《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

三、PET瓶的等壓罐裝擰蓋機

PET瓶包裝的碳酸飲料在市場上備受青睞，近幾年來發展很快，已大大超過了玻璃瓶包裝的產量，主要規格為500ml、1．25L和2L。PET瓶的封口，以前為鋁質扭斷式防盜蓋的壓紋旋封，目前為塑料蓋的掛蓋擰封和抓蓋擰封。由于灌裝原理相同。只要更換封口部件即可將灌裝壓蓋機改裝成灌裝擰蓋機。

PET瓶一般為非回收瓶，容器清洗比較簡單，國內外均在開發沖瓶、灌裝、擰蓋的“三合一”一體機。這種“三合一”一體機，容器經理瓶機整理后，靠無菌空氣風送至灌裝機。灌裝機在沖洗、灌裝、擰封時全部采用瓶頸夾持輸送，節省了許多轉換部件，避免了PET瓶的磨損。不需要調整沖瓶、灌裝、封口機構的高度，能適應各種形狀或各種容積的瓶子生產線。夾瓶頸灌裝由于在瓶口與閥密封時，密封力作用在瓶頸上，可以防止靠氣缸力密封時瓶身產生的變形。夾瓶頸封口時，封口力也作用在瓶頸上，在封口裝置的頸夾上分布有若干鋸齒形的尖齒，能夠防止瓶身在擰封過程中的轉動。PET瓶的夾頸灌裝降低了設備的制造成本，提高了產品的可靠性和生產效率。表6－3－2為中小型PET瓶灌裝擰蓋機的主要技術參數。

表6－3－3等壓罐裝擰蓋機主要技術參數

四、金屬易拉罐的等壓灌裝機和封罐機

易拉罐的罐裝與封罐為兩臺單機，動力及控制系統在封罐機上，動力靠柔性連接到灌裝機的傳動系統。易拉罐的灌裝原理與瓶裝相同，但要注意由于兩類容器的口徑相差較大，為保證等壓過程中所需的容器口與閥的密封力，控制密封力的罐托氣缸壓力需加大。易拉罐的形狀和幾何尺寸已經標準化，更容易實現高速的輸送和灌裝。圖6－3－4為易拉罐灌裝機的結構。

易拉罐的封罐要比瓶的壓蓋或擰封復雜一些。罐體與罐蓋之間進行的卷合過程，稱為二重卷邊法。用兩個具有不同形狀溝槽的滾輪，先后順序地與罐體及罐蓋接合邊緣重復地作相對滾轉，使兩者的邊緣因彎曲變形，互相緊密地鉤合，在罐蓋鉤槽內，有彈性填料，因受擠壓而充填于罐體與罐蓋之間全部的卷邊縫隙中。

圖6－3－5為易拉罐二重卷邊封罐的成型過程。其中1是頭道滾輪與罐蓋鉤邊接觸；2、3、4表示頭道滾輪相對罐體中心逐漸移動時卷邊的彎曲情況；5表示頭道滾輪完成卷邊成型；6表示二道滾輪與卷邊接觸的位置；7、8、9是二道滾輪向罐蓋中心逐漸移動時封合的情況；10表示二道滾輪完成對罐體與罐蓋的封口，即二重卷邊完成后的規格尺寸。

現代自動封罐機是罐體旋轉，兩道滾輪靠擺桿先后順序地擺動使罐體作徑向移動，完成卷邊封口。

圖6－3－5　二重卷邊封罐的成型過程

五、等壓罐裝機的應用范圍及選用原則

如上文所述，等壓灌裝機主要用于啤酒和碳酸飲料的包裝，也可用于汽酒、富氧水的灌裝及不含氣飲料的灌裝。

等壓灌裝機的灌裝閥數量，各制造廠均已形成系列，客戶可根據自己的需要選擇合用規格的灌裝機，或按經驗公式計算灌裝機的生產能力，計算生產能力的經驗公式為：

C＝0．163×（α－10）×N/（Tr×1．05）＋0．35

式中　C———生產能力，瓶（罐）／min；

N———灌裝閥數量，個；

α———灌裝角度（°）；

Tr———實驗所確定的灌裝時間，s。

計算出的生產能力用下述舍去法進行圓整：

C＞200時，按20圓整；

100＜C＜200時，按10圓整；

50＜C＜100時，按5圓整。

灌裝角度α是指灌裝機自開閥至關閥的有效工作角度。隨灌裝閥數量的增加，灌裝缸直徑的加大，α也會增加。所以，灌裝閥數量增加后，生產能力并不是成比例地增加。

等壓罐裝閥一般不太容易通過實驗的方法確定灌裝時間Tr，而經常用灌裝速度進行估算。而灌裝速度受閥的結構、制造的工藝水平、調整精確度的影響，甚至受飲料的含氣量、溫度及飲料品種的影響。國內等壓罐裝閥的灌裝速度為100～120ml／s，質量好的可達140～160ml／s，國外先進水平為200ml／s。這樣通過容器的灌裝量與灌裝速度的比值，可以計算出灌裝時間Tr。但要注意，如果容器較小，就要進行修正，即當Tr＜4s時，按Tr為4s計算生產能力。

將計算生產能力的公式變形，客戶可以依據自己所需要的生產能力，計算自己需要購置的灌裝機所必須的灌裝閥數量，在灌裝機制造廠的系列產品中選擇性能價格比合理的型號。另一方面客戶也可參考灌裝機制造廠技術人員或專業人士的建議。

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