包装工艺学第8章195.pptx

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1、 学习要点学习要点1、基本概念、基本概念2、液体灌装工艺、液体灌装工艺3、固体充填工艺、固体充填工艺4、充填工艺选择、充填工艺选择第八章第八章 充填工艺充填工艺4/27/20231包装工艺学讲义 第一节第一节 基本概念基本概念第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺 第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺 练习思考题练习思考题 返返 回回 退退 出出 第八章第八章 充填工艺充填工艺4/27/20232包装工艺学讲义返 回第一节第一节 概概 述述 1、充填的概念及分类2、充填方法 3、充填精度 4、充填工艺选用原则 4/27/20233包装工艺学讲义第一节第一节 概概 述述充填工艺选择依据充填工艺

2、选择依据 1、物料性质；2、充填精度要求；3、包装容器特性；4、包装成本；5、生产效率。4/27/20234包装工艺学讲义一、一、液体灌装的力学基础二、二、液体灌装方法三、三、各种液体灌装工艺的比较与选用返返 回回 第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺4/27/20235包装工艺学讲义为了方便叙述，我们把以上灌装方法用代号表示：1、常压灌装（G）2、纯真空灌装（V）3、重力真空灌装（GV）4、纯压力灌装（P）5、机械压力容积灌装（PV）6、等压灌装（PG）第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺7、液位传感式灌装（LS）8、隔膜容积式灌装（DV）9、恒容积流量定时（TF）10、可控压差定时灌装

3、（TP）11、虹吸式灌装（S）12、称重式灌装（WF）返返 回回4/27/20236包装工艺学讲义影响灌装的主要因素：液体的粘度、液体内是否溶有气体、包装容器的材料和刚性、包装容器的开口形式和容量、灌装速度等。（一）按粘度液体可分为：1、粘度小，黏度范围在11000厘泊（cP）流动性好的稀薄液体物料，如酒、醋、牛奶等。适合的灌装方法有：除不易密封的TF和PV外，其它方法都适用。第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺返返 回回4/27/20237包装工艺学讲义2、中等粘度，黏度范围在1000 10000cP；流动性较差的粘稠液体物料，如番茄酱、稀奶油等。适合的灌装方法有：P、PV、TP、DV、T

4、F、LS、WF等。3、粘度大，黏度范围在10000cP以上；流动性非常差的 粘糊状液体物料，如果酱、牙膏、浆糊等。适合的灌装方法有：PV、TF等。第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺返返 回回4/27/20238包装工艺学讲义（二）包装容器的材料和刚性1、刚性，由玻璃、金属、陶瓷等硬度较大的材料容器。适用于任何灌装方法。2、半刚性，吹塑成型或热成型塑料容器、一定挺度的纸材料容器等。适用的灌装方法有：G、LS、TF、TP、DV、PG和WF。3、软性，塑料薄膜、纸塑符合、金属箔等软性容器。适用的灌装方法有：LS、TF、TP、DV、WF。第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺4/27/20239包

5、装工艺学讲义（三）包装容器的开口方式和容量1、窄口瓶：开口直径小于38毫米的容器。适用的灌装方法有：G、GV、P、V、PG、LS、DV。2、广口瓶：开口直径大于38毫米的容器。适用的灌装方法有：G、PV、TF、TP、WF。第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺返返 回回4/27/202310包装工艺学讲义（四）灌装速度1、慢速灌装：每分钟灌1-20瓶。适用的灌装方法：G、P、V、LS、TP、WF。2、中速灌装：每分钟灌20-300瓶。适用于任何灌装方法。3、高速灌装：每分钟灌300-2000瓶。适用的灌装方法：G、V、PG、LS、PV、DV。第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺返返 回回4/

6、27/202311包装工艺学讲义第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺例一、灌装一种粘稠度为800cP的不含汽饮料，选用半刚性窄瓶容器，要求速度为200瓶/分钟。1、适合低黏度、不含气的方法有：除PG、PV、TF方法外，其它灌装方法都可以。2、适合半刚性容器的灌装方法有：G、LS、TF、TP、DV、WF。3、适合窄瓶容器的灌装方法有：G、GV、V、P、PG、LS、DV。返返 回回4/27/202312包装工艺学讲义第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺通过分析可以看出，符合条件的灌装方法只有：G、LS、DV三种方法。分析以上三种方法，重力灌装G精度稍差，而且要求容器刚性较大，否则容易变形；隔膜

