全自動液體灌裝機的趨勢：今天的設(shè)備更通用

“隨著產(chǎn)品線不斷發(fā)展，以滿足不斷增長的消費者需求，制造商正在尋求靈活的設(shè)備，允許對產(chǎn)品進行修改，而不會破壞銀行，”利樂技術(shù)主要客戶直接或北美地區(qū)的Paul Grainger說。  “今天的設(shè)備只是為了適應(yīng)不同的產(chǎn)品而設(shè)計?！?/p>

另外，為了最大限度地提高生產(chǎn)效率，許多公司正在轉(zhuǎn)向使用這種靈活性的高容量和更加自動化的設(shè)備。 不過，最重要的是精確度，減少產(chǎn)品浪費，減少轉(zhuǎn)換時間和簡化衛(wèi)生。 液體灌裝設(shè)備供應(yīng)商正在努力滿足所有這些需求和更多。

設(shè)計全自動灌裝機：產(chǎn)品是王道

當選擇一個特定的灌裝機，一個好的開始是了解液體產(chǎn)品的確切特性。 它是一種自由流動的液體嗎？ 這可能會更好地使用定時流量填充機，每個周期交付相同數(shù)量的產(chǎn)品。 如果產(chǎn)品更粘稠呢？ 為此，容積式液體填料可能是要走的路。

“產(chǎn)品規(guī)格是我們在博世包裝技術(shù)公司所需要的，以便為我們的客戶確定一個合適的灌裝設(shè)備的最重要的參數(shù)。  “我們正在談?wù)摦a(chǎn)品的特性，如灌裝溫度，微粒，產(chǎn)品飛濺或起泡的趨勢等?！?/p>

他解釋說，如果一家公司試圖將嬰兒食品分配到容器中，博世將建議使用全金屬活塞的伺服驅(qū)動無菌灌裝機。 這種類型的設(shè)備有助于解決高度粘稠且富含顆粒的產(chǎn)品的精度問題，同時也避免了重量波動或溢出問題。

對于需要特別注意的產(chǎn)品，以盡量減少微生物和確保食品安全，如果汁，衛(wèi)生瓶的熱灌裝技術(shù)將需要。 當南非的可口可樂罐頭公司開始裝瓶冰茶，運動飲料和果汁時，情況就是如此。 該設(shè)施有兩條現(xiàn)有的PET裝瓶線，但由于果汁的高果肉含量，需要一條新的生產(chǎn)線。

該公司聘請灌裝和包裝設(shè)備制造商KHS來安裝熱全自動灌裝機。 將內(nèi)容物加熱至超過100℃，并在約83℃的溫度下填充。 生產(chǎn)線每小時可以裝48000瓶，大小在0.3-1.5升之間。 為了避免在灌裝過程中損壞水果塊，生產(chǎn)線配備了兩個精確的容量灌裝機，在第二個灌裝機上用果汁倒出瓶子之前，首先用少量果汁灌裝水果塊。 這種對填料對最終產(chǎn)品影響的理解是重要的，特別是對于敏感液體。

JBT公司的應(yīng)用程序開發(fā)經(jīng)理Jan Sundberg說：“有些酸奶在被迫通過小開口的時候傾向于”剪切“。  “填料需要在加料斗/加料斗內(nèi)部進行溫和的處理，并且在產(chǎn)品流經(jīng)閥門的時候。 對于產(chǎn)品流動而言，更大的移植路徑和更短的直線路徑是減少損壞的關(guān)鍵?！袄?，額外的彎頭，管道和泵等功能可以改變產(chǎn)品的粘度，因此在這些應(yīng)用中消除它們可以提供保護，防止損壞。

“像面霜或油性敷料這樣的產(chǎn)品只能配給特定的配藥站，例如正壓閥。 否則，標準配料站的旋轉(zhuǎn)運動可能會損壞產(chǎn)品，或者泵的設(shè)計可能會將油從基礎(chǔ)產(chǎn)品中分離出來?！?/p>

裝瓶的產(chǎn)品，如啤酒，有泡沫傾向，溫柔的填充是至關(guān)重要的。 啤酒廠希望在灌裝過程中盡可能地限制啤酒所吸收的氧氣量，但也希望最大限度地提高吞吐量。 為了幫助解決這些問題，克朗斯為其Modulfill填充物配備了包含漩渦的水平探針。

