《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

第三节　固体物料充填

固体物料的范围很广，按形态可分为粉末、颗粒和块状三类；按粘性可分为非粘性的、半粘性的和粘性的三类。

非粘性物料。如干谷物、种子、大米、砂糖、咖啡、粒盐、结晶冰糖和各种干果等，这些物料可以自由流动，倾倒在水平面上，可以自然堆成一个圆锥形的堆，所以也称为自由流动物料，是最容易充填的一类；半粘性物料，如面粉、粉末味精、奶粉、绵白糖、洗衣粉、青霉素粉剂等，不能自由流动，充填时会在贮料斗和下料斗中搭桥或堆积成拱状，致使充填困难，需要采用特殊装置；粘性物料，如红糖粉，蜜饯果脯和一些化工原料等，充填就更困难，它们不仅本身粘结成团，甚至粘结在金属壁上和聚四氟乙烯涂层（常用于减少物料与金属壁的摩擦力、增加物料斗的耐磨性）的表面上，故使得充填更困难，有的根本就不能用机械的方式自动充填。应当指出，有些本来松散的粉末和颗粒物料，在温度升高或受潮后会变成粘性的。因此，充填时对车间的温度和湿度要加以控制。

固体物料的充填方法可分为三大类：一类是称量充填法，就是以重量来计量充填物料的数量；另一类是容积充填法，就是以容积来计算充填物料的数量；第三类是计数法，这一类通常用于集合包装，固体物料的块状、颗粒状的物料的充填，是以块状、颗粒状的固体物料的数量或包装单件的数量来计量的方法。

一、称量充填法

称量充填法适用于易吸潮、易结块、粒度不均匀，比重比较大的物料的充填。这类充填方法分净重充填和毛重充填两种。

（一）净重充填法

这种方法将物料先用秤称过，然后充填到包装容器中。称量结果不受容器重量变化的影响，因此，是最精确的称量充填法。如图2－8－11所示，充填结果是用一个进料器2把物料从贮料斗运送到计量斗3中，由秤4连续称量。当计量斗中的物料达到规定重量时，物料通过落料斗5排出，进入包装容器。进料可用旋转进料器、皮带、螺旋推料器或其他的方式完成，并用机械秤、电子秤或组合秤控制称量。可采用机械装置、光电管或限位开关控制，达到规定的重量。

为了达到较高的充填精度，可采用分级进料的方法。称量时，大部分物料高速进入计量斗，剩余小部分物料通过微量进料装置缓慢地进入计量斗。在采用电脑控制的情况下，对粗加料和精加料可分别称量、记录、控制，做到差多少补多少。

由于净重称量精度很高，如500g的物料，其称量精度可达到±0．5g，即精度可达±0．1％，所以广泛应用于精度要求高或贵重的可自由流动的固体物料，也可用合那些不适于用容积充填法包装的物料，如膨化玉米、油炸土豆片、炸虾片等。但净重法充填速度慢，所用机器价格高。

图2－8－11　净重充填法

1—贮料斗；2—进料器；3—计量斗；4—秤；5—落料斗；6—包装件；7—传送带

　　（二）毛重充填法

将物料装入容器后，连同容器进行称量，称得的重量为毛重。这种方法使用的机器简单，价格较低。缺点是包装容器的本身的重量变化直接影响充填物料的规定重量。如图2－8－12所示，与净重称量不同之处，在于没有计量斗，而是将容器放在秤上进行充填，达到规定重量时停止进料，称得的重量是毛重。

图2－8－12　毛重充填法

1—贮料斗；2—进料器；3—落料斗；4—秤；5—传送带

这种方法除了适用于价格一般的自由流动物料外，也常用于粘性物料，如袋装红糖、糕点粉等的充填，因为粘性物料即使有时粘挂在下料斗上，也不致影响最终的充填重量。

毛重充填不适合用于包装容器重量变化较大，物料重量占整个重量百分比很小的场合。例如，装25g胡椒粉的玻璃瓶，其重量变化量为5．9％，此变化量即使用很精确的毛重称量，在最终包装重量中必定要反映出来。

二、容积充填法

这种方法基于容积来计量充填物料的数量，由于不需要称量装置，所用机器结构简单，充填速度可以提高。但充填精度依赖于物料比重之稳定性，一般比称量充填要低，为±1．0％～±2．0％。

实现容积充填的机器种类很多，但从原理上看，基本属于两种。

（一）控制充填物料的流量或时间来保证充填容积

（1）计时振动充填机，精度最低，但结构最简单，价格便宜，其原理如图2－8－13所示。贮料斗1下部连接着一个振动托盘进料器2。进料器按规定的时间振动，将物料直接充填至容器中。充填数量由振动时间来控制。

图2－8－13　计时振动充填机示意图

1—贮料斗；2—振动托盘进料器；3—计时器；4—包装容器；5—传送带

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