理论教育 香辛料包装设备优化方案

香辛料包装设备优化方案

时间:2023-07-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:包装是香辛料生产的重要环节。为了贮运、销售和消费,各种香辛料均需要得到适当形式的包装。内、外包装均可以采用人工和机械两种方式进行,但现代香辛料加工均尽量采用生产效率高、产品质量稳定的机械设备进行包装。香辛料包装机械设备品种繁多,总体上也可分为内、外包装机械两大类。包装是保证香辛料品质的有效途径之一。固体香辛料装入包装容器的操作过程通常称为充填。本生产线符合香辛料加工机械的卫生标准。

香辛料包装设备优化方案

包装是香辛料生产的重要环节。为了贮运、销售和消费,各种香辛料均需要得到适当形式的包装。香辛料包装大体上可以分为两类,即内包装和外包装。内包装是指直接将香辛料装入包装容器并封口或用包装材料将香辛料包裹起来的操作;外包装是在完成内包装后再进行贴标、装箱、封箱、捆扎等操作。内、外包装均可以采用人工和机械两种方式进行,但现代香辛料加工均尽量采用生产效率高、产品质量稳定的机械设备进行包装。香辛料包装机械设备品种繁多,总体上也可分为内、外包装机械两大类。内包装机械设备,又可进一步分为装料、封口、装料封口机三类,还可以根据香辛料状态、包装材料形态和装料封口环境进行分类;外包装机械主要有贴标机、喷码机、装箱机、捆扎机等。香辛料从原料加工到消费的整个流通环节是复杂多变的,受到生物性和化学性的侵染,受到流通过程中出现的诸如光、氧、水分、温度、微生物等各种环境因素的影响。包装是保证香辛料品质的有效途径之一。

我国香辛料干制品大多为散装,如用木箱、麻袋、化纤袋等的大包装;小包装制品多用塑料袋,也有用复合纸袋或纸袋的包装;而金属罐或玻璃瓶等包装容器使用很少。

塑料袋包装的香辛料干制品主要是人工称量,用小型塑料封口机封口,或用自动封口机封口,许多粉末香辛料也用这种方法进行包装。固体香辛料装入包装容器的操作过程通常称为充填。由于性质比较复杂和形状(一般有颗粒状、块状、粉状、片状等几何形状)的多样性,所以总体上固体物料的充填远比液体物料灌装困难,并且其充填装置多属专一性,形式较多,不易普遍推广使用。尽管如此,仍然可以将固体装料机按定量方式分为容积式定量充填机、称重式定量充填机和计数式定量充填机3种类型。

(1)容积式定量充填机:容积式定量充填机是按预定容量将物料充填到包装容器的设备。容积充填设备结构简单、速度快、生产率高、成本低,但计量精度较低。容积式定量充填机主要有4种。

①容杯式定量充填机:这类充填机利用容杯对固体物料进行定量充填。可调容杯由直径不同的上、下容杯相叠而成,通过调整上、下容杯的轴向相对位置,可实现通过改变容积实现改变定量的目的。这种容杯调整幅度不大,主要用于同批物料的视密度随生产或环境条件发生变化时的调整。

②螺杆式定量充填机:螺杆式定量充填机的每圈螺旋槽都有一定的理论容积,在物料视密度恒定前提下,控制螺杆转数就能同时完成计量和填充操作。由于螺杆转数是时间的函数,可通过控制转动时间实现螺杆转数的控制。为了提高控制精度,还可以在螺杆上装设转数计数系统。适用于装填流动性良好的颗粒状、粉状、稠状物料,但不宜用于易碎的片状物料或密度较大的物料。

③转鼓式定量充填机:转鼓形状有圆柱形、菱柱形等,定量容腔在转鼓外缘。容腔形状有槽形、扇形和轮叶形,容腔容积有定容和可调两种,通过调节螺丝改变定量容腔中柱塞板的位置,可对其容量进行调整。

④柱塞式定量充填机:柱塞式定量充填机通过柱塞的往复运动进行计量,其容量为柱塞两极限位置间形成的空间大小。柱塞的往复运动可由连杆机构凸轮机构或气缸实现。通过调节柱塞行程可改变单行程取料量,柱塞缸的充填系数K需由试验确定,一般可取K的范围是0.8~1.0。柱塞式充填机的应用比较广泛,粉、粒状固体物料及稠状物料均可应用。

