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第十四章 食品包裝機(jī)械
本章學(xué)習(xí)目標(biāo)
? 掌握主要作業(yè)包裝機(jī)的基本類型;
? 了解各種包裝機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及性能特點(diǎn)
? 掌握各種包裝機(jī)械的選用和使用要點(diǎn)
? 掌握包裝過程總應(yīng)用的計(jì)量方法
目錄
第一節(jié) 食品包裝技術(shù)方法
與包裝機(jī)械的類型
第二節(jié) 罐裝機(jī)
第三節(jié) 充填包裝機(jī)
第四節(jié) 多功能包裝機(jī)
第五節(jié) 剛性容器口機(jī)械
第一節(jié) 食品包裝技術(shù)方法與包裝機(jī)械的類型
包裝機(jī)械是使產(chǎn)品包裝實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化的根本保證,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中起著相當(dāng)重要的作用。是現(xiàn)代食品工業(yè)生產(chǎn)中,三大基本環(huán)節(jié)(原料處理、中間加工和產(chǎn)品
2、包裝)之一。
一、食品包裝技術(shù)方法:
n 食品包裝基本技術(shù)方法:指形成一個食品的基本獨(dú)立包裝件的技術(shù)方法。主要有以下幾種:食品充填技術(shù)、裹包與袋裝技術(shù)、罐裝與灌裝技術(shù)、裝盒與裝箱技術(shù)、熱成型和熱收縮包裝技術(shù)
n 食品包裝專用技術(shù)方法:食品包裝最基本的要求是在一定保質(zhì)期內(nèi)的食品質(zhì)量得到可靠保證。如防潮包裝技術(shù)、真空與充氣包裝技術(shù)、封入脫氧劑包裝技術(shù)、無菌包裝技術(shù)、蒸煮袋包裝技術(shù)
n 其他食品包裝技術(shù):如封口、貼標(biāo)和捆扎等
二、包裝機(jī)械類型
? 定義:完成全部或部分包裝過程的機(jī)器,包裝過程包括充填、裹包、封口等主要包裝工序,以及與其相關(guān)的前后工序,如清洗、干燥、殺菌、堆碼和拆卸等;也包
3、括蓋印、貼標(biāo)、計(jì)量等輔助設(shè)備。
? 分類:
? 用于加工包裝材料和包袋容器的機(jī)器;
? 用于完成包裝過程的機(jī)器
本章只討論第二類
分類
? 按包裝機(jī)械的自動化程度分為全自動包裝機(jī)和半自動包裝機(jī)。全自動包裝機(jī)可自動供送包裝材料和內(nèi)容物,并自動完成其他包裝工序;半自動包裝機(jī)則由人工供送包裝材料和內(nèi)容物,但自動完成其他包裝工序。
? 按包裝產(chǎn)品的類型分為專用包裝機(jī)、多用包裝機(jī)和通用包裝機(jī)。
? 按功能不同可分為充填機(jī)械、灌裝機(jī)械、裹包機(jī)械、封口機(jī)械、貼標(biāo)機(jī)械、清洗機(jī)械、干燥機(jī)械、殺菌機(jī)械、捆扎機(jī)械、
? 包裝生產(chǎn)線,由數(shù)臺包裝機(jī)和其他輔助設(shè)備聯(lián)成的能完成一系列包裝作用的生產(chǎn)線
4、
發(fā)展方向:高速化、聯(lián)動化、無菌化、智能化
第二節(jié) 灌裝機(jī)
應(yīng)用:啤酒、汽水、牛奶、礦泉水、果汁、醬油、白酒等
分類:
按包裝容器材料:剛性包裝容器(金屬罐、玻璃瓶);柔性包裝容器(多層塑料復(fù)合瓶、復(fù)合袋、用紙、鋁箔、塑料等多層復(fù)合材料制成的盒)
按灌裝時(shí)包裝容器的主傳送運(yùn)動形式:旋轉(zhuǎn)型和直線移動型
按灌裝方法分為常壓式、等壓式、真空式、機(jī)械壓力式
一、液體食品灌裝工藝及方法
1.工藝:送進(jìn)包裝容器 灌裝產(chǎn)品
封口
2、液體食品灌裝方法與特點(diǎn)
3.灌裝機(jī)主要工作裝置
5、
n 主要工作裝置:包裝容器供送裝置、定量裝置、灌裝閥、瓶子升降機(jī)構(gòu)
? 灌裝液料的定量裝置
? 原理:根據(jù)液料的流動及物化特性、產(chǎn)品灌裝計(jì)量精度的要求等,選擇不同定量法與相應(yīng)定量裝置。主要按液料的液面高度、液料容積和液料重量來完成定量。
? 分類:機(jī)械式和電子式
? 機(jī)械式定量裝置:液位定量裝置;定量杯定量裝置;定量泵定量裝置。
? 電子式劑量裝置:電子定重量裝置;電子定容裝置;
? 灌裝閥
? 作用:根據(jù)灌裝工藝要求按一定的順序適時(shí)地控制氣路和液路切斷或連通,直接完成灌裝操作的部件,為自動灌裝機(jī)關(guān)鍵部件,關(guān)系到灌裝速度、液料損失率、灌裝量或液面高度精確性。
? 種類:
?
