12第十二章食品包装机械设备

《食品机械与设备》第十二章食品包装技术装备生化学院肖功年第十二章食品包装技术装备目的:掌握主要作业包装机的基本类型；了解各种包装机的基本结构、工作原理及性能特点掌握各种包装机械的选用和使用要点掌握包装过程总应用的计量方法第一节食品包装技术方法与包装机械的类型第二节罐装机第三节充填包装机第四节多功能包装机第五节刚性容器口机械第十二章食品包装技术装备第一节食品包装技术方法与包装机械的类型包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证，在现代工业生产中起着相当重要的作用。是现代食品工业生产中，三大基本环节(原料处理、中间加工和产品包装)之一。1.食品包装技术方法：食品包装基本技术方法：指形成一个食品的基本独立包装件的技术方法。主要有以下几种：食品充填技术、裹包与袋装技术、罐装与灌装技术、装盒与装箱技术、热成型和热收缩包装技术食品包装专用技术方法：食品包装最基本的要求是在一定保质期内的食品质量得到可靠保证。如防潮包装技术、真空与充气包装技术、封入脱氧剂包装技术、无菌包装技术、蒸煮袋包装技术其他食品包装技术：如封口、贴标和捆扎等二、包装机械类型1.2.1定义：完成全部或部分包装过程的机器，包装过程包括充填、裹包、封口等主要包装工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、干燥、杀菌、堆码和拆卸等；也包括盖印、贴标、计量等辅助设备。1.2.2分类：用于加工包装材料和包袋容器的机器；用于完成包装过程的机器本章只讨论第二类用于完成包装过程的机器的分类包装机械的自动化程度：全自动包装机和半自动包装机。全自动包装机可自动供送包装材料和内容物，并自动完成其他包装工序；半自动包装机则由人工供送包装材料和内容物，但自动完成其他包装工序。包装产品的类型：专用包装机、多用包装机和通用包装机。功能不同：充填机械、灌装机械、裹包机械、封口机械、贴标机械、清洗机械、干燥机械、杀菌机械、捆扎机械、包装生产线：由数台包装机和其他辅助设备联成的能完成一系列包装作用的生产线发展方向：高速化、联动化、无菌化、智能化第二节灌装机应用：啤酒、汽水、牛奶、矿泉水、果汁、酱油、白酒等分类：按包装容器材料：刚性包装容器（金属罐、玻璃瓶）；柔性包装容器（多层塑料复合瓶、复合袋、用纸、铝箔、塑料等多层复合材料制成的盒）按灌装时包装容器的主传送运动形式：旋转型和直线移动型按灌装方法：常压式、等压式、真空式、机械压力式包装材料金属材料薄膜材料1.工艺：送进包装容器灌装产品封口一、液体食品灌装工艺及方法1.工艺：送进包装容器灌装产品封口2、液体食品灌装方法与特点•3.灌装机主要工作装置2.3.1主要工作装置：包装容器供送装置、定量装置、灌装阀、瓶子升降机构①灌装液料的定量装置原理：根据液料的流动及物化特性、产品灌装计量精度的要求等，选择不同定量法与相应定量装置。主要按液料的液面高度、液料容积和液料重量来完成定量。分类：机械式和电子式机械式定量装置：液位定量装置；定量杯定量装置；定量泵定量装置电子式剂量装置：电子定重量装置；电子定容装置；②灌装阀•作用：根据灌装工艺要求按一定的顺序适时地控制气路和液路切断或连通，直接完成灌装操作的部件，为自动灌装机关键部件，关系到灌装速度、液料损失率、灌装量或液面高度精确性。•种类：–常压灌装阀–真空灌装阀：定量杯真空灌装阀；液位定量真空灌装阀–等压灌装阀：旋塞式等压灌装阀；转盘式等压灌装阀；移动式等压灌装阀；–机械加压灌装阀常压灌装阀③包装容器的供送装置灌装机在灌装时，要求用瓶、罐等包装容器，要按包装工艺路线、速度、间距和方向进入包装工位。分类：a.螺杆式供送装置：等螺距螺杆供送装置；变螺距螺杆供送装置；特种变螺距螺杆供送装置b.星形拨轮c.包装容器的升降结构：机械式升降结构；气动式升降机构；气动-机械混合式升降机构；特点：最简单，用于完成容器的等间距顺序供送特点：用于调整容器移动速度和间距（a）用于供送圆柱性包装容器，做减速移动，实现低速、小间距进入下一个工位。（b）用于供送棱柱形包装容器(a)分流；(b)合流；(c)转向；(d)倒状和翻身c.包装容器的升降机构•作用：将包装容器升到规定的高度进行灌装，再把灌装完的包装容器下降到规定位置a)机械式升降机构原理：利用圆柱凸轮曲线运动实现升降特点：结构简单，但机械磨损大，压缩弹簧易失效，可靠性差，主用于灌装不含汽液料的中小型罐装机a)b)气动式升降机构•原理：通过控制压缩空气通道，关闭阀门5，开启阀门7，利用活塞等自重作用下降。特点：克服机械式的缺点，当发生故障时，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。适用于灌装含气饮料的罐装机。c)气动-机械混合式升降机构•原理：以气动机构完成瓶罐升起，用凸轮推杆机构完成瓶罐降下的组合型升降机构。特点：结构复杂，但整个升降过程稳定可靠，应用广泛。b.等压式灌装机，如图示为旋转型，适用于中型啤酒、汽水常的含气饮料灌装与压盖a)总体结构与工艺过程，如图示b)等压灌装原理：首先使待装容器中气体的压力达到贮液箱液面上气体压力（即液料所溶气体达到饱和状态下压力），然后利用含气液料的自重而流入待装容器。