경제 발전과 국민 생활 수준 향상으로 상품 포장이 점점 더 중요해졌고, 충진 기계도 크게 발전했습니다. 충진 기계는 주로 포장 기계의 작은 범주입니다. 재료 포장의 관점에서 보면 액체 충진 기계, 페이스트 충진 기계, 분말 충진 기계, 과립 충진 기계로 나눌 수 있습니다. 액체의 특수성(용해성, 흡수성, 생산 및 운송의 편의성 등)으로 인해 액체를 충진하는 포장 기계 생산이 포장 기계의 상당 부분을 차지합니다.
세계의 충진 기계는 고속, 다재다능함, 고정밀성을 향해 발전하고 있습니다. 현재 일부 충진 생산 라인은 유리 병과 플라스틱 용기(폴리에스터 병), 탄산 음료와 비탄산 음료, 핫 충진과 콜드 충진과 같은 다양한 요구 사항과 환경에서 사용할 수 있습니다.
현재 탄산 음료 충전기의 충전 속도는 최대 2000캔/분에 도달했습니다. 독일 H&K 충전기의 충전 밸브는 최대 165개 헤드, SEN은 144개 헤드, Krones는 178개 헤드입니다. 충전기의 직경은 최대 5m이고 충전 정확도는 ±0.5ml 미만입니다. 비탄산 음료 충전기는 50~100개의 충전 밸브가 있으며 충전 속도는 최대 1500캔/분이며 충전기 트로프 속도는 20~25rpm으로 1배 더 빠릅니다. 차 음료, 커피 음료, 두유 및 과일 주스 음료의 뜨거운 충전에 사용할 수 있습니다. 외국의 뜨거운 충전 음료는 밀봉 후 더 이상 살균되지 않습니다. 탄산 음료는 20년 이상 양조되어 왔습니다. 실온에서 탄산화하면 음료 비용을 줄일 수 있으며 환경에 유익합니다. 무탄산 음료 질소 충전 시스템은 가압 또는 액체 질소 적하 방식을 사용하여 액체 질소 불활성 가스를 벽면 낙하 알루미늄 캔 또는 PET 병에 주입하여 2피스 알루미늄 캔과 PET 병을 주스 음료와 같은 무탄산 음료에 사용할 수 있으며, 내용물을 보호하고 영양소 손실을 줄일 수 있습니다. 현재 PET 병에 든 차 음료는 일반적으로 뜨거운 충전 방식을 채택합니다. 충전 온도를 낮추고 차 음료의 풍미를 개선하며 제품의 위생과 안전을 보장하기 위해 PET 수지 성형을 개발하여 130℃ 증기 살균 및 특수 충전 무균 포장 기계를 사용했습니다. 동시에 아이스 커피와 같은 저산성 음료의 2피스 박벽 캔에 대한 무균 포장 기술을 개발하여 박벽 캔의 무균 포장을 달성하고 있습니다.
충진방법 및 정량방법의 선정
충전방법
액체 재료의 물리적 및 화학적 특성의 차이로 인해 충전 중에 다른 충전 요구 사항이 있습니다. 다음 방법은 액체 저장 장치에서 포장 용기로 액체 재료를 채우는 데 일반적으로 사용됩니다.
(1) 정상압력 충전
정상 압력 충전은 대기압 하에서 포장 용기로 흘러들어가는 액체의 자중에 직접 의존하는 것입니다. 정상 압력 충전 프로세스는 다음과 같습니다.
1) 액체 유입 및 배출: 액체가 용기 내부로 유입되고, 동시에 용기 내부의 공기가 배출됩니다.
2) 액체 유입 중단: 용기 내의 액체가 정량 요구 사항에 도달하면 액체 유입이 중단됩니다.
3) 잔류 액체 배출: 공기 파이프의 잔류 액체를 배출합니다. 이 프로세스는 액체 저장 탱크의 상부 공기실로 공기를 배출하는 구조물에 필요합니다. 정상 압력 충전은 주로 저점도 가스 없는 액체를 채우는 데 사용됩니다.
(2) 등압 충전
등압 충전은 액체 저장 탱크의 상부 공기실에 압축 공기를 넣어 포장 용기를 부풀려 압력이 거의 같아지도록 한 다음, 채워진 액체가 자체 중량에 의해 용기 안으로 흘러들어가는 방식입니다.
