油脂包装工艺和设备探讨

油脂包装工艺和设备探讨
左青
【摘要】根据我公司目前使用的小包装油灌装生产工艺和设备的情况，按照小包装油生产要求选取包装容器的形状、材质、容积，选取相适应的灌装线及相关配套设备，保证了油脂灌装生产线高效安全运行。

对灌装生产操作过程中出现一些设备故障、控制包装成本和产品质量进行了分析探讨，以期为油脂小包装油灌装生产提供参考。

【期刊名称】《中国油脂》
【年(卷),期】2014(000)011
【总页数】4页(P94-97)
【关键词】油脂包装;灌装线;包装成本;产品质量
【作者】左青
【作者单位】中储粮油脂有限公司，北京100088
【正文语种】中文
【中图分类】TS228;TQ643
近20年，特别是2011年地沟油事件后，国家强制检查食用油安全，大城市逐步禁止散装油的上市，极大地刺激了小包装油行业的发展。

2012年全国食用油销量2 800万t左右，小包装油总数约在760万t，小包装油占食用油市场份额超过27%，小包装油的品牌超过1 000个。

在我国100种快速消费品中，小包装油市
场规模已排名第三，未来5年将以3%～5%的速度增长，而中包装食用油消费将以20%～25%的速度增长。

小包装油行业的发展，带动了灌装机械的发展，国产灌装机、喷码机、压盖机、装箱机等系列机械从无到有，设备质量不断改进，大部分设备可以替代进口。

食用油包装行业的高速发展，引起越来越激烈的市场竞争。

包装油从开始时的高利润、高回报时期跌落到高投资、低回报、回报周期长的时代，提高了入行的门槛，现在对生产设备、卫生、安全、市场营销要求更高。

这里，就小包装油项目生产线等进行讨论。

1 油脂自动包装生产工艺
1.1 全自动灌装线
吹瓶→空瓶输送线→贴标→空气洗瓶→自动计量灌装充氮封盖→瓶打码→实瓶输送线→上提环→装箱→产品称重检测→封箱→箱喷码→码垛→入库。

1.2 灌装线灌装能力
(1)回转式灌装线：设计灌装能力为6 000瓶/h和4 000瓶/h，计量方式为称重方式，适合5 L瓶型，实际灌装能力为5 100瓶/h和3 400瓶/h。

(2)直线式灌装线：设计灌装能力为2 000瓶/h，适合2.5、1.8、0.9 L PET瓶，计量方式为称重方式，实际灌装能力大于1 700瓶/h。

(3)直线式灌装线：设计灌装能力为1 000瓶/h，适合2.5、1.8、0.9 L，计量方式为称重方式，实际灌装能力850瓶/h。

(4)中包装袋装灌装线：设计灌装能力为500袋/h，灌装容器为20 L复合软袋，计量方式为流量计方式，实际灌装能力大于425袋/h。

(5)中包装桶装灌装线：设计灌装能力为200桶/h(以20 L计)，适合10、20 L PET桶，计量方式为流量计方式，实际灌装能力大于170桶/h。

2 油脂包装车间总体布置要求
2.1 车间安排
包装车间一般为三层：一层为配套成品库，含码垛、叉车装卸、调和操作间、配电房、空压机房、预留冷水机组、压缩空气储罐、制氮机及储罐。

二层为灌装线和吹瓶生产线，如1条4 000瓶/h(5 L)回转式灌装线、1条2 000瓶/h(2.5、1.8、0.9 L)直线式灌装线、1条500袋/h(20 L复合软袋)中包装袋装灌装线。

在二层灌装生产线装箱后通过滑道送到一层的一端处码垛。

三层为瓶坯、压盖、提环及包装箱等的暂存及吹瓶与开箱作业。

包装材料及辅料库位于三层。

胶水、标签等辅料储存在二层。

辅料由电梯送到二层和三层。

2.2 暂存及调和油罐区
灌装前储存、调和待包装油：在一层设3个200 m3 立式油罐，储存精炼大豆油、菜籽油、玉米油、棕榈油等，6个500 m3 油罐；3个100 m3 立式油罐，用于配比调和油及袋装油的储存，在三层设1个12 m3 卧式油罐、2个5 m3 卧式油罐，用于灌装前缓冲消除气泡。

户外附属储罐设12个120 t油罐，配12台油泵、12
台流量计；2个20 t灌装调配锥底罐，配2台油泵、6个0.5 t SS304带搅拌器的添加剂的小罐。

2.3 小包装车间成品库
在小包装车间成品库设贯通式货架，货架高度可放置4垛油箱，包装好的油箱由
叉车送入货架。

在货物码放作业时，先把成品油箱放置在托盘上，用叉车把托盘放到托架上。

若按托盘尺寸1 300 mm×1 100 mm，每个托盘上放置48箱，在货架上码放4层托盘，每箱重约20 kg，在单位面积上能盛放约4 t，成品库容量一般设计3.5 d成
品储存量。

