包装工艺学第章7

学习要点1、基本概念2、液体灌装工艺3、固体充填工艺4、充填工艺选择第八章充填工艺12/7/20221包装工艺学讲义第一节基本概念第二节液体灌装工艺

第三节固体充填工艺

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第八章充填工艺12/7/20222包装工艺学讲义返回第一节概述1、充填的概念及分类2、充填方法3、充填精度4、充填工艺选用原则

12/7/20223包装工艺学讲义第一节概述充填工艺选择依据1、物料性质；2、充填精度要求；3、包装容器特性；4、包装成本；5、生产效率。12/7/20224包装工艺学讲义一、液体灌装的力学基础二、液体灌装方法三、★各种液体灌装工艺的比较与选用返回第二节液体灌装工艺12/7/20225包装工艺学讲义为了方便叙述，我们把以上灌装方法用代号表示：1、常压灌装（G）2、纯真空灌装（V）3、重力真空灌装（GV）4、纯压力灌装（P）5、机械压力容积灌装（PV）6、等压灌装（PG）第二节液体灌装工艺7、液位传感式灌装（LS）8、隔膜容积式灌装（DV）9、恒容积流量定时（TF）10、可控压差定时灌装（TP）11、虹吸式灌装（S）12、称重式灌装（WF）返回12/7/20226包装工艺学讲义影响灌装的主要因素：液体的粘度、液体内是否溶有气体、包装容器的材料和刚性、包装容器的开口形式和容量、灌装速度等。（一）按粘度液体可分为：1、粘度小，黏度范围在1～1000厘泊（cP）流动性好的稀薄液体物料，如酒、醋、牛奶等。适合的灌装方法有：除不易密封的TF和PV外，其它方法都适用。

第二节液体灌装工艺返回12/7/20227包装工艺学讲义2、中等粘度，黏度范围在1000～10000cP；流动性较差的粘稠液体物料，如番茄酱、稀奶油等。适合的灌装方法有：P、PV、TP、DV、TF、LS、WF等。3、粘度大，黏度范围在10000cP以上；流动性非常差的粘糊状液体物料，如果酱、牙膏、浆糊等。适合的灌装方法有：PV、TF等。

第二节液体灌装工艺返回12/7/20228包装工艺学讲义（二）包装容器的材料和刚性1、刚性，由玻璃、金属、陶瓷等硬度较大的材料容器。适用于任何灌装方法。2、半刚性，吹塑成型或热成型塑料容器、一定挺度的纸材料容器等。适用的灌装方法有：G、LS、TF、TP、DV、PG和WF。

3、软性，塑料薄膜、纸塑符合、金属箔等软性容器。适用的灌装方法有：LS、TF、TP、DV、WF。第二节液体灌装工艺12/7/20229包装工艺学讲义（三）包装容器的开口方式和容量1、窄口瓶：开口直径小于38毫米的容器。适用的灌装方法有：G、GV、P、V、PG、LS、DV。2、广口瓶：开口直径大于38毫米的容器。适用的灌装方法有：G、PV、TF、TP、WF。第二节液体灌装工艺返回12/7/202210包装工艺学讲义（四））灌装装速度度1、慢慢速灌灌装：：每分分钟灌灌1-20瓶。适用的的灌装装方法法：G、、P、、V、、LS、、TP、WF。。2、中速速灌装装：每每分钟钟灌20-300瓶瓶。。适用于于任何何灌装装方法法。3、高速速灌装装：每每分钟钟灌300-2000瓶瓶。。适用的的灌装装方法法：G、、V、、PG、、LS、PV、、DV。第二节节液液体灌灌装工工艺返回回12/6/202211包装工艺学学讲义第二节液液体灌灌装工艺例一、灌装装一种粘稠稠度为800cP的的不含汽饮饮料，选用用半刚性窄窄瓶容器，，要求速度度为200瓶/分钟钟。1、适合低低黏度、不不含气的方方法有：除PG、PV、、TF方方法外，其其它灌装方方法都可以以。