(2)称重式定量充填机:称重式定量充填机是按预定重量将产品充填到包装容器内的充填机,适用范围很广。在自动包装机中,称重计量法常用于散状、密度不稳定的松散物料及形体不规则的块、枝状物品定量。称重计量的精度主要取决于称量装置的精度,一般可达0.1%。因此,对于价值高的物品也多用称重法计量。称重方法可有多种方式。最简单的方式是将产品连同包装容器一起称重,这种称量方式受包装容器本身的重量精度影响。为了提高精度,可以用扣除容器重量的方式进行重量定量。此种情形下,充填机要设一个对容器称重的机构。称重式定量充填机常用振动喂料器或螺旋喂料器供料。

(3)计数式定量充填机:计数式充填机是按预定件数将产品充填至包装容器的充填机。按计数方式的不同,分为单件计数充填机和多件计数充填机两类。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。

一、粉末全自动计量包装机

近年推出的粉末全自动计量包装机,在产量大的工厂得到了良好的应用,其定量包装机原理示意图如图5-13所示。包装机设有可调容杯,可调容杯由一个上容杯和一个下容杯组合而成。通过调整装置改变上下容杯的相对位置,由于容积改变,其质量也改变,但这种调整是有限度的。

图5-13 粉末全自动计量包装机示意图

1—料斗 2—转盘 3—刮板 4—计量杯 5—底盘 6—导轨7—托盘 8—容杯调节机构 9—转轴 10—支柱 11—包装容器 12—料斗

调整方法有自动和手动2种。手动机构调整方法是根据装罐过程检测其质量波动情况,用人工转动手轮,传动调节螺杆,机构升降下容杯来达到的,当然也可用机构调整上容杯升降来实现。如用自动调整方法,则比较复杂,在粉料进给系统中,加电子检测装置,以测得各瞬时物料容量变化的电讯号,经过放大装置放大后,驱动电动机,传动容杯调节机构,以及对调节容杯组合的容积,达到自动调节控制。

二、给袋式全自动酱料包装机

给袋式全自动酱料包装机包装流程包括:上袋、打印生产日期、打开袋子、填充物料、热封口、冷却整形、出料。适用于包装液体、浆体物料,如辣椒酱、香辛料调味汁等物料的袋装。本生产线符合香辛料加工机械的卫生标准。机器上与物料和包装袋接触的零部件均采用符合香辛料卫生要求的材料加工,以保证香辛料的卫生和安全。包装袋类型有自立袋(带拉链与不带拉链)、平面袋(三边封、四边封、手提袋、拉链袋)、纸袋等复合袋。

三、瓶罐封口机械设备

这类机械设备用于对充填或灌装产品后的瓶罐类容器进行封口。瓶罐有多种类型,不同类型的瓶罐采用不同的封口形式与机械设备。常见的瓶罐及其封口形式如下。

(一)卷边封口机

卷边封口是将罐身翻边与涂有密封填料的罐盖(或罐底)内侧周边互相钩合,卷曲并压紧,实现容器密封。罐盖(或罐底)内缘充填的弹韧性密封胶,起增强卷边封口气密性的作用。这种封口形式主要用于马口铁罐、铝箔罐等金属容器。封罐机的卷封作业过程实际上是在罐盖与罐身之间进行卷合密封的过程,这一过程称为二重卷边作业。形成密封的二重卷边的条件离不开四个基本要素,即圆边后的罐盖、具有翻边的罐身、盖钩内的胶膜和具有卷边性能的封罐机。所用板材的厚度和调质度(马口铁经过轧制塑性变形或热处理后所具有的综合机械性能)也会影响到密封的二重卷边的形成及封口质量。

