一些大公司生產(chǎn)的包裝機(jī)械集機(jī)、電、儀表及微機(jī)控制于一體,灌裝機(jī)流量計(jì)采用光電感應(yīng),以光標(biāo)控制,并配有防靜電裝置。其大型自動(dòng)包裝機(jī)不僅包裝容積大,而且能使制袋、稱重、充填、抽真空、封口等工序在一臺(tái)單機(jī)上完成。德國(guó)包裝機(jī)械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長(zhǎng)狀態(tài),出口比例占80%左右,是世界上最大的包裝機(jī)械出口國(guó)。
目前,國(guó)際上用于飲料包裝設(shè)備主要有玻璃瓶、易拉鋁罐、復(fù)合包裝(利樂包)、PET瓶和PET拉罐(1985年英國(guó)PLASTONA有限公司發(fā)明)、PVC瓶等五種類型的灌裝生產(chǎn)設(shè)備。我國(guó)尚無PET易拉罐灌裝生產(chǎn)線,其余4種都已引進(jìn)或制造。上述幾種包裝設(shè)備在不同國(guó)家所占比例不同:在日本,PET瓶占11.9%,鋁制易拉罐占13%;在美國(guó),玻璃瓶占42.7%,鋁制易拉罐占35.9%。
國(guó)外飲料加工機(jī)械設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)
生產(chǎn)規(guī)模大、速度快、效率高
美國(guó)機(jī)械化程度較高的10家飲料公司,生產(chǎn)占全美總產(chǎn)量的70%以上,而可口可樂和百事可樂飲料產(chǎn)量則占市場(chǎng)總量的一半。灌裝速度已由50年代的150瓶/分鐘發(fā)展到現(xiàn)在的1000-1200瓶/分鐘,最高可以達(dá)到2000瓶/分鐘。
微電腦廣泛用于生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制
國(guó)外包裝機(jī)械采用計(jì)算機(jī)控制工序和加工過程,并配備各種參數(shù)計(jì)量裝置,使包裝、計(jì)量檢測(cè)一機(jī)完成。例如,為控制配料精確度,在生產(chǎn)系統(tǒng)中普遍裝有與微機(jī)相連的流量計(jì)、速度計(jì)等連續(xù)測(cè)量裝置,并由計(jì)算機(jī)控制每道工序的起始和結(jié)束,控制各種配料的濃度和流量,誤差精度可控制在千分之一的精度內(nèi),飲料生產(chǎn)設(shè)備一般都裝有CTP系統(tǒng),用微機(jī)對(duì)清洗過程實(shí)行控制。
設(shè)備材質(zhì)好,生產(chǎn)中衛(wèi)生和質(zhì)量有保證
設(shè)備一般都采用不銹鋼制造,并十分重視空瓶,實(shí)瓶和自動(dòng)檢驗(yàn)設(shè)備的原地高速、灌裝機(jī)械高效清洗等,以保證產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到高度衛(wèi)生。
飲料灌裝設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)
多功能
同一臺(tái)設(shè)備,可進(jìn)行茶飲料、咖啡飲料、豆乳飲料和果汁飲料等多種飲料的熱灌裝;均可進(jìn)行玻璃瓶與聚酯瓶的灌裝。
高速度、高產(chǎn)量
碳酸飲料灌裝機(jī)的灌裝速度最高達(dá)2000罐/分,德國(guó)KHS公司、SEN公司、KRONES公司,其灌裝機(jī)的灌裝閥分別達(dá)到165頭、144頭、178頭。非碳酸飲料灌裝機(jī)的灌裝閥50—100頭,灌裝速度最高達(dá)1500罐/分。
技術(shù)含量高、可靠性強(qiáng)
全線的自控水平和全線效率高。在線檢測(cè)裝置和計(jì)量裝置配套完備,能自動(dòng)檢測(cè)各項(xiàng)參數(shù),計(jì)量精確。集機(jī)、電、氣、光、磁為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。
成套供應(yīng)能力強(qiáng)
如一條飲料灌裝線,有200多個(gè)微電腦件,100多種控制軟件,灌裝封蓋部分又是兩套組合,其他部分共用。一個(gè)供貨商可以為用戶進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試,最后交用戶驗(yàn)收。
包裝機(jī)械設(shè)計(jì)將普遍使用仿真設(shè)計(jì)技術(shù)把各種機(jī)器單元以數(shù)據(jù)庫(kù)形式存入計(jì)算機(jī),把圖紙數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī),由計(jì)算機(jī)自動(dòng)合成三維模型。再把實(shí)際生產(chǎn)的指標(biāo)和數(shù)據(jù)、可能發(fā)生的故障等輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)三維模型即可依照實(shí)際工作情況進(jìn)行操作,演示出生產(chǎn)能力、廢品率、生產(chǎn)環(huán)節(jié)匹配、生產(chǎn)線瓶頸在何處等,還可根據(jù)用戶意見進(jìn)行修改模型直到用戶滿意。采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)后,大大縮短了包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)周期及新產(chǎn)品開發(fā)周期。
機(jī)電一體化技術(shù)在飲料包裝設(shè)備中的應(yīng)用
機(jī)電一體化技術(shù)就是機(jī)械工程技術(shù)吸收微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù),同時(shí)也融人了聲、光、磁、液等多種先進(jìn)技術(shù)的一種綜合而成的新技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用使復(fù)雜的包裝工藝檢測(cè)過程、在線檢測(cè)和控制、包裝材料和成品的自動(dòng)檢測(cè)、工況參數(shù)的檢測(cè)顯示和控制、對(duì)多樣化成品的包裝、輸送等自動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)管理等都變得簡(jiǎn)單可靠。這給食品飲料包裝機(jī)械在設(shè)計(jì)、制造和控制等方面都帶來了深刻的變化,從根本上改變了包裝機(jī)械的面貌。