2、适合半半刚性容器器的灌装方方法有：G、LS、、TF、TP、DV、WF。。3、适合窄窄瓶容器的的灌装方法法有：G、GV、、V、、P、、PG、、LS、DV。。返回回12/6/202212包装工艺学学讲义第二节液液体灌灌装工艺通过分析可可以看出，，符合条件件的灌装方方法只有：：G、LS、DV三三种方法。。分析以上三三种方法，，重力灌装装G精度稍稍差，而且且要求容器器刚性较大大，否则容容易变形；；隔膜容积积式灌装DV精度高高，速度快快，可以实实现密封灌灌装，但设设备投入较较大；液位位传感式灌灌装LS速速度快，精精度高，适适合物料范范围广，比比较经济。。因此可选选用液位传传感式灌装装方法。返回回12/6/202213包装工艺学学讲义第二节液液体灌灌装工艺例二、灌装装某种粘稠稠度为9000cP的半流体体液料，用用广口刚性性容器，要要求速度为为350瓶瓶/分钟。。1、适合中中等黏度半半流体的方方法有：P、PV、、TP、DV、TF、LS、、WF。2、适合广广口刚性容容器的方法法有：G、PV、TF、WF。。3、适合高高速灌装的的方法有：：G、V、PV、、PG、、LS、DV。返回回12/6/202214包装工艺学学讲义第二节液液体灌灌装工艺通过分析可可以看出，，符合条件件的灌装方方法只有：：机械压力力容积式灌灌装PV方方法适用。。根据物料的的价值和精精度要求，，我们可以以选用中等等价格的活活塞式定容容积灌装设设备。返回回12/6/202215包装工艺学学讲义六、裹包机机械的选型型第二节液液体体灌装工艺艺式中：Q---容积积流量，m3/s；ΔP---压力差，Pa；d---管管道内径，，m；L---管道长长度，m；；µ---动力粘性系系数，Pa·s。下页页流体灌装容容积流量和和断面流速速的计算：：12/6/202216包装工艺艺学讲义义返回回第二节液液体灌灌装工艺艺断面平均均流速为为：上页页12/6/202217包装工艺艺学讲义义返回回第二节液液体灌灌装工艺艺灌装方法法分类1、按灌灌装压力力分：2、按计计量方式式分：容积灌装装称重灌装装定容积灌灌装定液位灌灌装常压灌装装压力灌装装真空灌装装12/6/202218包装工艺艺学讲义义常用罐装装工艺：：1、常压灌装装（重力罐罐装）定义：在在常压下下，利用用液体自自身的重重力灌入入包装容容器内的的灌装方方法。特点：定定液位罐罐装，结结构简单单、传统统、实用用。适用范围围：不含含气、不不怕接触触大气的的低粘度度液体物物料（白白酒、醋醋、药水水等）刚刚性或半半刚性容容器。还可实现现定时灌灌装、容容积灌装装（先灌灌入量杯杯之后再再灌入容容器）。。缺点：：液体有有回流，，计量精精度差。。第二节液液体灌灌装工艺艺12/6/202219包装工艺艺学讲义义第二节液液体灌灌装工艺艺2、真真空罐装装（负压压罐装））定义：先先将包装装容器抽抽真空后后，再将将液体物物料灌入入包装容容器内的的灌装方方法。特点：罐罐装速度度快、容容器内残残留空气气少、物物料外溢溢少。适用范围围：不含含气体、、怕接触触空气、、粘度稍稍大的液液体，适适用于小小口刚性性容器。。（果汁汁、酱、、油类、、糖类、、农药等等）（1）纯真空罐罐装（真空压压差灌装装）（2）重力真空空罐装（真空等等压灌装装）12/6/202220包装工艺学讲讲义第二节液液体灌装装工艺3、等压罐装（压力重力罐罐装、气体压压力罐装）定义：先向包包装容器内充充气，使容器器内压力与储储液缸内压力力相等，再将将储液缸内的的液体物料灌灌入容器的方方法。特点：先建立立背压，再罐罐装，可减减少气体损失失、保持含气气饮料的风味味和质量，防防止灌装过程程中过量泛泡泡。