《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》

第六篇 包裝機械

第三章　灌裝機械

第二節　等壓灌裝封口機

雖然液體包裝的灌裝機械分類方法很多，但在食品飲料行業主要將其分為含氣液體灌裝設備和不含氣液體灌裝設備兩大類。啤酒和碳酸飲料等含CO2飲品的包裝必須使用含氣液體灌裝設備，即等壓灌裝機。

啤酒是以大麥牙及啤酒花為主要原料，經酵母（一般為低溫）發酵而制成的一種含CO2的低濃度酒精飲料。啤酒的等壓灌裝要比碳酸飲料的等壓灌裝復雜一些。啤酒灌裝中有一個限制啤酒與氧接觸的要求，要使啤酒在灌裝過程中對氧的吸收量降至最低，以延長啤酒的保鮮期，并使啤酒的風味不發生變化。這樣啤酒在灌裝過程中就要采用抽真空技術。目前國內外的啤酒灌裝，已經從一次抽真空發展到先進的雙室結構二次抽真空。從啤酒廠的實踐經驗看，二次抽真空技術的采用，能使灌酒前瓶內的空氣含量比簡單的一次抽真空減少75％以上，大大提高了啤酒的品質。除了啤酒灌裝要采用抽真空技術外，啤酒與碳酸飲料的等壓灌裝原理是一樣的。下面以碳酸飲料為例，介紹等壓灌裝機。

圖6－3－1　等壓灌裝閥

1—控位圈；2—控位板；3、8、13、28—密封圈；4—回氣管；5—分水環；

6、11、15、23、30—彈簧；7、9、12、16、22、24、25—O形圈；10—進液閥；14—氣閥；

17—套；18—軸座；19—彈簧座；20—板機；21—鎖瓣；26—導套；27—閥座；29—柱塞

一、等壓灌裝原理

灌裝機的功能是將飲料裝入容器內并進行封口。對于碳酸飲料，灌裝機應能保證在灌裝過程中盡量減少二氧化碳的損失量，這是衡量等壓罐裝機性能的重要標志。飲料中的二氧化碳是通過混合機在高于大氣壓的條件下溶入的，這給灌裝帶來了困難。如果按照常規方式灌裝，由于壓力的變化，必然造成二氧化碳的大量外逸，不僅會使飲料的含氣量降低，而且會產生灌裝中的涌瓶冒沫現象，嚴重時灌裝將無法進行。為了避免這種情況，碳酸飲料（包括啤酒）必須采用等壓罐裝：首先通過灌裝閥中的氣閥向容器內充氣，待容器內的壓力與灌裝機貯液缸上腔的背壓相等時（背壓為貯液缸上腔充入的高于二氧化碳混合壓力的二氧化碳氣體壓力），灌裝閥中的進液閥打開，飲料靠其自重流入容器內。在這個過程中，溶入飲料中的二氧化碳的壓力基本沒有發生變化，有效地防止了飲料中二氧化碳的外逸，保證了灌裝的順利進行。圖6－3－1為一種內裝等壓灌裝閥的結構圖。

結構簡單的等壓灌裝閥的灌裝過程大致為5個步驟。

（1）瓶閥對中密封。空瓶被輸送至與灌裝缸等速轉動瓶托上，瓶托沿弧形控制板（凸輪）上升，閥的控位圈罩住瓶頸，回氣管插入瓶中，瓶口與閥的密封圈靠瓶托氣缸的氣壓密封。

（2）開閥充氣等壓。專門機構打開灌裝閥中的氣閥，貯液缸上腔的二氧化碳氣迅速充入瓶中，貯液缸上腔與瓶內形成等氣壓。

（3）進液回氣。在彈簧的作用下，進液閥自動開啟，靠液體的自重，在回氣管上分水環的作用下，液體呈傘狀沿瓶壁注入瓶中，瓶內氣體隨壓力的增高由回氣管返回貯液缸上腔。

（4）進液停止，關閥泄壓。瓶內液面上升封住回氣管的氣孔后，瓶頸處氣壓逐漸高于貯液缸上腔氣壓，進液停止，關閥機構關閉灌裝閥。泄壓弧形板頂開閥上的排氣塞，將瓶頸處氣體均勻緩慢排出，此時要避免泄壓過急或不充分的現象發生。

（5）灌裝結束。瓶子脫離灌裝閥之后被撥盤導出灌裝系統，進入封口裝置。

圖6－3－2為結構簡單的等壓灌裝閥工作狀態的示意圖。

飲料行業的等壓灌裝封口機主要有玻璃瓶的灌裝壓蓋機、塑料瓶的灌裝擰蓋機、易拉罐的灌裝封罐機。

圖6－3－2　等壓灌裝閥工作狀態

二、玻璃瓶等壓灌裝壓蓋機

等壓罐裝壓蓋機是“灌裝－封口”一體機，現已形成系列化產品，機械的灌裝閥數由12個至128個，公稱的灌裝能力由1000L／h到2000L／h，主要由傳動部分、灌裝缸升降及瓶托升降部分、灌裝缸及其控制部分、壓蓋部分、電氣控制部分組成。封口為冠形玻璃瓶口的壓封。圖6－3－3為小型等壓罐裝壓蓋機的結構簡圖。表6－3－2為小型等壓罐裝壓蓋機的主要技術參數。

表6－3－2等壓罐裝壓蓋機主要技術參數

圖6－3－3　小型等壓灌裝壓蓋機結構圖

1—機身；2、10—減速機；3—調速電機；4—伺服電機；5、7、18—撥盤；

6—封口傳動機構；8—壓蓋頭；9—送蓋滑道；11—理蓋器；12—灌裝控制；13—灌裝缸；14—施轉接頭；

15—中心進液；16—電氣控制箱；17—升降支柱；19—螺旋輸送器；20—輸送鏈；21—托瓶氣缸；22—軸承

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