物流设施与设备项目五.ppt
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1、【学习目标】通过对项目一的学习,你应该达到以下目标:1知识目标:掌握包装印刷机械的内容 理解包装机械与包装印刷机械其它相关理论知识2能力目标:学习各种包装机械的分类、功能和结构熟悉各种常用包装机械的含义和图形掌握相关包装机械与包装印刷机械的使用技能。3素养目标:能够制定科学高效的包装作业方案培养团队合作精神,项目五 物流包装设备,【案例引入】纳米生物学在包装及食品包装机械中的应用纳米生物学的出现为食品工程的发展提供了一个崭新的平台。纳米技术使基因工程变得更加可控,人们可根据自己的需要,制造多种多样、便于人体吸收的纳米生物“产品”,农、林、牧、副、渔业也可能因此发生深刻变革,人类的食品结构也将随
2、之发生变化。用纳米生物工程、化学工程合成的“食品”将极大丰富食品的数量和种类,与之相适应的包装与食品机械也将应运而生。由于纳米陶瓷具有良好的耐磨性、较高的强度及较强的韧性,可用于制造刀具、包装和食品机械的密封环、轴承等以提高其耐磨性和耐蚀性。也可用于制作输送机械和沸腾干燥床关键部件的表面涂层。日本东京已有人在实验室研制成功自洁玻璃和自洁瓷砖。其表面有一层薄纳米TiO2,在光的照射下,任何粘污在表面上的物质,包括油污、细菌,由于纳米TiO2的催化作用,使这些碳氢化合物进一步氧化变成气体或者很容易被擦掉的物质。TiO2可用于制作包装容器、食品机械的箱体和生产车间等。德国一研究所以纳米硅基陶瓷制成的
3、特种不污染耐磨透明涂料,涂在玻璃、塑料等物体上,具有防污、防尘、耐刮、耐磨、防火等功能。可用于包装和食品机械上与食品直接接触的零部件的表面涂层。纳米SiC、Si3N4在较宽的波长范围内对红外线有较强的吸收,可用作红外吸波和透波材料,做成功能性薄膜或纤维,纳米Si3N4非晶块具有从黄光到近红外光的选择性吸收,,也可用于特殊窗口材料,以纳米SiO2做成的光纤对600nm以上波长光的传输损耗小于10dBkm,以纳米SiO2和纳米TiO2制成的微米级厚的多层干涉膜,透光性好而反射红外线能力强,与传统的卤素灯相比,可节省15的电能。这些特性可用在食品机械的红外干燥和红外杀菌设备上。经研究证明,将3040
4、nm的TiO2分散到树脂中制成薄膜,成为对400nm波长以下的光有强烈吸收能力的紫外线吸收材料,可作为食品杀菌袋和保鲜袋最佳原料。纳米SiO2光催化降解有机物水处理技术无二次污染,除净度高,其优点是:1、具有巨大的比表面积,可将有机物最大限度地吸附在其表面;2、具有更强的紫外线吸收能力,因而具有更强的光催化降解能力,可快速将吸附在其表面的有机物分解掉。这对污水处理量较大的食品企业提供了有力的技术支持。介孔固体和介孔复合体是近年来纳米材料科学领域引人注目的研究对象,由于这种材料较高的孔隙率(孔洞尺寸为250nm)和较高的比表面,因而在吸附、过滤和催化等方面有重要的应用前景。对纯净水、软饮料等膜过
5、滤和杀菌设备又提供了一个广阔的发展空间。食品机械工作环境恶劣,对润滑剂要求较高,而通常润滑剂易损耗、易污染环境。磁性液体中的磁性颗粒尺寸仅为10nm,因此不会损坏轴承,而基液亦可用润滑油,只要采用合适的磁场就可以将磁性润滑油约束在所需的部位,保证了机器的正常运转。纳米磁致冷工质。磁致冷发展的趋势是由低温向高温发展,构成磁性的纳米团簇,当温度大于15K时,其磁熵变高于GGG(Gd3Ga5012),成为1530K温区最佳的磁致冷工质。1997年,美国利用自旋系统磁熵变的致冷方式,研制成Cd为磁致冷工质的磁致冷机。它与通常的压缩气体式致冷方式相比较,具有效率高、功耗低、噪声小、体积小、无污染等优点。
