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《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》
第二篇 包裝技術與工藝
第八章 充填技術
第二節 液體物料的充填
（三）壓力灌裝法
這是一種定液位灌裝法。如圖2－8－3所示。灌裝閥5與貯液槽8分開放置。另外，裝有供液泵7（將液體物料經此泵送入灌裝閥，再進入容器），容器與閥連接處靠密封蓋6密封。灌裝閥內還裝有一個溢流閥3。當容器密封后，灌裝閥開啟，進行灌裝，同時容器內的空氣由溢流管排至貯液槽。當容器內液面達到溢流管口處時，液體物料開始經溢流閥流回貯液槽。此時，容器內液面不再變動。溢流管口與容器頂部的相對位置決定了灌裝后液面的高度，只要灌裝閥下的容器是密封的，液體物料就會連續不斷地通過溢流管流出。當容器不再密封時，灌裝閥就會關閉灌裝口和溢流口。貯液槽內液面靠浮子4保持不變。供液槽1置于貯液槽上方，經供液閥2與貯液槽連接。供液閥由浮子控制。
圖2－8－3 壓力灌裝法
1—供液槽；2—供液閥；3—溢流閥；4—浮子；5—灌漿閥；6—密封蓋；7—供液泵；8—貯液槽；9—灌裝液位
這種方法主要用于非起泡性液體物料的灌裝，通常只限于狹頸容器。
（四）重力直空灌裝法
這種方法屬于定液位灌裝，與重力灌裝法有相同之處。實際是在低真空（10～16Pa）下的重力灌裝。該方法要求在灌裝時將容器密封，然后向容器內灌裝液體物料，達到預定的液位。之所以取低真空，主要是消除純真空灌裝法所具有的溢流和回流現象，并可以避免給有裂紋的瓶或有缺口的瓶灌裝。也可以防止液體物料的滴漏。
如圖2－8－4所示，貯液槽是封閉的，位于頂部，供液管1從槽頂伸入并浸沒在液體物料下部，液面上部空間保持低真空，液面由浮子2控制，保持在規定的高度。灌裝閥4裝在貯液槽下方，當容器輸送到閥下方時，升降機構將它托起，與密封蓋5吻合，將容器密封，繼續上升將閥開啟。由于容器經閥中的排氣管3與貯液槽上部聯通，形成低真空，因而液體物料經閥中的套管靠重力灌入容器內。與重力灌裝一樣，當排氣口被上升的液體物料封閉時，容器中的液面就不再上升。灌裝完畢，容器下降，灌裝閥由彈簧自動關閉。
這種灌裝系統尤其適用于白酒和葡萄酒的灌裝，因為灌裝過程產生的紊流程度低，酒中的揮發氣體逸散量最小，不會改變酒精濃度。灌裝精制葡萄酒時，不失醇香。此外，這種灌裝法還能夠灌裝有毒的液體物料（如農藥等）。
（五）壓力重力灌裝法屬于定液位灌裝，僅限于灌裝含CO2的飲料，如汽水、啤酒和香檳酒等。其原理是靠液體物料本身的重力流入容器。前面所說的重力真空法是在負壓下靠重力灌裝，而此法是在正壓力作用下靠重力來灌裝。加壓的目的是使液體中的CO2含量保持不變。壓力可取1～9kg／cm2。但此壓力不用于將液體物料輸入容器。如圖2－8－5所示，貯液槽是密封的，放在回轉臺上方，其液面由浮子1控制，液面以上空間充有壓縮空氣或CO2以保持一定壓力（灌裝碑酒時要求用CO2，以避免啤酒與氧氣接觸，控制其含氧量，以保證質量）。液體物料經下部的供液口2進入。灌裝閥4裝在貯液槽內，其中部設有排氣管，排氣管頂端伸出液面，并裝有充氣閥6，下端為排氣口7和泄壓口5。當容器上升至灌裝閥口時，先由密封蓋3將容器封閉，然后壓縮彈簧，頂開灌裝閥，開始灌裝。同時，機械彈鍵打開排氣管頂部的充氣閥，使容器的壓力與貯液槽上部的壓力相等，通常“等壓”。當液體上升到排氣管口時，液位不再變化。采用長泄底升式灌裝時，在灌裝過程中，可以改變排氣速度，借以改變灌裝速度，先慢后快。灌裝時容器內的空氣是通過排氣管排至貯液槽中的。當液體物料灌裝到規定液位時，容器頂部的空氣具有一定壓力，為排除這種壓力，在閥門中裝一個機械泄壓口，使容器頂部與大氣壓力相同，當容器下降，失去密封時，液體物料不致噴出。
圖2－8－4 重力真空灌裝法
1—供液口；2—浮子；3—排氣管；4—灌裝閥；5—密封材料；6—灌漿液位
（六）液位傳感式灌裝法
這種方法屬于定液位灌裝，通常用于狹頸塑料瓶和玻璃瓶的灌裝，其特點是灌裝時容器上不需要密封，所以特別適用于耐壓力小的塑料瓶，這是一種較新的灌裝方法。如圖2－8－6所示，貯液槽是密封的，液體物料自供液口6進入，液位由浮子5控制，液面上部保持一定壓力（0～15Pa）。液體在壓力作用下經進液管2和灌裝閥8流入容器內。由于容器口不密封，液體物料灌入時容器中的空氣從進液管周圍排出。
圖2－8－5 壓力重力灌裝法
1—浮子；2—供液口；3—密封材料；4—灌裝閥；5—泄壓口；6—充氣閥；7—排氣口；8—灌裝液位
圖2－8－6 液位傳感式灌裝法
1—空氣；2—進液管；3—界面閥；4—空氣傳感管；5—浮子；6—供液口；7—控制器；8—裝灌液閥；9—容器；10—灌裝液位
液體物料的流動是用差壓或低壓流體裝置構成的氣動控制器來控制。該控制器主要是檢測容器是否到位，并按照適當的信號啟閉位于貯液槽和進液管之間的灌裝閥。容器到位后控制器啟動，開始灌裝。在進液管內裝有一個空氣傳感管，在灌裝過程中，低壓（5～25Pa）氣流通過空氣傳感管流入容器。當液位上升到傳感管管口時，傳感氣流停止，傳感管內空氣壓力增加，控制器通過靈敏界面閥的作用關閉灌裝閥，灌裝停止，液位保持一定。
進液管的設計應能準確地控制液體物料流入容器內的流量，并使之沿容器內壁流動，以保證非紊流狀態，這樣可使液體物料減少與空氣的接觸。在進液管內裝上篩網后，可灌裝高泡沫液體物料。這種方法的灌裝速度比重力灌裝和真空灌裝要快得多，液位準確度很高，是塑料瓶高速灌裝的理想方法。
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