灌裝機的原理

2024年2月13日發(作者：悼母親祭文)

灌裝機的原理

利用PLC控制的旋轉灌裝機來進行灌裝。圖：

瓶子由灌裝機轉盤帶動繞主立軸旋轉運動進行連續灌裝。

此機主要由流體輸送（即供料系統）、容器輸送（即供瓶系統）、灌裝閥、大轉盤、傳動系統、機體、自控等部分所組成。

灌裝機的灌裝方法：

1）常壓法

常壓法也稱純重力法，即在常壓下，液料依靠自重流進包裝容器內。大部分能自由流動的不含氣液料都可用此法灌裝，例如白酒、果酒、牛奶、醬油、醋等。

（2）等壓法

等壓法也稱壓力重力式灌裝法，即在高于大氣壓的條件下，首先對包裝容器充氣，使之形成與貯液箱內相等的氣壓，然后再依靠被灌液料的自重流進包裝容器內。這種方法普遍用于含氣飲料，如啤酒、汽水、汽酒等的灌裝。采用此種方法灌裝，可以減少這類產品中所含CO2的損失，并能防止灌裝過程中過量起泡而影響產品質量和定量精度。

（3）真空法

真空法是在低于大氣壓的條件下進行灌裝的，可按兩種方式進行：

（a）壓差真空式

即貯液箱內處于常壓，只對包裝容器抽氣使之形成真空，液料依靠貯液箱與待灌容器間的壓差作用產生流動而完成灌裝，國內此種方法較常用。

（b）重力真空式

即貯液箱內處于真空，包裝容器首先抽氣使之形成與貯液箱內相等的真空，隨后液料依靠自重流進包裝容器內，因結構較復雜，國內較少用。真空法灌裝應用面較廣，它即適用于灌裝粘度稍大的液體物料，如油類、糖漿等。也適用于灌裝含維生素的液體物料，如蔬菜汁、果子汁等，瓶內形成真空就意味著減少了液料與空氣的接觸，延長了產品的保質期，真空法還適用于灌裝有毒的物料，如農藥等，以減少毒性氣體的外溢，改善勞動條件。

（4）壓力法

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灌裝機的原理

利用機械壓力或氣壓，將被灌物料擠入包裝容器內，這種方法主要用于灌裝粘度較大的稠性物料，例如灌裝番茄醬、肉糜、牙膏、香脂等。有時也可用于汽水一類軟飲料的灌裝，這時靠汽水本身的氣壓直接灌入未經充氣等壓的瓶內，從而提高了灌裝速度，形成的泡沫因汽水中無膠體尚易消失，對灌裝質量有一定影響。

本論文灌裝機灌裝方法的確定：

對于一般的食用液料如瓶裝牛奶、瓶裝酒類、碳酸飲料等，可采用等壓灌裝法，真空灌裝法等，但考慮到成本，等壓灌裝法可以有效的減少CO2的損耗，保持含氣飲料的質量，并能防止灌裝中過量泛泡，保證灌裝計量準確。所以本論文采用等壓灌裝法。

瓶子在灌裝機中依次完成：1、進氣，2、進液回氣；3、停止進液；4、排除余液等4個步驟。同時生產線上的各種檢測狀態傳感器全部接入到PLC中，由PLC根據傳感器的檢測狀態通過編制好的程序控制整個系統工作。

灌裝閥組件由液體閥、注氣管、氣閥、定心罩、排氣閥等組成

PLC采集信號：

1. 灌裝機瓶子托盤壓力

2. 定心罩壓力

3. 氣閥氣壓

4. 次品撿出器壓力

5. 最高液壓力

6. 最低液壓力

PLC輸出信號：

1. 傳送帶

2. 瓶子托盤

3. 氣閥

4. 灌裝閥

5. 次品指示燈

6. 次品傳送帶

7. 次品撿出器

8. 進料閥

9. 回氣管

10.壓蓋機

11.包裝機

按下

正常工作流程

按下啟動按鈕，傳遞輪子和灌裝機啟動。再按下傳送帶啟動按鈕，灌裝機的進瓶傳送帶啟動。瓶子進入傳送帶以后，通過傳遞輪子將瓶子等間距送入瓶子托2 / 32 / 3

灌裝機的原理

盤升降機構。當托盤檢測到壓力以后，托盤活塞給托盤升降機構一個壓力，托盤開始帶著瓶子上升。在托盤上升的時間內，最大上升時間為6S，如果注液口定心中罩檢測到壓力，則托盤停止上升，然后氣閥打開，開始對瓶子充CO2。最大充氣時間為6S。當氣閥檢測到氣壓，則停止充CO2，液閥開啟，開始灌裝。灌裝時間為6S。灌裝完畢以后，托盤開始下降，下降過程中同時關閉液閥，回氣管工作，開啟排氣和除余液操作。下降完畢的瓶子再轉過一定的角度由傳遞輪子送出，同時瓶子托盤向前繼續行進進入下一個循環。

當檢測到次品時：

1.當次品為爆瓶時

接正常灌裝流程,當最大托盤時間上升6S到時，注液口定心中罩沒檢測到壓力（瓶子為爆瓶，高度不足），則托盤開始下降，同時次品提示燈亮，托盤下降的時間6S。下降完畢托盤等待進入下一次循環。同時次品檢出器啟動。

2.

次品為破瓶時：

接正常灌裝流程，當最大充氣時間6S到時，氣閥沒有檢測到氣壓（破瓶，CO2充不滿），則停止充CO2，同時瓶子托盤開始下降，次品提示燈亮，托盤下降時間為6S，下降完畢托盤等待進入下一次循環，同時次品檢出器啟動。

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