學習要點1、基本概念2、液體灌裝工藝3、固體充填工藝4、充填工藝選擇第八章充填工藝5/29/20251包裝工藝學講義第一節(jié)基本概念第二節(jié)液體灌裝工藝

第三節(jié)固體充填工藝

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第八章充填工藝5/29/20252包裝工藝學講義返回第一節(jié)概述1、充填的概念及分類2、充填方法3、充填精度4、充填工藝選用原則

5/29/20253包裝工藝學講義第一節(jié)概述充填工藝選擇依據(jù)1、物料性質(zhì)；2、充填精度要求；3、包裝容器特性；4、包裝成本；5、生產(chǎn)效率。5/29/20254包裝工藝學講義一、液體灌裝的力學基礎二、液體灌裝方法三、★各種液體灌裝工藝的比較與選用返回第二節(jié)液體灌裝工藝5/29/20255包裝工藝學講義為了方便敘述，我們把以上灌裝方法用代號表示：1、常壓灌裝（G）2、純真空灌裝（V）3、重力真空灌裝（GV）4、純壓力灌裝（P）5、機械壓力容積灌裝（PV）6、等壓灌裝（PG）第二節(jié)液體灌裝工藝7、液位傳感式灌裝（LS）8、隔膜容積式灌裝（DV）9、恒容積流量定時（TF）10、可控壓差定時灌裝（TP）11、虹吸式灌裝（S）12、稱重式灌裝（WF）返回5/29/20256包裝工藝學講義影響灌裝的主要因素：液體的粘度、液體內(nèi)是否溶有氣體、包裝容器的材料和剛性、包裝容器的開口形式和容量、灌裝速度等。（一）按粘度液體可分為：1、粘度小，黏度范圍在1～1000厘泊（cP）流動性好的稀薄液體物料，如酒、醋、牛奶等。適合的灌裝方法有：除不易密封的TF和PV外，其它方法都適用。

第二節(jié)液體灌裝工藝返回5/29/20257包裝工藝學講義2、中等粘度，黏度范圍在1000～10000cP；流動性較差的粘稠液體物料，如番茄醬、稀奶油等。適合的灌裝方法有：P、PV、TP、DV、TF、LS、WF等。3、粘度大，黏度范圍在10000cP以上；流動性非常差的粘糊狀液體物料，如果醬、牙膏、漿糊等。適合的灌裝方法有：PV、TF等。

第二節(jié)液體灌裝工藝返回5/29/20258包裝工藝學講義（二）包裝容器的材料和剛性1、剛性，由玻璃、金屬、陶瓷等硬度較大的材料容器。適用于任何灌裝方法。2、半剛性，吹塑成型或熱成型塑料容器、一定挺度的紙材料容器等。適用的灌裝方法有：G、LS、TF、TP、DV、PG和WF。

3、軟性，塑料薄膜、紙塑符合、金屬箔等軟性容器。適用的灌裝方法有：LS、TF、TP、DV、WF。第二節(jié)液體灌裝工藝5/29/20259包裝工藝學講義（三）包裝容器的開口方式和容量1、窄口瓶：開口直徑小于38毫米的容器。適用的灌裝方法有：G、GV、P、V、PG、LS、DV。2、廣口瓶：開口直徑大于38毫米的容器。適用的灌裝方法有：G、PV、TF、TP、WF。第二節(jié)液體灌裝工藝返回5/29/202510包裝工藝學講義（四）灌裝速度1、慢速灌裝：每分鐘灌1-20瓶。適用的灌裝方法：G、P、V、LS、TP、WF。2、中速灌裝：每分鐘灌20-300瓶。適用于任何灌裝方法。3、高速灌裝：每分鐘灌300-2000瓶。適用的灌裝方法：G、V、PG、LS、PV、DV。第二節(jié)液體灌裝工藝返回5/29/202511包裝工藝學講義第二節(jié)液體灌裝工藝例一、灌裝一種粘稠度為800cP的不含汽飲料，選用半剛性窄瓶容器，要求速度為200瓶/分鐘。1、適合低黏度、不含氣的方法有：除PG、PV、TF方法外，其它灌裝方法都可以。2、適合半剛性容器的灌裝方法有：G、LS、TF、TP、DV、WF。3、適合窄瓶容器的灌裝方法有：G、GV、V、P、PG、LS、DV。返回5/29/202512包裝工藝學講義第二節(jié)液體灌裝工藝通過分析可以看出，符合條件的灌裝方法只有：G、LS、DV三種方法。分析以上三種方法，重力灌裝G精度稍差，而且要求容器剛性較大，否則容易變形；隔膜容積式灌裝DV精度高，速度快，可以實現(xiàn)密封灌裝，但設備投入較大；液位傳感式灌裝LS速度快，精度高，適合物料范圍廣，比較經(jīng)濟。因此可選用液位傳感式灌裝方法。返回5/29/202513包裝工藝學講義第二節(jié)液體灌裝工藝例二、灌裝某種粘稠度為9000cP的半流體液料，用廣口剛性容器，要求速度為350瓶/分鐘。1、適合中等黏度半流體的方法有：P、PV、TP、DV、TF、LS、WF。2、適合廣口剛性容器的方法有：G、PV、TF、WF。3、適合高速灌裝的方法有：G、V、PV、PG、LS、DV。返回5/29/202514包裝工藝學講義第二節(jié)液體灌裝工藝通過分析可以看出，符合條件的灌裝方法只有：機械壓力容積式灌裝PV方法適用。根據(jù)物料的價值和精度要求，我們可以選用中等價格的活塞式定容積灌裝設備。返回5/29/202515包裝工藝學講義六、裹包機械的選型第二節(jié)液體灌裝工藝