6、 常壓灌裝閥
? 真空灌裝閥:定量杯真空灌裝閥;液位定量真空灌裝閥
? 等壓灌裝閥:旋塞是等壓灌裝閥;轉(zhuǎn)盤式等壓灌裝閥;移動式等壓灌裝閥;
? 機(jī)械加壓灌裝閥
? 包裝容器的供送裝置
灌裝機(jī)在灌裝時(shí),要求用瓶、罐等包裝容器,要按包裝工藝路線、速度、間距和分享進(jìn)入包裝工位。
分類:
? 螺桿是供送裝置:等螺距螺桿供送裝置;變螺距螺桿供送裝置;特種變螺距螺桿供送裝置
? 星形撥輪
? 包裝容器的升降結(jié)構(gòu):機(jī)械式升降結(jié)構(gòu);氣動式升降機(jī)構(gòu);氣動-機(jī)械混合式升降機(jī)構(gòu);
特點(diǎn):最簡單,用于完成容器的等間距順序供送
特點(diǎn):用于調(diào)整容器移動速度和間距
(a)用于供送圓柱性包裝
7、容器,做減速移動,實(shí)現(xiàn)低速、小間距進(jìn)入下一個工位。
(b)用于供送棱柱形包裝容器。
(a)分流;(b)合流;(c)轉(zhuǎn)向;(d)倒?fàn)詈头?
c.包裝容器的升降機(jī)構(gòu)
? 作用:將送來的包裝容器升華到規(guī)定的高度進(jìn)行灌裝,然后再把灌裝完的包裝容器下降到規(guī)定位置。
? 機(jī)械式升降機(jī)構(gòu)原理:利用圓柱凸輪曲線運(yùn)動實(shí)現(xiàn)升降
特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,但機(jī)械磨損大,壓縮彈簧易失效,可靠性差,主用于灌裝不含汽液料的中小型罐裝機(jī)
? 氣動式升降機(jī)構(gòu)
? 原理:通過控制壓縮空氣通道,關(guān)閉閥門5,開啟閥門7,利用活塞等自重作用下降。
? 氣動-機(jī)械混合式升降機(jī)構(gòu)
? 原理:以氣動機(jī)構(gòu)完成瓶罐升起,用
8、凸輪推桿機(jī)構(gòu)完成瓶罐降下的組合型升降機(jī)構(gòu)。
b.等壓式灌裝機(jī),如圖示為旋轉(zhuǎn)型,適用于中型啤酒、汽水常的含氣飲料灌裝與壓蓋
a)總體結(jié)構(gòu)與工藝過程,如圖示
b)等壓灌裝原理:首先使待裝容器中氣體的壓力達(dá)到貯液箱液面上氣體壓力(即液料所溶氣體達(dá)到飽和狀態(tài)下壓力),然后利用含氣液料的自重而流入待裝容器。
等壓灌裝過程:充氣等壓 進(jìn)液回氣 停止進(jìn)液及排除出氣管中液料 排除進(jìn)液管中余料
c) 液料供送裝置
? 工作過程:打開無菌壓縮空氣管4及截止閥,無菌壓縮空氣經(jīng)氣管7、分配頭輸入環(huán)形貯液箱,完成環(huán)形貯液箱的預(yù)充氣,使之處于正壓狀態(tài),以免液料剛灌入時(shí)
第三節(jié) 充填包裝機(jī)
n
9、充填:將固體食品按一定重量規(guī)格要求充入到包裝容器中的操作,主要工序包括食品的計(jì)量和充入。而核心為計(jì)量
n 分類:按計(jì)量方法:容積式、稱重式和計(jì)數(shù)式
一、容積式充填機(jī)
n 容積式充填機(jī):將產(chǎn)品以容積計(jì)量方式充填至包裝容器內(nèi)的充填機(jī),
