《灌装工艺技术》PPT课件.ppt

掌握灌装工艺及原理，掌握灌装机结构。,第三章 灌装工艺技术,液态产品的包装在包装行业中占有很大比例，这是由于液体包装涉及的行业广泛、品种繁多，如饮料方面的汽水、果汁、牛奶、矿泉水、蒸馏水、啤酒、果酒等；调味品方面的酱油、醋、味精液、果酱等；药品方面的针剂、糖浆、酊剂、气雾剂等；农药乳剂、化工产品的各种瓶装、化妆品等，要满足日益增长的液体产品的需要，就应大力发展液体产品的包装机械。,第一节 液体灌装工艺,那么,何谓灌装机呢?所谓灌装机就是将液体产品装入包装容器的机械称为灌装机。,液体产品按其粘度可分为：流体：在自身重力作用下即可以按一定速度流过圆管的任何液体。流速主要是受流体粘度和压力影响，一般粘度范围规定为1100厘泊，如酒类、果汁、牛奶、酱油等。半流体：在大于自身重力的压力作用下才能在圆管中流动的液体叫半流体，其粘度范围为1001000厘泊，如番茄酱、肉糜等。粘滞流体：产品粘度超过10000厘泊的，不属于流体和半流体的范围。如浆糊之类的产品属于这一范畴。,液体饮料，根据其是否溶有CO2气体，分为含气饮料和不含气饮料。,一.液体灌装的力学基础,层流：流体质点沿管轴做有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。紊流：流体质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的漩涡。当雷诺数Re4000时为紊流。,雷诺数（Reynolds number）一种可用来表征流体流动情况的无量纲数，以Re表示。Re=vd/，其中v、分别为流体的流速、密度与黏性系数，d为一特征长度。例如，流体流过圆形管道，则d为管道直径。利用雷诺数可区分流体的流动是层流或紊流，也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。,假设流过圆形管道截面的液体为稳定均匀层流，根据伯肖（Poiseulle）公式：,式中：Q-容积流量，m3/s；P-压力差，Pa；d-管道内径，m；L-管道长度，m；-动力粘性系数，Pa.s,断面平均流速为：,可得出结论：同一种液体，当管长L与管径d不变时，如果压力差P成倍增加，容积流量Q也成倍增加，平均流速同样成倍增加。同一种液体，当管径d不变时，如果管长L与压力差P均成倍增加，则容积流量Q不变，平均流速也不变。,二.液体灌装方法,按照灌装和定量基本功能实施的不同原理，液体食品可以有以下三类不同包装形式：一是先灌装后定量。目前大量在用的液体灌装阀就是在灌装的最后阶段通过定液位（液位传感器或排气管）间接计量定量，此种灌装常用于含气饮料包装（等压灌装）二是先定量后灌装。容积式灌装阀，就是每一个灌装阀都配有一个量筒（定量杯），由液位传感器控制其定量，液体先由料缸转移到定量杯计量，然后再灌装到包装物。此种灌装多用于不含气饮料和PET包装。三是边定量边灌装。这是一种配置电磁感应流量计的电子阀灌装机，是一种动态计量定量形式，电磁流量计用于流经该阀的液体的动态计量。,1.常压灌装原理：在常压下，利用液体自身的重力将其灌入包装容器内。适用于不含气，不怕接触大气的低粘度液体。灌装方法有两种：一种是由升降机构托着容器上升进行灌装；一种是灌装阀向下移动进行灌装。,正在灌装 完成灌装常压灌装1-贮液缸 2-排气管 3-灌装阀 4 弹簧 5-密封装置 6-灌装头 7-包装容器 8-升降机构,2.