式中：Q---容積流量，m3/s；ΔP---壓力差，Pa；d---管道內(nèi)徑，m；L---管道長度，m；μ---動力粘性系數(shù)，Pa·s。下頁流體灌裝容積流量和斷面流速的計算：5/29/202516包裝工藝學講義返回第二節(jié)液體灌裝工藝斷面平均流速為：上頁5/29/202517包裝工藝學講義返回第二節(jié)液體灌裝工藝灌裝方法分類1、按灌裝壓力分：2、按計量方式分：容積灌裝稱重灌裝定容積灌裝定液位灌裝常壓灌裝壓力灌裝真空灌裝5/29/202518包裝工藝學講義常用罐裝工藝：1、常壓灌裝（重力罐裝）定義：在常壓下，利用液體自身的重力灌入包裝容器內(nèi)的灌裝方法。特點：定液位罐裝，結(jié)構(gòu)簡單、傳統(tǒng)、實用。適用范圍：不含氣、不怕接觸大氣的低粘度液體物料（白酒、醋、藥水等）剛性或半剛性容器。還可實現(xiàn)定時灌裝、容積灌裝（先灌入量杯之后再灌入容器）。缺點：液體有回流，計量精度差。第二節(jié)液體灌裝工藝5/29/202519包裝工藝學講義第二節(jié)液體灌裝工藝2、真空罐裝（負壓罐裝）定義：先將包裝容器抽真空后，再將液體物料灌入包裝容器內(nèi)的灌裝方法。特點：罐裝速度快、容器內(nèi)殘留空氣少、物料外溢少。適用范圍：不含氣體、怕接觸空氣、粘度稍大的液體，適用于小口剛性容器。（果汁、醬、油類、糖類、農(nóng)藥等）（1）純真空罐裝（真空壓差灌裝）（2）重力真空罐裝（真空等壓灌裝）5/29/202520包裝工藝學講義第二節(jié)液體灌裝工藝3、等壓罐裝（壓力重力罐裝、氣體壓力罐裝）定義：先向包裝容器內(nèi)充氣，使容器內(nèi)壓力與儲液缸內(nèi)壓力相等，再將儲液缸內(nèi)的液體物料灌入容器的方法。特點：先建立背壓，再罐裝，可減少氣體損失、保持含氣飲料的風味和質(zhì)量，防止灌裝過程中過量泛泡。適用范圍：只適用于含氣體飲料灌裝、適用剛性或半剛性容器。5/29/202521包裝工藝學講義第二節(jié)液體灌裝工藝4、壓力罐裝定義：借助外界壓力將液體物料壓入包裝容器的方法。特點：靠外界壓力（機械壓力、氣壓、液壓等）罐裝適用范圍：適用于粘稠度大、流動性差的物料。（1）定液位式壓力罐裝（2）定容積式壓力罐裝返回5/29/202522包裝工藝學講義第二節(jié)液體灌裝工藝5、隔膜容積式罐裝定義：用一個撓性的起伏隔膜在壓力氣體的作用下，將液體物料從儲液缸先抽到灌裝室，再注入到包裝容器中的灌裝方法。特點：罐裝過程與外界隔離，清潔衛(wèi)生，定容積灌裝，計量精確。適用范圍：適用于低粘度或中等粘度、貴重的液體物料和要求與外界隔離的物料可灌裝剛性、柔性、以及狹頸瓶。

