第七章裝料與包裝機械第二節(jié)液體裝料機（罐裝機）第三節(jié)醬體裝料機第四節(jié)固體裝料機第五節(jié)成品包裝機械與設備第一頁，編輯于星期六：一點十一分。第一節(jié)裝料機的分類

將加工后的食品物料裝到玻璃瓶、鐵罐、塑料罐等容器中是食品工業(yè)生產過程中的主要工序之一。裝料的方法有人工及機械兩種?，F(xiàn)代化食品工業(yè)大多采用機械裝罐，這樣可提高勞動生產率，并保證裝罐的質量。因為機械化裝罐保證對食品物料所需要的衛(wèi)生條件，裝到瓶罐中的量是一定的，所以在食品工業(yè)生產中的裝罐，采用機械化方法是發(fā)展的必然趨勢。第二頁，編輯于星期六：一點十一分。一、按自動化程度分手工裝料機、半自動裝料機、單元自動裝料機、裝料包裝聯(lián)合自動機。二、按物料性質分液體裝料機、醬體裝料機、固體裝料機。三、按容器分玻璃罐、鐵罐、軟罐。第三頁，編輯于星期六：一點十一分。二、按裝料的方式分１、重力式裝料機：在大氣壓下直接靠液體的自重流入包裝容器內的罐裝方法。過程：進液、排氣-停止進液-排除余液。適用于低黏度、不含氣的液體。如，牛奶、白酒等。２、真空式裝料機先抽真空，然后在重力作用下裝料，如果汁羹，這樣可以減少與空氣接觸，保證產品質量。適用于黏度低的物料。罐裝速度快，減少料中殘存氧氣，延長保存期。３、等壓式裝料機用壓縮空氣給罐充氣，使（罐）容器內壓力與貯液箱料槽內壓力相等，料液靠自重流入容器的方法。過程：充氣—進液、回氣—停止進液—釋放壓力。適用于含有氣體的飲料，如啤酒、汽水等。４、擠壓式裝料機利用螺桿泵或柱塞式泵，將物料打入，適用于醬體物料。上述前三種適用于液體物料。第四頁，編輯于星期六：一點十一分。第二節(jié)液體裝料機（罐裝機）

一、結構和工作原理由送瓶機構、瓶開降機構、裝料機構、定量機構、液體供料機構組成。第五頁，編輯于星期六：一點十一分。１、送瓶機構在工作過程中要求準確地將瓶自動送進出罐裝機的托盤。目前采用的多為圓盤輸送機構和鏈板、撥輪輸送機構。第六頁，編輯于星期六：一點十一分。1）圓盤輸送機構（1）結構：見圖。（2）工作過程：瓶存放在回轉圓盤2上，借慣性及離心力作用，移向圓盤邊緣，在邊緣有擋板3，擋住瓶罐以免掉落，在圓盤一側，裝置有弧形導板4，并與擋板形成導槽，經(jīng)螺旋分隔器5整理，進行等距離排列，再由爪式撥輪撥進裝料機構工作臺7上進行裝料。第七頁，編輯于星期六：一點十一分。2）鏈板、撥輪輸送機構結構：見圖工作過程：瓶由鏈板式輸送機（1）送入，由四爪撥輪（2）分隔整理排列，沿定位板（3）進入裝料機構（4）進行裝料，經(jīng)由四爪拔輪（5）拔出，由鏈板式輸送機（6）帶走，完成輸送瓶罐工作。第八頁，編輯于星期六：一點十一分。２、瓶罐的升降機構在裝料機中，把瓶罐升到規(guī)定的位置進行裝料，然后又把裝滿的瓶罐下降到規(guī)定的位置，這一作用是由瓶罐升降機構來完成的。目前采用的有三種形式：滑道式、壓縮空氣式和壓縮空氣混合式第九頁，編輯于星期六：一點十一分。1）滑道式瓶罐升降機構結構見圖工作過程：此種滑道實際是圓柱形凸輪機構瓶罐行程的最高點，必須保證待罐瓶嘴能緊壓在罐裝頭上，其最低點應使瓶嘴離開罐裝頭，并便于退出瓶罐機構，凸輪升角α≤30o，（因為避免凸輪機構中的作用力過大，又能使凸輪的尺寸在許可的范圍內）。凸輪機構的空行程－--瓶托下降時，凸輪的升角β≤700。（因為從動件速度提高，以節(jié)省時間）。長度Ｌ根據(jù)整理時間所需要而定其長短。特點：其結構簡單，但當機器在運轉過程中出了故障，瓶依然沿滑道上升，易將瓶卡住和壓碎。它要求瓶、罐質量高，特別是瓶頸不能彎曲，瓶被推上瓶托時要求準確，不然易把瓶擠壞。（如卡住后，再正常運轉，必經(jīng)將瓶打碎——野蠻操作）。第十頁，編輯于星期六：一點十一分。⑵、壓縮空氣式瓶，罐升降機構結構見圖工作過程：壓縮空氣由管8經(jīng)管9進入汽缸，推動活塞帶動瓶托向上移動，使瓶上升進行裝料，這時活塞上部氣體由閥門5排出，而閥7是關閉的。裝料完畢時，壓縮空氣由管8徑管6進入氣缸（這時閥門5關閉），由于活塞上下的壓力相等，故在活塞、瓶托及瓶的自重作用下，迅速下降（瓶亦下降）。這時完成了一個循環(huán)過程。特點：其克服了滑道式升降機構的缺點，因為當發(fā)生故障時，瓶罐被卡住，壓縮空氣好似彈簧一樣被壓縮，這時瓶托不再上升，故不會被擠壞，但這種機構當下降時，沖擊力較大。第十一頁，編輯于星期六：一點十一分。3）壓縮空氣與滑動式混合瓶升降機構結構見圖工作過程：當壓縮空氣由管子１進入活塞芯子（2），又徑活塞芯子上部活塞（5）中部的孔洞進入活塞筒體（4），在壓縮空氣的作用下，使活塞筒體及其上的滾子（3）上升，將瓶罐升起，進行裝料。當瓶裝滿后，升降機構隨著自動機的轉動，活塞筒體上的滾子進入下降滑道（7），在滑道的作用下，活塞筒體被強制下降。這樣已裝好的瓶罐下降到規(guī)定位置，并由撥瓶機構送出。當轉到一定位置時，滾子脫離滑道，完成一個瓶的升降操作。特點：其下降時比較穩(wěn)定。第十二頁，編輯于星期六：一點十一分。３、定量加料機構