2.4 压缩空气和氮气生产
油脂灌装和吹瓶需要0.8 MPa的压缩空气，吹瓶机需要4 MPa中压压缩空气，在
灌装车间设置空压机房，配置低压和高压两套压缩空气生产装置。

另需要配置对灌装油罐加氮气及吹扫油管道用氮气。

压缩空气生产工艺流程：高压压缩机(低压压
缩机)→除油过滤器→储气罐→前置过滤器→冷冻干燥机→精密过滤器→吹瓶机用
气(高压、低压)、灌装线用气(低压)、油罐区用气(低压)。

油脂灌装氮气用量100 m3/h，制氮纯度在95.00%～99.95%。

3 油脂包装生产主要设备
3.1 油脂灌装机
按容器输送形式分为回转式和直线式，按工作方式分为自流式、真空式、充气式和压力式，按计量方式分为容积式、流量式和称重式。

称重式灌装机是把容器置于称重架上进行灌装，称重传感器把质量信息传到二次仪表进行工作。

灌装精度在±2
g以内。

流量式具有容量改变简单，容量可调范围大的优点，生产效率低，长时间磨损要更换心脏部件流量计。

2 000瓶/h灌装机采用直线式称重灌装机，12个灌装头，通过变更件适应容量为0.2、0.5、0.9、1.8、2.5 L，灌装能力2 000～
3 000瓶/h。

控制采用电脑(PLC)、电子、气动联合动作，具有双速系统，达到高效灌装精度，灌装结束时不外冲、不满溢。

灌装速度按无极调节。

灌装头为内封闭式防滴灌装头，确保灌装机长时间不用时无滴漏，在线检测，无瓶不灌装，对灌装量自动修正，操作面板上的按键电动调节灌装瓶(桶)的高度，当信号数与实际进瓶(桶)数不相等时、设备异常时自动停
止工作和闪光报警。

灌装机做到无瓶不灌装，堵瓶主机会自动停机并报警；灌装为下潜式选用不同材质密封活塞环；多管路连接采用快装式，拆卸清洗快捷。

3.2 贴标机
一般采用水基胶、热熔胶、不干胶贴标机。

宜采用进口水基胶贴标机，如意大利PE、BRD，具有胶水泵及胶水温度系统、安全及电气控制系统、变频驱动、报警
装置。

3.3 装箱机
由纸箱成型机、自动装箱机和自动封箱机组成。

3.3.1 纸箱成型机
纸箱成型机的纸箱储存采用立式随时补充控制箱，利用吸盘和气缸合作使吸箱、成型、封底均自动处理一次成型。

运行速度大于等于18箱/min，成型面对角线长度差小于等于5 mm。

自动完成开箱、成型、下底折叶折曲、下部分胶带粘贴，封箱密合。

纸箱为5层瓦楞纸箱，空箱抗压大于等于360 kg。

3.3.2 自动装箱机
运行速度大于等于18箱/min。

采用抓取或跌落式机构，配置自动分瓶装置，配自动检测装置。

3.3.3 自动封箱机
自动封箱机利用光眼检测，气缸带动机件把纸箱盖折好后在皮带输送过程中经导杆把左右盖也折好，最后由封箱机完成纸箱上盖的粘合。

运行速度大于等于18箱/min,自动折箱，成型面对角线长度差小于等于5 mm。

3.4 吹瓶机
专用瓶坯二步法连线生产。

3.5 提环机
全自动提环机为进口原装。

配置自动上环装置，要求提环压入率99.5%。

3.6 油墨喷墨机
配16个喷嘴，可以用于非渗透性纸箱喷印两行中英文内容。

3.7 称重检测装置
配置自动检测、显示产品质量，不合格产品自动剔除装置。

3.8 码垛机
采用机器人码垛。

最大运行速度大于等于30托盘/h，5 L产品48箱/托盘，4层高。

4 存在问题和讨论
4.1 包装材料的安全
注意严控含塑化剂的塑料桶、瓶盖等进入包装生产线。

在生产过程中，避免使用塑料管道、软管和容器，如接驳的软管、灌装机的灌装头引管、压滤机的支撑板及阀门、换热器的密封件。

选用PET、PE、PP等不含塑化剂的塑料包装材质，餐桌用人造奶油的保冷包装采用食用PS塑料。

杜绝回收塑料制作的聚合物制品。

4.2 国家油脂标准
我国食用油标准低于各大企业标准，欧洲有些标准国内没有要求，对食用油国标中色泽和烟点存在争议，在食用油卫生指标中金属离子铜、铁、砷值较高，目前还没有反式酸、C22∶1值、多环芳烃(PAH)、苯并(a)芘的限量。

4.3 灌装设备存在问题及处理措施
成套灌装生产线出现主要问题：标签不正；箱内缺瓶；油桶漏油，造成箱体污染；箱内瓶体变形及箱体变形；箱内油品混装；箱体无喷码；瓶体喷码被击穿导致渗油；无提环；瓶盖松动漏油。