n 原理:基于物料的堆積密度均勻一致,即相同容積的物料具有相同的質(zhì)量,其結(jié)構(gòu)簡單、計(jì)量速度快、造價(jià)較低,適于干料或半流體食品物料的充填
n 類型:
n 螺桿式充填機(jī):
n 量杯式充填機(jī):固定容積式和可調(diào)容積式
n 柱塞式充填機(jī):
1.螺桿式充填機(jī)
? 原理:通過控制螺桿旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)或時(shí)間來來量取產(chǎn)品。
? 組成:計(jì)量螺桿、物料供給裝置、傳動裝置、
10、控制系統(tǒng)、機(jī)架等
? 應(yīng)用:適用于裝填流動性良好的顆粒狀、粉狀、稠狀物料,但不宜于易碎的片狀物料或密度較大的物料
2.量杯式充填機(jī)
? 原理:采用已知容量的量杯量取產(chǎn)品后再將其充填到包裝容器內(nèi)的機(jī)器。
? 特點(diǎn):量杯結(jié)構(gòu)尺寸有利于物料穩(wěn)定充入和排出.
? 分類:固定容積式和可調(diào)容積式
組合結(jié)構(gòu),一般由一下容杯及一上容杯組合而成。
柱塞式充填機(jī)原理:通過柱塞的往復(fù)運(yùn)動,在柱塞兩極限位置間形成一定空間的容腔進(jìn)行計(jì)量。
定時(shí)充填機(jī)原理:通過控制產(chǎn)品流動的時(shí)間或調(diào)節(jié)進(jìn)料管流量二量取產(chǎn)品,并將其充填到包裝容器內(nèi)的機(jī)器。
二、稱重式充填機(jī)
? 原理:將產(chǎn)品按預(yù)定重量進(jìn)行計(jì)量并充填到包裝容
11、器內(nèi)的充填機(jī)。
? 應(yīng)用:適用于各種散堆密度不穩(wěn)定的松散物料及不規(guī)則形體的塊、枝狀物品
? 分類:按稱重方法分為毛重式充填機(jī)和凈重式充填機(jī),凈重稱量廣泛應(yīng)用于要求高精度計(jì)量的自由流動固體物料,入奶粉、咖啡等固體飲料
? 按操作方式分為間歇稱量充填機(jī)和連續(xù)稱量等分截取計(jì)量的充填機(jī)。前者稱量精度高、速度快,在快速自動包裝機(jī)中應(yīng)用較廣
間歇式稱重充填機(jī)
連續(xù)式稱重充填機(jī)
? 原理:物料在連續(xù)輸送過程中通過對瞬間物流重量進(jìn)行檢測,并通過電子檢控系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制物料流量為給定定量值。
? 分類:電子皮帶稱和螺旋式電子稱
三、計(jì)數(shù)式充填機(jī)
? 原理:將產(chǎn)品按預(yù)定件數(shù)充填至包裝容器內(nèi)的充填機(jī),
12、其按計(jì)數(shù)的方式不同,可分為單件計(jì)數(shù)充填機(jī)和多件計(jì)數(shù)充填機(jī)。
? 單件計(jì)數(shù)式采用機(jī)械計(jì)數(shù)、光電計(jì)數(shù)、掃描計(jì)數(shù)方法,對產(chǎn)品逐件計(jì)數(shù)。
? 多件計(jì)數(shù)以數(shù)件產(chǎn)品作為一個計(jì)數(shù)單元。常采用模孔計(jì)數(shù)裝置、容腔計(jì)數(shù)裝置、推板式計(jì)數(shù)裝置