真空灌装原理：将包装容器抽真空后，再将液体灌入包装容器内。优点：能提高灌装速度；能减少包装容器内残存的空气，防止液体氧化变质，延长产品的保存期；能限制毒性液体的逸散；可以避免灌装有裂纹或缺口的容器。适用于不含气，怕接触空气而氧化变质的粘度稍大的液体，以及有毒的液体。,2.真空灌装纯真空灌装（真空压差灌装）：包装容器的真空度大于贮液箱的真空度（只对包装容器抽真空），液体在真空不等压状态下进行灌装。重力真空灌装（真空等压灌装）：贮液箱与包装容器（同时抽真空）具有相等的真空度，液体是处在真空等压状态下进行灌装。,纯真空灌装,液料经进液管10进入贮液箱5中，液箱内液位高度由液位控制浮桶6控制。灌装机设有真空泵，将真空气室1内的空气抽走；贮液箱通过两根真空指示管2与真空气室相通，指示管2内液面的升高值表示了真空气室的真空度。每一个灌装头8都有一个吸气管3和吸液管4分别通向真空气室1和贮液箱5，这样就组成了供液系统。,正在灌装 完成灌装重力真空灌装1-供液管 2-浮子 3-贮液箱 4-真空室 5-排气管 6-灌装阀 7-密封装置 8-容器 9-升降机构,3.等压灌装原理：先向包装容器内充气，使容器内压力与贮液箱内压力相等，再将贮液箱的液体物料灌入包装容器内。适用于：含气饮料。特点：可以减少CO2的损失，保持含气饮料的风味和质量；能防止灌装中过量泛泡，保证包装计量准确。,等压灌装,等压灌装原理。首先向包装容器中充气，使其压力等于贮液箱内气体压力，然后再打开进液口，在液料自重作用下流入包装容器内。过程：1充气等压。接通进气管2，贮液箱内气体充入瓶内，直到瓶内气压与贮液箱内气压相等。2进液回气。接通管道1和4，贮液箱内液体经管道1流向瓶内，瓶内气体由管道4排入贮液箱的空间内。当瓶内液面上升至h1时，淹没了管4的孔口，瓶内液面上的气体无法排出，液面停止上升，液体沿管4上升到与贮液箱的液面相同为止，停止灌装。3排气卸压。瓶子上部借助管2和管4同贮液箱气室相通，管4内的液体流入瓶内，瓶内液面上升至h2处，而瓶内相对应的气体沿管2排回贮液箱内。4排除余液。旋塞3转至管1，2和管4都与贮液箱隔开，当瓶子下降时，旋塞3下部管1内的液体流入瓶内，使瓶内液位升至h3，完成全部灌装过程。,4.压力灌装原理：借助外界压力（机械压力，气压，液压等）将液体物料压入包装容器。适用于：粘度较大，流动性较差的粘稠物料的灌装，可以提高灌装速度。对一些低粘度的液体物料，由于物料本身的特性或包装容器材料及结构限制，也可采用压力灌装。,4.压力灌装定液位式压力灌装（纯压力灌装）：将压力施加在物料上，通过在贮液箱上部空间加压的方法实现灌装，或者直接把产品泵送到灌装阀实现灌装。容积式压力灌装（机械压力灌装）：由各种定量泵（活塞泵，刮板泵，齿轮泵等）进行灌装计量，灌装压力由泵施加，以提高灌装速度。,定液位式压力灌装1-供液箱 2-供液阀 3-浮子 4-溢流管 5-灌装阀 6-密封装置 7-包装容器 8-物料泵 9-贮液箱,机械压力式灌装,当空瓶进至瓶托上，瓶托由凸轮作用上升，瓶口顶住灌装头8和滑阀5上升，滑阀覆盖住通道A，同时接通灌装阀通道C和活塞通道B。此时活塞杆在凸轮作用下上升，将活塞计量室内液料压入瓶内，瓶内的空气由灌装头上的孔隙排出。当活塞上移到最高点时完成一次灌装。