文献综述-全自动液体灌装机控制系统的设计与研究.pdf

2灌装生产线概念设计

全自动液体灌装机的使用和需求日益增长，已经逐步代替手工灌装或半自动灌装，

并将发展成为液体灌装行业所必备的设备。目前，市场上对全自液体灌装机没有明确的

定义和划分，大多只对能进行自动计量或某部分机构能实现自动控制就定义其为全自动

灌装机，这种定义不完全，不能真正的对全自动液体灌装机进行定义。

2．1液体灌装基本原理

灌装就是将一定量的液体物料注入到包装容器中的过程IUl。这种液体物料主要是指

具有低粘度的可流动型液体物料，如酒类、汽水、果汁等。它们可以依靠自重以一定速

度流入到包装容器中。另外还可灌装一些中等粘稠液体物料和一些高粘度物料，如果酱、

油脂，牙膏及黄油等。对这些物料的灌装依靠重力是不能使其按要求流动的，因此需要

施加一定的压力将其挤入或压入到包装容器中。由于液体种类很多，其性能不一，如粘

度、起沫性、含气性、挥发性等各不相同，所以采用的灌装方法不一样，其次液料的包

装容器也不同，有玻璃瓶、金属罐、塑料瓶、复合纸盒等，所以，依据不同的包装容器、

包装物料及不同的灌装工艺，灌装机的灌装方法也是不相同的。

2．2液体灌装方式

由于液体物料性能不同，灌装方式多种多样。根据灌装压力的不同可分为常压灌装、

压力灌装、等压灌装、负压灌装等旧。

2．2．1常压灌装

常压灌装，又称重力灌装，即在常压下，利用液体自身的重力将其灌入包装容器内，

其整个系统处于敞开状态下工作，该灌装方法是最原始的灌装方法。至今仍被用在流动

性很好的液体灌装中，这各方法比较适用于流动性好、不含气、不易挥发的液体中。如

矿泉水、白酒、酱油、牛奶等。

2．2．2负压灌装

负压灌装是先将包装容器抽气形成负压，再将液体物料灌入包装容器内【13J。这种灌

装方法不但能提高灌装速度，而且能减少包装容器内残存的空气，防止液体物料氧化变

质，可延长产品的保存期。此外，还能限制毒性液体的逸散，并可以避免灌装有裂纹或

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缺口的容器，减少浪费，适用于不含气体，且怕接触空气而氧化变质的粘度稍大的液体

物料，以及有毒的液体物料。如果汁、果酱、糖浆、油类、农药、药水等。这种灌装分

为二种形式ml，一是重力式负压灌装，即贮液缸与包装容器具有相等的真空度，液体是

在真空等压状态下以重力流动方式完成灌装的；二是压差式负压灌装，即包装容器的真

空度大于贮液缸的真空度(贮液缸处于常压状态、只对包装容器抽气)，液体是在压差状

态下完成灌装的。重力负压灌装是低真空(1016kPa)下的重力灌装。其灌装方法基本与

重力灌装相同，但比重力灌装速度快，可以避免灌装有裂纹或有缺口的容器，还可以防

止液体的滴漏。压差式负压灌装(纯真空灌装)，灌装系统内的压力应低于大气压力。灌

装阀密封块抵住容器的同时开启阀门，由于与真空室相通的容器内处于真空，液体可被

迅速抽进容器中，直至灌装到预定液位。最后会有相当量的液体被抽到排出管中，进入

溢溢流流槽后被回收再循环槽后被回收再循环。纯真空灌装的真空度一。纯真空灌装的真空度一般保持般保持在在。真空法可提高灌装

速度，减少产品与空气的接触，有利于延长产品的保存期，其全封闭状态还限制了产品

中有效成分的逸散。压差式负压灌装尤其适用于不宜多暴露于空气中的含维生素的液料，

如蔬菜汁、果汁以及有毒的液体(如农药、化学药水)等【1s】。

①压差真空式

即贮液箱内处于常压，只对包装容器抽气使之形成真空，液料依靠贮液箱与待灌容

器间的压差作用产生流动而完成灌装，国内此种方法较常用。．

②重力真空式

即贮液箱内处于真空，包装容器首先抽气使之形成与贮液箱内相等的真空，随后液

料依靠自重流进包装容器内，因结构较复杂，国内较少用。真空法灌装应用面较广，它

即适用于灌装粘度稍大的液体物料，如油类、糖浆等，也适用于灌装含维生素的液体物

料，如蔬菜汁、果子汁等，瓶内形成真空就意味着减少了液料与空气的接触，延长了产

品的保质期，真空法还适用于灌装有毒的物料，如农药等，以减少毒性气体的外溢，改

善劳动条件。

2．2．3等压灌装

等压灌装，即先向包装容器内充气，使容器内压力与贮液缸内压力相等，再将贮液

缸的液体物料灌入包装容器内。等压灌装又称压力重力灌装、气体压力灌装。这种灌装

方法只适用于含气饮料，如啤酒、汽水、香槟等。

2．2．4压力灌装

压力灌装，是借助外界压力将液体物料压入包装容器。外界压力有机械压力、气压、

液压等。压力灌装主要适用于粘度较大，流动性较差的薪稠物料的灌装