1）控制液位定量機構結構見圖工作過程：它是通過對插入被裝容器內的排氣管的高低，來控制液位，達到定量裝料的目的。當液體從進液管進入瓶內時，瓶內的空氣則由排氣管排出，隨著液面的上升至排氣管下口時，這部分空氣被略微壓縮，因為瓶口被碗頭封住，氣體排不出去，液面稍超過排氣管口就不升高，根據(jù)連接器原理，液體可從排氣管中上升，至與液槽中的相同液位為止，瓶子隨下托盤下降，排氣管內的液體立即流入瓶內，至此定量裝料工作完成。通過改變排氣管插入瓶內的位置，即可改變其加料量。特點：其機構簡單，使用方便，輔助設備少，由于以瓶的容積來定量，故其精度與瓶有直接關系。第十三頁，編輯于星期六：一點十一分。⑵旋塞式定量杯機構結構見圖工作過程：當旋塞位于右圖時，液體靠靜壓由進液管進入定量杯，當液面達到細管的下緣時停止，但液體會繼續(xù)從細管中上升至貯液槽內相同液位，這樣定量杯定量好液體，將旋塞旋轉900，定量杯中液體便由裝罐嘴流入被裝的瓶內，從而完成液體的定量操作。特點：這種機構比較準確，密封性好，適合含汽的液體裝料。第十四頁，編輯于星期六：一點十一分。（3）彈簧閥門裝料機構結構見圖工作過程：當瓶在瓶托作用上升，瓶嘴壓緊橡皮環(huán)（4），并將彈簧（2）壓縮，使套筒（3）一起上升，這使套筒與閥碟（5）之間形成環(huán)行空隙，從而液體由貯液箱流入瓶中，瓶內的空氣則順著管（1）排入貯液箱的液面空間。當瓶內液面至管下端時，就停止進液。瓶托也開始下降，瓶嘴即離開橡皮環(huán)，在彈簧作用下，套筒壓緊閥碟，這樣完成一個瓶裝料周期。第十五頁，編輯于星期六：一點十一分。4）滑閥式定量杯結構見圖工作過程：閥芯處于起始位置時，與真空系統(tǒng)及糖水系統(tǒng)均不連通。當罐體5壓緊閥芯的壓蓋4上升，使孔6對準抽氣孔7時，罐內的空氣被抽除，閥芯2繼續(xù)上升，定量杯1升起離開貯液筒液面，使孔6離開抽氣口7，與真空系統(tǒng)切斷，同時孔9與孔8接通，液料從定量杯經(jīng)孔8，環(huán)隙和孔9流入罐體內（見圖），然后加汁頭在彈簧3的作用下，閥芯回到原來位置。定量杯連接在閥芯上面，無罐體時，它浸沒在糖水貯桶內。在罐體時，它隨閥芯上升而離開液面?？筛鶕?jù)生產要求，調節(jié)定量杯高度，改變加入罐內液量，以適應不同罐形需要。第十六頁，編輯于星期六：一點十一分。4.液體供料的原理與裝置