紧接着装满物料的瓶子向下移动，同时滑阀5在弹簧作用下复位，滑阀弧形凹槽再次接通通道A和B，贮液箱的物料由贮液箱流入活塞内，活塞杆也同时在凸轮作用下下移，进行下一次灌装。,5.液位传感式灌装原理：利用传感方法，如极低的空气流传感装置，电子传感装置，检测容器是否到位，以及灌装液面的高度，并发出适当的信号启闭灌装阀。适用于：那些由于压力或真空作用，会出现鼓胀或凹陷的塑料容器，特别适用于狭颈塑料瓶和玻璃瓶的高速灌装，也可以用于难于清洗的液体物料的灌装。特点：包装容器在灌装过程中不需要密封；灌装速度比常压灌装和真空灌装快；灌装液位非常精确。,液位传感式灌装1-供液箱 2-供液管 3-浮子 4-控制器 5-界面阀 6-进液管 7-灌装阀 8-空气传感管 9-包装容器,6.隔膜容积式灌装原理：用一个挠性起伏隔膜在压力气体的作用下，将液体物料从贮液箱抽到灌装室，再注入到包装容器中。适用于：灌装较贵重的液体物料，特别适用于各种静脉注射液和针剂的灌装，可以灌装狭颈瓶。特点：可以保证液体物料的清洁卫生；灌装精度高；物料损失少；灌装速度快。,物料压入计量室 向容器灌装隔膜容积式灌装1-隔膜 2-计量室 3-灌装阀 4-贮液箱 5-液缸阀 6-进液管 7-包装容器,7.虹吸法灌装原理：利用虹吸原理，使贮液箱中的液体物料经虹吸管吸入容器。适用于：灌装低粘度不含气的液体物料特点：结构简单，但灌装速度较低。,虹吸现象原理：利用水柱压力差，使水上升后再流到低处。由于管口水面承受不同的大气压力，水会由压力大的一边流向压力小的一边由于连通器的两端液位的高度差产生的压力差，引起液体自行流动的现象称为虹吸现象。,虹吸法灌装1-进液阀 2-贮液箱 3-贮液杯 4-浮子 5-虹吸管 6-灌装阀 7-灌装头 8-包装容器,8.定时灌装原理：在流量和流速保持一定的情况下，通过控制液体流动的时间来确定灌装容量。恒容积流量定时灌装：常用回转定量盘式，回转泵式和螺杆式定时调节机构。调节灌装容量：改变回转盘的回转速度或灌装孔的尺寸，位置，可调节灌装容量。适用于：灌装中高粘度的液体物料特点：方法简单，设备便宜，没用“无容器不灌装”装置。,恒容积流量定时灌装1-供液管 2-上固定盘 3-下固定盘 4-回转盘 5-排料管 6-包装容器,8.定时灌装可控压差定时灌装：灌装容量依靠精确地控制液流时间来实现。灌装精度由灌装管口处压差的稳定性及液流时间控制的精确性来决定。适用于：灌装流动性比较好且不含气的液体物料，尤其适用于灌装精度要求比较高的贵重物料或药品，以及有剧毒或强腐蚀性的物料。特点：灌装精度极高；易于进行清洗或蒸汽消毒，实现无菌灌装；很容易转换灌装物料。,9.称重灌装原理：旋转工作台的每个工位都是拥有应变载荷元件的精密称盘，当容器进入工委，称盘先扣除容器毛重，然后精确控制液料流入容器；灌装过程计算机监控液料的流动速度和灌装量，并不断调节流速，使灌装精度达到最高。调节灌装容量：改变回转盘的回转速度或灌装孔的尺寸，位置，可调节灌装容量。适用于：对塑料，玻璃和金属容器进行低粘度或中等粘度液料的灌装。特点：容器在工作过程中不与灌装阀接触，也不要求密封；精确度极高。,三.各种液体灌装工艺的比较与选用各种灌装方法及代号,三.各种液体灌装工艺的比较与选用液料的粘度流体物料（粘度11000cP）可用任何方法灌装；半流体（100010000cP）可用LS，TF，TP，PV，DV或WF等方法灌装；粘滞体可用TF，PV两种方法灌装。2.