VKPAK 称重灌装机,顾名思义,其工作原理是将每个容器灌装至预设重量。使用每个要灌装的容器的秤和带有触摸屏界面的 PLC 来创建灌装设定点。当产品按重量销售和贴标签时,称重灌装机是高精度灌装的理想选择。
称重灌装机工作原理
批量供应的产品被泵入一组气动阀门上方的储罐中。每个阀门均由灌装机的主计算机独立计时,以便精确数量的液体通过重力流入容器。具有自下而上填充功能的重力灌装机可以处理各种可流动液体,包括泡沫产品。
应用领域
这种类型的灌装机最适合大批量灌装的液体,例如 5 加仑桶等或具有很高制造价值的产品。
举例
水、溶剂、酒精、特种化学品、油漆、油墨、腐蚀性化学品(例如酸和漂白剂)。
优点
有时,对于有限的应用范围和大容量灌装来说,这是唯一实用(且合法)的灌装类型。
称重灌装机如何工作?
从本质上讲,称重灌装的工作原理就像在瓶子下面有一个先进的电子秤,可以告诉您瓶子里装了多少产品。首先,称重传感器由电子卡控制,电子卡会反馈每个灌装周期。该反馈用于使用精心设计的算法为下一个周期自动纠正自身。这一点至关重要,因为产品特性会因温度和压力的变化而发生变化,这可能会直接影响“飞行中”的产品,从而影响最终的重量。此外,这确保了每个填充周期彼此独立。因此,灌装机不断自我调整,以达到指定灌装重量的最高精度。
当空瓶被转移到灌装机的负载板上时,灌装机的第一步是测量空瓶重量,也称为皮重。灌装机将记录该皮重并测量其是否在配方中定义的预期公差范围内。如果皮重超出容差,则会向特定灌装站发送信号,以在该周期内不灌装瓶子,从而拒绝该瓶子。
一旦皮重被记录并被灌装机接受,喷嘴就会被启动,将产品灌装到瓶子中。瓶子充满层流。层流确保灌装过程中流量恒定,几乎没有湍流,这有助于避免或减少由于产品特性而产生的泡沫。由于根据灌装图表对灌装过程进行持续监控,这也是灌装机能够检测产品是否从瓶子中泄漏(由于瓶子泄漏或瓶子定位不当)的阶段。在这种情况下,填充图会偏离标准。发生这种情况时,灌装将停止,瓶子在循环结束时被剔除。
在灌装后的下一阶段,一旦喷嘴关闭,就会测量瓶子的最终重量。这是测量装有产品的瓶子重量的最后阶段。灌装机只需从瓶子的最终重量中减去皮重即可得到液体的净重。灌装机将记录重量并计算最终重量的公差和标准偏差等多项数据。当瓶子进入封盖站时,灌装转盘继续完成循环并接受下一个瓶子。在此过程中,称重传感器在接收下一个瓶子之前被调零。
填料净重
虽然存在许多灌装技术,但重量或称重灌装机仍然是 CASE 行业的主要灌装方法。这些灌装机利用秤来测量分配到容器中的产品的精确数量。它们已经取代了其他填充方法,因为它们易于自动化、能够灵活地处理多种容器尺寸和不同的产品密度,并且即使在含有截留空气的产品中也能够保持精度。
称重灌装机有自动和半自动两种配置。半自动灌装机具有一个或两个灌装头。在半自动操作期间,操作员将容器放置在每个灌装头下方。按下按钮即可开始填充,达到目标重量时停止填充。操作员取出装满的容器,然后该过程再次开始。
自动灌装机用于实现更快的容器速度并减少操作员干预。VKPAK 提供四头、六头和八头配置,自动灌装机对来自上游队列的灌装头下方的容器进行索引。灌装循环自动启动和停止,当满容器向下游移动时,新容器会在灌装头下方移动。
灌装工艺
有几个因素会影响容器填充率和准确性。较慢的填充速度可实现更准确的容器填充。然而,为了获得更快的吞吐量,需要更高的流速。由于阀门响应不是瞬时的,并且产品处于自由落体状态,超出了秤的读数,因此在达到目标重量之前停止流动。因此,确定预反应重量以考虑在阀收到关闭信号后进入容器的材料。
灌装过程中控制三个设定点:目标重量、滴注重量和预反应。对于自动和半自动容器灌装,阀门操作无需操作员干预。填充周期从快速填充开始,然后切换到滴注。当达到 preact 时,开始关闭阀门。一旦所有流动停止,容器就达到其目标重量。
喷嘴选择
喷嘴是液体灌装机的重要组成部分。产品特性以及容器类型和尺寸决定了最佳的喷嘴选择。四种主要喷嘴类型包括喷头、锥形喷嘴、塞式喷嘴和填充喷枪。
当灌装大型开顶容器时,通风锥形喷嘴是理想的选择,因为它可以在较大的粘度范围内工作。当产品流过锥体时,它会形成 360° 的帘幕,而不是固体流。该窗帘减少了起泡和飞溅的可能性。当液位上升时,中央通风口允许空气从帘子中心逸出。关闭时,锥形喷嘴会急剧切断材料流,从而消除其他喷嘴可能出现的滴落和拉丝现象。
对于低至中等粘度的产品,喷头喷嘴可实现快速无滴漏灌装。淋浴喷头配有一块带有一系列精密孔的板。材料从这些孔中以小流的形式流动,减少了飞溅的可能性。当流动停止时,毛细作用可防止进一步滴落。可互换的板允许喷嘴针对特定产品进行定制。淋浴头喷嘴的尺寸可容纳 1/2 品脱至 6 加仑的开顶容器。它是填充浅色涂料、溶剂和污渍的理想选择。
小容器开口或高粘度适合塞式喷嘴。材料以固体流形式离开塞式喷嘴。在许多应用中,喷嘴延伸到容器内部,以消除固体流接触液体表面时的飞溅。这种类型的喷嘴非常适合高粘度产品,因为它为产品的行进提供了最少的限制路径,并实现了更高的填充速度和更低的背压。
当出现泡沫或静电问题时,可使用喷枪/探针喷嘴。探针喷嘴设计用于自下而上填充。灌装过程中,灌装喷枪伸至容器底部,减少产品自由落体并消除泡沫。当容器中的液位上升时,喷嘴缩回。由于产品通常在液面下方排出,因此喷嘴将涂覆在产品中。滴水杯通常用于收集从喷嘴滴下的材料,并且可以将材料引导回后续容器。
净重填料的优点
称重灌装机的一大优点是可以提供每个周期每个灌装站的统计数据,以便进行信息跟踪和分析,例如瓶子的标准差、平均重量和中位重量,或者可以得出每个喷嘴的性能。
即使在实时生产过程中,称重灌装机也易于维护。如果由于某种原因,称重传感器出现故障或特定灌装头反复出现问题,实际上很容易关闭该特定头以防止其灌装。这可以通过触摸屏面板轻松完成。
由于其众多的食品应用,称重灌装机在设计上也考虑到清洁卫生。喷嘴和瓶子之间没有接触,出于卫生原因,灌装机的设计可防止产品停滞。可以轻松地在称重灌装机上运行 CIP(就地清洁)和 SIP(就地消毒)循环,以确保卫生灌装。
最终,称重灌装可以为制造商节省更多成本,并在竞争日益激烈的市场中将其惠及最终客户。