(二)旋盖封口机

旋合式玻璃罐(瓶)具有开启方便的优点,在生产中应用广泛。玻璃罐盖底部内侧有盖爪,玻璃罐颈上的螺纹线正好和盖爪相吻合,置于盖子内的胶圈紧压在玻璃罐口上,保证了它的密封性。常见的盖子有四个盖爪,而玻璃罐颈上有四条螺纹线,盖子旋转1/4转时即获得密封,这种盖称为四旋式盖。此外还有六旋式盖、三旋式盖等。如图5-14所示为LHSCIA爪式旋开盖真空自动封口机,该机主要由输瓶链带、理盖器、配盖预封部分、蒸汽管路系统、排气封盖部分、电控系统和传动系统等组成。供盖装置由贮盖筒、理盖转盘、铲板、溜盖槽和滑道等组成。

图5-14 LHSCIA爪式旋开盖真空自动封口机

1—输瓶链带 2—配盖预封部分 3—理盖器 4—蒸汽管道系统5—排气室 6—封盖部分 7—电控屏 8—机座

(三)多功能封盖机(www.daowen.com)

在大型的自动化灌装线上,封盖机一般与灌装机联动,并且作一体机型设计,从而减小灌装至封盖的行程,使生产线结构更为紧凑。目前还开发出了自动洗瓶、灌装、封盖三合一的机型。然而,无论作为灌装机的联动设备,或是独立驱动的自动封盖机,其结构及工作原理是基本一致的。一些自动封盖机已设计成多功能的形式,可同时适用于玻璃瓶和聚酯瓶的封盖。只要更换封盖头及一些零部件便可适应不同盖型的封口。全自动封盖机,主要由理盖器、滑盖槽、封盖装置、主轴、输瓶装置、传动装置、电控装置和机座等组成。可适用皇冠盖及防盗盖的封口。

四、无菌包装机械

无菌包装就是在无菌环境条件下,把无菌的或预杀菌的产品充填到无菌容器中并进行密封。无菌包装的操作包括香辛料物料的预杀菌、包装材料或容器的灭菌、充填密封环境的无菌化。理论上讲,无论是液体还是固体香辛料均可采用无菌方式进行包装。但实际上,由于固体物料的快速杀菌存在难度,或者固体物料本身有相对的贮藏稳定性,因此,一般无菌包装多指香辛料液体产品的无菌包装。目前常用的无菌包装设备主要有3种类型。

(一)卷材成型无菌包装机

主机包括:包装材料灭菌、纸板成型封口、充填和分割等机构。辅助部分是提供无菌空气和双氧水等的装置。包装卷材经一系列张紧辊平衡张力后进入双氧水浴槽,灭菌后进入机器上部的无菌腔并折叠成筒状,由纸筒纵缝加热器封接纵缝;同时无菌的物料从充填管灌入纸筒,随后横向封口钳将纸筒挤压成长方筒形并封切为单个盒;离开无菌区的准长方形纸盒由折叠机将其上下的棱角折叠并与盒体黏接成为规则的长方形(俗称砖形),最后由输送带送出。

(二)预制盒式无菌包装机

与普通包装一样,无菌包装也可用预制包装容器进行包装。主要包括盒胚的输送与成型系统、容器的灭菌系统、无菌充填系统及容器顶端的密封系统等。这类机器的优点是灵活性大,可以适应不同大小的包装盒,变换时间仅需2 min;纸盒外形较美观,且较坚实;产品无菌性也很可靠;生产速度较快,而设备外形高度低,易于实行连续化生产。缺点是必须用制好的包装盒,从而会使成本有所增加。

(三)大袋无菌包装机

大袋无菌包装是将灭菌后的料液灌装到无菌袋内的无菌包装技术。由于容量大(范围在20~200 L),无菌袋通常是衬在硬质(如盒、箱、桶等)外包装容器内,灌装后再将外包装封口。这种既方便搬运又方便使用的无菌包装也称为箱中袋无菌包装。

五、贴标与喷码机械

香辛料内包装往往需要粘贴商标之类的标签以及印上日期、批号之类的字码。这些操作须在外包装以前完成。对于小规模生产的企业,这些操作可以用手工完成,但规模化香辛料生产多使用高效率的贴标机和喷码机。

贴标签机是将印有商标图案的标签粘贴在香辛料内包装容器特定部位的机器。由于包装目的、所用包装容器的种类和贴标粘接剂种类等方面的差异,贴标机有多种类型。按操作自动化程度可分为半自动贴标机和自动贴标机。