适用范围：只只适用于含气气体饮料灌装装、适用刚性性或半刚性容容器。12/6/202221包装工艺学讲讲义第二节液液体灌装装工艺4、压力罐罐装定义：借助外外界压力将液液体物料压入入包装容器的的方法。特点：靠外界界压力（机械械压力、气压压、液压等））罐装适用范围：适适用于粘稠度度大、流动性性差的物料。。（1）定液位式压力力罐装（2）定容积式压力力罐装返回回12/6/202222包装装工工艺艺学学讲讲义义第二二节节液液体体灌灌装装工工艺艺5、、隔膜膜容容积积式式罐罐装装定义义：：用用一一个个挠挠性性的的起起伏伏隔隔膜膜在在压压力力气气体体的的作作用用下下，，将将液液体体物物料料从从储储液液缸缸先先抽抽到到灌灌装装室室，，再再注注入入到到包包装装容容器器中中的的灌灌装装方方法法。。特点点：：罐罐装装过过程程与与外外界界隔隔离离，，清清洁洁卫卫生生，，定定容容积积灌灌装装，，计量量精精确确。。适用用范范围围：：适适用用于于低低粘粘度度或或中中等等粘粘度度、、贵贵重重的的液液体体物物料料和要要求求与与外外界界隔隔离离的的物物料料可灌灌装装刚刚性性、、柔柔性性、、以以及及狭狭颈颈瓶瓶。。12/6/202223包装装工工艺艺学学讲讲义义第二二节节液液体体灌灌装装工工艺艺6、、液位位传传感感式式罐罐装装定义义：：用用传传感感器器检检测测容容器器是是否否到到位位，，以以及及灌灌装装液液面面的的高高度度，，并并发发出出适适当当的的信信号号来来控控制制启启、、闭闭灌灌装装阀阀的的方方法法。。特点点：：罐罐装装液液位位精精度度高高，，速速度度非非常常快快，，开开口口灌灌装装。。适用用范范围围：：适适用用于于低低、、中中等等粘粘度度，，和和难难于于清清洗洗的的液液体体物物料料，，加加装装过过滤滤网网还还可可灌灌装装含含泡泡沫沫液液体体物物料料；；并并适适于于各各种种容容器器，，特特别别是是狭狭颈颈小小的的容容器器的的高高速速罐罐装装。。12/6/202224包装工工艺学学讲义义第二节节液液体体灌装装工艺艺7、虹吸法法灌装装定义：：利用用虹吸吸原理理，使使储液液缸中中的液液体物物料经经虹吸吸管吸吸入包包装容容器的的灌装装方法法。特点：：属定定液位位灌装装，靠靠保持持储液液罐液液位高高度来来控制制灌装装量，，液体体损失失少，，罐装装系统统结构构简单单、罐罐装速速度慢慢。适用范范围：：适用用于底底粘度度、不不含气气的液液体。。返回回12/6/202225包装工工艺学学讲义义第二节节液液体体灌装装工艺艺8、定定时罐罐装（1））恒容积积流量量定时时罐装装特点：：罐装装方法法简单单、设设备便便宜适用范围围：适用用于罐装装中、高高粘度的的物料（2）可控压差差定时罐罐装特点：罐罐装方法法先进、、罐装精精度高，，可实现现无菌包包装。适用范围围：适用用于流动动性好、、不含气气的液体体适用要求求罐装精精度高的的贵重物物料返回回12/6/202226包装工艺学讲讲义返回9、称重罐罐装定义：在每个个灌装工位都都设有电子秤秤，首先称量量容器重量，，然后灌装到到规定重量。。特点：微机控控制的电子精精密称重盘，，灌装量不受受容器变化的的影响，灌装装精度极高，，但灌装速度度慢。适用范围：适适用于低粘度度和中粘度的的液体，以及及各种形式的的包装容器。。第二节液液体灌装装工艺12/6/202227包装工艺学讲讲义返回第三节固固体充填填工艺一、容积式充充填工艺二、称重式充填工工艺三、计数式充填工工艺12/6/202228包装工艺学讲讲义第三节固固体充填填工艺一、容积充填填定义：将物料料按预定的体体积充填到包包装容器内的的方法。