09 第七章 灌装与充填工艺

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充填精度要求越高，所需设备的价格也就越 高。因此，要根据生产的实际情况确定最优 充填精度。
充填技术的分类
物料充填一般归结为两大类： 液体物料的充填； 固体物料的充填。
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第二节 固体充填工艺
固体食品的流动性对食品充填影响较大
非粘性食品：大米、砂糖、坚果、花生等 半粘性食品：面粉、奶粉、其他粉状食品 粘性食品：挂桨类糕点、果脯蜜饯等 充填计量精度：指装入容器内物料标定重量的误 差范围。
卸料盘4和料筒1由支 架夹板2固定在底盘上。 物料装在料筒1内，装料 筒底盘3是一个转动的定 量盘。定量盘3上每隔 120°的位置上设有若干 数量的小圆孔带，其分3 组。
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定量盘上的孔径比 物料直径稍大0.5-1mm， 定量盘的厚度比物料的 直径稍大，以确保计量 孔只能容纳1粒产品。 定量盘下装有带卸料槽 的卸料盘4。
液体从贮液槽1流经灌装 阀4进入容器。灌装时升降机 构将容器向上托起（或将灌 装管向下降），容器口部和 灌装阀下部的密封盖5接触并 将容器密封，然后 使容器再 上升顶开而开启灌装阀，
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播放视频 液体靠重力自由流入容器中， 即停止流动，液位达到规定 高度完成灌装后，升降机构 将容器下降，灌装阀失去压 力并由弹簧自动关闭。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。
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二、液体食品常用灌装方法
（一）常压灌装
（二）真空灌装 （三）等压灌装 （四）机械压力灌装
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（一）常压法灌装
在常压下，直接依靠 灌装液料的自重流进包装 容器内。主要用灌装低粘 度的不含气液料。如牛奶、 白酒、酱油、醋。 使用的设备构造简单、 操作方便、易于保养，至 今仍被广泛使用。
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灌装过程：
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充 填 方 法：
一、称重式充填（gravimetric filling) 二、容积式充填（volumetric filling） 三、计数式充填（counting filling）
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一、称重式充填（gravimetric filling)
精度较高，但工作速度较低，装置结构较复杂，多 用于充填粉状和小颗粒食品。适用于易吸潮、易结 块、粒度不均匀、容重不稳定的物料计量。 常用装置：杠杆秤、弹簧称、液压称、电子秤等。 间歇称重式充填机 连续称重式充填机 称重---离心等分式充填机
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当容器上升至灌装阀口时，先 由密封盖3将容器封闭，然后压缩 弹簧，顶开灌装阀，开始灌装； 同时，机械弹簧打开排气管顶部 的充气阀6，使容器的压力与贮液 槽上部的压力相等，通常称为 “建立背压”。当液体上升到排 气管口时，液位不再变化。
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采用等压灌装时，在灌装过 程中可以改变排气速度，借以改 变灌装速度。当液体灌装到规定 液位时，容器顶部的空气具有一 定的压力，为排除这种压力，在 阀门中装一个机械泄压口，使容 器顶部与大气压力相同，保证当 容器下降失去密封时，液体不至 喷出。 播放视频
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1.间歇式称量装置
有净重充填法和毛重充填法。
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A、净重充填法
充填过程：进料器2 把物料从贮料斗1运送到 计量斗3中，当计量斗中 物料达到规定质量时即通 过落料斗5排出，进入包 装容器。进料可用旋转进 料器、皮带、螺旋推料器 或其它方式完成，并用机 械秤或电子秤控制称量。
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特 点：
由于称量结果不受容器皮重变化的影响，因 此称量精度很高，广泛应用于要求高精度计量的 自由流动固体物料，如奶粉、咖啡等固体饮品， 也可用于那些不适于容积充填法包装的食品，如 膨化、油炸食品。
贮料斗1下部连接着一个 振动托盘进料器2，进料器按 规定的时间振动，将物料直接 充填到容器中，计量由振动时 间来控制。此法装置结构最简 单，但计量精度最低。
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2.螺旋充填法
当送料轴2旋转时，贮 料斗内搅拌器3将物料拌匀， 螺旋轴将物料挤压到要求的 密度，每转一圈就能输出一 定量的物料，由离合器控制 放置圈数即可达到计量之目 的。此法可获得较高的充填 计量精度。
第七章 灌装与充填工艺
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第一节 概述
充填是指将一定规格质量的食品按要求充入到包 装容器中的操作，主要包括食品计量和充入。 要求：
1、食品按照要求的定量装入容器，一般有一定的计量精 度要求。 2、容器内要留有一定的顶隙，一般为整个容积的6%.