包装容器的材料和刚性刚性容器用玻璃，金属，陶瓷或复合材料制成，适用于任何灌装方法；半刚性容器多用吹塑成型或热成型塑料制成，也可用纸板或复合材料制成，适用G，PG，LS，TF，TP，DV和WF等灌装方法；软性容器用塑料薄膜，塑料和金属箔复合材料制成，可用LS，TF，TP，DV或WF等灌装方法。,水的粘度为1厘泊，流动十分容易。1厘泊=水；3.2厘泊=牛奶；16.5厘泊=奶油；34.6厘泊=植物油；176厘泊=番茄酱；880厘泊=甘油1760厘泊=糖蜜；3000厘泊=胶水；8640厘泊=糖浆B；15200厘泊=酸奶油,三.各种液体灌装工艺的比较与选用3.包装容器的形状和容量窄领瓶（瓶口径38mm），气密金属罐，使用G，PG，TF或PV等灌装方法。4.灌装速度与灌装系统及容器的关系。气密罐通常采用高速灌装（350-2000瓶/min），可使用G或PV灌装方法；如果灌装含气饮料，则需使用PG灌装法（800-1500瓶/min）窄颈塑料容器常使用LS和WF灌装法，速度不超过400瓶/min；刚性窄颈容器常使用V或DV灌装法，速度不超过400瓶/min。,灌装机的分类：,第二节 灌装机械,旋转型灌装机的主要组成部分,包装容器的供送装置灌装液料的供送装置灌装阀,包装容器的供送装置,螺杆式供送装置。这种装置可将规则或不规则排列的成批包装容器，按照包装工艺要求完成增距、减距、分流、升降和翻身等动作，并将容器逐个送到包装工位等螺距螺杆供送装置。如图。变螺距螺杆供送装置。如图。特种变螺距螺杆供送装置。如图。星行拨轮。包装容器的升降机构。,星行拨轮,星行拨轮的作用是将螺杆供送装置送来的包装容器，按包装工艺要求送到灌装机的主传送机构上；或者将己灌装完的包装容器传送倒压盖机的压盖工位上。主要由包装容器的直径和高度来决定拨轮的尺寸。送瓶机构不仅要将瓶子分隔转弯,而且传递速度必须与洗瓶机的速度匹配,否则易出现倒瓶、缺瓶或阻塞现象,为了防止倒瓶时影响正常生产,某些灌装机在分件供送螺杆、拔轮的传动部分安装有离合器,一旦出现故障使其自动停转,有的还安装微动开关,当离合器脱开的同时,压迫微动开关,使全机停转。,星形拨轮结构简图 1-星形拨轮;2-拨轮盘;3-轴,升降机构,升降机构的作用是将送来的包装容器上升到规定的高度，以便完成灌装，然后再把灌装完的包装容器下降到规定位置。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,机械式升降机构,这种升降机构由固定圆柱凸轮偏置直动从动杆机构来实现。这种机构结构简单，但机械磨损大，在工作中,缓冲弹簧也容易失效,需要经常更换，工作可靠性较差。主要用于灌装不含气液料的灌装。,在一般旋转型灌装机中,由拔瓶轮送来的瓶子必须根据灌装工作过程的需要,先把瓶子升到规定的位置,以便进行灌装。然后再把己灌满的瓶子下降到规定的位置,以便拔瓶轮将其送到传送链带上送走,这一动作是由瓶的升降机构完成的。对于瓶的升降机构的要求是:运行平稳、迅速、准确、安全可靠、结构简单,常用的有下列三种形式,由于上滑筒与下滑筒间还可产生相对运动,这不仅保证了瓶口灌装时的密封,同时又保证了有一定高度误差的瓶子仍可正常灌装,滑道式升降机构1-升降杆；2-弹簧；3-托板；4-滑道；5-容器；6-机架,2）设计要点 为保证托瓶台与前工作台面高度一致，托瓶台高度应可调节：松开夹紧螺丝，旋转托瓶台至所需高度即可。