自動(dòng)清洗、灌注、封罐設(shè)備在飲料包裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用

自動(dòng)清洗、灌注、封罐設(shè)備在飲料包裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用

1食品工業(yè)的發(fā)展歷程食品和飲料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展使包裝技術(shù)在概念和質(zhì)量上取得了新的進(jìn)展。具有低成本、可靠的環(huán)境保護(hù)和美觀的產(chǎn)品形式是包裝技術(shù)領(lǐng)域的不斷目標(biāo)。90年代初,飲料工業(yè)掀起了一股熱浪,國(guó)外先進(jìn)的包裝技術(shù)和設(shè)備紛紛進(jìn)入我國(guó)。國(guó)內(nèi)的包裝設(shè)備在生產(chǎn)質(zhì)量和效率上同國(guó)外的相比,存在很大的差距,但正是這種差距促進(jìn)了食品包裝工業(yè)的發(fā)展。康利來(lái)食品有限公司利用軍工技術(shù)優(yōu)勢(shì)走自行設(shè)計(jì)、自行研制的道路。飲料包裝生產(chǎn)線與康利來(lái)工程總體設(shè)計(jì)相配套,集機(jī)械、電子于一體,實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量、高效率、低投入。目前第二代飲料包裝生產(chǎn)線已研制成功并投入使用,性能達(dá)到了生產(chǎn)和設(shè)計(jì)的要求。2生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)飲料包裝生產(chǎn)線是用于完成飲料包裝過(guò)程中的洗罐、灌注、封罐等工序作業(yè)的成套設(shè)備。由自動(dòng)洗罐機(jī)(ZXG-02)、自動(dòng)灌裝機(jī)(ZZG-02)、自動(dòng)封罐機(jī)(ZFG-02)自動(dòng)送罐機(jī)(ZSG-02)等四臺(tái)單機(jī)組成。圖1所示為該生產(chǎn)線總體結(jié)構(gòu)圖。各單機(jī)通過(guò)協(xié)調(diào)工作,自動(dòng)完成飲料灌裝作業(yè)全過(guò)程。該生產(chǎn)線的主要特點(diǎn)是工作安全可靠,自動(dòng)化程度高,操作、維護(hù)方便。凡與飲料接觸部分的所有設(shè)備均采用不銹鋼或其它符合食品衛(wèi)生要求的材料制造。該生產(chǎn)線更換個(gè)別專(zhuān)用附件,可滿足罐徑Φ50mm～Φ80mm,罐高80mm～150mm多種規(guī)格罐的灌裝生產(chǎn),具有一定的通用性。另外四臺(tái)單機(jī)均采用無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī),具有很強(qiáng)的調(diào)節(jié)性,便于整機(jī)的調(diào)試和不同工況的調(diào)節(jié)。3配電總重量單位正常生產(chǎn)效率50～80罐/分最大外形尺寸7300mm×1100mm×1900mm配套總動(dòng)力6.6kW總重量約3t耗水量約16t/h4各系列設(shè)計(jì)原則、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)4.1空罐送罐、收罐、罐ZXG-02型自動(dòng)洗罐機(jī)是一種具有清洗和消毒殺菌功能的全自動(dòng)洗罐機(jī)。它是利用強(qiáng)磁材料產(chǎn)生的吸力將金屬鐵罐吸附在輸送膠帶上,使罐先后經(jīng)過(guò)清水沖洗區(qū)和蒸汽消毒殺菌區(qū),隨后將清洗好的空罐送到傳送線上。(配套動(dòng)力0.55kW)。該機(jī)主要由機(jī)架、護(hù)罐架、送罐轉(zhuǎn)盤(pán)、磁力輸送裝置、回水槽、噴水噴氣裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)及電器控制系統(tǒng)等組成。機(jī)架是由角鋼焊制的框架結(jié)構(gòu);工作臺(tái)面復(fù)蓋不銹鋼板,兩個(gè)送罐轉(zhuǎn)盤(pán)面與工作臺(tái)面在同一個(gè)平面上;護(hù)罐架對(duì)罐起導(dǎo)向作用;輸送膠帶與轉(zhuǎn)盤(pán)外緣相切,保證送罐穩(wěn)定;磁力輸送裝置為封閉式結(jié)構(gòu),內(nèi)裝磁性材料,位于回水槽上部;回水槽下端為噴水噴氣裝置;水槽正面為玻璃擋板,便于觀察。傳動(dòng)系統(tǒng)安裝于機(jī)架內(nèi),其示意圖見(jiàn)圖2。4.2空罐口與罐內(nèi)均壓緊密封,無(wú)過(guò)錯(cuò)液位控制裝置ZZG-02型自動(dòng)灌裝機(jī)是一種16頭單室真空灌裝機(jī),它是利用罐內(nèi)形成的負(fù)壓產(chǎn)生的壓差進(jìn)行定量灌裝。