特点：容积式式充填设备结结构简单、速速度快、生产产效率高、成成本低；但计计量精度差。。适用范围：密密度比较均匀匀稳定的粉末末状和小颗粒粒状物料。容积充填方法法：12/6/202229包装工艺学讲讲义第三节固固体充填填工艺1、量杯充填（按量杯结构构可分为：转转盘式、转鼓鼓式和插管式式3种充填方方式）定义：先用定定量的量杯量量取物料，然然后再充填到到包装容器内内的方法。特点：设备简简单，价格低低，操作简单单，充填速度度快，但充填填精度较低。。适用范围：非非粘性、流动动性性能良好好的粉末状、、颗粒状、碎碎片状物料，，通常用于价价格低廉的产产品，适合各各种容器。。12/6/202230包装工艺学学讲义第三节固固体体充填工艺艺2、螺杆充填定义：通过过控制螺杆杆的圈数或或时间来量量取物料，，然后再充充填到包装装容器内的的方法。特点：充填填速度快、、飞扬小、、充填精度度较高（中中）。适用范围：：非粘性或或半粘性、、流动性较较好的粉末末状、细颗颗粒状物料料，特别是是在出料口口容易起桥桥而不易落落下的物料料，如咖啡啡粉、面粉粉、药粉等等。12/6/202231包装工艺学学讲义第三节固固体体充填工艺艺3、真空空充填（1）真空容器充充填定义：先把把容器抽真真空，物料料通过一个个小孔流入入容器内的的充填方法法。特点：充填填精度高、、物料均匀匀、紧密，，可实现密密封；但受受包装容器器容积变化化影响比较较大、刚性性容器，充充填速度比比较低。适用范围：：非粘性的的粉末状、、细颗粒物物料，需要要物料中降降低氧含量量的包装，，防止粉尘尘飞扬的场场合。12/6/202232包装工艺学学讲义第三节固固体体充填工艺艺（2）真空量杯充充填（气流式充充填）定义：利用用真空吸粉粉原理，量量取定量容容积的物料料，然后用用净化压缩缩空气将产产品充填到到包装容器器中的方法法。特点：充填填精度较高高，充填范范围大，适适用于粉末末状物料，，充填速度度比较低，，不受容器器的容积变变化影响。。适用范围：：适用于于安瓿瓶，，大小瓶、、罐，大小小袋等包装装容器。12/6/202233包装工艺学学讲义第三节固固体体充填工艺艺4、定时时充填定义：通过过控制物料料流动时间间或调节进进料管流量量来量取产产品充填到到包装容器器中的方法法。特点：在容容积充填中中，结构最最简单，价价格最便宜宜的一种，，充填精度度一般较低低，但充填填速度高。。（1）计时振动充充填适用范围：：各种固体体物料。如如粉末状物物料，小食食品一类的的松脆物料料，以及蔬蔬菜加工中中的一些大大的松散颗颗粒或磨料料等，可作作为称重充充填的预充充填。12/6/202234包装装工工艺艺学学讲讲义义第三三节节固固体体充充填填工工艺艺（2））等流流量量充充填填特点点：：设设备备简简单单、、价价格格便便宜宜。。适用用范范围围：：适适合合非非粘粘性性或或半半粘粘性性、、流流动动性性好好的的粉粉末末状状、、颗颗粒粒状状，，价价格格较较低低的的物物料料等等。。☆为了了防防止止物物料料流流速速变变化化，，可可采采用用振振动动、、螺螺杆杆送送料料机机构构等等；；☆为防止粘粘性物料料结团、、结块，，可添加加搅拌装装置。12/6/202235包装工艺艺学讲义义返回第三节固固体充充填工艺艺5、倾注式充充填特点：可可实现高高速充填填，但物物料外溢溢严重充充填精度度极低，，可作为为其他工工艺的预预充填。。适用范围围：各种种流动性性较好的的粉末状状、颗粒粒状物料料充填。。12/6/202236包装工艺艺学讲义义第三节固固体充充填工艺艺二、称重重充填定义：物物料的质质量用称称量装置置来控制制的充填填方法。。