《包装设计制作工艺与检测技术标准实用手册》

第六篇 包装机械

第三章　灌装机械

第二节　等压灌装封口机

三、PET瓶的等压罐装拧盖机

PET瓶包装的碳酸饮料在市场上备受青睐，近几年来发展很快，已大大超过了玻璃瓶包装的产量，主要规格为500ml、1．25L和2L。PET瓶的封口，以前为铝质扭断式防盗盖的压纹旋封，目前为塑料盖的挂盖拧封和抓盖拧封。由于灌装原理相同。只要更换封口部件即可将灌装压盖机改装成灌装拧盖机。

PET瓶一般为非回收瓶，容器清洗比较简单，国内外均在开发冲瓶、灌装、拧盖的“三合一”一体机。这种“三合一”一体机，容器经理瓶机整理后，靠无菌空气风送至灌装机。灌装机在冲洗、灌装、拧封时全部采用瓶颈夹持输送，节省了许多转换部件，避免了PET瓶的磨损。不需要调整冲瓶、灌装、封口机构的高度，能适应各种形状或各种容积的瓶子生产线。夹瓶颈灌装由于在瓶口与阀密封时，密封力作用在瓶颈上，可以防止靠气缸力密封时瓶身产生的变形。夹瓶颈封口时，封口力也作用在瓶颈上，在封口装置的颈夹上分布有若干锯齿形的尖齿，能够防止瓶身在拧封过程中的转动。PET瓶的夹颈灌装降低了设备的制造成本，提高了产品的可靠性和生产效率。表6－3－2为中小型PET瓶灌装拧盖机的主要技术参数。

表6－3－3等压罐装拧盖机主要技术参数

四、金属易拉罐的等压灌装机和封罐机

易拉罐的罐装与封罐为两台单机，动力及控制系统在封罐机上，动力靠柔性连接到灌装机的传动系统。易拉罐的灌装原理与瓶装相同，但要注意由于两类容器的口径相差较大，为保证等压过程中所需的容器口与阀的密封力，控制密封力的罐托气缸压力需加大。易拉罐的形状和几何尺寸已经标准化，更容易实现高速的输送和灌装。图6－3－4为易拉罐灌装机的结构。

易拉罐的封罐要比瓶的压盖或拧封复杂一些。罐体与罐盖之间进行的卷合过程，称为二重卷边法。用两个具有不同形状沟槽的滚轮，先后顺序地与罐体及罐盖接合边缘重复地作相对滚转，使两者的边缘因弯曲变形，互相紧密地钩合，在罐盖钩槽内，有弹性填料，因受挤压而充填于罐体与罐盖之间全部的卷边缝隙中。

图6－3－5为易拉罐二重卷边封罐的成型过程。其中1是头道滚轮与罐盖钩边接触；2、3、4表示头道滚轮相对罐体中心逐渐移动时卷边的弯曲情况；5表示头道滚轮完成卷边成型；6表示二道滚轮与卷边接触的位置；7、8、9是二道滚轮向罐盖中心逐渐移动时封合的情况；10表示二道滚轮完成对罐体与罐盖的封口，即二重卷边完成后的规格尺寸。

现代自动封罐机是罐体旋转，两道滚轮靠摆杆先后顺序地摆动使罐体作径向移动，完成卷边封口。

图6－3－5　二重卷边封罐的成型过程

五、等压罐装机的应用范围及选用原则

如上文所述，等压灌装机主要用于啤酒和碳酸饮料的包装，也可用于汽酒、富氧水的灌装及不含气饮料的灌装。

等压灌装机的灌装阀数量，各制造厂均已形成系列，客户可根据自己的需要选择合用规格的灌装机，或按经验公式计算灌装机的生产能力，计算生产能力的经验公式为：

C＝0．163×（α－10）×N/（Tr×1．05）＋0．35

式中　C———生产能力，瓶（罐）／min；

N———灌装阀数量，个；

α———灌装角度（°）；

Tr———实验所确定的灌装时间，s。

计算出的生产能力用下述舍去法进行圆整：

C＞200时，按20圆整；

100＜C＜200时，按10圆整；

50＜C＜100时，按5圆整。

灌装角度α是指灌装机自开阀至关阀的有效工作角度。随灌装阀数量的增加，灌装缸直径的加大，α也会增加。所以，灌装阀数量增加后，生产能力并不是成比例地增加。

等压罐装阀一般不太容易通过实验的方法确定灌装时间Tr，而经常用灌装速度进行估算。而灌装速度受阀的结构、制造的工艺水平、调整精确度的影响，甚至受饮料的含气量、温度及饮料品种的影响。国内等压罐装阀的灌装速度为100～120ml／s，质量好的可达140～160ml／s，国外先进水平为200ml／s。这样通过容器的灌装量与灌装速度的比值，可以计算出灌装时间Tr。但要注意，如果容器较小，就要进行修正，即当Tr＜4s时，按Tr为4s计算生产能力。

将计算生产能力的公式变形，客户可以依据自己所需要的生产能力，计算自己需要购置的灌装机所必须的灌装阀数量，在灌装机制造厂的系列产品中选择性能价格比合理的型号。另一方面客户也可参考灌装机制造厂技术人员或专业人士的建议。

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