为保证灌装时药液不会泄漏或溅出瓶外，控制瓶子升降的凸轮廓形(即滑道)：在行程的最高点处，应能使瓶口紧压在灌装头上；在行程的最低点处，应使瓶口远离灌装头。为避免凸轮机构受力过大：滑道的最大升角30；对空行程(瓶托下降时)因从动件受力很小，角可取大些(70)，以节省下降时间。3）特点：（1）结构较简单；（2）当机器出现故障时，瓶类容器仍可能沿滑道上升瓶容易被挤破（要求瓶子质量较高，特别是瓶颈不能弯曲）。（3）另外，压缩弹簧在工作中容易失效，工作可靠性差因此应设有保护或报警装置。,气动式升降机构,原理：当气源的压缩空气经气管7进入气缸2时，推动活塞3连同托瓶台1上升，完成升瓶动作。此时进气阀5关闭，排气阀4打开，使活塞上部气体从阀4排出。当打开气阀5时，使气体同时经管6，7进入气缸，并关闭阀门4，这时气缸上下两部分气压相等，瓶子再托瓶台和瓶子自重的作用下完成降瓶动作。这种升降机构,克服了机械式升降机构的缺点,因为它采用气体传动,有吸震能力,当发生故障时,瓶子被卡住,压缩空气好比弹簧一样被压缩,这时瓶子不再上升,故不会挤坏。但是,活塞的运动速度受到空气压力的影响,若压缩空气的压力下降时,瓶的上升速度减慢,以致不能保证瓶嘴与灌装阀的密封,若压缩空气压力增加,则瓶的上升速度快,导致瓶不易与进液管对中,又使瓶子下降时冲击力增大,如若灌装含气性气体,则容易使液料中的二氧化碳逸出。,气动机械混合式升降机构,以气动机构作托瓶升起、用凸轮推杆机构将已料瓶降下的综合式升降机构。它利用气动机构托瓶升起具有自缓冲功能,托升平稳。且节约时间的优点,同时又利用了凸轮推杆机构能较好地获得平稳的运动控制的特点,使托瓶升降运动得到快而好的工作质量。但此种托瓶升降机构的机械结构较为复杂。原理：当压缩空气进入环管9时，气体进入柱塞5经带孔螺钉3再进入套筒2上部空间，推动套筒2和托瓶台1向上运动，完成升瓶动作。升瓶速度受到凸轮导轨6和滚动轴承7的控制。,上述三种升降瓶机构各有其优缺点。在设计时,应根据灌装机的具体要求,进行具体的分析,选择和设计出先进合理,经济可靠的结构。,灌装液料的供送装置,液料供送系统贮液箱高度调节装置灌装液料的定量机构,灌装液料由贮液槽经泵(或直接由高位槽)及输液管将液体产品输入贮液箱,再由贮液箱经灌装阀输入待灌容器中,这就形成了整个灌装液料的供送系统。对于等压法、真空法有时还需对贮液箱充气或抽气。由此可见,不同的灌装方法就应有不同的供料系统。,液料供送系统,常压法供料系统等压法供料系统负压法供料系统负压法单室供送系统负压法双室供送系统负压法三室供送系统机械压力法供料系统。灌装粘稠性物料时，要加上外界机械压力才能完成灌装。,在常压下灌装的,因此,灌装系统较为简单。液体产品由高位槽或泵经输液管送进灌装机的贮液箱,贮液箱内液面一般由浮子式控制器保持基本恒定,但也有用电磁阀控制的,贮液箱内的流体产品再经过灌装阀的开关进入待灌容器中。,负压法灌装系统结构较复杂,形式较多,但根据其采用灌装方式不同,大体可分两种类型:一种方式是在待灌瓶和贮液箱中都建立真空,而液体是靠自重产生流动而灌装的;另一种方式是在瓶中建立真空,靠压差完成灌装。因此负压法灌装机的供料系统可有单室、双室、多室、三室等多种形式,单室属于前一种真空法灌装,其余属于后一种方法。,负压法单室供送系统：真空室与贮液箱合为一室的供料系统,原理：液料经进液管3进入贮液箱2内，箱内液面依靠浮子液位控制器10控制在规定范围内。