5/29/202523包裝工藝學講義第二節(jié)液體灌裝工藝6、液位傳感式罐裝定義：用傳感器檢測容器是否到位，以及灌裝液面的高度，并發(fā)出適當?shù)男盘杹砜刂茊?、閉灌裝閥的方法。特點：罐裝液位精度高，速度非?？?，開口灌裝。適用范圍：適用于低、中等粘度，和難于清洗的液體物料，加裝過濾網(wǎng)還可灌裝含泡沫液體物料；并適于各種容器，特別是狹頸小的容器的高速罐裝。5/29/202524包裝工藝學講義第二節(jié)液體灌裝工藝7、虹吸法灌裝定義：利用虹吸原理，使儲液缸中的液體物料經(jīng)虹吸管吸入包裝容器的灌裝方法。特點：屬定液位灌裝，靠保持儲液罐液位高度來控制灌裝量，液體損失少，罐裝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、罐裝速度慢。適用范圍：適用于底粘度、不含氣的液體。

返回5/29/202525包裝工藝學講義第二節(jié)液體灌裝工藝8、定時罐裝（1）恒容積流量定時罐裝特點：罐裝方法簡單、設備便宜適用范圍：適用于罐裝中、高粘度的物料（2）可控壓差定時罐裝特點：罐裝方法先進、罐裝精度高，可實現(xiàn)無菌包裝。適用范圍：適用于流動性好、不含氣的液體適用要求罐裝精度高的貴重物料返回5/29/202526包裝工藝學講義返回9、稱重罐裝定義：在每個灌裝工位都設有電子秤，首先稱量容器重量，然后灌裝到規(guī)定重量。特點：微機控制的電子精密稱重盤，灌裝量不受容器變化的影響，灌裝精度極高，但灌裝速度慢。適用范圍：適用于低粘度和中粘度的液體，以及各種形式的包裝容器。第二節(jié)液體灌裝工藝5/29/202527包裝工藝學講義返回第三節(jié)固體充填工藝一、容積式充填工藝二、稱重式充填工藝三、計數(shù)式充填工藝5/29/202528包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝一、容積充填定義：將物料按預定的體積充填到包裝容器內(nèi)的方法。特點：容積式充填設備結(jié)構(gòu)簡單、速度快、生產(chǎn)效率高、成本低；但計量精度差。適用范圍：密度比較均勻穩(wěn)定的粉末狀和小顆粒狀物料。容積充填方法：5/29/202529包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝1、量杯充填（按量杯結(jié)構(gòu)可分為：轉(zhuǎn)盤式、轉(zhuǎn)鼓式和插管式3種充填方式）定義：先用定量的量杯量取物料，然后再充填到包裝容器內(nèi)的方法。特點：設備簡單，價格低，操作簡單，充填速度快，但充填精度較低。適用范圍：非粘性、流動性性能良好的粉末狀、顆粒狀、碎片狀物料，通常用于價格低廉的產(chǎn)品，適合各種容器。5/29/202530包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝2、螺桿充填定義：通過控制螺桿的圈數(shù)或時間來量取物料，然后再充填到包裝容器內(nèi)的方法。特點：充填速度快、飛揚小、充填精度較高（中）。適用范圍：非粘性或半粘性、流動性較好的粉末狀、細顆粒狀物料，特別是在出料口容易起橋而不易落下的物料，如咖啡粉、面粉、藥粉等。5/29/202531包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝3、真空充填（1）真空容器充填定義：先把容器抽真空，物料通過一個小孔流入容器內(nèi)的充填方法。特點：充填精度高、物料均勻、緊密，可實現(xiàn)密封；但受包裝容器容積變化影響比較大、剛性容器，充填速度比較低。適用范圍：非粘性的粉末狀、細顆粒物料，需要物料中降低氧含量的包裝，防止粉塵飛揚的場合。5/29/202532包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝（2）真空量杯充填（氣流式充填）定義：利用真空吸粉原理，量取定量容積的物料，然后用凈化壓縮空氣將產(chǎn)品充填到包裝容器中的方法。特點：充填精度較高，充填范圍大，適用于粉末狀物料，充填速度比較低，不受容器的容積變化影響。適用范圍：適用于安瓿瓶，大小瓶、罐，大小袋等包裝容器。5/29/202533包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝4、定時充填定義：通過控制物料流動時間或調(diào)節(jié)進料管流量來量取產(chǎn)品充填到包裝容器中的方法。特點：在容積充填中，結(jié)構(gòu)最簡單，價格最便宜的一種，充填精度一般較低，但充填速度高。（1）計時振動充填適用范圍：各種固體物料。如粉末狀物料，小食品一類的松脆物料，以及蔬菜加工中的一些大的松散顆?；蚰チ系?，可作為稱重充填的預充填。5/29/202534包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝（2）等流量充填特點：設備簡單、價格便宜。適用范圍：適合非粘性或半粘性、流動性好的粉末狀、顆粒狀，價格較低的物料等?！顬榱朔乐刮锪狭魉僮兓?