DR材饮料罐充氮杀菌工艺研究项目概述

DR材饮料罐液氮加注及杀菌工艺研究模拟液氮加注及杀菌工艺研究项目组内容提要1项目研究背景、目标3试验结果及分析2项目实施的技术路线、技术关键点5存在的问题及解决方案4工艺应用与推广1、项目开展的背景、目标配合公司0.10～0.15mmDR材三片罐新产品的开发、应用和推广及公司未来二片罐的生产、推广。液氮加注在PET瓶和二片罐领域已被广泛采用于节材的补强及除氧保质，但在三片罐领域的应用刚开始，在DR三片罐领域尚属空白。背景目标2、项目研究的实施技术路线室内模拟研究中试线工艺验证及完善生产工艺定型及推广2、项目研究的关键点关键点充氮量盖子强度环境效应（T、P）反压值3、试验结果－室内试验－试验目标（检测项目）室内试验目标充氮目标内压值确定；杀菌反压工艺确定；实罐性能评估；DR材饮料罐盖耐压抽真空径向承压充氮实罐承压空罐实罐杀菌过程中罐内压压力测试罐内压力测试底盖变形量测试检测项目盖强度罐身强度空罐径向承压抽真空液氮加注内压值上限内压值下限获得目标内压值灌装参数加注参数检测内压值及盖变形量杀菌，测量罐内外压差封盖实罐承压强度验证精确结果：0.15mm691#饮料罐液氮加注目标内压值：0.30~0.60bar3、试验结果－室内试验-目标内压值确定产品热灌装充氮后入锅加压至2.5bar，冷却直至80℃泄压。3、试验结果－室内试验-杀菌反压参数确定包装车间成品仓库区域分销点消费场所商店超市振动跌落货架消费者振动跌落振动冲击堆码冲击跌落冲击跌落冲击汽运500—2000KM叉车装卸10层3托3、试验结果－室内试验-实罐性能评估试验类型3、试验结果－室内试验-实罐性能评估试验类型确定堆码载荷计算公式L=W×(H-1)×F×9.8,W为运输包装件质量(7.4kg),H为堆码层数30层，劣变系数F取值1.5，试验载荷L为3155N,加压到试验载荷后，样品变形量为1mm,轴向承压满足产品堆码要求。压力试验GB/T4857.4－20083、试验结果－室内试验-实罐性能评估试验类型斜面冲击试验GB/T4857.11-2005斜面冲击试验，DR样罐的凹瘪程度要轻于红牛产品。3、试验结果－室内试验-实罐性能评估试验类型确定依据国标方法，DR材罐罐身变形＜红牛产品，底盖变形DR材罐＞红牛产品。跌落实验GB/T4857.5-19923、试验结果－中试试验－试验目标中试试验目标确定0.15mmDR材饮料罐灌装液氮加注工艺；杀菌反压工艺；内压值范围及内压稳定性；试制5万罐充氮高温反压杀菌乐K饮料；3、试验结果－中试试验－湖北元阳中试试验线布局示意图料液前处理封口机灌装机内压检测充氮机装笼卸笼1#1#4#3#2#5#6#8#7#液位检测内压检测喷码/装箱热水罐冷却水塔冷却水池3、试验结果－中试试验－“四联一”杀菌锅示意图5#6#8#7#热水罐冷却塔冷却池蒸汽将四台杀菌锅共用一个热水罐，以充分利用空间和能源。实际中仅有两台杀菌锅杀菌会同时处于升温恒温阶段，不会发生冲突。四联一杀菌锅3、试验结果－中试试验－单组杀菌锅示意图冷却水从锅底部进入，对锅内热水汽压力的降低几乎无影响。避免了冷却水从锅顶部喷淋造成的瞬间降压。热水罐与杀菌锅联合在同一回路中，相当于增加了杀菌锅的空间，当系统压力有变化时，有缓冲效果。两种方式结合，避免在冷却进水时压力急剧降低形成三角压而造成底盖凸起。