推板式計(jì)數(shù)裝置
? 原理:規(guī)則塊狀物品的尺寸是基本一致的,當(dāng)這些物品按一定方向順序排列時(shí),則在其排列方向上的長度就由單個物品的長度尺寸與物品的件數(shù)之積所決定。
? 應(yīng)用:餅干、云片糕包裝或茶葉等小盒包裝以后進(jìn)行二次包裝
3.容腔計(jì)數(shù)裝置
? 原理:根據(jù)一定數(shù)量的成件物品在容器中所占容積基本為定值的特點(diǎn),利用容腔的大小實(shí)現(xiàn)物品的定量計(jì)數(shù)
? 特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、計(jì)數(shù)速
13、度快,但精度低
? 應(yīng)用:規(guī)則形狀的棒狀物品且計(jì)量允差較大的場合的計(jì)數(shù)
第四節(jié) 多功能包裝機(jī)
n 多功能包裝機(jī):在一臺整機(jī)上可以完成兩個或兩個以上包裝工序的機(jī)器,通常以它所能完成的包裝工序聯(lián)合命名。如袋成型-充填-封口機(jī)、熱成型-充填-封口機(jī)、真空和充氣包裝機(jī)
n 1.袋成型-充填-封口機(jī)
n 一種用可熱封的柔性包裝材料自動完成制袋、物料的計(jì)量和充填、排氣或充氣、封口和切斷等多功能包裝機(jī)。
n 應(yīng)用:粉狀、粒狀、片狀、塊狀物料,流體和半流體一級氣體物料
n 材料主要為各種塑料薄膜以及由紙、塑料、鋁箔等制成的復(fù)合材料
工藝
第五節(jié) 剛性容器封口機(jī)械
n 封口機(jī)械:在包裝容器內(nèi)
14、計(jì)量充填或灌裝產(chǎn)品后,對容器進(jìn)行封口的機(jī)械
n 剛性容器封口形式:
卷邊封口:主用于馬口鐵罐、鋁箔罐等金屬容器
壓蓋封口:主用于玻璃瓶與金屬蓋的組合容器,如啤酒瓶、汽水瓶
旋蓋封口:主用于旋蓋為金屬件或塑料件、容器為玻璃件、陶瓷件
滾紋封口:具有防偽性能,一般采用鋁質(zhì)圓蓋
滾壓封口:基本被旋蓋封口取代
壓塞封口:主用于塑料塞或軟木塞與玻璃瓶相組合的容器的密封,通常加輔助密封方法,如塑封、蠟封、旋蓋封等
1.卷邊封口機(jī)
n 類型:手動式(利用手扳動滾輪進(jìn)行卷邊)、半自動式(人工加蓋送罐,卷邊由機(jī)械完成)和全自動式
工作過程:充填物料后的罐體由推送鏈上的推頭15送入進(jìn)罐工位Ⅰ。罐體和罐蓋一起被傳送到卷封工位Ⅱ。而后,先由托管蓋10、壓蓋桿1將其抬起,直至上壓頭完成定位后,利用兩道卷邊滾輪8依次進(jìn)行卷封。托蓋盤和壓蓋桿恢復(fù)原位,已封好的罐頭降下,由六槽轉(zhuǎn)盤再送至出罐工位Ⅲ
2.壓蓋封口機(jī)
n 原理:用配有高彈性密封墊片的皇冠形瓶蓋,加在待封口裝料瓶口上,由機(jī)械施以壓力,促使位于蓋與瓶口間的密封墊產(chǎn)生較大的彈性變形及瓶蓋波紋形周邊結(jié)構(gòu)被擠壓而變形,卡在瓶子封口凸棱的下緣,造成蓋與瓶間的機(jī)械勻速,得到牢固且緊密的密封性封口聯(lián)接。
3.旋塞封口機(jī)
4.滾紋封口機(jī)
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