第十一章食品包装机械与设备.ppt

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1、第十一章 食品包装机械与设备,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。,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

2、、食品包装机械分类 1、按包装工艺分,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。,第一节 概述,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

3、。,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。,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

4、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。,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

5、重视。,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,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

6、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。,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。,第二节 液体灌装机,二、包

7、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。,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。,第二节 液体灌装机,

8、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。,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。,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。,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

9、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。,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。,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

10、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。,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。,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

11、。,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。,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

12、瓶子的几何精度影响。,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。,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

13、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。,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。,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

14、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。,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。,第二节 液体灌装机,五、灌装方式与

15、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。,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。,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

16、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。,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。,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。,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。,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