具体汇总如下：
4.3.1 回转式灌装线(5 L)
(1)灌装机高速生产时容易漏油，精度较差，稳定性差。

原因分析：①灌装阀弹簧
经常性断裂，不断停机更换，将弹簧全部更换后有所好转，经分析可能为首次提供的弹簧材质出现缺陷导致。

②灌装电磁阀脏污，导致阀门开启关闭不及时，灌装不停止污染油瓶及设备；使用的压缩空气管线采用碳钢管道，蓄积的冷凝水导致碳钢管道生锈污染电磁阀所致，在压缩空气主管及分支管道加装自动疏水器及过滤器后情况有所好转。

③灌装机进料阀采用国产控制阀，出现3次阀门漏气及阀杆断裂(1次)问题；灌装机在高速运转时出现油飞溅，通过调整已好转。

④灌装头计量和
电磁阀不一致。

(2)灌装压盖一体机可能由于设计原因，理盖通道及回盖管道极易卡死，时有耽误
生产处理故障的情况出现。

(3)贴标机消耗大。

贴标机出瓶转向轮调速器卡瓶，经更换并安装调整正常。

(4)开箱机出现吸箱不顺畅，导致折箱堵塞，分析开箱机真空泵吸箱力度不够，更
换大型号真空泵解决。

(5)装箱机与输送线程序设置不配套，造成输送线挤瓶的现象，造成瓶体变形致使
抓手抓瓶漏瓶的现象：增加计数光眼及装箱机到位无瓶不抓取的功能，要增加产品称重检测机。

另外装箱机在装箱时出现抓箱错位，经整改将抓头4个边角扩大，
增大抓头与瓶盖的空间，经整改已基本正常。

4.3.2 直线式灌装线(10 L)
(1)灌装机进瓶光眼时常检测异常，通过整改将检测光眼孔加大。

10 L灌装机多次
出现挡瓶气缸和推瓶气缸堵塞，推瓶气缸较为严重，经调整好转。

灌装头的电磁阀的可靠性差，选择可靠性能好的电磁阀。

(2)10 L贴标机、激光喷码机和灌装机之间加控制光眼，使三点联动实现自动控制。

(3)开箱机底部折箱气缸螺丝经常松动，导致气缸与底座轴承碰撞，现将螺丝涂抹
螺纹紧固胶，并调整气缸位置，降低开箱机的故障率；10 L开箱机，当箱体打开
封箱时运作不顺畅，重新调整推箱挡杆位置并多次调整，现已正常。

(4)10 L装箱机，装箱完毕后两侧支撑板与箱体侧面发生碰撞，导致箱体损坏，经
排查看底部气缸位置发生变动造成，将位置重新调整后正常。

(5)码垛机滚筒传送时，常出现托盘卡住升降台，跟厂家协商将整体光眼位置进行
彻底整改，并将系统优化，现码垛机基本正常。

4.3.3 在回转式和直线式灌装线均出现的问题
(1)自动旋转旋盖机。

进瓶、理瓶、上盖、旋盖、出瓶于一体。

采取直线式压盖，
挂盖位置不平衡易造成盖压偏的现象,采用抓盖定位旋盖，要求无伤痕、无伤盖。

无极变频可调。

(2)提环机。

国产压环机提环速度有时跟不上，国外提环质量大于等于10 g，国内提环质量 7.5 g。

在2 000瓶/h以上的生产线先用人工提环。

提环出现断裂的情况，要改进配方。

另外在装箱、运输等环节造成提环存在不同程度的变形，致使在使用过程中经常性出现卡环的现象耽误生产，中储粮油脂有限公司根据提环质量对理环槽、气动控制机构、理环通道等重新设计，采用人工放提环、机器压提环。

(3)输送带。

输送带与各主机的速度要匹配。

实瓶输送链为尼龙链板经常断裂，需要改不锈钢链。

(4)吹瓶机。

连线吹瓶为直线式吹瓶机，当生产线出现10 min左右的故障处理时间时，吹瓶机必须停机防止模具高温炙烤，重新开机需7 min的时间，因此对生产造成一定的影响。

5 生产成本与质量控制
5.1 生产成本(见表1)
表1 灌装能力与直接生产成本的关系序号灌装能力/ (t/月)生产成本/(元/t) 14 000154～155 26 000～7 000120～130****0104～105
包装成本(含包装材料，加抗氧化剂13元/t，挂标32元/t)：灌装食用油行业按750元/t，好的企业在700元/t(纸箱是3层)。

5 L瓶+瓶盖+提环=2.05元。

5.2 灌装线的技术要求
吹瓶机的废品率小于0.4%，回转式灌装机的精度0.15%，直线式灌装机的精度0.2%，中包装灌装机的精度0.5%。

5.3 小包装成品的质量控制指标
原料油损失0.15%，瓶损0.05%，纸箱损耗0.05%，标签损耗0.15%，瓶盖损耗0.05%。

致谢：感谢北京京粮集团南苑油脂有限公司王怀东、中储粮油脂工业东莞有限公司程水银、周勇工程师的技术支持！
【相关文献】
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