6、这为食品冷冻和冷藏设备又开辟了新的途径。,橡胶和塑料是包装和食品机械应用较多的原材料。但通常的橡胶是靠加入炭黑来提高其强度、耐磨性和抗老化性,制品为黑色,不适宜用在食品机械上。纳米材料的问世使这一问题迎刃而解。新的纳米改性橡胶各项指标均有大幅度提高,尤其抗老化性能提高3倍,使用寿命长达30年以上,且色彩艳丽,保色效果优异。普通塑料产量大、应用广、价格低,但性能逊于工程塑料,而工程塑料虽性能优越,但价格高,限制了其在包装和食品机械上的大范围应用。用纳米材料对普通塑料聚丙烯进行改性,达到工程塑料尼龙6的性能指标,且工艺性能好、成本低,可大量采用。以上仅在几个方面列举了纳米材料在包装与食品机械上的应
7、用,但已充分显示出纳米技术和材料举足轻重的地位。相信在包装与食品工业行业技术人员的努力探索和开发下,纳米材料的明天将更加灿烂夺目。,知识要点一 包装设备概述包装机械是指完成全部或部分包装过程的一类机器。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,例如:清晰、干燥、杀菌、计量、成型、标记、紧固、多件集合、储装组装、拆卸及其他辅助工序。从广义而言,现代包装机械的含义和领域很广,包括各种自动化和半自动化的包装机、运输包装机械、包装容器的加工机械、装潢印刷机械等。这些相互密切联系的机械设组成了现代化的包装机械体系。,【知识要点】,一、包装机械的功能包装机械和其他自动机械一样,它
8、的功能主要体现在以下几个方面。1实现包装机械化和自动化,从而大大提高生产效率例如:一条洗衣粉包装自动线,几个人操作可以替代几百人的工作;某公司生产的啤酒灌装机的生产率高达36000瓶/h(640ml),这是手工灌装无法比拟的。2提高包装质量,增强保护内装物的可靠性传统的手工包装无法使成千上万件包装和内装物保持在同一个包装质量水平,采用机械包装,就可以根据设计要求,按照需要的式样、大小,做到规格化、标准化包装,从而保证包装质量符合国家标准。由于计量准确,物品包装的外观整齐、封口严密,提高了物品的包装质量并可延长物品的保质期,增强了市场销售的竞争力。3可以降低包装成本,节省原材料,节约总投资费用例
9、如:棉花、烟草等的松散物品,当采用压缩包装机打包,可以大大缩小体积,节省包装材料,还节省了仓库容积,增大储存量、减少保管费用,运输时还可以多装,从而节省运输费用。采用包装机械包装液体、粉状物品时,可减少液体物品外涌、粉尘物品飞扬等,这样既能防止物品的散失又能保护环境且节约原材料,降低成本。,4可以改善工作环境,减轻工人劳动强度,加强劳动保护,防止环境污染例如:粉尘或有毒物品,采用人工包装,难免影响环境及包装工人的身体健康,采用机械包装,不仅速度快、质量好、效率高,而且可以减少或防止污染。5可以节约基建投资用包装机械来包装物品,物品、包装材料与包装容器的供给都比较集中,包装工序可以安排的比较紧凑
10、,充分利用高度空间,减少了人工包装物品所需的占地面积,这样可以节约基建投资。6可以促进包装工业的发展由于包装作业的机械化,促进包装材料、容器等领域有新的发展,从而使包装工业得到更快的发展。,二、包装机械的种类与构成1包装机械的种类包装机械设备可分为以下三大类。包装材料或容器的加工制造机械设备例如:制瓶、制罐机械,塑料容器加工机械等。装潢印刷机械设备包装印刷机械的范围较广,机械种类和型号比较复杂,有制版机械、印刷机械、印后加工机械等。印刷机的种类很多,有各种分类方法主要分类如下。按印版类型分为凸版印刷机、平版印刷机、凹版印刷机、孔版印刷机。按印刷幅面大小分为微型八开印刷机、小型四开印刷机、对开印