輸送鏈板送到灌裝機(jī)的空罐通過(guò)分罐螺旋和撥盤(pán)將其送到升降托盤(pán)上,托盤(pán)升起將空罐口與灌注頭端面壓緊密封并打開(kāi)單向閥,與真空室連通,使罐內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài),在貯液箱與罐子間存在的壓差作用下,飲料由進(jìn)液通道進(jìn)入罐中,當(dāng)罐內(nèi)飲料上升至規(guī)定量時(shí),從進(jìn)液通道繼續(xù)進(jìn)入罐中的飲料被吸管抽回貯液箱,從而確保定量的準(zhǔn)確。該機(jī)靠回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將罐平滑送入和送出,在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)注入罐內(nèi)的液體不會(huì)發(fā)生滴漏。貯液箱內(nèi)裝有液位控制裝置,保持一定的灌裝壓力,灌裝量根據(jù)需要可預(yù)先調(diào)節(jié)。該機(jī)主要由灌裝系統(tǒng)、真空發(fā)生系統(tǒng)、送罐機(jī)構(gòu)、托盤(pán)升降機(jī)構(gòu)、機(jī)座、工作臺(tái)、傳動(dòng)系統(tǒng)及電器控制系統(tǒng)等組成。4.2.1貯液箱內(nèi)部分灌裝系統(tǒng)是該機(jī)主要部件,其作用是將飲料定量灌注入罐,主要由貯液箱、液位控制系統(tǒng)、液位顯示器、灌裝閥、旋轉(zhuǎn)接頭等組成。貯液箱中央的進(jìn)液管上端通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭與進(jìn)液通道及真空通道相連,其下端與浮箱式液位控制裝置相連。貯液箱內(nèi)上部空間為真空室,與真空管路相通,貯液箱側(cè)面安有液位顯示器。在貯液箱下端對(duì)應(yīng)托盤(pán)處裝有16個(gè)結(jié)構(gòu)相同的灌裝閥。4.2.2產(chǎn)生一定的真空度真空發(fā)生系統(tǒng)是該機(jī)的重要組成部分,由它產(chǎn)生一定的真空度(可調(diào))。該系統(tǒng)包括真空泵、配套電機(jī)、貯水容器及管路附件,其輸出管路與旋轉(zhuǎn)接頭相連。4.2.3定距分隔機(jī)構(gòu)送罐機(jī)構(gòu)是由定距分隔機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)送機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向、定位裝置等組成。定距分隔機(jī)構(gòu)采用螺旋式定距分隔機(jī)構(gòu),右旋變距螺桿為此機(jī)構(gòu)主要部件。轉(zhuǎn)送機(jī)構(gòu)采用撥輪轉(zhuǎn)送機(jī)構(gòu),調(diào)節(jié)方便。4.2.4灌裝閥盤(pán)盤(pán)頂桿之間的約束副該機(jī)采用凸輪升降機(jī)構(gòu),其升降過(guò)程主要由一端面凸輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。在工作轉(zhuǎn)盤(pán)上對(duì)應(yīng)灌裝閥有16個(gè)托盤(pán),托盤(pán)與頂桿相連,頂桿下端滾輪與凸輪接觸。當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí),頂桿下端滾輪沿凸輪廓線運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)托盤(pán)完成由上升到下降的工作循環(huán)。該機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖3。4.3主要組成部件ZFG-02型自動(dòng)封罐機(jī)是一種六頭自動(dòng)封罐機(jī),該機(jī)最大優(yōu)點(diǎn)是采取了罐體與工作臺(tái)相對(duì)靜止的工作方式。每頭有一組卷邊滾輪在繞罐高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí),還向罐體中心作徑向推進(jìn),達(dá)到完成封罐作業(yè)的目的。這種結(jié)構(gòu)確保了飲料在罐中的穩(wěn)定性,改善了工作條件。該機(jī)主要由封罐機(jī)頭、送罐機(jī)構(gòu)、托盤(pán)升降機(jī)構(gòu)、機(jī)座、工作臺(tái)、傳動(dòng)系統(tǒng)及電器控制系統(tǒng)等組成。送罐機(jī)構(gòu)和托盤(pán)升降機(jī)構(gòu)與自動(dòng)灌裝機(jī)相似。傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖4。