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第八章 充填工艺 本章重点： §8～1 概 述 1. 充填方法。 按物品物理状态分: 颗粒、粉末、块状充填、液体灌装等； 按包装容器分: 装瓶、装罐、装袋、装盒、装箱等; 按计量方法分为: 容积充填、称重充填和计数充法。 2. 充填精度。指装入包装容器内物料的实际数量值 与要求数量值的误差范围。 3. 充填工艺选用。 一般要求计量准确, 不损坏内装 物和包装容器; 充填食品和药品应注意清洁卫生; 充填 危险品应注意安全防护。? §8～2 液体灌装工艺 将液体产品装入瓶、罐、桶等包装容器内的操作，称为灌装。 一般液体按粘度可分为三类： 第一类粘度小，流动性好的稀薄液体物料。 第二类粘度中等，流动性比较差的粘稠液体物料，为了提高其流速需要施加外力。 第三类粘度大，流动性差的粘糊状液体物料，需要借助外力才能流动。 液体饮料，根据其是否溶有CO2气体，分为含气饮料和不含气饮料。? 流体:在自身重力作用下即可以按一定速度流过圆管的任何液体。流速主要是受流体粘度和压力影响,一般粘度范围规定为1~100厘泊,如酒类、果汁、牛奶、酱油等。 半流体:在大于自身重力的压力作用下才能在圆管中流动的液体叫半流体,其粘度范围为100~1000厘泊,如松糕油、番酱酱、肉糜等。 粘滞流体:产品粘度超过10000厘泊的,不属 于流体和半流体的范围。如浆糊之类 的产品属于这一范畴。 一、液体灌装的力学基础 层流：流体质点沿管轴做有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。 紊流：流体质点作不规则的杂乱运动，并互相碰撞，产生大大小小的旋涡。 当雷诺数Re＜2000时为层流；Re＞4000时为紊流。 假设流过圆形管道截面的液体为稳定均匀层流，根据伯肖(Poiseulle)公式： ?Pπd4 Q = ——————— 128μL 式中： Q-容积流量，m3/s； ?P-压力差，Pa； d-管道内径，m； L-管道长度，m； μ-动力粘性系数，Pa·s。? 一、液体灌装的力学基础 断面平均流速为： Q 4Q υ= ——— = ———— A πd2 可得出结论： ①同一种液体，当管长L与管径d不变时，如果压力差?P成倍增加，容积流量Q也成倍增加，平均流速υ同样成倍增加。 ②同一种液体，当管径d不变时，如果管长L与压力差?P均成倍增加，则容积流量Q不变，平均流速υ也不变。? 二、液体灌装方法 称重灌装。? 按照灌装和定量基本功能实施的不同原理，液体食品可以有以下三类不同包装形式： 一是先灌装后定量。目前大量在用的液体灌装阀就是在灌装的最后阶段通过定液位(液位传感器或排气管)间接计量定量，此种灌装常用于含气饮料包装(等压灌装)。 二是先定量后灌装。容积式灌装阀，就是每一个灌装阀都配有一个量筒(定量筒)，由液位传感器(浮子式或探针式)控制其定量，液体先由料缸转移到定量筒计量，然后再灌注到包装物。此种灌装多用于不含气饮料和PET?包装。 三是边定量边灌装。这是一种配置电磁感应流量计的电子阀灌装机，是一种动态计量定量形式，电磁流量计用于流经该阀的液体的动态计量。 常压灌装； 原理：在常压下，利用液体自身的重力将其灌入包装容器内。 (a)正在灌装 (b)完成灌装图8-1 常压灌装1-贮液缸 2-排气管 3-灌装阀 4-弹簧 5-密封装置 6-灌装头 7-包装容器 8-升降机构 真空灌装； 原理：将包装容器抽真空后，再将液体物料灌入包装容器内。 真空灌装； 图8-2 纯真空灌装 1-供液管 2-供液阀 3-浮子 4-贮液缸 5-吸液管 6-密封装置 7-灌装阀 8-真空管 9-真空室 10-真空泵 11-供液泵 12-包装容器 13-升降机构 (a)正在灌装 (b)完成灌装图8-3 重力真空灌装1-供液管 2-浮子 3-贮液缸 4-真空室 5-排气管 6-灌装阀 7-密封装置 8