食品工厂机械与设备第十一章03

第二节

固体物料的充填机械与设备固体食品装入包装容器的操作过程通常称为充填。由于性质比较复杂和形状（一般有颗粒状、块状、粉状、片状等几何形状）的多样性，所以总体上固体物料的充填远比液体物料灌装困难，并且其充填装置多属专一性，型式较多，不易普遍推广使用。食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备第二节

固体物料的充填机械与设备可以将固体装料机按定量方式分为下三种类型:一、容积式充填机二、重量式定量充填机械三、计数式定量充填设备食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备一、容积式充填机容积式充填机是按预定容量将物料充填到包装容器的设备。容积充填设备结构简单，速度快，生产率高，成本低，但计量精度较低。食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备一、容积式充填机容积法定量型式主要有：（一）容杯式充填机（二）螺杆式定量填充机（三）转鼓式计量设备（四）柱塞式计量设备食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备（一）容杯式充填机如图11.16所示：计量容杯固定不变，但可以更换(以改变填充量)。一般用于视密度非常稳定的粉料。这类机器利用容杯对固体物料进行定量充填。食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备如图11.17所示可调容杯由直径不同的上、下容杯相叠而成用于视密度易发生变化而定量精度要求较高的物料可调节容杯（一）容杯式充填机食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备结构如图11.18所示。基本原理:每圈螺旋槽有一定理论容积，控制螺杆转数可同时完成计量和填充。转数是时间的函数，控制时间=控制数。为提高精度，还可在螺杆上设转数计数系统。（二）螺杆式定量填充机食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备（二）螺杆式定量填充机必须精确加工。截面常为单头矩形截面。垂直安装使粉料充满全螺旋断面中。螺旋外径与导管间配合间隙要恰当选择。导管内的螺杆螺旋圈数一般大于5个为宜。定量螺旋适用性:适用于装填流动性良好的颗粒状、粉状、稠状物料，但不宜用于易碎的片状物料或密度较大的物料。食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备（三）转鼓式计量设备转鼓形状有圆柱形、菱柱形等，定量容腔在转鼓外缘。容腔形状有槽形、扇形和轮叶形，容腔容积有定容和可调的两种，食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备（三）转鼓式计量设备图11.19所示是一种可调容腔的槽形截面转鼓式定量装置。通过调节螺丝改变定量容腔中柱塞板的位置，可对其容量进行调整。食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备（四）柱塞式计量设备通过柱塞的往复运动进行计量（图11.20），其容量为柱塞两极限位置间形成的空间大小。柱塞4的往复运动可由连杆机构、凸轮机构或气缸实现。通过调节柱塞行程可改变单行程取料量，柱塞缸的充填系数K需由试验确定，一般可取K=0.8~1.0。柱塞式充填机的应用比较广泛，粉、粒状固体物料及稠状物料均可应用。食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备二、重量式定量充填机械适用:散状、密度不稳定的松散物料及形体不规则的块、枝状物品定量。精度:主要取决于称量装置的精度，一般可达0.1%。因此也用于高价值物品计量。常用振动喂料器或螺旋喂料器供料。食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备二、重量式定量充填机械称重方法可有多种方式。最简单方式---将产品连同包装容器一起称重，称量精度受包装容器重量精度影响。扣除容器皮重方式定量----可提高精度，但设备要多设一个对容器称重的机构。食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备净重法(图11.21)二、重量式定量充填机械原理:即先通过适当方式称取定量物料,再将入包装容器.分级进料:大部分物料高速喂料，剩余小部分物料微量喂料。----可提高计量精度和速度.食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备净重法特点二、重量式定量充填机械称量过程和精度不受容量重量影响净重法应用要求高精度计量的自由流动固体物料，如奶粉、咖啡等固体饮料，也可用于膨化及油炸食品等。食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备操作方式：

间歇式和连续式。（一）间歇式重量定量充填机称重操作分批完成。为了减小惯性力的影响，常采用粗、细两级喂料方式。常见的称重装置有普通电子秤和杠杆秤。二、重量式定量充填机械食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备螺旋喂料电子秤充填机结构(图11.22)，其粗、细喂料分别由两个螺旋完成。称量时，大部分物料由粗给料螺旋喂入计量料斗，少部分由精给料螺旋精确给料。二、重量式定量充填机械（一）间歇式重量定量充填机食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备杠杆秤称重计量装置监控单元：用于监测粗、细喂料控制点。起初监控无信号：粗喂料监控到信号：细喂料二、重量式定量充填机械（一）间歇式重量定量充填机监控单元食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备二、重量式定量充填机械（二）连续式称重定量充填机原理----连续输送过程中通过对瞬间物流重量进行检测，并通过电子检控系统调节控制物料流量为给定量值，最后利用等分截取装置获得所需的每份物料的定量值。按输料方式分为：电子皮带秤和螺旋式电子秤。食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备二、重量式定量充填机械（二）连续式称重定量充填机连续式电子秤基本组成（图11.24）电子皮带秤常与同步运转的等分盘配合使用;等分盘将皮带秤输送带上的某段物料分成分量相等的充填量。食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备三、计数式定量充填设备按预定件数将产品充填至包装容器的充填机。可分为:单件计数充填机和多件计数充填机两类。单件计数式采用机械计数、光电计数、扫描计数方法，对产品逐件计数。多件计数式则以数件产品作为一个计数单元。多件计数充填机常采用模孔计数装置、容腔计数装置、推板式计数装置。食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备特点适用于长径比小的颗粒物料，如颗粒状巧克力糖的集中自动包装计量。计量准确，计数效率高，结构也较简单，应用较广泛。型式：转盘式、转鼓式和履带式等。（一）模孔计数装置三、计数式定量充填设备食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备转盘式模孔计数装置（图11.25）（一）模孔计数装置三、计数式定量充填设备食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备转鼓式模孔计数装置在转鼓外圆柱面上按要求等间距地开设出若干组计数模孔，随着转鼓的连续转动，实现连续自动计数作业。履带式模孔计数装置则在履带式结构的输送带上横向分组开设孔眼。三、计数式定量充填设备（一）模孔计数装置食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备规则块状物品有基本一致的尺寸，当这些物品按一定方向顺序排列时，则在其排列方向上的长度就由单个物品的长度尺寸与物品的件数之积所决定。用一定长度的推板推送这些规则排列物品，即可实现计数给料目的。该装置常用在饼干、云片糕等包装，或用于茶叶小盒等的二次包装等场合。（二）推板式计数装置三、计数式定量充填设备食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备待包装的规则块状物品经定向排列后由输送装置送达挡板之间，然后由推板

推送物品到裹包工位。挡板

之间的间隔尺寸b即是推板所计量物品件数的总宽度。（二）推板式计数装置(图11.26)三、计数式定量充填设备食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备根据一定数量成件物品的容积基本为定值的特点，利用容腔实现物品定量计数。特点:结构简单、计数速度快，但精度低，适用于具有规则形状的棒状物品且计量精度要求不高场合的计数。（三）容腔计数装置三、计数式定量充填设备食品工厂机械与设备——第十一章包装机械设备工作原理（图11.27)（三）容腔计数装置三、计数式定量充填设备物品整齐地放置于料斗中，振动器促使物品落下计数容腔。物满容腔后，闸板插入，隔断料斗内物品进入计数容腔的通道。柱塞式冲头将计量容腔内物品推送到包装容器中。然后，冲头及闸板返回，开始下一个计数工作循环。食品