特点：称称重式充充填精度度高，计计量准确确度高，，生产率率低于容容积充填填。适用范围围：充填填易吸潮潮、易结结块、粒粒度不均均匀、流流动性能能差、视视密度变变化大及及价值高高的物料料。称重充填填方法：：12/6/202237包装工艺艺学讲义义第三节固固体充充填工艺艺1、净重充填填定义：先先称量出出规定的的物料，，再充填填到包装装容器中中的方法法。特点：是是最精确确的称重重充填法法。但充充填速度度低，设设备价格格高，操操作要求求高。适用范围围：适用用于要求求充填精精度高及及贵重的的流动性性好的固固体物料料，特别别适用于于包装尺尺寸和重重量差异异较大的的物料。。12/6/202238包装工工艺学学讲义义第三节节固固体体充填填工艺艺2、毛重充充填定义：：先把把物料料充填填到包包装容容器内内，再再进行行称量量的包包装方方法。。特点：：充填填装置置结构构简单单、充充填速速度比比净重重充填填速度度快。。但充充填精精度低低于净净重充充填。。适用范范围：：适用用于价价格一一般的的流动动性好好的固固体物物料、、流动动性差差的粘粘性物物料，，如红红糖等等，特特别适适用于于充填填密度度不均均匀、、易碎碎的物物料。。12/6/202239包装工艺学学讲义第三节固固体体充填工艺艺三、计数式式充填分为为：单件计数充充填定义：采用用机械、光光学、电感感应、电子子扫描等方方法或其它它辅助方法法逐件计算算产品数量量，并将其其充填到包包装容器中中的方法。。多件计数充充填（一）有规规则排列物物品的计数数充填（二）无规规则排列物物品的计数数充填12/6/202240包装工艺艺学讲义义第三节固固体充充填工艺艺（一）有有规则排排列物品品的计数数充填（1）长度计数充填填定义：将物品品叠加起来，，通过测量长长度或高度来来确定物品的的件数的充填填方法。适用范围：有有固定厚度、、形状规则的的扁平产品，，如饼干、糕糕点、垫圈的的装盒或包装装件的二次包包装如香烟等等。适合箱、盒、、裹包包装。。特点：方法简简便，充填装装置结构简单单，计量准确确。12/6/202241包装工艺学讲讲义第三节固固体充填填工艺（2）容积计数充填填定义：将物品品整齐地排列列到计量箱中中，然后再充充填到包装容容器中的包装装方法。适用范围：适适用于等径、、等长的棒状状物品及规则则的颗粒状物物品的包装，，如等径等长长的棒状小食食品、香烟、、火柴等。适适合盒、罐、、袋包装。特点：充填结结构简单，充充填速度快，，计量精度低低。12/6/202242包装工艺学讲讲义第三节固固体充填填工艺（3））堆积计计数充充填定义：：从不不同的的料斗斗中分分别提提取一一定数数量的的物品品，依依次填填充到到包装装容器器中的的方法法。适用范范围：：主要要用于于几种种不同同品种种的组组合包包装。。如颜颜色、、形状状、式式样、、尺寸寸有所所差异异的物物品的的计数数充填填包装装。（（如：：杂粮粮混装装、咖咖啡及及伴侣侣等））适合箱箱、盒盒、裹裹包包包装。。特点：：充填填速度度快，，充填填精度度高。。12/6/202243包装工工艺学学讲义义第三节节固固体体充填填工艺艺（二））无规规则排排列物物品的的计数数充填填（1））转盘计计数充充填定义：：利用用装盘盘上的的计数数板对对物品品进行行计数数，然然后填填充到到包装装容器器内的的方法法。适用范范围：：适用用于难难排列列的、、形状状规则则、量量值相相同的的颗粒粒状物物料。。如药药片、、巧克克力糖糖、钢钢珠、、纽扣扣等。。特点：：充填填精度度较高高，充充填速速度中中等。。