電子控制代替了傳統(tǒng)機(jī)械控制
將原有食品飲料包裝機(jī)械設(shè)備的機(jī)械控制系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)用電子裝置替代,使控制和傳動(dòng)系統(tǒng)在質(zhì)量、性能、功能、效率以及節(jié)能等方面都有極大的提高。采用機(jī)電一體化技術(shù)后,控制系統(tǒng)改為微機(jī)或工業(yè)控制機(jī)控制,傳感技術(shù)和新型傳動(dòng)系統(tǒng)使控制系統(tǒng)模塊化,設(shè)備機(jī)械模塊化,取代笨重的電器控制柜和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),產(chǎn)品零部件數(shù)量劇減,結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化,體積也隨之縮小,同時(shí)降低了動(dòng)力消耗。
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)替代機(jī)械控制系統(tǒng)能預(yù)先將包裝過程的各個(gè)工藝參數(shù)及有關(guān)數(shù)據(jù)輸人計(jì)算機(jī)中,通過傳感和檢測(cè)裝置將生產(chǎn)過程的參數(shù)變化情況隨時(shí)反饋給計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)再對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算處理、判斷并及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)修正,使機(jī)器隨時(shí)保持在最佳工作狀態(tài)。
聲、光、磁、液等技術(shù)在食品包裝機(jī)械中的應(yīng)用
風(fēng)力輸送和磁力輸送系統(tǒng)在食品飲料生產(chǎn)中也得到了大量使用。如PET瓶罐裝生產(chǎn)線上由于生產(chǎn)速度快,采用傳統(tǒng)輸送帶輸送瓶蓋會(huì)使瓶蓋表面互相摩擦損傷,影響表面質(zhì)量和外型美觀度,采用風(fēng)力輸送即可避免這些缺陷從而達(dá)到滿意的效果,易拉罐封口機(jī)由于采用了磁力輸送定位系統(tǒng),克服和解決了以前采用機(jī)械輸送定位系統(tǒng)定位不準(zhǔn)的問題,使封1:21機(jī)的封1:21速度得到極大的提高。
近年來,計(jì)算機(jī)的高速化和圖像處理技術(shù)的應(yīng)用,使得快速處理來自攝像機(jī)的信息成為可能.。目前,國(guó)外高速自動(dòng)包裝生產(chǎn)線上均采用了在線自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備,光學(xué)成像和圖像處理技術(shù)的空瓶檢驗(yàn)機(jī)、滿瓶檢測(cè)機(jī)、罐裝液位檢測(cè)機(jī)、標(biāo)簽檢測(cè)機(jī)在啤酒灌裝生產(chǎn)線上得到了廣泛應(yīng)用,并已開始進(jìn)人中國(guó)啤酒飲料市場(chǎng)。
單機(jī)控制到整線自動(dòng)化控制
由于采用了機(jī)電一體化技術(shù),食品飲料生產(chǎn)線匕各個(gè)單機(jī)都能夠?qū)崿F(xiàn)伺服自動(dòng)控制,不僅簡(jiǎn)化了每臺(tái)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、尺寸、能量消耗,還能將各單機(jī)連線控制,形成整條生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制,當(dāng)生產(chǎn)線上任何一臺(tái)設(shè)備的工藝參數(shù)發(fā)生變化或出現(xiàn)故障時(shí),整條生產(chǎn)線能自動(dòng)做出調(diào)整,保持生產(chǎn)線以最佳狀態(tài)運(yùn)行。
例如在果汁生產(chǎn)線上,從水果的上料清洗、分級(jí)、破碎、榨汁、過濾殺菌、灌裝以及果渣處理等各飲料與乳品
個(gè)工藝階段,實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化操作的設(shè)備可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的工藝參數(shù)自動(dòng)運(yùn)作。檢測(cè)裝置可以檢測(cè)分級(jí)機(jī)構(gòu)是否按照預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)水果分級(jí);狀態(tài)檢測(cè)診斷系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)生產(chǎn)線是否在設(shè)定溫度下完成榨汁、殺菌和包裝以及監(jiān)測(cè)過濾器被果渣堵塞的狀況,判斷清洗和更換過濾器的時(shí)間等等。不僅保證了合理的出汁率,還保證了果汁的良好品質(zhì)。
機(jī)電一體化技術(shù)是當(dāng)今發(fā)展最快、應(yīng)用前景最為廣泛的技術(shù)之一。機(jī)電一體化技術(shù)在食品、飲料包裝機(jī)械的開發(fā)、設(shè)計(jì)和制造過程中的應(yīng)用。不僅使單機(jī)的自動(dòng)化程度大大提高,而且使整條包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制水平、生產(chǎn)能力得到很大提高,使其競(jìng)爭(zhēng)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的機(jī)械控制的同類設(shè)備??梢源蟠蟾纳剖称凤嬃习b生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品的質(zhì)量,提高其國(guó)內(nèi)、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。