7、容积式灌装DV精度高，速度快，可以实现密封灌装，但设备投入较大；液位传感式灌装LS速度快，精度高，适合物料范围广，比较经济。因此可选用液位传感式灌装方法。返返 回回4/27/202313包装工艺学讲义第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺例二、灌装某种粘稠度为9000cP的半流体液料，用广口刚性容器，要求速度为350瓶/分钟。1、适合中等黏度半流体的方法有：P、PV、TP、DV、TF、LS、WF。2、适合广口刚性容器的方法有：G、PV、TF、WF。3、适合高速灌装的方法有：G、V、PV、PG、LS、DV。返返 回回4/27/202314包装工艺学讲义第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺通过分

8、析可以看出，符合条件的灌装方法只有：机械压力容积式灌装PV方法适用。根据物料的价值和精度要求，我们可以选用中等价格的活塞式定容积灌装设备。返返 回回4/27/202315包装工艺学讲义六、裹包机械的选型六、裹包机械的选型第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺 式中：Q-容积流量，m3/s；P-压力差，Pa；d-管道内径，m；L-管道长度，m；-动力粘性系数，Pas。下下 页页流体灌装容积流量和断面流速的计算：4/27/202316包装工艺学讲义返返 回回第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺断面平均流速为：上上 页页4/27/202317包装工艺学讲义返返 回回第二节第二节 液体灌装工艺液体灌

9、装工艺灌装方法分类1、按灌装压力分：2、按计量方式分：容积灌装称重灌装定容积灌装定液位灌装常压灌装压力灌装真空灌装4/27/202318包装工艺学讲义常用罐装工艺：1、常压灌装（重力罐装）定义：在常压下，利用液体自身的重力灌入包装容器内的灌装方法。特点：定液位罐装，结构简单、传统、实用。适用范围：不含气、不怕接触大气的低粘度液体物料（白酒、醋、药水等）刚性或半刚性容器。还可实现定时灌装、容积灌装（先灌入量杯之后再灌入容器）。缺点：液体有回流，计量精度差。第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺4/27/202319包装工艺学讲义第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺2、真空罐装（负压罐装）定义：

10、先将包装容器抽真空后，再将液体物料灌入包装容器内的灌装方法。特点：罐装速度快、容器内残留空气少、物料外溢少。适用范围：不含气体、怕接触空气、粘度稍大的液体，适用于小口刚性容器。（果汁、酱、油类、糖类、农药等）（1）纯真空罐装（真空压差灌装）（2）重力真空罐装（真空等压灌装）4/27/202320包装工艺学讲义第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺3、等压罐装（压力重力罐装、气体压力罐装）定义：先向包装容器内充气，使容器内压力与储液缸内压力相等，再将储液缸内的液体物料灌入容器的方法。特点：先建立背压，再罐装，可减少气体损失、保持含气饮料的风味和质量，防止灌装过程中过量泛泡。适用范围：只适用于含气

11、体饮料灌装、适用刚性或半刚性容器。4/27/202321包装工艺学讲义第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺4、压力罐装定义：借助外界压力将液体物料压入包装容器的方法。特点：靠外界压力（机械压力、气压、液压等）罐装适用范围：适用于粘稠度大、流动性差的物料。（1）定液位式压力罐装（2）定容积式压力罐装返返 回回4/27/202322包装工艺学讲义第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺5、隔膜容积式罐装定义：用一个挠性的起伏隔膜在压力气体的作用下，将液体物料从储液缸先抽到灌装室，再注入到包装容器中的灌装方法。特点：罐装过程与外界隔离，清洁卫生，定容积灌装，计量精确。适用范围：适用于低粘度或中等粘度