“漩渦輕輕地將液體引導到瓶壁和瓶子中。  “此外，灌裝閥配有兩種不同的灌裝速度。 其結(jié)果是溫和的灌裝過程，低湍流和較少的起泡行為?！?/p>

產(chǎn)品和容器的多功能性

由于在工廠包裝的產(chǎn)品種類繁多，更多的加工商正在尋找能夠處理多種概念的填料。 設(shè)備供應(yīng)商明白這一點，但可能無法提供靈丹妙藥。

“在食品世界里，'一刀切'的日子還沒有到來，因為產(chǎn)品特性的范圍很廣。 。當博世奧斯古引入罐式泵時，部分目標是滿足填充物處理多種不同類型產(chǎn)品的需求。 因此，罐式泵可以處理從液體果汁到粘稠的還原酸奶的一系列產(chǎn)品。 采用這種解決方案，用于泵送產(chǎn)品的活塞位于料斗內(nèi)部。 每個活塞上方的產(chǎn)品均勻分布和嚴格的公差為用戶提供出色的通道間重復性，并消除了活塞頭上的動態(tài)O型圈的需求。

“客戶要求新的灌裝設(shè)備更加通用，可以處理各種不同的產(chǎn)品。 因此，JBT Unifiller填充料可以處理薄而含水稠度的產(chǎn)品，從而生產(chǎn)出高固含量和大顆粒的粗厚產(chǎn)品。  “它是一種獨特的容積式活塞填料，具有較短的產(chǎn)品路徑和較大的移動量?！绷硗猓畛鋰娮鞂樘囟☉?yīng)用而設(shè)計，并可輕松更換。

克勞斯說，克朗斯灌裝機的設(shè)計也考慮到靈活性。 舉個例子，他列舉了公司的一些灌裝設(shè)備，可以通過灌裝探頭自動調(diào)節(jié)，這也提高了自動化程度。

對于大多數(shù)灌裝機器，Serac使用凈重填充技術(shù)，控制容器中的產(chǎn)品量，以精確測量內(nèi)部物品。  Serac公司營銷經(jīng)理Alan Bonanno說，由于曝氣，溫度和粘度不影響凈重填料的準確性，因此可以處理各種具有不同特性的產(chǎn)品。

產(chǎn)品的靈活性不是唯一的填充需求，但是在不同的容器中使用的形狀，尺寸和材料也是高度可變的。  Viens說，了解容器的類型對包裝供應(yīng)商來說是非常重要的，因為它“將推動眾多加工站的配置和所需要的通道數(shù)”。

“更大的容器將需要更大的閥門，更長的灌裝周期和增加閥門中心之間的間距; 這一切都驅(qū)動更大的填充框架，“Sundberg說。 但是，容器的大小不僅僅是一個因素，而且也是一個重要因素。  “玻璃有時候更加困難，因為它比罐子重得多。 進料部分的背壓較高，可能需要加強。 一個傳統(tǒng)的楔形集裝箱停止不會與玻璃工作?！叭欢琂BT使用旋轉(zhuǎn)式的集裝箱停止，他說，不會打破玻璃。

許多公司正在轉(zhuǎn)向更輕的包裝和使用諸如PET的材料。  Serac已經(jīng)通過開發(fā)通用頸部夾具來適應(yīng)這個問題，頸部夾具將頸部的容器移動通過機器。 這可以通過減少設(shè)置時間和維護需求來提高吞吐量并降低成本。

“由于大多數(shù)容器的頸部直徑都是標準化尺寸，因此Serac頸部夾具可以在不更換模具的情況下處理不同尺寸的容器，從而節(jié)省了無頸部夾具的機器通常所需的模具成本。

克朗斯灌裝機允許各種容量不同的相似類型的容器填充一臺機器。 當Ocean Spray于2014年在賓夕法尼亞州利哈伊谷開設(shè)新的生產(chǎn)設(shè)施時，該公司安裝了克朗斯柔性PET生產(chǎn)線，可生產(chǎn)11種不同的包裝尺寸，每分鐘生產(chǎn)350瓶，效率為87.5％。 克勞斯說，不同的容器類型有時可以在一臺機器上完成，但玻璃和罐頭必須分開。

準確性和效率

正確填充容器是確保產(chǎn)品質(zhì)量和控制贈品的關(guān)鍵要素之一。 充滿不足的瓶子充其量可能會導致消費者投訴，最壞的情況下可能會使公司進入法庭。 但是，過度填充可能是昂貴且浪費的。 這意味著多年來填料必須精確并始終如一地保持這一精度?！熬仁翘盍系脑S多不同部分的函數(shù)。 換句話說，機器必須堅固才能滿足處理器最重要的標準，這是正常運行時間，并以最少的維護將運行吞吐量最大化。

由于灌裝精度取決于許多因素，如所用的技術(shù)和產(chǎn)品特性的變化，提高性能的一種方法是提高自動化程度。  Bosch's Viens建議使用可編程邏輯控制器（PLC），控制并一致地調(diào)整填充參數(shù)和產(chǎn)品流程。 此外，在使用多道填料的設(shè)施中，他強調(diào)在填充過程中消除車道間變化的重要性。 他建議在料斗內(nèi)具有無菌空氣壓力，以盡量減少填充物的變化，并在每個活塞上方的料斗中具有“產(chǎn)品水平分布”。