贮液箱上部的气体被真空泵抽走形成真空室。灌装时，瓶子上升推压灌装阀时，灌装阀的气管接通瓶和贮液箱上空的气室，瓶内空气被抽走形成一定的真空度，液料在自重的作用下流入瓶内。当瓶内液面上升到灌装阀吸气管口时，液体停止下流，完成灌装。当瓶子下降时，灌装阀的下液管自动关闭，吸气管吸入的液料被吸回到贮液箱中。贮液箱内整个液面成为挥发面,故不宜灌装含有芳香性的液体,但它的总体结构比较简单,并容易清洗。单室真空灌装阀的开启需两次升瓶才能完成,故易出现磨损漏溢的问题。有的单室有真空阀、气阀、液阀是一起开闭,只需贮液箱的真空度大于阀口上液料的位压头,仍能保证瓶内不先被抽成一定的真空,液料就被封着不会泄漏,还有的单室真空阀,只设液阀,其气管是与大气相通的,这种结构更为简单,但势必增加了真空泵的负荷,贮液箱内真空度的稳定也受到一定的影响。,1-抽气管2-贮液箱3-进液管4-灌装阀5-瓶6-瓶托7-立柱8-齿轮9-机座10-浮子,双室：只有一个贮液箱与一个真空室的供料系统,液体产品经输液管10输送到贮液箱内,箱内液位由浮子液位控制器6控制,真空泵经真空管9将真空室1内气体抽走,使之形成真空,灌装机构有一进液管通往贮液箱,另有一抽气管通往真空室,一但瓶子顶紧灌装机构端部的密封垫,瓶内气体则被抽走,随后,液料在贮液箱与瓶内压差作用下流入瓶中,当瓶内液位升高至抽气管下缘时,继续流入瓶内的多余液体被抽进真空室,再经回流器回到贮液箱,当没有瓶子或瓶子破损时,不能由瓶中抽出空气,也就不能进行灌装。,与单室比较,这种双室供料系统减少了挥发面,但因余液经真空室直接流回贮液室,因此箱内液面难以控制稳定。,贮液箱高度调节装置,由于灌装机涉及的包装容器瓶子的规格很多,如640毫升的啤酒瓶其高度为2891.5mm瓶身直径751.6mm;350毫升的高度为2311.5mm,身径为63.511.2mm,小瓶汽水的高度为203mm,为了使一台灌装机满足多种瓶高的灌装，需要调节装有灌装阀的贮液缸与装有升瓶台的转盘之间的距离,使贮液缸能沿着立柱相对于转盘作上、下移动中央调节式无导向机构的调节装置有导向机构的调节装置三支柱调节式,无导向机构的调节装置,原理：先松开紧固螺栓3，再转动贮液箱，到合适高度，将灌装阀和托瓶台中心位置对准，最后紧固贮液箱。无导向机构，灌装阀和托瓶台对中性不易保证，贮液箱运转时稳定性差。适用于广口瓶灌装。同时由于采用中央螺纹支承,贮液缸运转时稳定性也较差,转动液缸中央调节式1-贮液缸底部立轴,2-法兰式螺母3-固定螺栓,4-下转盘,有导向机构的调节装置,松开锁紧螺母1，退出销轴2，转动蜗轮、蜗杆，使贮液箱上下移动，达到所要求的高度。调节方便，贮液箱稳定性好。因采用手工调节，适用于小型灌装机。,动画演示,蜗轮蜗杆式中央瓶高调节机构原理图1-压紧螺母,2-销轴,3-传动键,4-下部立轴,5-蜗轮,6-蜗杆,7-下罩壳,8-上转盘,三支柱调节式,松开压紧螺母4，摇动手轮7，此时链轮转动，螺母9可使三根立柱10同时升降，实现贮液箱的高度调节。大型灌装机可用电机代替手轮工作。,3.电动调节式对于较大型的灌装机,为了代替费力的手工调节,有的采用电机减速后带动调节螺杆,使贮液缸升降达到所需的高度。,灌装液料的定量机构,控制液位定量法定量杯定量法定量泵定量法电子式定量法,准确的定量灌装不但与产品的成本有着直接的关系,同时也影响产品在消费者心中的信誉。