คู่มือครอบคลุมเกี่ยวกับการป้อนและดูดสูญญากาศในเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์

ในระหว่างกระบวนการบรรจุภัณฑ์ โดยทั่วไปผลิตภัณฑ์จะถูกส่งไปยังอุปกรณ์วัดเพื่อวัดโดยใช้อุปกรณ์ป้อนอาหารบนเครื่องบรรจุ จากนั้นจึงบรรจุลงในภาชนะบรรจุภัณฑ์ จากนั้นจึงห่อและบรรจุหีบห่อ
ที่นี่ เราจะแนะนำอุปกรณ์การป้อนที่ใช้ทั่วไปในเครื่องบรรจุภัณฑ์และปั๊มสูญญากาศที่ใช้ในเครื่องบรรจุภัณฑ์สูญญากาศ สำหรับอุปกรณ์วัดปริมาณ โปรดดูบทเกี่ยวกับเครื่องโหลด ในส่วนเกี่ยวกับเครื่องบรรจุภัณฑ์ เราจะแนะนำหลักการทำงานและรูปแบบโครงสร้างทั่วไปบางส่วนของอุปกรณ์ป้อนภาชนะบรรจุภัณฑ์และวัสดุบรรจุภัณฑ์ อุปกรณ์บรรจุและเท และอุปกรณ์ห่อและบรรจุหีบห่อ

อุปกรณ์การให้อาหาร

หน้าที่ของอุปกรณ์ป้อนสินค้าบรรจุภัณฑ์คือ ป้อนสินค้าที่จะบรรจุที่เก็บไว้ในช่องป้อนไปยังอุปกรณ์วัดสินค้าเพื่อวัดตามข้อกำหนดของกระบวนการบรรจุภัณฑ์ จากนั้นอุปกรณ์อื่นๆ ของเครื่องบรรจุจะดำเนินการบรรจุต่อไป
อุปกรณ์ป้อนสำหรับบรรจุภัณฑ์สินค้าโดยทั่วไปประกอบด้วยถังบรรจุ สายพานลำเลียง เครื่องป้อน อุปกรณ์ป้องกันการอุดตัน อุปกรณ์คัดแยกและจัดเรียงตามทิศทาง และอุปกรณ์ขับเคลื่อน เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมี รูปแบบตามธรรมชาติ และข้อกำหนดกระบวนการบรรจุภัณฑ์ของสินค้าแตกต่างกันมาก อุปกรณ์ป้อนจึงมีรูปแบบโครงสร้างที่หลากหลาย
ตามโหมดการขับเคลื่อนของรายการที่จัดหา อุปกรณ์จัดหาสามารถแบ่งได้เป็น: อุปกรณ์ป้อนแรงโน้มถ่วง (รวมถึงการลำเลียงแรงโน้มถ่วงของสินค้าสำเร็จรูป); อุปกรณ์สายพานลำเลียง (รวมถึงอุปกรณ์สายพานลำเลียงโซ่); อุปกรณ์สายพานสกรู; อุปกรณ์ปั๊ม; อุปกรณ์เลื่อนจานหมุน; อุปกรณ์ป้อนด้วยการสั่นสะเทือน ฯลฯ
อุปกรณ์การป้อนควรมีโครงสร้างที่เรียบง่าย การทำงานที่เชื่อถือได้ ปรับให้เข้ากับคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของวัสดุที่ป้อน และประสานงานกับการดำเนินการกระบวนการบรรจุภัณฑ์ในภายหลัง

อุปกรณ์ป้อนแรงโน้มถ่วง
อุปกรณ์ป้อนแรงโน้มถ่วงใช้ลักษณะเฉพาะที่สิ่งของสามารถไหลจากที่สูงไปยังที่ต่ำภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วง สิ่งของจะถูกวางไว้ในตำแหน่งสูงและไหลไปตามช่องวัสดุคงที่ไปยังตำแหน่งต่ำ จึงทำให้การดำเนินการจ่ายของสิ่งของเกิดขึ้นได้ เมื่อสิ่งของไหลในช่องวัสดุ จะเกิดโค้งหรือสะพานได้ง่าย ส่งผลให้การไหลไม่ดีหรือแม้แต่อุดตัน ดังนั้น ช่องการไหลจึงควรเรียบและแบน และควรตั้งค่าอุปกรณ์กวนป้องกันการอุดตันที่จำเป็น สำหรับสิ่งของที่มีข้อกำหนดด้านทิศทาง ควรตั้งค่าอุปกรณ์คัดแยกและจัดเรียงตามทิศทางด้วย สิ่งของที่ไม่สะดวกในการวางแนวอัตโนมัติควรจัดเรียงและวางซ้อนในถังล่วงหน้าด้วยตนเอง
รูปภาพเป็นแผนภาพหลักการทำงานของอุปกรณ์ป้อนแรงโน้มถ่วงสำหรับวัสดุผงและเม็ด วัสดุในถัง 1 จะไหลอย่างต่อเนื่องไปยังจานหมุนเชิงปริมาณ 4 ภายใต้การกระทำของน้ำหนักของตัวมันเองและเครื่องกวน 5 และที่ขูดแบบคงที่ 2 จะขูดวัสดุส่วนเกินออกจากถ้วยวัดจานหมุน 3 จึงทำให้การวัดเกิดขึ้นได้