11、刷机、全张印刷机、双全张印刷机。按印刷面分为单面印刷机、双面印刷机。按印刷色数分为单色印刷机、多色(双色、四色、五色、六色、八色)印刷机。按印刷纸张形式分为单张纸印刷机、卷筒纸印刷机。按印刷过程施加压力的形式概括为平压平型印刷机、圆压平型印刷机、圆压圆型印刷机。,http:/,物品包装机械设备物品包装机械设备是指完成全部或部分包装过程的机器。按包装机械的功能分类我国标准以包装机械物品主要功能的不同作为划分的原则,将包装机械分为12大类,各类包装机械型号,如表5-1所示。在同一类别中的包装机械物品按其功能原则可进一步划分。,http:/,按包装机械的自动化程度分类a)全自动包装机它指自动完成主要
12、包装工序和其他辅助包装上序的机器。b)半自动包装机它指由人工供给包装材料(容器)和内容物,但能自动完成其他包装工序的机器。按包装物品的类型分类a)专用包装机它指专门用于包装某种物品的机器。b)多用包装机它指通过更换或调整有关机构,用于包装两种或两种以上物品的机器。c)通用包装机。它指在指定范围内适用于包装两种或两种以上不同类型物品的机器。,2包装机械的构成包装机械尽管种类繁多,应用范围广泛,但就其基本结构和原理而言,一般都是由原动机、传动机构、工作机械、控制系统和机身等部分组成。动力部分包装机械的原动机,一般都是由电动机或者附加有液压泵和压缩机的电动机驱动的。传动机构传动机构因不同机型而异,但
13、主要传动零件不外乎齿轮、凸轮、棘轮、皮带、链条、螺杆等。工作机构工作机构是整个包装机械的核心部分,常采用活动机械构件或机械手来实现,也即由机械、电动或气动元件配合起来执行的。控制系统各机构间的自动循环是由控制系统协调的。控制方法有电控制、气动控制、光电控制和射流控制,其中最普遍的是机电控制。机身机身是整个机械的刚性骨架,所有的机构或装置都安装在它上面。机身必须稳固、重心要尽可能低,才有利于机械运转平稳。,三、包装机械的特点包装机械主要应用于食品、医药、化工及军事等多种行业,具有以下特点。1种类繁多由于包装对象、包装工艺的多样化,使包装机械在原理与结构上存在很大差异,即使是完成同样包装功能的机械
14、,也可能具有不同的工作原理和结构。例如:颗粒药片包装可以采用热成型一充填一热封口包装机或对塑料瓶采用计数充填机和旋盖机等完成。2更新换代快由于包装机械不断地向高速化发展,机械零部件极易疲劳,并且随着社会的进步对包装机械的要求也越严格,为满足市场需求,包装机械应及时更新换代。3电动机功率小由于进行包装操作的工艺力一般都较小,所以电动机所需的功率也较小,单机一般为0.220kw。4多功能性包装机械不属于经常性消耗物品,是生产数量有限的专业机械,为提高生产效率、方便制造和维修、减少设备投资,目前包装机械大都具有通用性及多功能性。,知识要点二 包装机械一、包装机械常用装置1给料装置包装加工过程中,须先
15、将内装物送到机器的料仓中,再借助给料装置,将内装物送往计量装置计量后完成定量包装。物品的给料方式有重力式、振动输送式、带式输送式、链条输送式、螺旋输送式、泵送式、转轮及滚道输送式等。重力给料装置它是一种简便的给料方式,位于包装机上部料仓中的内装物,在重力作用下即向低位流送,但在流送过程中应防止结拱与搭桥等堵塞现象。振动输送给料装置这是以振动输送机作为内装物的给料装置。它是运用振动技术,对松散颗粒内装物进行中、短距离输送而给料的。这种装置的优点是耗能少,能送高温物品,并可同时进行内装物的分选、定向、冷却或干燥多种作业,能防止尘土飞扬和杂物掺入;缺点是振动噪声大,输送物品有局限性。,带式输送给料装