热水罐杀菌锅冷却段压缩空气蒸汽单组杀菌锅3、试验结果－中试试验－灌装液氮加注工艺灌装量：243ml-249ml灌装温度：75℃-77℃灌装速度：200CPM液氮加注喷嘴：0.065inch液氮加注时间：55ms加注到封盖的距离：600mm灌装液氮加注工艺3、试验结果－中试试验－试制生产现场3、试验结果－中试试验－杀菌反压生产工艺参数801221224000.511.522.530204060801001201400123043温度压力高温杀菌反压控制参数3、试验结果－中试试验－反压杀菌约4300罐/锅3、试验结果－中试试验－罐内压力检测压力70％以上位于0.3-0.55bar内瘪罐1230罐，压力值范围－0.1-0.1bar;凸角爆罐约70罐,压力值范围≥0.7bar;废品率：2.63％3、试验结果－中试试验－试制产品外观底盖鼓起高度范围：2.0～2.6mm最大鼓起高度：3.2mm3、试验结果－中试试验－批量试制产品压力值范围0－0.6bar装箱48000罐3、试验结果－试验小结试验结果小结0.15mm691#DR饮料罐的理想充氮目标内压值:0.3－0.6bar。应用于121℃高温杀菌的反压值为2.5bar左右。0.15mmDR饮料罐在目标充氮内压范围内实罐性能优于现有生产工艺条件下的SR0.20mm红牛饮料罐。现有设备技术可以使0.15mmDR691＃饮料罐满足高温杀菌技术性能要求。灌装充氮高温反压杀菌工艺参数仍可继续优化。4、工艺推广与应用工艺推广与应用设备配置方案生产工艺类型技术培训与售后支持技术改造成本分析4、工艺推广与应用－生产工艺类型一物料准备液氮加注灌装内压检测喷淋冷却内压打检机喷码包装入库巴氏杀菌（强酸性饮料）产品卸罐洗罐灌装料液前处理充氮封盖内压检测液位检测装笼卸罐高温反压水淋杀菌卸笼内压检测及剔除底盖喷码装箱高温高压杀菌产品（蛋白、茶等中性饮料）4、工艺推广与应用－生产工艺类型二设备名称生产厂家性能要求参考价格液氮加注机VBC精确到ms60W真空绝热管道VBC40m15W气液分离器VBC20W液氮槽进口10吨20W内压打检机FIC20W内压检测机FIC20W高温反压杀菌锅改造使用压力3bar50W合计7/205W4、工艺推广与应用－设备配置方案一大中型饮料加工工厂设备配置设备名称生产厂家性能要求参考价格液氮加注机VBC精确到ms60W真空绝热管道国产汇流管路2W杜瓦罐进口2只汇流使用3W内压打检机FIC20W内压检测机FIC20W高温反压杀菌锅改造反压3bar30W合计6/135W中小型饮料加工工厂设备配置4、工艺推广与应用－设备配置方案二4、工艺推广与应用－设备介绍一最大加注速度：2000Cans/min通过测量盖子的挠度来衡量实罐的压力或真空。接近传感器产生持续的磁场来监视与金属盖之间的距离，并产生比例的模拟电压。持续的接近信号经过数字采样，产生有关盖子外型的品质数值。然后，外形数值与用户设定值进行比较。盖子挠度超出限定值范围的被剔除！内压打检机4、工艺推广与应用－设备介绍二4、工艺推广与应用－技术培训与售后支持技术服务&售后支持工艺方案设计人员操作培训&问题解答设备采购推荐设备安装&工艺调试支出项目说明方案一方案二固定资产增加，中速线液氮加注机及内压检测系统。中性饮料：0.0205元/can强酸性饮料：0.0155元/can物料损耗增加,液氮60mg/can；2元/L0.0012元/can.0.0012元/can.人员增加1名0.00025元/can0.00025元/can合计0.02195元/can.0.01695元/can.备注：成本折算按产能1亿罐分摊。4、工艺推广与应用－成本增加分析成本增加分析5、存在的问题及解决方案问题1：充氮内压稳定性控制解决方案：室内研究以实现更精确定量灌装温度、环境压力、封装速度与液氮加注参数之间定量关系，在此基础上进行中试试验验证和调整.问题2：卷封微漏检测与评估解决方案：a)在线检测：智能内压打检机；人工抽样测量。b)室内评估：加压检漏法（0.4MPa,恒压2min);保温试验法（实罐盖平面深度变化）；荧光法（加压荧光粉示踪渗透路径).5、存在的问题及解决方案下游客户&终端消费者中国的奥瑞金,世界的奥瑞金!China’sORG,World’sORG!