3、要求速度快，减少食品的污染，同时保持容器口、壁 干净，以免汁液污染包装。
流体：指靠重力在管道内按一定速度自由流动，粘度 为0.001—0.1Pa.s的液料。如牛奶、饮料、酒等。
半流体：除靠重力外，还需加上外压才能在管道内流 动，粘度为0. 1—10Pa.s的液料。如炼乳、蜂蜜、番 茄酱等。
粘滞流体：靠自重不能流动，必须靠外压才能流动， 粘度在10Pa.s以上的物料。如调味酱、果酱等。
此法适用于充填价格 较低、计量精度要求不高 的自由流动固体物料。
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4.真空—计量充填法
贮料斗1下面装有一个 带可调容积的计量筒转轮2， 计量筒沿转轮径向均匀分 布，并通过管子与转轮中 心连接，转轮中心有一个 圆环真空—空气总管3，用 来抽真空和进空气。
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物料从贮料斗落于计量筒 中，经过抽真空后密实均匀， 运输带5不断将容器4送入转轮 下方，当转轮转到容器上方时， 空气将物料吹入容器内。 此法常用来充填广口瓶、 袋、罐头等，充填容量范围从 5mg至几千克，一般的计量精 度为±1%. 播放视频
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（2）真空压差灌装
适用于易氧化变质的液体食品，如富含维生素等 营养成分的果蔬汁产品的灌装。
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即贮液箱内处于常压，只对包装容器抽真空，料 液依靠贮液箱与待灌装容器间压差作用产生作用产 生流动而完成灌装。供液管1由供液阀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由供液泵5送回贮液槽。
31ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第三节
液体灌装工艺
灌装是指将液体（或半流体）灌入容器内 的操作，容器可以是玻璃瓶、塑料瓶、金属罐 及塑料软管、塑料袋等。
影响液体食品灌装的主要因素是粘度，其 次为是否含有气体、起泡性、微小固体物含量 等。因此，在选用灌装方法和灌装设备时，首 先要考虑液体的黏度。
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一、液体食品按其粘度分为三类：
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二、容积式充填（volumetric filling）
通过控制食品物料的容积进行计量充填，要求 被充填物料体积质量稳定，否则会产生较大的时量 误差，精度一般为±（1.0—2.0）%，比比重充填 法要低。 计时振动充填法 螺旋充填法
重力—计量筒充填法
真空—计量充填法
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1.计时振动充填法
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（三）等压灌装法
在高于大气压的条件下，首先对包装容器充气， 使之形成与贮液箱箱等的气压，然后依靠被灌装 液料的自重流进包装容器内。 常用于灌装含气饮料、啤酒等的灌装。
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等压灌装过程：
回转台上方的贮液槽是密封的， 其液面由浮子1控制，液面以上空 间充有压缩空气或CO2,以保持一 定压力（灌装啤酒时要求用CO2, ， 以避免啤酒与氧气接触）。液体 经下部的供液口2进入。灌装阀4 装在贮液槽内，其中部设有的排 气管顶端伸出液面，下端为排气 口7和泄压口5.
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B、毛重充填法
进料器2把物料从贮料 斗1运送到料斗3中，进入包 装容器，通过容器下面的秤 进行计量，当容器中物料达 到规定质量时即通过传送带 输出。
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特 点：
毛重式称量法没有计量斗，将包装容器放在秤 上进行充填，达到规定质量时停止进料，故称得的 质量为毛重，其计量精度受容器质量变化影响很大， 计量精度不高。
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3.重力—计量筒充填法
贮料斗1下部装有两个或多 个计量筒3，均匀分布在回转的 水平圆板上。计量筒上部有伸缩 腔4，可以上下伸缩来调节容积。 计量筒转位到供料斗下面时，物 料靠自重落入计量筒内，当计量 筒转位到排料口即固定圆盘5上 的圆孔时，物料通过排料管进入 包装容器内。
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为了使物料迅速注入 容器，有时要对容器加以 振动。
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在计量过程中，卸料盘4 承托住充填在计数定量 盘3中的物料，只有当定 量盘带有物料的一组孔 转到卸料槽是地，才使 已定量的物料自由落入 卸料槽5并进入包装容器 中。
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当定量盘的一组孔 带卸料时，其他两组也 已带进行上料，因此机 构的效率较高。
特别适用于形状、 尺寸规则的球形和圆片 状食品的计数。
但由于食品不经计量斗而直接落入容器中称量， 食品物料的黏附现象不会影响计量精度，因此，除 可应用于能自由流动的物料外，还适用于有一定黏 性物料的计量充填。
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2.连续式称量装置
采用电子皮带秤称重，可以从根本上克服杠 杆秤发出的信号与供料停机的时间差导致物料的 计量误差问题，同时还能大大提高计量速度，适 应高速包装机的需要。
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同时容器内的空气由 溢流管3排至贮液槽，当容 器内液面达到溢流管口处 时，液体开始 经溢流管流 回贮液槽，液面不再变动。
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溢流管口与容器顶部 的相对位置决定了灌装液 面的高度，只要保持灌装 阀与容器的密封，液体就 会连续不断地通过溢流管 流出，当容器不再密封时 会关闭灌装阀和溢流口。
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（二）真空灌装
在低于大气压的条件下进行灌装，适用于灌 装粘度稍大的液料，如油类、糖浆等。又适于灌 装含维生素的饮料，如蔬菜汁、果汁等。
（1）重力真空灌装 （2）真空压差灌装
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（1）重力真空灌装
在低于大气压的条 件下进行灌装，适用于 灌装粘度稍大的液料， 如油类、糖浆等。又适 于灌装含维生素的饮料， 如蔬菜汁、果汁等。
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（四）机械压力灌装
利用机械压力如液泵、活塞泵或气压将灌装液料 挤入包装容器内。
主要用于灌装粘性较大的稠性液料，如果酱、奶 油等。