖预封部分 蒸汽管路系统 排气封盖部分以及电控系统和传动系统等组成 81 第四节瓶罐封口机 二 旋盖封口机2 旋盖封口机的结构 1 理盖转盘与水平保持约40 斜度的贮盖筒底部为理盖转盘 转盘边缘均布安装着若干个搜盖挂钩和斜块的组合 当理盖转盘旋转时 边缘的斜边和挂钩使贮盖筒内盖面朝上盖边被挂钩挂住 并被提升到转盘上方 在此 紧靠转盘面的固定铲板将挂住的旋开盖铲离 使其滑入溜盖槽 然后沿滑道滑至配盖预封部分的定位座上 以备与进入的玻璃罐相配 82 第四节瓶罐封口机 二 旋盖封口机2 旋盖封口机的结构 2 配盖预封是对进入的玻璃罐配盖 并把旋开盖置平和进行预拧 保持一定间距的玻璃罐进入封口机的真空室后 即被两侧抱罐机构的三角皮带夹紧 由输送链输送通过瓶盖滑道下方时 罐口刚好钩住 处于定位座的 旋开盖下缘 并将旋开盖从定位座中拉出 扣合在罐口上 玻璃罐在继续向前输送过程中 位于上方的弹性压板将罐口上的旋开盖压平压紧 同时在右侧的橡胶阻尼板使旋开盖在瓶口上旋转 迫使旋开盖的凸爪进入瓶口的螺旋线 起到预封的作用 83 第四节瓶罐封口机 二 旋盖封口机2 旋盖封口机的结构 3 拧封当已预封旋盖的玻璃罐进到拧封机构下面时 二根不同线速度的拧盖皮带紧压在旋开盖顶面各一半的位置上 存在速差的皮带对盖形成旋转扭矩将盖拧紧 由于拧封前 玻璃罐内物料面与罐口留有定的顶隙 又由于整个拧封过程是在蒸汽喷射室内进行 所以封口后罐内会因顶隙部位蒸汽冷凝而形成真空 在真空室的后端装有冷却水管 用以对高温条件下运转的拧盖和抱罐皮带以及罐盖和玻璃罐进行冷却 84 第四节瓶罐封口机 二 旋盖封口机2 旋盖封口机的结构 3 传动系统主电机通过变速器和传动齿轮将动力分为三路传递 一路驱动进罐平顶链 另一路驱动抱罐机构的V带 使玻璃罐在输送过程中被夹紧不能转动 第三路驱动拧封部分的两根平皮带 以将旋开盖拧紧 85 第四节瓶罐封口机 二 旋盖封口机3 多功能封盖机盖型有皇冠盖 无预制螺纹的铝盖 带内螺纹的塑料旋盖等 后两种均带 防盗环 俗称防盗盖 玻璃瓶装的碳酸饮料一般采用皇冠盖在压盖机上进行压封 当采用聚酯瓶时 由于其刚性差 不适于皇冠盖压封 常采用防盗盖在旋盖机上进行旋封 86 第四节瓶罐封口机 二 旋盖封口机3 多功能封盖机 1 结构图示FG 6型全自动封盖机由理盖器 滑盖槽 封盖装置 主轴以及输瓶装置 传动装置 电控装置和机座等组成 87 第四节瓶罐封口机 二 旋盖封口机3 多功能封盖机 2 封盖装置 压盖头结构压盖头用于压封皇冠盖瓶 压盖头作绕中心立轴回转和上下移动完成压封动作 压盖结构 钟口罩 封口模 中心推杆 88 第四节瓶罐封口机 二 旋盖封口机3 多功能封盖机 2 封盖装置 封口过程压盖封口过程 待封口瓶由星形拨轮送到压盖机的回转工作台上 与压盖头钟口罩对准并一起回转 皇冠盖由理盖器定向排列后经落盖滑道送至配盖头 当压盖头下端缺口对准配盖头时 压缩空气将瓶盖吹入 刚好置于封口模与瓶口之间 在回转过程中 压盖头向下行进 使瓶口进入钟口罩并将瓶盖顶起 抵在中心推杆上 压盖头继续下降 中心推杆将瓶盖紧紧压在瓶口上 同时 封口模下行 对瓶盖的周边波纹进行轧压 迫使它向瓶口凸棱下扣紧 形成机械性勾连 令瓶盖内胶垫产生弹塑性变形 形成密封 完成封口后 压盖头向上运动 而中心推杆迫使瓶盖及瓶口与封口模分离 压盖头继续上升 直至与瓶子完全分离 封口后的瓶子由出瓶星形拨轮排至输送带 从而完成整个封口作业 89 第四节瓶罐封口机 二 旋盖封口机3 多功能封盖机 3 波纹式旋盖封口用于无预制螺纹铝盖封合 在旋合防盗盖时 封盖头除上述复合运动外 还需要作自转运动 以围绕瓶口完成旋盖动作 这一运动由行星轮系机构驱动完成 无预制螺纹铝盖 盖坯为薄壁筒状壳体 其内腔顶部喷涂有密封胶层 盖体下部有一圈不连续切缝 形成所谓的 环形防盗圈 封合的瓶口预制有两圈螺旋槽 在螺旋槽下有一环形凸肩和托圈 90 