在灌裝過程中提高精度的關(guān)鍵是控制流量。  Servo Dynavalve灌裝機通過控制閥門開啟和關(guān)閉的伺服電機和一個步進機構(gòu)來監(jiān)控和調(diào)節(jié)流量，以保持恒定的流量。  Serac還設(shè)計了新的FC Filler Capper加氣站，將三個組件集成到一個標準化的行動中。

他說：“我們的新設(shè)計通過采用先進算法來監(jiān)控備料周期以獲得更高的精度，并使用伺服電機提高效率和精確灌裝，從而提高灌裝速度。 另外，這種精確度有助于消除產(chǎn)品浪費，確保產(chǎn)品不會溢出或溢出。  “這不僅節(jié)省了產(chǎn)品，還節(jié)省了資金，同時也減少了與清潔機器和機器周圍區(qū)域相關(guān)的維護費用?！?/p>

節(jié)約能源正在成為處理器節(jié)省成本以及減少環(huán)境影響的關(guān)鍵點。  Viens表示，博世致力于通過安裝電機和伺服驅(qū)動器來改善這一點，從而減少操作員手動輸入不同配方，格式和數(shù)量等的需求。

“所有的主要動作都是由伺服電機驅(qū)動的，能夠快速簡單地調(diào)整設(shè)置，提高整體設(shè)備效率（OEE），并提供高達每分鐘40個循環(huán)的速度。  “使用伺服驅(qū)動器還可以輕松集成諸如搭扣蓋等附加功能的工作站，進一步增強了生產(chǎn)線的靈活性。”

為了解決能源效率，克朗斯的Modufill機器還配備了伺服驅(qū)動器以及比例流量調(diào)節(jié)器。 這種技術(shù)使加工者可以在不需要氣動空氣的情況下，以電子方式調(diào)節(jié)灌裝閥內(nèi)液體的流速。

通過衛(wèi)生設(shè)計最小化轉(zhuǎn)換時間

隨著許多處理器增加了各種產(chǎn)品的填充，最大限度地減少清潔和轉(zhuǎn)換時間仍然是一個重點。 長期以來，具有自動就地清理（CIP）能力的填充劑被認定為加快清潔過程的一種方式。 然而，桑德伯格說，這是唯一可能的，如果填料碗和閥門具有自排水設(shè)計，傳統(tǒng)的活塞填料沒有，但JBT Unifiller。

他說：“許多人不明白這一點。  “只有在不拆卸任何產(chǎn)品線，碗和閥門的情況下，才能進行自動快速沖洗和熱水沖洗?！?/p>

使用博世 - 奧斯古的油箱式泵解決方案，活塞和噴嘴桿在CIP期間縮回到料斗中。  Viens說，該公司的一些客戶報告說，與傳統(tǒng)的臥式活塞填料相比，CIP時間縮短了。 另外，如前所述，該設(shè)計消除了對動態(tài)O形圈的需求，動態(tài)O形圈可以折斷并落入容器中。

增加填料的一般衛(wèi)生設(shè)計特征仍然是另一個改進的領(lǐng)域。 更多的設(shè)備是結(jié)合傾斜表面增加排水，避免使用空心體，這可以促進產(chǎn)品的堆積。

桑德伯格說：“使填充劑易于清潔，操作人員可以看到自動清潔機器。 清晰的保護和LED照明等元素可以照亮臟區(qū)。  “如果它是可見的，它將被清理干凈?！?/p>

這些都是一般清潔設(shè)備的設(shè)計原則，要牢記在心。 但是，填充物的衛(wèi)生水平將取決于填充產(chǎn)品的具體需求。

利樂公司的Grainger說：“最好定義產(chǎn)品的保質(zhì)期，風味特征和其他要求。 因此，從設(shè)備選擇開始，然后開發(fā)產(chǎn)品開始，從確定產(chǎn)品是否需要清潔，超潔凈或無菌灌裝技術(shù)開始。

Viens說：“對于食用期長達14天的食品，如食用油或熱灌裝果汁，大多數(shù)制造商使用清潔技術(shù)，不需要額外的容器凈化。  “而產(chǎn)品需要長達六個星期的存儲，包裝材料進行處理和消毒，填充過程完成在無菌空氣隧道的范圍內(nèi)。 嬰兒和臨床食品生產(chǎn)者選擇的最高衛(wèi)生水平，允許在冷藏鏈外保存長達一年的保質(zhì)期?！?/p>

操作員交互

盡管灌裝機趨向于更多的自動化，設(shè)備必須易于操作員使用。 人們越來越重視設(shè)計直觀的人機界面（HMI），使用易于使用和閱讀的面板。