封罐機(jī)頭是該機(jī)的主要部件,其作用是將蓋子與罐體緊密卷合,主要由傳動(dòng)齒輪、壓頭、機(jī)頭盤(pán)、主軸、偏心軸、卷邊滾輪等組成。圖5為該部件示意圖。齒輪1、2以同方向不同轉(zhuǎn)速分別帶動(dòng)套筒3和主軸4轉(zhuǎn)動(dòng),主軸下端齒輪5帶動(dòng)齒輪6,套筒3帶動(dòng)機(jī)頭盤(pán)7一起作公轉(zhuǎn),由于齒輪5與機(jī)頭盤(pán)轉(zhuǎn)速不同,形成差動(dòng)式傳動(dòng),齒輪6帶動(dòng)偏心軸8在公轉(zhuǎn)的同時(shí)又作自轉(zhuǎn),使安裝在偏心軸上的卷邊滾輪9作周向旋轉(zhuǎn)和徑向進(jìn)給,偏心裝置自轉(zhuǎn)一周,完成一次封罐作業(yè)。卷邊滾輪相對(duì)罐體中心的徑向進(jìn)給及上下高度可預(yù)先調(diào)整,以適應(yīng)不同罐型的封罐需要。卷邊滾輪分卷邊輪和壓邊輪,其曲線參數(shù)的確定和加工目前尚屬難題。因其直接影響封罐質(zhì)量,所以還需要在實(shí)踐中不斷摸索。4.4自動(dòng)充電機(jī)ZSG-02型自動(dòng)送罐機(jī)是用輸送鏈板將四臺(tái)單機(jī)聯(lián)成生產(chǎn)線。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作平穩(wěn)、可靠,其結(jié)構(gòu)和原理不再贅述。5罐撥輪控制下罐頂桿旋轉(zhuǎn)無(wú)砂罐洗罐機(jī)工作臺(tái)的空罐通過(guò)送罐轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)入輸送膠帶,隨著膠帶的運(yùn)轉(zhuǎn),空罐逐漸進(jìn)入水槽內(nèi),這時(shí)罐口朝下呈倒立狀,吸附在膠帶上的罐子隨膠帶移動(dòng),先后經(jīng)過(guò)冷水清洗和蒸汽消毒區(qū)后朝上翻轉(zhuǎn),再經(jīng)過(guò)出罐轉(zhuǎn)盤(pán)送入送罐機(jī)輸送鏈板上。輸送鏈板上的空罐在進(jìn)入灌裝機(jī)分罐螺桿前逐個(gè)緊靠,隨著分罐螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng),空罐被逐個(gè)分開(kāi),成等間距排列,由進(jìn)罐撥輪撥到托盤(pán)上,工作臺(tái)上的定位機(jī)構(gòu)使空罐與灌裝閥相對(duì)應(yīng),由于主軸旋轉(zhuǎn),托盤(pán)通過(guò)頂桿下端滾輪隨凸輪廓線作上升運(yùn)動(dòng),托盤(pán)帶動(dòng)罐子趨近灌裝閥。當(dāng)罐口頂住灌裝閥的密封盤(pán)并被強(qiáng)制繼續(xù)升高時(shí),罐內(nèi)空氣被抽氣管抽走,同時(shí)彈簧壓縮,進(jìn)液通道打開(kāi),貯液箱內(nèi)飲料在壓差及重力作用下流入罐內(nèi)。當(dāng)飲料到達(dá)抽氣嘴時(shí),飲料沿抽氣管上升。當(dāng)頂桿下端滾輪沿凸輪廓線下降時(shí),罐子離開(kāi)罐裝閥,在彈簧作用下,進(jìn)液通道關(guān)閉,抽氣管內(nèi)飲料在壓差作用下回流至貯液箱內(nèi)。灌注結(jié)束后,罐子被出罐撥輪撥回輸送鏈板上,此時(shí)開(kāi)始加蓋。加上蓋子的罐子繼續(xù)隨輸送鏈板送至封罐機(jī),再經(jīng)封罐機(jī)上分罐螺桿和送罐撥輪將罐送到工作臺(tái)托盤(pán)上。隨著工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng),六個(gè)托盤(pán)依次升起,使罐體、罐蓋與六個(gè)壓頭分別頂緊,并隨工作臺(tái)一起旋轉(zhuǎn),由于轉(zhuǎn)盤(pán)、托盤(pán)、卷邊滾輪之間的傳動(dòng)配合,每個(gè)機(jī)頭隨工作臺(tái)回轉(zhuǎn)一周,完成一次工作循環(huán),實(shí)現(xiàn)卷邊封罐。當(dāng)托盤(pán)下降至最低點(diǎn)后,罐子被撥輪再次撥入輸送鏈板上,封好的罐子最后被送入送罐機(jī)平臺(tái)。6影響生產(chǎn)率的因素,主要有以下該生產(chǎn)線在加工、調(diào)試及使用過(guò)程中對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題均進(jìn)行了技術(shù)處理,但仍反映出設(shè)計(jì)和加工中存在某些問(wèn)題。(1)罐裝機(jī)開(kāi)機(jī)工作一段時(shí)間后,會(huì)出現(xiàn)個(gè)別罐子灌入量不足的現(xiàn)象,影響生產(chǎn)率的提高。綜合分析,影響因素有密封不嚴(yán),真空度不穩(wěn)定及加工誤差等。從設(shè)計(jì)的角度考慮,如果將單室真空腔改為雙室,或許能