1)等壓法供料裝置

圖12—4所示為大型含氣液料灌裝機的供料裝置簡圖。輸液管3與灌裝機頂部分配頭9相連，分配頭下端勻布6根支管14與環(huán)形貯液箱12相通。在未打開輸液總閥前，通常先打開支管上的閥1以調整液料流速和判斷其壓力的高低。待壓力調好后，才打開總閥。無菌壓縮空氣管4分兩路：一路為管7，它經(jīng)分配頭直接與環(huán)形貯液箱相連，可在開車前對貯液箱進行預充氣，使之產生一定壓力，以免液料剛罐入時因突然降壓而冒泡，造成操作的混亂。當輸液管總閥2打開后，則應關閉截止闕5。另一路為管8，它經(jīng)分配頭與高液面浮子13上的進氣閥11相連，用來控制貯液箱的液面上限。若氣量減少、氣壓偏低而使液面過高時，該浮子即打開進氣閥，隨之無菌壓縮空氣即補人貯液箱內，結果液面有所下降。反之，若氣量增多、氣壓偏高而使液面過低時，浮子16即打開放氣閥18，使液位有所上升。這樣，貯液箱內的氣壓趨于穩(wěn)定，液面也能基本保持在視鏡17中線的附近。在工作過程中，截止閥6始終處于被打開位置。第十七頁，編輯于星期六：一點十一分。2)真空法供料裝置真空法灌裝可按重力真空式或差壓真空式兩種不同方式進行.前者需在待灌瓶和貯液箱中同時建立真空，其供料裝置常將真空室與貯液箱合為一體，稱為單室式；后者只需在待灌瓶中建立真空，其供料裝置常將真空室與貯液箱分別設置，稱為雙室式。第十八頁，編輯于星期六：一點十一分。（1）單室式圖12—6所示為單室真空法供料裝置示意圖。輸液管1經(jīng)進液孔3而與圓柱形貯液箱5相通。箱內設有浮子4，它隨液位的波動而在限定范圍內上浮或下沉，從而封閉或開放進液孔，以保持適當?shù)囊好娓叨?。貯液箱的上部空間借真空泵(或其他裝置)的不斷吸氣而達到一定的真空度。當托瓶臺7將瓶子托起時，先打開氣閥9抽氣，接著又打開液閥8灌液。而瓶內的氣體不斷被吸至貯液箱，然后經(jīng)真空管2排出機外。單室結構能增大貯液箱內液料的揮發(fā)面，不大適合灌裝芳香性液料。全機結構比較簡單，也容易清洗貯液箱。第十九頁，編輯于星期六：一點十一分。（2）雙室式圖12—7所示為雙室真空法供料裝置示意圖。液料經(jīng)輸液管1流人貯液箱8，該箱液位借浮子7加以控制。機外配有真空泵，可將真空室2中的氣體(包括灌裝閥5空位時從吸氣管進入的大氣)不斷抽出，達到一定的真空度。每個灌裝閥均設一吸氣管3和吸液管6，分別通向真空室和貯液箱。當被托起的瓶子頂緊灌裝閥端部的密封墊時，即將瓶內氣體抽出。這樣，貯液箱內液料在外界大氣壓力作用下遂流人瓶中。當液面升至吸氣管下沿時，即開始沿氣管上升，直至與回流管4的液柱等壓為止。當瓶子下降，同灌裝閥脫離接觸后，吸氣管3內的液料即被吸進真空室，再經(jīng)回流4回流到貯液箱內。如果出現(xiàn)無瓶供給或瓶子受壓破損等情況，就無法進行灌裝，減少液料損失。第二十頁，編輯于星期六：一點十一分。對雙室式來說，欲加快灌裝速度可提高真空度，但這又會增高回流管的液位以及吸氣對雙室式來說，欲加快灌裝速度可提高真空度，但這又會增高回流管的液位以及吸氣管的余液量，從而增加液料的揮發(fā)量和機身高度。因此，應根據(jù)不同的物料，合理選擇真空度，最好取回流管的液面略低于它的上部管口。雖然雙室式供料裝置較單室可減少揮發(fā)面，但卻增加了一個貯液箱，且因處于機體下部，使清洗和維修都不方便。第二十一頁，編輯于星期六：一點十一分。二、罐裝機的工作過程GT7B6型自動真空加汁機工作過程：輸送罐—→螺旋分配器—→進罐撥輪—→托管盤在此過程中先上升一定距離抽真空—→再上升一定距離定量加料—→下降—→出罐。第二十二頁，編輯于星期六：一點十一分。中心盤部分：主要由托罐機構，真空分配機構，凸托和主軸等構成。主軸由齒輪帶動旋轉，通過大轉盤使16套托罐機構5在凸托8的滑道上轉動，并在一定位置上升下降，罐體在托罐機構的作用下使加汁頭閥芯上升下降，完成抽真空和加糖水。糖水貯桶、加汁頭、托罐機構和真空分配機構的動盤，均在主軸下同步運轉。第二十三頁，編輯于星期六：一點十一分。真空分配機構、加料凸托在相位圖見圖7-13。A——→B為凸軸第一次上升段，行程為150mm；B——→C為抽真空正域為200度角。真空分配機構動盤上的抽氣口和加汁頭抽氣口間用食用膠管連通，當動盤上抽氣口進入BC區(qū)域，加汁頭閥芯的孔正對準動盤上抽氣孔，此時罐體即處于抽真空階段，D——→E為凸輪第二次上升段，上升2mm，100；E——→F為罐體加糖水階段，F(xiàn)——→G為凸輪的回程，下降48mm；G——→A區(qū)域內完成進出罐動作，此時加汁頭閥芯處于起始位置。第二十四頁，編輯于星期六：一點十一分。三、量杯式裝料機的計算為了保證正常操作，液體從計量桶中流出的時間