12、、贵重的液体物料 和要求与外界隔离的物料 可灌装刚性、柔性、以及狭颈瓶。4/27/202323包装工艺学讲义第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺6、液位传感式罐装定义：用传感器检测容器是否到位，以及灌装液面的高度，并发出适当的信号来控制启、闭灌装阀的方法。特点：罐装液位精度高，速度非常快，开口灌装。适用范围：适用于低、中等粘度，和难于清洗的液体物料，加装过滤网还可灌装含泡沫液体物料；并适于各种容器，特别是狭颈小的容器的高速罐装。4/27/202324包装工艺学讲义第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺7、虹吸法灌装定义：利用虹吸原理，使储液缸中的液体物料经虹吸管吸入包装容器的灌装方法。特点：

13、属定液位灌装，靠保持储液罐液位高度来控制灌装量，液体损失少，罐装系统结构简单、罐装速度慢。适用范围：适用于底粘度、不含气的液体。返返 回回4/27/202325包装工艺学讲义第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺8、定时罐装（1）恒容积流量定时罐装特点：罐装方法简单、设备便宜适用范围：适用于罐装中、高粘度的物料（2）可控压差定时罐装特点：罐装方法先进、罐装精度高，可实现无菌包装。适用范围：适用于流动性好、不含气的液体 适用要求罐装精度高的贵重物料 返返 回回4/27/202326包装工艺学讲义返 回9、称重罐装定义：在每个灌装工位都设有电子秤，首先称量容器重量，然后灌装到规定重量。特点：微机控

14、制的电子精密称重盘，灌装量不受容器变化的影响，灌装精度极高，但灌装速度慢。适用范围：适用于低粘度和中粘度的液体，以及各种形式的包装容器。第二节第二节 液体灌装工艺液体灌装工艺4/27/202327包装工艺学讲义返 回第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺一、容积式充填工艺二、称重式充填工艺三、计数式充填工艺4/27/202328包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺一、容积充填定义：将物料按预定的体积充填到包装容器内的方法。特点：容积式充填设备结构简单、速度快、生产效率高、成本低；但计量精度差。适用范围：密度比较均匀稳定的粉末状和小颗粒状物料。容积充填方法：4/27/202329

15、包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺1、量杯充填（按量杯结构可分为：转盘式、转鼓式和插管式3种充填方式）定义：先用定量的量杯量取物料，然后再充填到包装容器内的方法。特点：设备简单，价格低，操作简单，充填速度快，但充填精度较低。适用范围：非粘性、流动性性能良好的粉末状、颗粒状、碎片状物料，通常用于价格低廉的产品，适合各种容器。4/27/202330包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺2、螺杆充填定义：通过控制螺杆的圈数或时间来量取物料，然后再充填到包装容器内的方法。特点：充填速度快、飞扬小、充填精度较高（中）。适用范围：非粘性或半粘性、流动性较好的粉末状、细颗粒状

16、物料，特别是在出料口容易起桥而不易落下的物料，如咖啡粉、面粉、药粉等。4/27/202331包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺3、真空充填（1）真空容器充填定义：先把容器抽真空，物料通过一个小孔流入容器内的充填方法。特点：充填精度高、物料均匀、紧密，可实现密封；但受包装容器容积变化影响比较大、刚性容器，充填速度比较低。适用范围：非粘性的粉末状、细颗粒物料，需要物料中降低氧含量的包装，防止粉尘飞扬的场合。4/27/202332包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺（2）真空量杯充填（气流式充填）定义：利用真空吸粉原理，量取定量容积的物料，然后用净化压缩空气将产品充

17、填到包装容器中的方法。特点：充填精度较高，充填范围大，适用于粉末状物料，充填速度比较低，不受容器的容积变化影响。适用范围：适用于安瓿瓶，大小瓶、罐，大小袋等包装容器。4/27/202333包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺4、定时充填定义：通过控制物料流动时间或调节进料管流量来量取产品充填到包装容器中的方法。特点：在容积充填中，结构最简单，价格最便宜的一种，充填精度一般较低，但充填速度高。（1）计时振动充填适用范围：各种固体物料。如粉末状物料，小食品一类的松脆物料，以及蔬菜加工中的一些大的松散颗粒或磨料等，可作为称重充填的预充填。4/27/202334包装工艺学讲义第三节第三