12/6/202244包装工工艺学学讲义义第三节节固固体体充填填工艺艺（2））转鼓式式计数数充填填定义：：利用用转鼓鼓上的的计数数板对对产品品进行行计数数，然然后充充填到到包装装容器器中的的包装装方法法。适用范范围：：适用用于直直径比比较小小、量量值相相同的的颗粒粒状物物品的的计数数充填填包装装，如如糖豆豆、钢钢球、、钮扣扣等。。特点：：充填填精度度高，，充填填速度度快。。12/6/202245包装装工工艺艺学学讲讲义义第三三节节固固体体充充填填工工艺艺（3））履带带计计数数充充填填定义义：：利利用用履履带带上上的的计计数数板板对对产产品品进进行行计计数数，，然然后后充充填填到到包包装装容容器器中中的的包包装装方方法法。。适用用范范围围：：适适用用于于形形状状规规则则的的片片状状、、球球状状物物品品的的计计数数充充填填包包装装。。特点点：：充充填填速速度度最最快快，，充充填填精精度度高高。。12/6/202246包装装工工艺艺学学讲讲义义选择择充充填填工工艺艺原原则则：：1、、物物料料性性质质；；2、、包包装装容容器器特特性性；；3、生产产的速度度；4、充填填精度要要求；5、包装装成本。。第四节充充填工工艺的选选择12/6/202247包装工艺艺学讲义义第四节充充填工工艺的选选择例三、食食用碱面面采用复复合纸袋袋包装，，每袋装装500克，要要求每分分钟装300袋袋，充填填精度要要求±15克，，请选择择合适的的充填方方法。分析：1、所有有适合流流动性好好的物料料，但适适合柔性性容器的的有：量量杯、螺螺杆、真真空量杯杯、计时时振动、、等流量量、称重重。2、防飞飞散要求求：螺杆杆、等流流量、真真空量杯杯、称重重。3、速度度达到300袋袋/分钟钟的有螺螺杆、等等流量。。4、根据据精度要要求，选选择螺杆杆式充填填机。12/6/202248包装工艺艺学讲义义返回12/6/202249包装工艺艺学讲义义返回12/6/202250包装工艺学学讲义返回充填：将液液体或固体体产品装入入包装容器器的操作过程。。分类：液体体物料充填填（灌装））固体物料充充填第一节概概述12/6/202251包装工艺学学讲义返回1、按物物品的物理理状态分：颗粒充填、、粉末充填填、块状充充填、液体体灌装等；；2、按包包装容器不不同可分：：装瓶、装罐罐、装桶、、装袋、装装盒、装装箱等；3、按计计量方法分分：容积充填法法、称重充充填法、计计数充填填法。第一节概概述述12/6/202252包装工艺学学讲义返回充填精度：：指装入包装装容器内物物料的实际际数量值与与要求数量量（标称））值的误差差范围。影响精度因因素：产品物理性性质、充填填工艺、设设备精度、、包装容器器、生产环环境等。第一节概概述12/6/202253包装工艺学学讲义返回12/6/202254包装工艺学学讲义返回缺点：有溢溢流、回流流现象、设设备结构复复杂、清洗洗困难、物物料循环、、能耗较多多。12/6/202255包装工艺学学讲义返回特点：无溢溢流、回流流现象、不不滴漏，物物料不循环环、但比纯纯真空灌装装速度低。。12/6/202256包装工艺学讲讲义返回12/6/202257包装工艺学讲讲义返回特点：有溢流流、回流现象象，物料循环环、管道不容容易清理，适适用于刚性、、小口的包装装容器。12/6/202258包装工艺学讲讲义返回特点：无溢流流、回流现象象、不滴漏，，但物料在缸缸体内容易受受到污染。12/6/202259包装工艺学讲讲义返回12/6/202260包装工艺学讲讲义返回12/6/202261包装工艺学讲讲义返回12/6/202262包装工艺学讲讲义返回12/6/202263包