包装物品的定量一般有重量定量和容积定量两种。重量定量由于要增添秤等计量衡器,所以机器的结构比较复杂,适用于比重经常变化的固体物料;容积定量机器的定量结构比较简单。液体产品一般易采用容积式定量,常见的有如下几种方法:,控制液位定量法,采用控制灌装容器内液体的高度来达到预定的灌装量。原理：瓶子上升顶开橡皮垫5，使滑套6和灌装头7之间出现间隙，液体流入瓶内，瓶内气体经排气管1排至贮液箱9中。当瓶内液面达到排气管口时，气体不再排出，液料继续流入瓶内，瓶内气体被压缩，根据连通器的原理，瓶内液料沿排气管一直上升到贮液箱9液面水平，则停止进液。当瓶子下降脱离橡皮垫5时，弹簧4使灌装头7与滑套6封闭，排气管内液料流入瓶内，完成一次灌装。调节排气管1伸入瓶内的高度，可以改变灌装量。,动画演示,这种方法是通过控制被灌容器中液位的高度以达到定量灌装的目的。因为每次灌装的液料容积等于一定高度的瓶子内腔容积,故习惯称它为“以瓶定量”。该法结构比较简单,不需要辅助设备,使用方便,但对于要求定量准确度高的产品不宜采用,因为瓶子的容积精度直接影响灌装量的精度。,定量杯定量法,先将液料注入定量杯内，再将定量杯内的液料注入包装容器内。原理：在待灌瓶进入灌装工位前，定量杯1浸入贮液箱14中，液料充满定量杯。随着待罐瓶上升，瓶嘴将灌装头8、进液管6和定量杯一起抬起，使定量杯上口超出贮液箱14的液面。此时，进液管隔板11两边的上孔12和下孔10均与阀体中的中间槽13相通，使定量杯内的液料由管2流入瓶内，瓶内气体由透气孔9排出。当定量杯内液料下降至调节管2上口端面时，灌装过程结束。调节定量调节管2在定量杯内的高度、更换定量杯，可以改变灌装量。此法不适用于灌装含气液体，因为定量杯在贮液箱内上下运动，使气体产生气泡，影响灌装定量精度。,动画演示,定量泵定量法,先将粘稠液料用机械压力注入活塞缸内定量，再注入到包装容器内。每次灌装量等于活塞缸内液料的容器。原理：瓶子上升，灌装管嘴3进入瓶内，同时活塞杆4下降，接通进液流路7，液料进入活塞缸6内完成液料的计量。然后，三向阀回转换向，切断进液流路7，同时打开充填流路2，活塞杆4上行，将活塞缸内液料推入瓶内，进行灌装工作。当活塞上升到活塞缸最上面时，灌装结束。瓶托带动瓶子下降脱离灌装嘴3。,动画演示,比较上述三种定量方法,从定量精度来看,第一种方法由于直接受到瓶子容积精度以及瓶口密封程度的影响,其定量精度不及后二种方法高,若从机械结构看,第一种显然最为简单,因此,它自然得到广泛应用。定量方法的正确选择,主要应考虑产品所需要的定量精度,如我国对640毫升啤酒部颁标准为10毫升,国外为3毫升。对瓶装酒类等按高度定量的产品,最好不超过1.5毫米,容积误差最好控制在0.4,越是名贵的产品,显然其误差应越小。定量方法的正确选择,还应考虑到液料本身的工艺性,例如对含气饮料灌装若采用定量杯定量法,则贮液箱内的泡沫反倒可能降低定量精度,因此,在这种情况下,一般以采用控制液位高度定量为好。,电子式计量法,原理：在灌装阀2中有两个大小不相同的液道，液体通过液道时，由负载传感器随时地边灌装液体边测量液体重量，当充填的液体接近规定的充填量时，灌装阀则可转换成小流量的回路，因而灌装量精度非常高。当灌装量改变时，只要变更数据开关的给定值，即可瞬时实现。,灌装阀,将贮液箱中的液料充填到包装容器内的机构称为灌装阀。它是贮液箱、气室、包装容器间液料的通道。