喷码机是一种工业专用生产设备,可在各种材质的产品表面喷印上(包括条形码在内的)图案、文字、即时日期、时间、流水号、条形码及可变数码等,是集机电于一体的高科技产品。一般安装在生产输送线上的喷码机,根据预定指令,周期性地以一定方式将墨水微滴(或激光束)喷射到以恒定速度通过喷头前方的包装(或不包装)产品上面,从而在产品表面留下文字或图案印记效果。喷码机有多种形式,总体上可分为墨水喷码机和激光喷码机两大类。两种类型的喷码机均又可分为小字体和大字体2种形式。墨水喷码机又可分为连续墨水喷射式和按需供墨喷射式;按喷印速度分为超高速、高速、标准速、慢速;按动力源可分为内部动力源(来自内置的齿轮泵或压电陶瓷作用)和外部动力源(来自外部的压缩空气)两类。

六、外包装机械设备

外包装作业一般包括4个方面:外包装箱的准备工作(例如将成叠的、折叠好的扁平的纸箱打开并成型),将装有香辛料的容器进行装箱、封箱、捆扎。完成这4种操作的机械分别称为成箱机、装箱机、封箱机、捆扎机(或结扎机)。这些单机不断改进发展的同时,又出现了全自动包装线,把内包装香辛料的排列、装箱和捆包联合起来,即将小件香辛料集排装入箱、封箱和捆包于一体同步完成。由于包装容器有罐、瓶、袋、盒、杯等不同种类,而且形状、材料又各不相同,因而外包装机械的种类和形式较多。

(一)装箱机

装箱机用于将罐、瓶、袋、盒等装进瓦楞纸箱。装箱机形式因产品形状和要求不同而异。可分为两大类型。

1.充填式装箱机

由人工或机器自动将折叠的平面瓦楞纸箱坯张开构成开口的空箱,并使空箱竖立或卧放。然后将被包装香辛料送入箱中。竖立的箱子用推送方式装箱,卧放的箱子利用夹持器或真空吸盘方式装箱。

2.包裹式装箱机

将堆积于架上的单张划有折线的瓦楞纸板一张张地送出,将被包装香辛料推置于纸板的一定部位上,然后按纸板的折线制箱,并进行胶封,封箱后排出而完成作业。

(二)封箱机

封箱机是用于对已装罐头或其他香辛料的纸箱进行封箱贴条的机械。根据黏结方式可将封箱机分为胶黏式和贴条式两类。由于胶黏剂或贴条纸类型不同,上述两类机型内还存在结构上差异。常见封箱机结构主要由辊道、提升套缸、步伐式输送器、折舌、上下纸盘架、上下水缸、压辊、上下切纸刀、气动系统等部分组成。前道装箱工序送来的已装箱的开口纸箱进入本机辊道后,在人工辅助下,纸箱沿着倾斜辊道滑送到前端,并触动行程开关,这时辊道下部的提升套缸(在气动系统的作用下)便开始升起,把纸箱托送到具有步伐式输送器的圈梁顶上,纸箱到位后即接通信号,发出动作指令,步伐式输送器即开始动作。步伐式输送器推爪将开口纸箱推进拱形机架。在此过程中,折舌钩首先以摆动方式将箱子后部的小折舌合上,随后由固定折舌器将纸箱前部的折舌合上,此后再由两侧折舌板将箱子的大折舌合上并经尾部的挡板压平服。

(三)捆扎机

捆扎机是利用各种绳带捆扎已封装纸箱或包封物品的机械。如果主要是用来捆扎包装箱的,则常称为捆箱机。捆扎机发展很迅速,种类繁多,形式各异。按操作自动化程度,捆扎机可分为自动和半自动两种,按捆扎带穿入方式可分为穿入式和绕缠式两种,按捆扎带材料可分为纸带、塑料带和金属带捆扎机等。全自动捆扎机配有自动输送装置和光电定位装置。输送带将捆扎物送到捆扎机导向架下,光电控制机构探测到其位置后,即触发捆扎机对物件进行捆扎,然后沿输送带送出。

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