18、节 固体充填工艺固体充填工艺（2）等流量充填特点：设备简单、价格便宜。适用范围：适合非粘性或半粘性、流动性好的粉末状、颗粒状，价格较低的物料等。为了防止物料流速变化，可采用振动、螺杆送料机构等；为防止粘性物料结团、结块，可添加搅拌装置。4/27/202335包装工艺学讲义返回第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺5、倾注式充填特点：可实现高速充填，但物料外溢严重充填精度极低，可作为其他工艺的预充填。适用范围：各种流动性较好的粉末状、颗粒状物料充填。4/27/202336包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺二、称重充填定义：物料的质量用称量装置来控制的充填方法。特点：称重式充填精

19、度高，计量准确度高，生产率低于容积充填。适用范围：充填易吸潮、易结块、粒度不均匀、流动性能差、视密度变化大及价值高的物料。称重充填方法：4/27/202337包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺1、净重充填定义：先称量出规定的物料，再充填到包装容器中的方法。特点：是最精确的称重充填法。但充填速度低，设备价格高，操作要求高。适用范围：适用于要求充填精度高及贵重的流动性好的固体物料，特别适用于包装尺寸和重量差异较大的物料。4/27/202338包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺2、毛重充填定义：先把物料充填到包装容器内，再进行称量的包装方法。特点：充填装置结构简单

20、、充填速度比净重充填速度快。但充填精度低于净重充填。适用范围：适用于价格一般的流动性好的固体物料、流动性差的粘性物料，如红糖等，特别适用于充填密度不均匀、易碎的物料。4/27/202339包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺三、计数式充填分为：单件计数充填定义：采用机械、光学、电感应、电子扫描等方法或其它辅助方法逐件计算产品数量，并将其充填到包装容器中的方法。多件计数充填（一）有规则排列物品的计数充填（二）无规则排列物品的计数充填4/27/202340包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺（一）有规则排列物品的计数充填（1）长度计数充填定义：将物品叠加起来，通过测

21、量长度或高度来确定物品的件数的充填方法。适用范围：有固定厚度、形状规则的扁平产品，如饼干、糕点、垫圈的装盒或包装件的二次包装如香烟等。适合箱、盒、裹包包装。特点：方法简便，充填装置结构简单，计量准确。4/27/202341包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺（2）容积计数充填定义：将物品整齐地排列到计量箱中，然后再充填到包装容器中的包装方法。适用范围：适用于等径、等长的棒状物品及规则的颗粒状物品的包装，如等径等长的棒状小食品、香烟、火柴等。适合盒、罐、袋包装。特点：充填结构简单，充填速度快，计量精度低。4/27/202342包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺（

22、3）堆积计数充填定义：从不同的料斗中分别提取一定数量的物品，依次填充到包装容器中的方法。适用范围：主要用于几种不同品种的组合包装。如颜色、形状、式样、尺寸有所差异的物品的计数充填包装。（如：杂粮混装、咖啡及伴侣等）适合箱、盒、裹包包装。特点：充填速度快，充填精度高。4/27/202343包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺（二）无规则排列物品的计数充填（1）转盘计数充填定义：利用装盘上的计数板对物品进行计数，然后填充到包装容器内的方法。适用范围：适用于难排列的、形状规则、量值相同的颗粒状物料。如药片、巧克力糖、钢珠、纽扣等。特点：充填精度较高，充填速度中等。4/27/20234

23、4包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺（2）转鼓式计数充填定义：利用转鼓上的计数板对产品进行计数，然后充填到包装容器中的包装方法。适用范围：适用于直径比较小、量值相同的颗粒状物品的计数充填包装，如糖豆、钢球、钮扣等。特点：充填精度高，充填速度快。4/27/202345包装工艺学讲义第三节第三节 固体充填工艺固体充填工艺（3）履带计数充填定义：利用履带上的计数板对产品进行计数，然后充填到包装容器中的包装方法。适用范围：适用于形状规则的片状、球状物品的计数充填包装。特点：充填速度最快，充填精度高。4/27/202346包装工艺学讲义选择充填工艺原则：选择充填工艺原则：1、物料性质；