主要由阀体、阀端、阀门、密封元件、开闭件等组成。分类根据阀门的数目分：单阀型灌装阀双阀型灌装阀多阀型灌装阀根据阀门启闭的运动形式分：单移阀旋转阀多移阀,单阀型灌装阀,只有一个气阀或液阀工作原理：当瓶子上升至瓶口与灌装阀6紧闭贴合时，定量杯5在凸轮2的作用下上升，并将定量杯提出液面。这时，负压系统接通，抽出瓶内空气。在定量杯液面常压和瓶内负压之间压差的作用下，定量杯内液料被吸入瓶内，然后，瓶子和定量杯5分别下降复位。此时负压仍接通，灌装关口内余液被吸入管内，不产生滴漏线现象。适用于灌装农药。,双阀型灌装阀,既有液阀又有气阀的灌装阀称为双阀型灌装阀。如：重力式负压法灌装装置中，有一个气阀和一个液阀。,多阀型灌装阀,有液阀、气阀、回气阀的阀体结构称为多阀型灌装阀。如：等压法灌装阀中有液阀、充气阀、回气阀、压力释放阀、清洗阀等。,单移阀,阀体中只有一个可动部件，它相对于不动部件做往复一次的直线运动。端面式单移阀。利用阀件端面来启闭液体通路。柱面式单移阀。利用轴向移动的阀件切换在圆柱面上的孔道来切换液体通路的。如图：阀蝶在灌装过程中是固定不动的，当瓶子上升时，瓶口顶住橡胶垫圈后再上升一段距离，使阀心和阀蝶脱开，液料流入瓶内。灌装完后料瓶下降，弹簧力使阀心复位，阀心和阀蝶锥面紧密结合，灌装停止。适用于广口玻璃瓶和马口铁罐等容器的灌装。,旋转阀,阀体中可动部件相对不动部件在开闭阀门时做往复一次或多次的旋转或摆动，在摆动两极限位置，由可动部件上的孔眼是否对准不动部件上的孔眼来实现液体通道的开闭。灌装程序：第一步，当瓶子上升到与密封圈14接触后，凸轮转动，进气管4与瓶内接通，贮液箱上部带有压力的气体进入瓶内，使瓶内气压与贮液箱上部的气压相等。第二步，凸轮转动，旋塞关闭进气管4，接通液体通道6和10及排气通道11，贮液箱中液料在等压作用下依靠重力流入瓶内，瓶内气体通过排气管11被压回贮液箱液面上部。第三步，当瓶内液料上升到规定高度时，凸轮转动，旋塞切断液体通道和排气通道，这时阀体下部的排气道和进气道通过旋塞锥体表明纵向孔道与大气接通，降低瓶内残留气体的压力。第四步，凸轮转动，旋塞关闭所有通道，并切断与大气的通路。,动画演示,多移阀,阀体中有几个可动部件相对于不动部件在开闭时做多次往复直线移动或摆动。,旋转型灌装机主要存在的问题 此类灌装机具有结构紧凑,连续生产效率较高等优点,但还存在着如下问题:(1)结构比较复杂,如它的灌装系统是比较复杂的,轻工机械发展的方向是力求结构简单、体积小、重量轻。(2)传动机构庞大。如主轴采用了较大的轴承。(3)成本太高。如酒缸采用不锈钢可铸铜等材料,增加了成本。(4)加工要求高,特别是密封问题另外,由于传动系统在主机的下方,带来了维修麻烦,同时由于主机的旋转运动,它的转速受到离心力大小的限制,也限制了生产能力的提高。,思考题1 什么是常压灌装，真空灌装，等压灌装，压力灌装？各有什么特点？适用于哪类产品？2 纯真空灌装与重力真空灌装有何异同？3 常用的固体充填方法有哪些？各是如何计量充填量的？4 请给下列产品选择合适的充填方法，并说明选择的理由。酱油，啤酒，果酱，红糖，油炸土豆片，药片，牙膏。,5 为什么真空灌装方法可以避免给有裂纹或缺口的容器灌装？6 虹吸法灌装工艺中，灌装阀和贮液杯的作用是什么？7 螺杆充填工艺中搅拌器的作用是什么？8 使用非刚性容器进行真空容器充填，应采取什么措施来保证充填过程中包装容器不塌陷，不变形？,end,