등압 충전 과정은 다음과 같습니다.
1) 압력이 같다
2) 액체 유입 및 가스 복귀
3) 액체 유입을 막는다
4) 압력을 해제합니다.
등압 충전은 맥주, 소다 등 탄산 음료를 채우는 데 적합하며, 담겨 있는 가스의 손실을 줄입니다.
(3) 진공충전
진공 충진은 대기압 이하의 조건에서 충진하는 것입니다. 두 가지 기본 방법이 있습니다. 하나는 차압 진공으로, 액체 저장 탱크를 정상 압력으로 유지하고 포장 용기 내부만 진공하여 특정 진공도를 형성합니다. 액체는 두 용기 사이의 압력 차이에 의해 포장 용기로 흐릅니다. 다른 하나는 중력 진공으로, 액체 저장 탱크와 포장 용기를 거의 동일한 진공 상태로 유지합니다. 액체는 자체 무게에 의해 용기로 흐릅니다. 현재 차압 진공은 중국에서 일반적으로 사용됩니다. 구조가 간단하고 작동이 안정적입니다.
진공 충전 과정은 다음과 같습니다.
1) 병을 진공 청소하다
2) 액체 유입 및 가스 복귀
3) 액체 유입을 막는다
4) 잔류 액체 반환.
진공 충전은 점도가 높고 독성이 있는 액체를 채우는 데 적합합니다. 이 방법은 충전 속도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 용기에 있는 액체와 잔류 공기의 접촉 및 상호 작용을 줄여 제품을 보존하는 데 유익합니다. 또한 독성 가스와 액체의 분산을 제한하여 작동 조건을 개선할 수 있습니다. 그러나 방향족 가스가 포함된 알코올성 음료를 채우는 데는 적합하지 않습니다.
(4) 사이펀 충진
사이펀 충진은 사이펀 원리를 사용하여 사이펀 튜브를 통해 액체를 용기로 빨아들여 두 액체의 수위가 같아질 때까지 채우는 것입니다. 사이펀 충진은 가스가 없는 저점도 액체를 채우는 데 적합합니다. 구조는 간단하지만 충진 속도가 느립니다.
(5) 압력 충전
압력 충진은 기계적 또는 가스 유압 장치를 사용하여 피스톤을 왕복시켜 액체 저장 탱크에서 점도가 높은 액체를 피스톤 실린더로 빨아들인 다음, 채울 용기에 강제로 넣는 것입니다. 이 방법은 때때로 소다와 같은 음료를 채우는 데에도 사용되며, 자체 공기력에 의존하여 병에 직접 부을 수 있습니다. 충진 방법을 선택할 때 액체 자체의 점도 특성을 고려하는 것 외에도 제품의 공정 요구 사항과 충진 기계 및 장비의 구조 및 작동을 신중하게 분석해야 합니다. 동시에 충진 과정에서 액체와 공기의 접촉을 줄이고 병목 현상에 있는 잔류 공기의 영향을 제거해야 합니다.
양적 방법
액체 정량 측정은 대부분 체적 정량 방법을 사용하는데, 이는 대략 다음의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
(1) 액면제어 정량법 액면제어 정량법은 충전시 충전되는 용기의 액면을 제어하여 정량적인 값을 얻는 방법이다.
(2) 정량컵 정량법 정량컵 정량법은 먼저 정량컵에 액체를 주입한 후 채우는 방식이다. 액체손실을 고려하지 않을 경우 매번 채우는 액체량은 정량컵의 해당 용량과 같아야 한다.
(3) 정량 펌프 정량법 정량 펌프 정량법은 기계적 압력 충진을 이용한 정량적 방법으로, 매회 충진되는 재료의 부피는 피스톤의 왕복 행정거리에 비례한다.
위의 세 가지 정량적 방법을 비교해 보면, 두 번째 방법은 병의 부피 정확도와 병 입구의 밀봉 정도에 직접 영향을 받아 정량적 정확도가 낮지만 구조가 간단하여 오늘날에도 사용되고 있다는 것을 이해하기 어렵지 않습니다. 사실, 정량적 방법을 선택할 때 가장 먼저 고려해야 할 것은 제품에 필요한 정확도입니다. 정량적 정확도는 제품과 관련이 있습니다. 제품이 비쌀수록 측정 오차는 작아야 합니다. 또한, 정량적 방법을 선택할 때는 액체 자체의 공정 특성도 고려해야 합니다.