第四节瓶罐封口机 二 旋盖封口机3 多功能封盖机 3 波纹式旋盖封口封盖机构 滚纹式旋盖封盖机构主要有中心压头 螺纹滚轮 共有3个 和1个折边滚轮 各个滚轮在旋转运动时作径向切入及分离动作 完成滚纹及折边 91 第四节瓶罐封口机 二 旋盖封口机3 多功能封盖机 3 波纹式旋盖封口封盖过程 瓶盖经理盖器定向排列后滑落至配盖头 最后套于瓶口上 瓶口托圈受支承 旋盖头下降 中心压头压紧瓶盖顶部 缩颈变形 挤压胶层密封瓶口 螺纹滚轮绕瓶口旋转 并作径向切入运动 使瓶盖沿瓶口螺旋槽形成配合的螺纹沟 折边滚轮也作旋转切入运动 迫使瓶盖底边沿瓶颈凸肩周向旋压勾合 形成 防盗环 92 第五节袋装食品封口机械 一类是预制袋封口设备 只完成袋装食品充填 排气 可再充气 封口或只完成封口操作 另一类是成袋 充填 封合包装机 利用卷状 如聚乙烯薄膜 复合塑料薄膜等 包装材料制袋 将定量后的粉状 颗粒状或液体物料充填到制成的袋内 随后可按需要进行排气 包括再充气 作业 最后封口并切断 93 第五节袋装食品封口机械 一 热压封合方法不论是成袋 充填 封合包装机还是预制袋封口机 都需要用热压封合 常见热压封口形式 平板 圆盘 带式 滑动夹 熔断 脉冲 超声波等 94 第五节袋装食品封口机械 95 第五节袋装食品封口机械 96 第五节袋装食品封口机械 二 预制袋封口包装机预制袋封口包装机是用于对充填产品的预制塑料袋进行封口的设备 常见的封口机械有普通封口机 真空包装机和真空充气包装机 真空包装机可以完成抽真空及充气 可分为间歇式和连续包装两种形式 97 第五节袋装食品封口机械 二 预制袋封口包装机1 间歇式真空充气包装机采用复合薄膜袋 充填物品后 由操作工排列于真空室的热封条上 再加盖实现真空自动抽真空充气封合 包装袋的尺寸可在真空室的范围内任意变更 每次处理的包装袋数也可变 而且对于固体 颗粒 半流体及液体均适用 真空包装机最低绝对气压为1 2kPa 机器生产能力根据热封杆数和长度及操作时间而定 每分钟操作次数为2 4次 因其操作方便 灵活及实用 所以在食品生产厂家中得到广泛的应用 98 第五节袋装食品封口机械 二 预制袋封口包装机1 间歇式真空充气包装机 1 单室真空包装机台式和单室式机一般只有一根热封杆 且长度有限 因此生产能力较小 多用于实验室和小批量生产 99 第五节袋装食品封口机械 二 预制袋封口包装机1 间歇式真空充气包装机 2 双室真空包装机双室式真空充气包装机的两个室共用一套真空充气装置 因此生产效率比台式和单室式高 双室式的每室有两根热封杆 如果 包装袋长度不超过两热封杆间距的一半 每次操作的封袋数量可以比单室式的多1倍 双室式封口机中一个室在抽真空封口的同时 另一个室可以装卸包装袋 从而使得封口操作效率提高 100 第五节袋装食品封口机械 二 预制袋封口包装机1 间歇式真空充气包装机 2 双室真空包装机图示 1 4 所示的包装机的真空室的底面是水平的 这种形式不利于多汤汁产品封口前在真空室内的放置 因此 这类产品必须适当及时地将待封包装袋的袋口枕于高出真空室底板一定水平的热封条上 否则袋内的汤汁会流出 3 带式真空包装机输送带式 也称为斜面式 真空充气包装机与上述操作台式真空充气包装机的主要区别在于 采用链带步进送料进入真空室 室盖自动闭合开启 其自动化程度和生产率均大大提高 当然 与台式操作一样 它同样需要人工排放包装袋 并合理地将包装袋排列在热封条的有效长度内 以便于顺利实现真空或充气封合 且输送带式包装机的主平面是斜面的 这可以避免上述多汤汁产品在封口时的汤汁外流情况 101 第五节袋装食品封口机械 二 预制袋封口包装机1 间歇式真空充气包装机 4 原理间歇室式真空充气包装机 除输送带式真空充气包装机有一个输送包装袋的输送系统以外 主要由机身 真空室 热封装置 室盖起落机构 真空系统和电控设备组成 真空室 间歇室真空充气包装机的关键部分 封口操作过程全在真空室内完成 