，可采用振動、螺桿送料機構(gòu)等；☆為防止粘性物料結(jié)團、結(jié)塊，可添加攪拌裝置。5/29/202535包裝工藝學講義返回第三節(jié)固體充填工藝5、傾注式充填特點：可實現(xiàn)高速充填，但物料外溢嚴重充填精度極低，可作為其他工藝的預充填。適用范圍：各種流動性較好的粉末狀、顆粒狀物料充填。5/29/202536包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝二、稱重充填定義：物料的質(zhì)量用稱量裝置來控制的充填方法。特點：稱重式充填精度高，計量準確度高，生產(chǎn)率低于容積充填。適用范圍：充填易吸潮、易結(jié)塊、粒度不均勻、流動性能差、視密度變化大及價值高的物料。稱重充填方法：5/29/202537包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝1、凈重充填定義：先稱量出規(guī)定的物料，再充填到包裝容器中的方法。特點：是最精確的稱重充填法。但充填速度低，設備價格高，操作要求高。適用范圍：適用于要求充填精度高及貴重的流動性好的固體物料，特別適用于包裝尺寸和重量差異較大的物料。5/29/202538包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝2、毛重充填定義：先把物料充填到包裝容器內(nèi)，再進行稱量的包裝方法。特點：充填裝置結(jié)構(gòu)簡單、充填速度比凈重充填速度快。但充填精度低于凈重充填。適用范圍：適用于價格一般的流動性好的固體物料、流動性差的粘性物料，如紅糖等，特別適用于充填密度不均勻、易碎的物料。5/29/202539包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝三、計數(shù)式充填分為：單件計數(shù)充填定義：采用機械、光學、電感應、電子掃描等方法或其它輔助方法逐件計算產(chǎn)品數(shù)量，并將其充填到包裝容器中的方法。多件計數(shù)充填（一）有規(guī)則排列物品的計數(shù)充填（二）無規(guī)則排列物品的計數(shù)充填5/29/202540包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝（一）有規(guī)則排列物品的計數(shù)充填（1）長度計數(shù)充填定義：將物品疊加起來，通過測量長度或高度來確定物品的件數(shù)的充填方法。適用范圍：有固定厚度、形狀規(guī)則的扁平產(chǎn)品，如餅干、糕點、墊圈的裝盒或包裝件的二次包裝如香煙等。適合箱、盒、裹包包裝。特點：方法簡便，充填裝置結(jié)構(gòu)簡單，計量準確。5/29/202541包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝（2）容積計數(shù)充填定義：將物品整齊地排列到計量箱中，然后再充填到包裝容器中的包裝方法。適用范圍：適用于等徑、等長的棒狀物品及規(guī)則的顆粒狀物品的包裝，如等徑等長的棒狀小食品、香煙、火柴等。適合盒、罐、袋包裝。特點：充填結(jié)構(gòu)簡單，充填速度快，計量精度低。5/29/202542包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝（3）堆積計數(shù)充填定義：從不同的料斗中分別提取一定數(shù)量的物品，依次填充到包裝容器中的方法。適用范圍：主要用于幾種不同品種的組合包裝。如顏色、形狀、式樣、尺寸有所差異的物品的計數(shù)充填包裝。（如：雜糧混裝、咖啡及伴侶等）適合箱、盒、裹包包裝。特點：充填速度快，充填精度高。5/29/202543包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝（二）無規(guī)則排列物品的計數(shù)充填（1）轉(zhuǎn)盤計數(shù)充填定義：利用裝盤上的計數(shù)板對物品進行計數(shù)，然后填充到包裝容器內(nèi)的方法。適用范圍：適用于難排列的、形狀規(guī)則、量值相同的顆粒狀物料。如藥片、巧克力糖、鋼珠、紐扣等。特點：充填精度較高，充填速度中等。5/29/202544包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝（2）轉(zhuǎn)鼓式計數(shù)充填定義：利用轉(zhuǎn)鼓上的計數(shù)板對產(chǎn)品進行計數(shù)，然后充填到包裝容器中的包裝方法。適用范圍：適用于直徑比較小、量值相同的顆粒狀物品的計數(shù)充填包裝，如糖豆、鋼球、鈕扣等。特點：充填精度高，充填速度快。5/29/202545包裝工藝學講義第三節(jié)固體充填工藝（3）履帶計數(shù)充填定義：利用履帶上的計數(shù)板對產(chǎn)品進行計數(shù)，然后充填到包裝容器中的包裝方法。適用范圍：適用于形狀規(guī)則的片狀、球狀物品的計數(shù)充填包裝。特點：充填速度最快，充填精度高。5/29/202546包裝工藝學講義選擇充填工藝原則：

