《包装设计制作工艺与检测技术标准实用手册》

第二篇 包装技术与工艺

第八章　充填技术

第二节　液体物料的充填

（三）压力灌装法

这是一种定液位灌装法。如图2－8－3所示。灌装阀5与贮液槽8分开放置。另外，装有供液泵7（将液体物料经此泵送入灌装阀，再进入容器），容器与阀连接处靠密封盖6密封。灌装阀内还装有一个溢流阀3。当容器密封后，灌装阀开启，进行灌装，同时容器内的空气由溢流管排至贮液槽。当容器内液面达到溢流管口处时，液体物料开始经溢流阀流回贮液槽。此时，容器内液面不再变动。溢流管口与容器顶部的相对位置决定了灌装后液面的高度，只要灌装阀下的容器是密封的，液体物料就会连续不断地通过溢流管流出。当容器不再密封时，灌装阀就会关闭灌装口和溢流口。贮液槽内液面靠浮子4保持不变。供液槽1置于贮液槽上方，经供液阀2与贮液槽连接。供液阀由浮子控制。

图2－8－3　压力灌装法

1—供液槽；2—供液阀；3—溢流阀；4—浮子；5—灌浆阀；6—密封盖；7—供液泵；8—贮液槽；9—灌装液位

　　这种方法主要用于非起泡性液体物料的灌装，通常只限于狭颈容器。

（四）重力直空灌装法

这种方法属于定液位灌装，与重力灌装法有相同之处。实际是在低真空（10～16Pa）下的重力灌装。该方法要求在灌装时将容器密封，然后向容器内灌装液体物料，达到预定的液位。之所以取低真空，主要是消除纯真空灌装法所具有的溢流和回流现象，并可以避免给有裂纹的瓶或有缺口的瓶灌装。也可以防止液体物料的滴漏。

如图2－8－4所示，贮液槽是封闭的，位于顶部，供液管1从槽顶伸入并浸没在液体物料下部，液面上部空间保持低真空，液面由浮子2控制，保持在规定的高度。灌装阀4装在贮液槽下方，当容器输送到阀下方时，升降机构将它托起，与密封盖5吻合，将容器密封，继续上升将阀开启。由于容器经阀中的排气管3与贮液槽上部联通，形成低真空，因而液体物料经阀中的套管靠重力灌入容器内。与重力灌装一样，当排气口被上升的液体物料封闭时，容器中的液面就不再上升。灌装完毕，容器下降，灌装阀由弹簧自动关闭。

这种灌装系统尤其适用于白酒和葡萄酒的灌装，因为灌装过程产生的紊流程度低，酒中的挥发气体逸散量最小，不会改变酒精浓度。灌装精制葡萄酒时，不失醇香。此外，这种灌装法还能够灌装有毒的液体物料（如农药等）。

（五）压力重力灌装法属于定液位灌装，仅限于灌装含CO2的饮料，如汽水、啤酒和香槟酒等。其原理是靠液体物料本身的重力流入容器。前面所说的重力真空法是在负压下靠重力灌装，而此法是在正压力作用下靠重力来灌装。加压的目的是使液体中的CO2含量保持不变。压力可取1～9kg／cm2。但此压力不用于将液体物料输入容器。如图2－8－5所示，贮液槽是密封的，放在回转台上方，其液面由浮子1控制，液面以上空间充有压缩空气或CO2以保持一定压力（灌装碑酒时要求用CO2，以避免啤酒与氧气接触，控制其含氧量，以保证质量）。液体物料经下部的供液口2进入。灌装阀4装在贮液槽内，其中部设有排气管，排气管顶端伸出液面，并装有充气阀6，下端为排气口7和泄压口5。当容器上升至灌装阀口时，先由密封盖3将容器封闭，然后压缩弹簧，顶开灌装阀，开始灌装。同时，机械弹键打开排气管顶部的充气阀，使容器的压力与贮液槽上部的压力相等，通常“等压”。当液体上升到排气管口时，液位不再变化。采用长泄底升式灌装时，在灌装过程中，可以改变排气速度，借以改变灌装速度，先慢后快。灌装时容器内的空气是通过排气管排至贮液槽中的。当液体物料灌装到规定液位时，容器顶部的空气具有一定压力，为排除这种压力，在阀门中装一个机械泄压口，使容器顶部与大气压力相同，当容器下降，失去密封时，液体物料不致喷出。

图2－8－4　重力真空灌装法

1—供液口；2—浮子；3—排气管；4—灌装阀；5—密封材料；6—灌浆液位

　　（六）液位传感式灌装法

这种方法属于定液位灌装，通常用于狭颈塑料瓶和玻璃瓶的灌装，其特点是灌装时容器上不需要密封，所以特别适用于耐压力小的塑料瓶，这是一种较新的灌装方法。如图2－8－6所示，贮液槽是密封的，液体物料自供液口6进入，液位由浮子5控制，液面上部保持一定压力（0～15Pa）。液体在压力作用下经进液管2和灌装阀8流入容器内。由于容器口不密封，液体物料灌入时容器中的空气从进液管周围排出。

图2－8－5　压力重力灌装法

1—浮子；2—供液口；3—密封材料；4—灌装阀；5—泄压口；6—充气阀；7—排气口；8—灌装液位

图2－8－6　液位传感式灌装法

1—空气；2—进液管；3—界面阀；4—空气传感管；5—浮子；6—供液口；7—控制器；8—装灌液阀；9—容器；10—灌装液位

　　液体物料的流动是用差压或低压流体装置构成的气动控制器来控制。该控制器主要是检测容器是否到位，并按照适当的信号启闭位于贮液槽和进液管之间的灌装阀。容器到位后控制器启动，开始灌装。在进液管内装有一个空气传感管，在灌装过程中，低压（5～25Pa）气流通过空气传感管流入容器。当液位上升到传感管管口时，传感气流停止，传感管内空气压力增加，控制器通过灵敏界面阀的作用关闭灌装阀，灌装停止，液位保持一定。

进液管的设计应能准确地控制液体物料流入容器内的流量，并使之沿容器内壁流动，以保证非紊流状态，这样可使液体物料减少与空气的接触。在进液管内装上筛网后，可灌装高泡沫液体物料。这种方法的灌装速度比重力灌装和真空灌装要快得多，液位准确度很高，是塑料瓶高速灌装的理想方法。

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