102 第五节袋装食品封口机械 二 预制袋封口包装机1 间歇式真空充气包装机 4 原理气膜室上部与真空室相通 热封部件2嵌入气膜室内 两侧被气膜室上部槽隙定位 可上下运动 当包装袋充填物料后 被放入真空室内 使其袋口平铺在热封部件2上 加盖后可见袋口处于热封部件2和封合胶垫l之间 包装工作开始后分4个步骤 103 第五节袋装食品封口机械 二 预制袋封口包装机1 间歇式真空充气包装机 4 原理真空抽气 真空室通过气孔A被抽气 同时下气膜室也通过气孔B被抽气 使得下气膜室和真空室获得气压平衡 避免下气膜室压强高于真空室形成压差 使膜片3胀起 推动热封部件2上行夹紧袋口以至不能抽出包装袋内空气 经抽气后的真空度应达到 0 097 0 0987MPa 104 第五节袋装食品封口机械 二 预制袋封口包装机1 间歇式真空充气包装机 4 原理充气 经过抽真空后A B封闭 C气孔接通惰性气体瓶 充入气体 充气压强以3 6kPa为宜 充气量多少以时间继电器控制 经充气后 真空室内的真空度应控制在 0 094 0 097MPa之间 如果待封口的包装产品是蒸煮袋装 后面还需要进行热杀菌的软罐头 则无须进行充气 而直接进入下一步热封合 冷却操作 105 第五节袋装食品封口机械 二 预制袋封口包装机1 间歇式真空充气包装机 4 原理热封合 冷却 A C关闭 B打开并接通大气 由于大气压和真空室内的压差作用 使橡胶膜片3胀起 推动热封部件2向上运动 把袋口压紧在封合胶垫1之下 在B通气的同时 热封条通电发热 对袋口进行压合热封 热封达到一定时间后 热封条断电自然冷却 而袋口继续被压紧 稍冷后形成牢固的封口 106 第五节袋装食品封口机械 二 预制袋封口包装机1 间歇式真空充气包装机 4 原理放气 C关闭 A B同时接通大气 使真空室充入空气 与外间获得气压平衡 可以顺利打开室盖并取出包装件 完成包装 107 第五节袋装食品封口机械 二 预制袋封口包装机2 旋转式真空包装机 108 第五节袋装食品封口机械 二 预制袋封口包装机2 旋转式真空包装机由充填和抽真空两个转台组成 两转台之间装有机械手将已充填物料的包装袋转移至抽真空转台的真空室 本设备生产能力较高 40袋 min 如果配套定量杯式充填装置 国外机型 预先将固体物料称量放入定量杯中 然后送至充填转台的充填工位装入包装袋内 形成成全自动包装机 充填转台 有6个工位 自动完成供袋 打印 张袋 充填固体物料 注射汤汁5个动作 抽真空转台 有12个单独的真空室 每一包装袋沿转台一周完成抽真空 热封 冷却到卸袋的动作 109 第六节自动制袋充填包装机 一 概述1 制袋用卷材自动制袋充填包装机所采用包装材料为卷筒式包装材料 在机上实现自动制袋 充填 封口 切断等全部包装工序 包装材料可为塑料单膜 复合薄膜等 对于不同的机型 可采用单卷薄膜成袋或两卷薄膜制袋的形式 但主要以前者为多 适用于粉状 颗粒 块状 流体及胶体状物料的包装 尤其以小食品 颗粒冲剂和速溶食品的包装应用最为广泛 110 第六节自动制袋充填包装机 一 概述2 袋形常见有 中缝式两端封口 四边封口以及三边封口等 不同袋型的包装机结构也有所不同 但主要构件及工作原理是基本相似的 111 第六节自动制袋充填包装机 一 概述2 类型及工艺流程按总体布局分 立式和卧式 按制袋的运动形式 连续式和间歇式 不同机型的包装流程及其结构会有所差别 但其包装原理却大同小异 112 第六节自动制袋充填包装机 一 概述3 结构主要由下列部分构成 传动系统 薄膜供送装置 袋成型封合装置 物料供给装置及电控检测系统等 113 第六节自动制袋充填包装机 一 概述3 结构传动系统 安装在机箱内 同时为纵封口滚轮 封口横辊和定量供料器提供驱动和传送动力 薄膜供送装置 在牵引力的作用下 薄膜展开经导辊组引导送出 导辊对薄膜起到张紧平整以及纠偏的作用 使薄膜能正确地平展输送 袋成型封合装置 由