맞춤형 충전기
1. 기능 및 적용범위 결정
초기 충진 기계의 대부분은 단일 기능을 가지고 있어 설계를 간소화하고 성공하기 쉽게 만들 수 있었습니다. 여러 기계와 여러 공정을 하나의 패키지로 결합하면 상당한 경제적 이익을 얻을 수 있습니다.
충전기의 기능과 적용 범위를 결정할 때 고려해야 할 두 가지 사항이 있습니다.
(1) 신뢰할 수 있음. 일반적으로 기능이 증가함에 따라 충전 작업 링크가 증가하고 그에 따라 실패 가능성도 증가합니다. 따라서 단일 기능 충전 작업이 상당히 안정적이고 신뢰할 수 있을 때만 이를 다기능 충전 기계로 결합하는 것을 고려할 수 있습니다.
(2) 적응성. 모든 충전기의 적용 범위는 제한적입니다. 기계의 기능이 많을수록 구조가 더 복잡해집니다. 따라서 다기능 충전기는 종종 결합된 형태로 설계되며 일부 결합된 구성 요소는 사용자의 다양한 요구에 따라 유연하게 추가되거나 수정될 수 있습니다.

2. 프로세스 분석
공정 분석은 설계된 포장 기계가 예상 포장 공정을 완료하기 위해 공정 방법을 연구, 분석 및 결정하는 것입니다. 고려해야 할 몇 가지 문제가 있습니다.
포장방법
(1) 충진품질 확보를 우선으로 한다. 어떤 충진방법을 사용하든 충진품질은 반드시 보장되어야 한다. (2) 선택 가능한 방법이 여러 가지인 경우, 구현하기 쉬운 방법을 선택해야 한다.
기계 유형
(1) 충진 액추에이터 수에 따라 기계 유형을 선택하세요. (2) 생산성에 따라 기계 유형을 선택하세요.
포장 절차, 포장 기술 및 작업 스테이션 수
(1) 포장 절차는 포장 작업이 완료되는 순서를 말합니다. 포장 방법은 종종 포장 절차를 결정합니다.
(2) 포장공정경로 : 포장재 및 포장품의 공급경로와 포장공정 중의 전달경로, 포장제품의 출력라인을 포함한다.
모션 요구 사항 및 메커니즘 선택 주어진 기능, 적용 조건 및 범위, 공정 방법을 기반으로 액추에이터의 동작 요구 사항을 분석하고 결정한 후, 메커니즘 선택 및 통합을 완료합니다.
3. 전체 레이아웃
전반적인 레이아웃은 충전기의 관련 구성 요소의 상대적인 공간적 위치의 합리적인 구성을 말합니다.
(1) 액츄에이터의 배치
(2) 전송 시스템의 레이아웃
(3) 운전조건의 구성
(4) 지원형태 선택
(5) 전체 배치도
4. 주요 작업 매개변수를 공식화합니다.
충전 기계의 주요 기술 매개변수:
- 기관 매개변수
- 동작 매개변수
- 전력 매개변수
- 프로세스 매개변수
5. 제안
예를 들어: 용도: 점도가 낮고 기체가 발생하지 않은 액상 음료(예: 미네랄 워터, 음료 등) 포장.
포장 사양: 미네랄 워터/음료 충전.
충전 병 사양: 충전 용량 600ml, 직경 60mm. 포장재: 플라스틱 병/유리 병.
충전 용량: >100,000병/일. 충전 시간: <12초/시간
설계 요구 사항: 구조가 간단하고 비용이 저렴하며 작업 안정성이 좋고 제어가 용이해야 합니다.
충전 기계의 주요 기술 지표: (1) 충전 액체 점도는 1Pa.s 미만입니다. (2) 충전 속도는 6회/분입니다. (3) 충전 용기 크기 범위: 높이 20mm~200mm, 단면 직경 <70mm (4) 시스템 압력: 0.5~3Mpa
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