，必須小于或等于裝滿罐體所須的時間，即是托罐盤底部的滑輪在凸輪升高位置上滾轉時間，不然還未把罐體裝滿而罐體已離去，造成凈重不足。設液體從計量杯中流出時間為τ秒，裝滿罐所需時間（即加料凸輪回轉

角需時間）為τ秒。保證正常操作的必要條件為τ≤τ1，否則～。設d孔——量杯底部的孔徑（m）HX——杯內液體高度（m）H——杯的高度（m）dHX——杯內液體改變的高度（m）D——杯的內徑（m）ω——液體從杯底流出的流速（m/s）第二十五頁，編輯于星期六：一點十一分。則在很小的時間內流出的液體的體積為dV.

[m3]從流體力學可知：（在杯液面和流出面列柏努利方程）

式中，μ——流量系數(shù)，可根據(jù)具體情況查有關手冊，一般取0.62-0.65。所以：第二十六頁，編輯于星期六：一點十一分。也可用下式求dv即上兩式相等，并簡化為：

(s)對上式積分得，第二十七頁，編輯于星期六：一點十一分。

（s）在工作中實際量杯是裝滿的，即Hx=H所以第二十八頁，編輯于星期六：一點十一分。裝罐所需時間τ1可根據(jù)軸的回轉中心角求得：（s）

式中：φ——軸回轉中心角n——軸角分鐘轉速（轉/分）第二十九頁，編輯于星期六：一點十一分。如果計量杯數(shù)為Z則裝料機的生產能力：G=60nZ則n=代入τ1式：

（s）令τ≤τ1則：則最大生產能力G可求得：第三十頁，編輯于星期六：一點十一分。從上式可知：對已有的設備換算其生產能力，φ及Ζ已知，而D，H，d孔，μ也可直接測得，代入上式可計算出G。對新設計裝料機，可根據(jù)生產能力G和選定的值，選擇D，H，d孔，μ值，求出φ值，從而設計出凸輪。[缸/h]第三十一頁，編輯于星期六：一點十一分。第三節(jié)醬體裝料機

