包装工艺学第8章

Pd 2
32 L
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第二节 液体灌装工艺
灌装方法分类 常压灌装
1、按灌装压力分： 压力灌装 真空灌装
容积灌装 2、按计量方式分：
称重灌装
定容积灌装 定液位灌装
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第二节 液体灌装工艺
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。
流体灌装容积流量和断面流速的计算：
Q Pd 4 128 L
式中：Q---容积流量，m3/s； ΔP---压力差，Pa；
d---管道内径，m； L---管道长度，m；
µ---动力粘性系数，Pa·s。
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第二节 液体灌装工艺
断面平均流速为：


Q A

4Q
d 2
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第三节 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。
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第二节 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。
6、等压灌装（PG）
12、称重式灌装（WF）
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第二节 液体灌装工艺
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1～1000厘泊（cP）流动性好的 稀薄液体物料，如酒、醋、牛奶等 。
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、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。
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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。
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第二节 液体灌装工艺
（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：
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第二节 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：只适用于含气体饮料灌装、适用刚性或半刚 性容器。
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。
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第二节 液体灌装工艺
（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。
第八章 充填工艺
学习要点
1、基本概念 2、液体灌装工艺 3、固体充填工艺 4、充填工艺选择
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第八章 充填工艺
第一节 基本概念
第二节 液体灌装工艺
第三节 固体充填工艺
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第一节 概 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
第三节 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
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第三节 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。
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第三节 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。
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第一节 概 述
充填工艺选择依据
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。
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第二节 液体灌装工艺
一、 液体灌装的力学基础 二、 液体灌装方法 三、 ★各种液体灌装工艺的比较与选用
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31第三Leabharlann 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。
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。
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第二节 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。
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第二节 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
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G、V、 PV 、 PG、LS、DV。
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第二节 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：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。
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第二六节、裹液包体机灌装械工的艺选型
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。
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第二节 液体灌装工艺
2、 真空罐装（负压罐装） 定义：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）
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第二节 液体灌装工艺
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）
7、液位传感式灌装（LS）
2、纯真空灌装（V）
8、隔膜容积式灌装（DV）
3、重力真空灌装（GV） 9、恒容积流量定时（TF）
4、纯压力灌装（P）
10、可控压差定时灌装（TP）
5、机械压力容积灌装（PV） 11、虹吸式灌装（S）
第二节 液体灌装工艺
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。
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容积充填方法：
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第三节 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 。
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第三节 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。
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第二节 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
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第二节 液体灌装工艺
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第三节 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。
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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。
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第二节 液体灌装工艺
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、TF、LS、WF等。 3、 粘度大，黏度范围在10000cP以上；流动性非常差的
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第三节 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。
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第二节 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：
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。
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第二节 液体灌装工艺
（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 。
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第二节 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。
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第二节 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：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。
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