等压灌装过程：充气等压进液回气停止进液及排除出气管中液料排除进液管中余料→→→c)液料供送装置•工作过程：打开无菌压缩空气管4及截止阀，无菌压缩空气经气管7、分配头输入环形贮液箱，完成环形贮液箱的预充气，使之处于正压状态，以免液料刚灌入时第三节充填包装机充填：将固体食品按一定重量规格要求充入到包装容器中的操作，主要工序包括食品的计量和充入。而核心为计量分类：按计量方法：容积式、称重式和计数式一、容积式充填机容积式充填机：将产品以容积计量方式充填至包装容器内的充填机，原理：基于物料的堆积密度均匀一致，即相同容积的物料具有相同的质量，其结构简单、计量速度快、造价较低，适于干料或半流体食品物料的充填类型：螺杆式充填机：量杯式充填机：固定容积式和可调容积式柱塞式充填机：1.螺杆式充填机•原理：通过控制螺杆旋转的转数或时间来来量取产品。•组成：计量螺杆、物料供给装置、传动装置、控制系统、机架等•应用：适用于装填流动性良好的颗粒状、粉状、稠状物料，但不宜于易碎的片状物料或密度较大的物料2.量杯式充填机•原理：采用已知容量的量杯量取产品后再将其充填到包装容器内特点：量杯结构尺寸有利于物料稳定充入和排出.•分类：固定容积式和可调容积式工作过程：粉料从供料仓送入粉罩内，物料靠自重装入计量杯内，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，粉料自定量杯下面落入漏斗，装入容器内组合结构：一般由一下容杯及一上容杯组合而成。柱塞式充填机原理：通过柱塞的往复运动，在柱塞两极限位置间形成一定空间的容腔进行计量。定时充填机原理：通过控制产品流动的时间或调节进料管流量而量取产品，并将其充填到包装容器内的机器。二、称重式充填机•原理：将产品按预定重量进行计量并充填到包装容器内的充填机。•应用：适用于各种散堆密度不稳定的松散物料及不规则形体的块、枝状物品•分类：按称重方法分为毛重式充填机和净重式充填机，净重称量广泛应用于要求高精度计量的自由流动固体物料，如奶粉、咖啡等固体饮料•按操作方式分为间歇称量充填机和连续称量等分截取计量的充填机。前者称量精度高、速度快，在快速自动包装机中应用较广•间歇式称重充填机•连续式称重充填机•原理：物料在连续输送过程中通过对瞬间物流重量进行检测，并通过电子检控系统调节控制物料流量为给定定量值。•分类：电子皮带称和螺旋式电子称三、计数式充填机•原理：将产品按预定件数充填至包装容器内的充填机，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。•种类：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。•多件计数以数件产品作为一个计数单元。常采用模孔计数装置、容腔计数装置、推板式计数装置推板式计数装置•原理：规则块状物品的尺寸是基本一致的，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。•应用：饼干、云片糕包装或茶叶等小盒包装以后进行二次包装3.容腔计数装置•原理：根据一定数量的成件物品在容器中所占容积基本为定值的特点，利用容腔的大小实现物品的定量计数•特点：结构简单、计数速度快，但精度低•应用：规则形状的棒状物品且计量允差较大的场合的计数第四节多功能包装机多功能包装机：在一台整机上可以完成两个或两个以上包装工序的机器，通常以它所能完成的包装工序联合命名。如袋成型－充填－封口机、热成型－充填－封口机、真空和充气包装机1.袋成型－充填－封口机一种用可热封的柔性包装材料自动完成制袋、物料的计量和充填、排气或充气、封口和切断等多功能包装机。应用：粉状、粒状、片状、块状物料，流体和半流体一级气体物料材料主要为各种塑料薄膜以及由纸、塑料、铝箔等制成的复合材料工艺第五节刚性容器封口机械封口机械：在包装容器内计量充填或灌装产品后，对容器进行封口的机械刚性容器封口形式：卷边封口：主用于马口铁罐、铝箔罐等金属容器压盖封口：主用于玻璃瓶与金属盖的组合容器，如啤酒瓶、汽水瓶旋盖封口：主用于旋盖为金属件或塑料件、容器为玻璃件、陶瓷件滚纹封口：具有防伪性能，一般采用铝质圆盖滚压封口：基本被旋盖封口取代压塞封口：主用于塑料塞或软木塞与玻璃瓶相组合的容器的密封，通常加辅助密封方法，如塑封、蜡封、旋盖封等1.卷边封口机类型：手动式(利用手扳动滚轮进行卷边)半自动式(人工加盖送罐卷边由机械完成)和全自动式1.卷边封口机工作过程：充填物料后的罐体由推送链上的推头15送入进罐工位Ⅰ。罐体和罐盖一起被传送到卷封工位Ⅱ。而后，先由托管盖10、压盖杆1将其抬起，直至上压头完成定位后，利用两道卷边滚轮8依次进行卷封。托盖盘和压盖杆恢复原位，已封好的罐头降下，由六槽转盘再送至出罐工位Ⅲ2.压盖封口机原理：用配有高弹性密封垫片的皇冠形瓶盖，加在待封口装料瓶口上，由机械施以压力，促使位于盖与瓶口间的密封垫产生较大的弹性变形及瓶盖波纹形周边结构被挤压而变形，卡在瓶子封口凸棱的下缘，造成盖与瓶间的机械匀速，得到牢固且紧密的密封性封口联接。3.旋塞封口机4.滚纹封口机第十二章食品包装技术装备作业