24、2、包装容器特性；3、生产的速度；4、充填精度要求；5、包装成本。第四节第四节 充填工艺的选择充填工艺的选择4/27/202347包装工艺学讲义第四节第四节 充填工艺的选择充填工艺的选择例三、食用碱面采用复合纸袋包装，每袋装500克，要求每分钟装300袋，充填精度要求15克，请选择合适的充填方法。分析：1、所有适合流动性好的物料，但适合柔性容器的有：量杯、螺杆、真空量杯、计时振动、等流量、称重。2、防飞散要求：螺杆、等流量、真空量杯、称重。3、速度达到300袋/分钟的有螺杆、等流量。4、根据精度要求，选择螺杆式充填机。4/27/202348包装工艺学讲义返 回4/27/202349包装工艺学讲

25、义返 回4/27/202350包装工艺学讲义返 回充填：将液体或固体产品装入包装容器的 操作过程。分类：液体物料充填（灌装）固体物料充填第一节第一节 概述概述4/27/202351包装工艺学讲义返 回 1、按物品的物理状态分：颗粒充填、粉末充填、块状充填、液体灌装等；2、按包装容器不同可分：装瓶、装罐、装桶、装袋、装 盒、装箱等；3、按计量方法分：容积充填法、称重充填法、计数充 填法。第一节第一节 概概 述述4/27/202352包装工艺学讲义返 回充填精度：指装入包装容器内物料的实际数量值与要求数量（标称）值的误差范围。影响精度因素：产品物理性质、充填工艺、设备精度、包装容器、生产环境等。第

26、一节第一节 概述概述4/27/202353包装工艺学讲义返 回4/27/202354包装工艺学讲义返 回缺点：有溢流、回流现象、设备结构复杂、清洗困难、物料循环、能耗较多。4/27/202355包装工艺学讲义返 回特点：无溢流、回流现象、不滴漏，物料不循环、但比纯真空灌装速度低。4/27/202356包装工艺学讲义返 回4/27/202357包装工艺学讲义返 回特点：有溢流、回流现象，物料循环、管道不容易清理，适用于刚性、小口的包装容器。4/27/202358包装工艺学讲义返 回特点：无溢流、回流现象、不滴漏，但物料在缸体内容易受到污染。4/27/202359包装工艺学讲义返 回4/27/20

27、2360包装工艺学讲义返 回4/27/202361包装工艺学讲义返 回4/27/202362包装工艺学讲义返 回4/27/202363包装工艺学讲义返 回4/27/202364包装工艺学讲义返 回4/27/202365包装工艺学讲义返 回4/27/202366包装工艺学讲义返 回4/27/202367包装工艺学讲义返 回4/27/202368包装工艺学讲义返 回4/27/202369包装工艺学讲义返 回4/27/202370包装工艺学讲义返 回4/27/202371包装工艺学讲义返 回4/27/202372包装工艺学讲义返 回4/27/202373包装工艺学讲义返 回4/27/202374包装

28、工艺学讲义返 回4/27/202375包装工艺学讲义返 回4/27/202376包装工艺学讲义返 回4/27/202377包装工艺学讲义第四节第四节 充填工艺的选择充填工艺的选择返返 回回例1：将芝麻酱灌装到广口玻璃瓶中，要求每分钟灌装350瓶，请选择合适的灌装方法。分析：1、适合灌装中等粘度的液料方法有：纯压力灌装、机械压力灌装、隔膜容积式灌装、恒容积流量定时灌装、可控压差定时灌装、液位传感器式灌装、称重灌装。2、适合广口瓶的只有机械压力灌装、恒容积流量定时灌装、称重灌装。3、速度达到350瓶/分钟的只有机械压力灌装。4/27/202378包装工艺学讲义第四节第四节 充填工艺的选择充填工艺的

29、选择例2：一种不含气的乳酸饮料，灌入窄颈聚酯瓶中，要求每分钟灌装500瓶，请选择合适的灌装方法。分析：1、所有适合灌装低粘度的液料，但适合半刚性容器的有：常压灌装、隔膜容积式灌装、恒容积流量定时灌装、可控压差定时灌装、液位传感器式灌装、称重灌装。2、适合窄颈瓶的有常压灌装、液位传感器式灌装、隔膜容积式灌装、称重灌装。3、速度达到500瓶/分钟的有液位传感器式灌装、隔膜容积式灌装。4/27/202379包装工艺学讲义练习题n1、n2、4/27/202380包装工艺学讲义谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH