自动充填封口机的废品率及回收研究

自动充填封口机的废品率及回收研究

1乳酸奶的包装近年来，自动填充包装被广泛应用于食品饮料的生产中。然而，在实际生产中，这种类型收割机的残值率约为2%，这给饮料生产商造成了巨大的损失。笔者所在工厂在包装乳酸奶时也采用了自动充填封口包装机,也存在废品率高等系列问题,经过几年实践摸索,找出了问题的症结,并对设备进行了改造,取出了较满意的结果,现撰文供读者参考。本文将该机简称为“灌封机”,包装形式为瓶式包装。在生产过程中,废品主要产生在配料之后的包装流程。因此,要解决灌封机的缺陷,首先要了解灌封机的结构原理和外观,灌封机的外观结构见图1。2废品的发生和原因2.1产生了错误的问题为笔者所在公司为例,1997年总废品达1922721支,废品率1.95%。废品产生的问题主要有:A.漏奶;B.裙边不正;C.不满瓶;D.花盖;E.脏瓶;F.变形瓶;G.其它。根据废品的分布情况我们作出排列图,见图。由图2可以看出废品率偏高的主要原因是漏奶和裙边不正,占废品总数的82.77%,这两个问题也就是我们要解决的主要问题。2.2模板回用跟踪统计针对找出的两个主要问题:漏奶和裙边不正。我们收集到末端因素共8个,分列如下:(1)产品输送过程落差大。(2)供应厂家材料质量不好。(3)各热封头温度不一致。(4)放瓶不正。(5)模板倾斜和偏位。(6)灌注阀滴漏。(7)浮球不稳定。(8)废膜拉卷太紧或太松。对8个末端因素进行分析,其中因素2不属设备问题,予以排除。然后,对余下的7个末端因素进行确认。2.3.1模板倾斜和偏位的确认我们抽取倾斜和偏位角度为0°、2°和4°的3组模板(每组为12支产品)分别进行废品跟踪统计,得出各自废品平均数为0,3,8支。随着角度增大,废品数额急剧增加,所以我们确认模板倾斜和偏位为要因。2.3.2灌注阀滴漏的确认我们找出两个泄漏严重的灌注阀进行现场跟踪,统计数据显示,其中废品数达到产品总数的94.57%,产生废品严重,所以确认灌注阀滴漏为要因。2.3.4各热封头温度不一致的确认利用触点式温度计对各组热封头进行测温,选择温差为8,15,20℃的3组热封头(每组两个热封头)进行对比实验。统计各组产生废品的比率为1∶1.4∶2,温差越大,废品越多,所以确认各热封头温度不一致为要因。2.3.5废膜拉卷太紧或太松的确认在同一机台上,用人手分力度过大、适中和过小3种情况进行卷废膜操作。统计产生的废品比例为1.5∶1∶1.3,当废膜拉卷太紧或太松时,产生的废品明显增多,所以确认废膜拉卷太紧或太松为要因。2.3.7产品运输过程落差大的确认模拟生产过程中的落差0.15m和0.65m,用正品进行落差实验,得出的结论是:产品运输过程落差大并不会使废品率发生明显变化,所以排除这个因素。根据以上分析,我们确认产生废品的要因如下:(1)模板倾斜和偏位。(2)灌注阀漏液。(3)放瓶不正。(4)各热封头温度不一致。(5)废膜拉卷太紧或太松。3关闭设备的精确安装3.1保持板板水平状态如图3所示在模板2下面加导轨3,使模板在运行过程中保持水平状态,减少瓶子倾斜。每月生产前调整模板与输送链条的固定螺栓,使瓶的中心线对正灌注阀中心线。3.2冲切、热整形把改造前的阀芯轴改为偏心轴,并在下端增加阀座3、阀芯4和弹簧5,见图4、5。阀芯4上下端都钻小孔,中间空心,当偏心轴大边顶住阀芯时,阀芯下压弹簧,由阀芯上下端孔形成通道;当偏心轴小边对住阀芯时,弹簧顶上形成密封。由于减少了灌注阀滴漏,使投料收得率从96.41%上升到99.61%。新封口方式:旋切—※热封Ⅰ—※热封Ⅱ—※热整形(2)由于旋切易产生粉尘,而且封口膜与瓶子又未封合,可能造成粉尘混入奶液中,所以我们把旋切改为冲切;同时为了保证切断方便,动作迅速,我们还增加了封口膜上、下压板,用于压紧和固定封口膜,如图7所示。