一.活塞式裝料機

本機系進罐轉盤，定量裝罐，裝罐閥門，出罐轉盤和傳動部分組成。有水平式和立式。進罐和出罐盤的形式參見P279圖7-2（同液體罐裝機）定量裝罐機構參見P291圖7-17，所示，其工作過程為，在軸7上裝有兩個鐮形輪6，當輪6繞軸7回轉時，接觸滾輪5，從而推動框架8作水平往復運動，框架（8）與活塞3連接，所以把物料吸入，推出，進行間歇裝罐。第三十二頁，編輯于星期六：一點十一分。二.回轉式裝料機實際是一種立式活塞裝料機。本機系由貯料罐2（底部開有6個孔）與活塞罐體4（孔正對）用螺釘固定在一起，圓筒體9安裝在貯料罐2的外側，每個活塞缸4與圓筒體9連接，用軸1帶動一起回轉。在貯料缸的底部有一固定不動的滑閥蓋7（其為月牙形），只蓋住4個罐體，其由軸套8固定，在機體上。第三十三頁，編輯于星期六：一點十一分。活塞缸內有活塞5，活塞通過桿6及其下端裝配有滾輪17；滾輪17沿固定的模板凸輪15，15a,15b運轉，從而使活塞作上下往返運動。（向下運動，醬體被吸到缸體4中，向上運動，活塞把缸內的醬體壓送到空罐中或回流到槽2中）

第三十四頁，編輯于星期六：一點十一分。在每個缸體上有出料閥門與圓筒體9連接，在每個圓桶體內裝有滑閥10，其與滾輪11連接，11沿圓柱凸輪12運動，則使滑閥上下運動，而滑閥開有凹槽，起開和機關閥出料門。關閉出料門時，活塞缸體4和槽2互相溝通，料液壓回貯料缸2，起開出料門時，槽體2下側的孔被滑閥10封蓋，使缸體4上側孔與圓筒體下端的孔相通，裝罐。第三十五頁，編輯于星期六：一點十一分。第四節(jié)固體裝料機由于物料的形狀和性質各異，則其裝料機通用性差，故此其形式也較多?，F(xiàn)用的裝料機其定量方法采用容積定量法和稱量法兩種，下面介紹一種粉狀物料容積定量法裝料機和塊狀容積定量法裝料機。一.粉狀物料的定量裝料機構奶粉，咖啡飲料粉等，視密度不穩(wěn)定，易粘結性，易吸潮性，不易流動性，進行定量較困難。容積法比重量法結構簡單，定量速度快，造價低，比較適用于小重量的物料和視密度比較穩(wěn)定的物料進行裝罐，但精度比較低。容積定量形式有：容杯式，轉鼓式，柱塞式和螺桿式等。第三十六頁，編輯于星期六：一點十一分。（一）容杯式定量裝罐裝置它是由裝于供料裝置1下面回轉圓盤6，圓筒狀計量杯及活塞底蓋3等組成P296圖7-22。回轉圓盤平面上裝有粉罩2和刮板5。粉料由供料裝置送入粉罩內，物料靠自重裝入計量杯8內，回轉盤轉動時，刮板刮去多余的粉料，已裝好物料的定量杯隨圓盤回轉到卸料工位時，頂桿推開定量杯底部的活門3，物料自定量杯下面落入漏斗，裝入瓶罐內。第三十七頁，編輯于星期六：一點十一分。此種裝置只能固定一種容量不能調節(jié)，若改變容量則需要更換容杯。圖7-23為可調容杯。通過調節(jié)計量杯（兩套筒）的重疊相對位置達到容量的大小，有手工調和自動調。第三十八頁，編輯于星期六：一點十一分。其生產能力計算：G=W×M×N[kg/min]式中：W——一個定量杯中物料的重量（kg）W=V×ρN——轉盤的轉速（rpm）m——盤上的定量杯數(shù)V——定量杯容積（cm3）ρ——物料容積密度（kg/cm3）第三十九頁，編輯于星期六：一點十一分。定量杯容積分為不可調和可調兩種計算的方法：固定容積的容積：V定=πd2H[cm3]式中：d——定量杯直徑（cm）H——杯的高度（cm）可調定量杯的容積：V油=π（d12H1+d22H2）[cm]式中：d1——上容杯內徑（cm）d2——下容杯內徑（cm）H1——上容杯高度（cm）H2——下容杯高度（cm）第四十頁，編輯于星期六：一點十一分。(二)轉鼓式定量裝罐裝置在轉子上開有定量空穴（有固定和可控兩種）。當轉子上的空穴對準料斗時為進料，而轉到下方空穴對準卸料口時為裝罐。第四十一頁，編輯于星期六：一點十一分。其生產能力計算：G=6