充填技术包装工艺学教学ppt课件.ppt

第四章 充填技术第一节 概 述;所谓充填，是指将产品(待装物品)按要求的数量放到包装容器内。与充填不可分割的部分，就是精确计量被包装物品的多少(量容积或称量)，任何一种充填方法都有其相适应的充填精度。充填精度是指对装入容器内物料标定体积或重量的误差范围。对贵重物料和对计量：要求严格的物料，充填精度可达±0．1％；对重袋等包装，则可大于此值。充填精度是关系企业利益最重要因素之一。精度低时，容易产生充填不足或过量。前者将引起消费者不满，影响产品信誉；后者将损失大量物料，减少企业收入。另一方面充填精度要求越高，所需设备的价格也就越高。所以要根据生产的实际情况确定最优充填精度。 ;由于要充填的物品种类繁多，形态各异，物理化学性质各不相同，有气体的、液态的、浆状的、粉末的、颗粒的和块状的等，有的是易燃易爆的，有的是含气有毒的，有的是易分解的；包装容器又是用各种材料制成的，如有玻璃的、金属的、塑料的、纸制的、木制的，还有复合材料等，形式也是多样的，如袋、盒、箱、杯、盘、瓶、罐、听、桶等等；同时机器设备的多样性就形成了充填技术的复杂性和应用的广泛性。 物料充填虽然有多种方法，但仍可归结为两大类：液体物料的充填和固体物料的充填。;第二节 液体物料的充填; (1)流体：是指靠重力作用下可按一定速度在管道内自由流动，粘度范围在0．001～0．1Pa·s的液体，如牛奶、清凉饮料、酒、香水、眼药水、纯净水等。 (2)半流体：除靠重力外，还需加上外力才能在管道内流动，粘度范围在0．1～l0Pa·s的液体，如炼乳、蕃茄酱、发乳等。 (3)粘滞流体：靠自身重力不能流动，必须借助挤压等外力才能流动，粘度在l0Pa·s以上的物料，如洗发膏、牙膏、浆糊、花生酱、果酱等。;一、液体物料灌装的力学基础; 式中：V一每秒流过的液体物料体积；P——压力差；r—管道 内径；L 一管道长度(指铅垂距离)；——液体粘滞系数。 从上式中可以看出，流速y与压力差户成正比，与管径r的四次方成正比，与管道长度成反比。因此，可以得出以下结论： (1)同一种液体，当??长与管径相同时，如果压力差成倍增加，流速也成倍增加。 (2)同一种液体物料，当管径相同时，如果管长与压力差均成倍增加，则流速不变。 上述两条结论，是设计最佳灌装系统的依据。 ;当灌装系统中，贮液缸和容器均为大气压力时，液体物料靠重力产生流动。利用这种原理进行灌装的方法称为重力灌装；如果贮液缸是封闭的，则缸内压力高于大气压力时，流速将增大，因为总压力差是重力压力差与贮液缸内外加压力之和。利用这种原理进行灌装的方法称为压力灌装。如果，贮液缸顶部是通向大气的，而管子与容器连接是密封的，容器中的压力低于大气压力，同样流速也会增大。利用这种原理进行灌装的方法称为真空灌装。 ;二、液体物料灌装的具体方法;如图9—1所示，贮液槽1位于最上部，液体物料从贮液槽流经带弹簧的灌装阀4进入容器。灌装时升降机构将容器向上托起 (也可以将灌装管下降)，首先是容器的口部和灌装阀下部的密封盖5接触并压紧，将容器密封，然后容器再上升，顶开弹簧，开启灌装阀，液体物料靠重力自由流下，灌人容器中。同时，容器内的空气经设在灌装管端部的空气出口2通到贮液槽液面上部的排气管3排出。当液体上升至排气口上部时，即停止流动，液位达到规定高度并保持不变。灌装完成后，升降机构将容器下降，灌装阀失去压力，由弹簧自动关闭。 这种方法主要用于低粘度、非起泡性的液体物料，如牛奶、白酒、酱油、药水等。使用的设备构造简单，操作方便，易于保养，是很早就出现的灌装方法，至今仍被广泛使用。;2．纯真空灌装法 这种方法是在低于大气压力的条件下进行的灌装方法，是一种差压真空式，即让贮液箱内部处于常压状态，只对包装容器内部抽气，使其形成一定的真空度，液体物料依靠两容器内的压力差，流人包装容器并完成灌装。这种方法属于定液位灌装，是目前国内常用的真空法灌装的形式。通常限于灌装狭颈玻璃瓶。如图9—2所示，贮液槽4与灌装阀10分开放置，供料管1由供料阀2控制，液位由浮子3保持。另设有真空泵7和真空室6以建立真空。溢流至真空室的液体物料由供液泵5送回贮液槽。应用此法灌装时，瓶子上升或灌装阀下降，首先将瓶口密封，并在瓶内建立高真空(860～930Pa)，然后克服灌装阀的弹簧压力，开启此阀。阀中套管内有一个真空管，与真空室相连。真空室用 真空泵保持真空。当阀封住瓶口并开启后，真空口也同时开启，瓶内的真空度就与真空室中的一样。液体物料靠作用在贮液槽液面的大气压力和瓶中的高真空之间形成的压力差，从贮液槽流人瓶内。当液体物料上升到灌装阀中真空管口时即停止流动，液位保持不变。如果瓶子不离开阀口，液体物料会继续缓缓地流出，因为抽真空时