16、置它是一种应用广泛的连续输送机,适用于输送散粒物品、块状物品及成件物品,其形式有单条输送带的输送机,多条输送带组合的输送机,串联或并列组合的输送机等。螺旋输送给料装置它是一种简单的连续式输送机,适用于输送松散状态的干燥物品,也适用于块状或成件物品。黏性大、温度高的物品不宜用螺旋输送机输送,因为容易造成阻塞而中断输送。链条输送给料装置。它是用环形链条作为牵引构件的输送机械,环形链条在驱动装置驱动下连续运行,被输送物品由装在牵引链条上的附件推动或拖曳下前进。这种装置随牵引链条及其附件的不同而分为普通链条、滚轮链条、长链板链条、平板式链条、推板式链条和链条提升等多种输送给料装置。液态及黏稠性物料输送
17、装置输送各种液态或黏稠性物料均采用泵、管道及阀门等组成的管路系统。液体物料自储藏罐通过泵的抽吸加压,沿输送管道系统输送到包装机的储料箱中,尔后再注入包装容器内。,轮转式给料供料机由料仓或料斗进行给料时,除利用重力作用给料外,有些情况还要使用回转式给料机。常见的有转鼓式和转盘式两种轮转式给料供料机。转鼓式给料机上口与料仓相连接,物晶靠重力及其与转鼓表面的摩擦力,在转鼓转动时实现给料,咽道内装有调节闸,用以调节单位时间的给料量,适用于流动性好的松散粉粒物品给料;转盘给料机适用于干燥的流动好的松散细粒物品给料,在容积计量中得到应用。辊轴式输送装置辊轴式输送装置又称输送辊道,它由辊子和机器构成,输送辊
18、道按能承受的载荷大小可分为微型、轻型、中型、重型、特重型五种,可对物品作水平或倾斜输送。结构上有单排滚道和多排滚道之分。,2计量装置物品定量包装时,必须根据内装物的不同而采用相适应的计量装置。计量装置容积计量法是根据一定体积内的松散状态粉粒物品,为某个定量值这一基本原理进行计量的。常用的容积计量装置有量杯计量、转鼓计量、螺杆计量、膛腔式计量等装置。称量装置是指用平衡器对包装物品进行计量的装置。在包装机械中常用它进行粉末、细颗粒及不规则的小块等松散物品的包装定量。连续称量等分截取计量装置这种装置由称量检测装置(电子秤)、电子调节系统、物品截送装置、供料及其控制系统、等分截取装置等部分组成。适用于
19、松散、散堆密度不稳定,且允许波动幅度较大又无一定规律的物品进行计量包装。规则形体物品的包装计量规则形体的物品包括:香皂、糖果、书籍等,由于其形体与量值的均一性好,给包装计量带来很大方便。液体物料的包装计量装置液体物料有纯液体、液汁、溶液或乳浊液等,它们与松散态的细粉粒物品比较,液体物料具有流动性好、密度比较稳定等特性,其包装计量要比松散态细粉粒物品容易。常采用液位控制定位法、计量杯定量法和定量泵定量法等来进行包装计量。,3包装容器与包装材料的供给装置包装时,物品经定量装置计量后,即装、填入包装容器中或送到裹包材料片上,由包装机完成作业。包装容器或裹包材料可以采用手工供给或自动供给方式进行,包装
20、容器或裹包材料的自动供给采用专门的自动供给装置系统来实现。刚性包装容器的供给装置刚性包装容器是用金属薄板、玻璃、陶瓷及塑料等制造的容器。其特点是具有特定的结构形体、刚性强、稳定性好、质地致密、质量较大等,其容器类型有瓶、罐、筒、盒等。刚性包装容器的供给装置系统通常由容器输送装置、定距分隔装置及传送装置等组成。容器输送装置承接包装生产线上送来的容器,向自动包装机运送,经定距分隔装置将包装容器分隔开并使之定距排列,再由传送装置把容器依次定时地转送到包装机的装料工作台上。袋类包装容器的供给装置袋类包装容器是一种应用广泛的包装容器,大多用纸、塑料薄膜、复合材料或纤维织物等制成。它具有包装适应性好、成本