1、物料性質(zhì)；2、包裝容器特性；3、生產(chǎn)的速度；4、充填精度要求；5、包裝成本。第四節(jié)充填工藝的選擇5/29/202547包裝工藝學講義第四節(jié)充填工藝的選擇例三、食用堿面采用復合紙袋包裝，每袋裝500克，要求每分鐘裝300袋，充填精度要求±15克，請選擇合適的充填方法。分析：1、所有適合流動性好的物料，但適合柔性容器的有：量杯、螺桿、真空量杯、計時振動、等流量、稱重。2、防飛散要求：螺桿、等流量、真空量杯、稱重。3、速度達到300袋/分鐘的有螺桿、等流量。4、根據(jù)精度要求，選擇螺桿式充填機。5/29/202548包裝工藝學講義返回5/29/202549包裝工藝學講義返回5/29/202550包裝工藝學講義返回充填：將液體或固體產(chǎn)品裝入包裝容器的操作過程。分類：液體物料充填（灌裝）固體物料充填第一節(jié)概述5/29/202551包裝工藝學講義返回1、按物品的物理狀態(tài)分：

顆粒充填、粉末充填、塊狀充填、液體灌裝等；2、按包裝容器不同可分：裝瓶、裝罐、裝桶、裝袋、裝盒、裝箱等；3、按計量方法分：容積充填法、稱重充填法、計數(shù)充填法。第一節(jié)概述5/29/202552包裝工藝學講義返回充填精度：指裝入包裝容器內(nèi)物料的實際數(shù)量值與要求數(shù)量（標稱）值的誤差范圍。影響精度因素：產(chǎn)品物理性質(zhì)、充填工藝、設備精度、包裝容器、生產(chǎn)環(huán)境等。第一節(jié)概述5/29/202553包裝工藝學講義返回5/29/202554包裝工藝學講義返回缺點：有溢流、回流現(xiàn)象、設備結(jié)構(gòu)復雜、清洗困難、物料循環(huán)、能耗較多。5/29/202555包裝工藝學講義返回特點：無溢流、回流現(xiàn)象、不滴漏，物料不循環(huán)、但比純真空灌裝速度低。5/29/202556包裝工藝學講義返回5/29/202557包裝工藝學講義返回特點：有溢流、回流現(xiàn)象，物料循環(huán)、管道不容易清理，適用于剛性、小口的包裝容器。5/29/202558包裝工藝學講義返回特點：無溢流、回流現(xiàn)象、不滴漏，但物料在缸體內(nèi)容易受到污染。5/29/202559