(3)为了保证瓶子与切膜装置对正,我们在封口膜下压板下面增加了瓶子定位块,如图7所示。(4)为了保证冲切后的封口膜不从瓶口上掉下来,我们在冲切刀内装入了发热管,并且加上了传热的封口压头,使冲切后的封口膜与瓶子粘合,如图所示。(5)由于图7中装置已具备发热整形的条件,所以我们在冲切刀内装入整形套,同时完成热整形。改造后的冲切装置代替了原来的旋切和热整形。4经过改造的封锁装置4.1封口膜装置即封口装置改造后的灌封机(见图9)与改造前的灌封机(见图1)比较:(1)改造后增加了瓶子定位装置(图9(2))。(2)改造后封口膜装置比原来(图1(5)(6)1213)提前(图9(6)(7)(8)(9)10)。(3)把原来的热封Ⅰ、旋切和整形(图1(8)1011)合并为三位一体(图9(9))。(4)由原来的3个发热板(图1(8)(9)11)变为2个发热板(图9(9)11)。4.2疗效评价表4.2.1废品率从1.95%下降到0.96%,可节约费用:0.21×(1.95%-0.96%)×3886.8800=8.0808万元其中:0.21———每支废品的单价,元/支3886.8800———表示1998年7～12月灌封总量,万支4.2.2由于减少了灌注阀漏,使投料收得率从.%上升到.%,可节约:0.11×(99.61%-96.47%)×3886.8800÷99.61%=13.7354万元其中:0.11———表示每支产品内容物的单价,元/支3886.8800÷99.61%———表示1998年7～12月投料总量,万支4.2.3封口膜由改造前的两边固定变为由盖膜板固定,膜宽度由330mm减少为310mm,即减少封口膜用量6.45%,可节约:38×3886.8800×4.3×6.45%=4.0975万元其中:38———封口膜的价格,元/公斤4.3———每万支产品耗用封口膜重量,公斤/万支4.2.4发热板由3块减为2块,9台机可节约电费:0.86×28.8×81.6×9=1.9410万元其中:0.86———每度电价格,元/度28.8———一块发热板一天用电量,度/天81.6———1998年7～12月总生产天数,天4.2.5总经济效益:8.0808+13.7354+4.0975+169410=27.8547万元5放瓶违法确认过浮通过改造,较好地解决了废品率偏高的问题,同时还提高了投料收得率,使产品的外观质量得到非常大的改观,封品膜的使用量和电耗也比原来下降。2.3.3放瓶不正的确认在生产现场,我们人为地把奶瓶放偏(偏心角在2°内),然后进行跟踪和统计。与奶瓶放正的情况相比,废品率高出30.21%,所以确认放瓶不正为要因。2.3.6浮球不稳定的确认模拟生产过程中的浮球变动位置,用人手控制浮球处于上、下限位置进行生产。跟踪和统计废品情况,发现废品率与正常情况相比,基本持平,所以排除浮球不稳定这一因素。2.3分析和评价最终因素3.3证牛奶不摆动在模板孔中嵌入塑料圈,减小空隙,保证奶瓶不晃动。在人工放瓶后架设如图6所示的定位装置,依靠定位头上下间歇运动校正奶瓶位置,保证奶瓶垂直。3.4热封头的温度异常的纠正热封头上的温度(热量)系由发热管通过贮热板的热传递而获得的。只要把热封头的直径减少或增大,调整传热间隙,就可获得温度较平均的热封头。3.5对于废膜的分段分配,把其移转成密前,保证了废膜放线前,3.5.1切膜装置改造(1)原切膜装置处在热封完毕后,热封后的封口膜与瓶子连成一片,因废膜拉卷力度的过大或过小,瓶子会产生前倾或向仰,切盖整形后,就会产生裙边不正。为了不受废膜拉卷力度大小的影响,我们把整个切割装置移至封前,保证废膜拉卷时,切下的封口盖已经与废膜分离。改前、后的封口方式如下:原封口方式:热封Ⅰ—※热封Ⅱ—※旋切—※热整形3.5.2发热板数量的变化经过反复实践,发现新的冲切装置不仅能替代旋切和热