21、低、原材料丰富、废弃包装易于处理等特点。包装袋结构形式有扁平袋、中式信封袋、枕式袋、圆柱形袋、方柱形袋等。单页包装材料的供给装置有些物品常采用裹包方式包装。裹包用的包装材料一般为单页材料,也有卷盘材料。包装生产中除了直接用来裹包的单页材料外,还有商标、标签、封签等也常为单页式。这些单页包装材料在完成其前期加工后,都按规定的尺寸裁切,经整理成叠后才供包装机使用。,卷盘式包装材料的供给装置卷盘式包装材料的应用日益广泛,常用的有纸卷、玻璃纸卷、塑料薄膜及复合材料等。卷盘包装材料在包装生产中缩短了辅助工作时间,减少了包装工时,提高了生产率,降低了包装成本,从而使包装质量得到提高。卷盘包装材料的供给装置
22、从结构上包括:卷盘包装材料的支承装置、引导装置、牵引输送装置及裁切装置等。对于用作外包装或对位置有严格要求的,还必须有定位检测装置和自动控制装置。纸盒和纸箱的供给装置在包装生产中,一般纸盒作为内装容器,纸箱则作为外包装容器。纸盒的制备大多用印有商标及说明图文的薄纸板,经压制折印,裁切而成盒坯,供制盒机或直接供包装机制成包装盒。纸箱的制备是用瓦楞纸板经印刷、压制折印、切坯成箱后再经折合备用。,4充填或灌装装置 内装物的充填或灌装是指将经计量装置定量好的物品,引导充填或灌装到包装容器中的装料作业过程。松散物品的充填和灌装装置松散物品主要是指粉末状、非规则形体的细颗粒、小块状物品以及液态物料等。其充
23、填或灌装方式有:重力式、真空式、等压式和强制加压式等。重力式充填或灌装是包装中应用广泛的方式,例如:液体、粉末、颗粒、固体块状物等的包装均得到了应用。重力式充填或灌装的控制装置将物品自储料箱或计量装置中在重力作用下排出,经导管或装填漏斗的引导而装填进包装容器中。真空自动充填或灌装是在自动包装机的充填或灌装系统中,设置机械真空装置。借助真空装置的作用使包装装载容器在进行流体物料的充填或灌料时间内,保持一定程度的真空,在储料箱与待装料容器内之间存在的压强差作用下,促使流体物料自储料箱通过阀门而灌装到容器中。等压式充填或灌装是指含有溶解气体的饮料食品充填和灌装时,必须先建立储液箱和装料瓶之间的等压,
24、使之相应于饮料中气体溶解的饱和压力,然后再进行装料灌注。对牙膏、香脂、果酱等黏稠度高、流动性差的膏状物料,必须采取强制的方法,即施加机械压力进行充填或灌装,称为强制加压式充填或灌装。,装箱包装的装填装置装箱包装是对经过初次包装及中间包装后的物品进行再次包装,将它们按规定的要求装入包装箱中作为大包装的包装过程。目的在于储运保管的方便和保护物品。装箱时,内装物的组合视其原包装特性及包装的要求而定。由于内装物的多式多样,初次包装容器的性能以及装箱时排列组合的不同,因而装箱的方式就多样,一般而言有重力装填法、机械推送装填法和机械手装填法等几种方式。5包装件的封口装置此类装置随封口方法的不同而异,主要分
25、类如下。刚性容器的封口装置该装置系统是由包括:盖或塞等封口元件的供给装置;装载了包装物品的罐、瓶、盒的输送装置;将盖、塞等封口元件加在瓶、罐、盒上以及实现封口连接的装置等组成。袋类容器的包装封口装置袋类容器的封口方式和装置与容器材质直接相关。例如:纸质材料必须用粘接材料或其他材料来实施封接;塑料及有塑料膜层的复合材料制造的袋类,一般采用热熔封接方式进行直接封口,也可以用粘接材料或机械性封接方法实施封口的封接,裹包机械装置裹包包装是一种常见的软性包装方式,能适应包装的物品范围很广。裹包用的柔性材料品种较多。裹包机械装置由折叠器具和折叠执行机械所组成,有多种多样的结构形态,常见的有底部裹包接缝,两
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