อุปกรณ์ป้อนวัสดุเป็นชิ้นๆ

รูปภาพเป็นแผนภาพหลักของอุปกรณ์ป้อนวัสดุเป็นชิ้นๆ รูปที่ (ก) แสดงอุปกรณ์ป้อนวัสดุเป็นชิ้นๆ ที่สามารถเลือกและวางแนวได้โดยอัตโนมัติ ซึ่งเหมาะสำหรับการป้อนวัสดุทรงกระบอกที่มีความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางค่อนข้างเล็กโดยอัตโนมัติ ชิ้นส่วนวัสดุที่ไม่เป็นระเบียบจะถูกเก็บไว้ในถังป้อน ภายใต้การทำงานของกลไกการวางแนว 2 และตัวคัดแยก 6 ชิ้นส่วนวัสดุจะถูกจัดเรียงในลักษณะทิศทางในรางป้อน 7 และเคลื่อนไปตามรางป้อนไปยังตัวป้อน 1 ภายใต้การกระทำของน้ำหนักของตัวมันเอง จึงทำให้สามารถป้อนวัสดุเป็นช่วงๆ ได้ รูปที่ (ข) แสดงอุปกรณ์ป้อนสำหรับชิ้นส่วนที่มีความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางค่อนข้างใหญ่ ซึ่งไม่ง่ายที่จะเลือกและวางแนวโดยอัตโนมัติ ชิ้นส่วนวัสดุจะต้องจัดเรียงในถังป้อนด้วยมือล่วงหน้า ภายใต้การทำงานของเครื่องกวน 2 ชิ้นส่วนวัสดุจะเคลื่อนไปตามรางป้อน 7 ไปยังตัวป้อน 1 และเครื่องป้อนจะส่งชิ้นส่วนวัสดุไปยังกระบวนการถัดไป

ตัวป้อนสายพาน
เครื่องป้อนสายพานสามารถใช้เพื่อจัดหาสินค้าจำนวนมาก เป็นบล็อก เป็นถุง หรือเป็นชิ้นๆ และสามารถประกอบด้วยสายพานหลายเส้นเพื่อตอบสนองความต้องการด้านกระบวนการบรรจุภัณฑ์ที่หลากหลาย
รูปภาพแสดงแผนภาพหลักของสายพานลำเลียง สิ่งของต่างๆ จะถูกขนส่งจากช่องบรรจุ 5 ไปยังอุปกรณ์ขนถ่าย 6 และขนถ่ายออกไป อุปกรณ์ปรับความตึง 8 ใช้เพื่อปรับความตึงของสายพาน และลูกกลิ้งบังคับเลี้ยว 7 จะใช้เพื่อเพิ่มมุมพันเพื่อให้แน่ใจว่าสายพานมีความสามารถในการลำเลียง
สายพานลำเลียงในเครื่องป้อนสายพานจะสัมผัสกับสิ่งของต่างๆ ตามคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีและข้อกำหนดด้านสุขอนามัยของสิ่งของที่ลำเลียง จำเป็นต้องเลือกวัสดุสายพานที่เกี่ยวข้องและดำเนินการบำบัดทางกายภาพและเคมีที่จำเป็น สายพานลำเลียงประกอบด้วยสายพานผ้าฝ้าย สายพานผ้าใยเคมี สายพานผ้าใบยาง สายพานแผ่นไนลอน สายพานเหล็ก สายพานตาข่ายโลหะ เป็นต้น วิธีการบำบัดทางกายภาพและเคมีที่ใช้กันทั่วไปสำหรับสายพาน ได้แก่ การชุบ การเคลือบชั้นป้องกันพื้นผิว เป็นต้น

อุปกรณ์ป้อนอาหารแบบโซ่

รูปภาพแสดงแผนผังของสายพานลำเลียงสำหรับลำเลียงยาสีฟันบนเครื่องบรรจุกล่องยาสีฟัน โครงสร้างพื้นฐานของสายพานลำเลียงที่ใช้กันทั่วไปในการป้อนสินค้าที่บรรจุหีบห่อจะแสดงไว้ในรูปภาพ ส่วนประกอบแรงดึงสำหรับลำเลียงสินค้าประกอบด้วยโซ่วงแหวนขนานสองเส้น โซ่ทั้งสองเชื่อมต่อกันด้วยเพลาขนาดเล็กหรือแผ่นระแนงเพื่อให้โซ่ทั้งสองขนานกันและมีระยะห่างเท่ากัน แผ่นโซ่พิเศษติดตั้งอยู่บนโซ่ หรือติดตั้งลูกกลิ้งและพาเลทบนเพลาขนาดเล็ก (แผ่นระแนง) ระหว่างโซ่ทั้งสอง อุปกรณ์เสริม เช่น แผ่นดัน ใช้เพื่อขับเคลื่อนสินค้าที่บรรจุหีบห่อให้เคลื่อนไปข้างหน้า โซ่แรงดึงโดยทั่วไปจะใช้โซ่ลูกกลิ้งปลอกมาตรฐาน หรือโซ่ลูกกลิ้งปลอกที่มีแผ่นโซ่ยาวพิเศษ โซ่แบน เป็นต้น เพื่อให้แน่ใจว่าการส่งโซ่และฟันเฟืองเข้ากันถูกต้อง และตำแหน่งของการป้อนแม่นยำ โดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้เครื่องปรับความตึงโซ่

สายพานลำเลียงเหมาะสำหรับการส่งมอบชิ้นส่วนและก้านที่ต้องการการส่งมอบสินค้าบรรจุภัณฑ์ที่แม่นยำและการดำเนินการบรรจุภัณฑ์บางอย่างในระหว่างการขนส่ง

อุปกรณ์ป้อนจานหมุน
เมื่อจานหมุนหมุน วัสดุที่เก็บไว้ในช่องป้อนจานจะเคลื่อนตัวไปที่ขอบด้านนอกของจานหมุนภายใต้การกระทำของแรงเสียดทานและแรงเหวี่ยง และจัดเรียงในลักษณะทิศทางตามทิศทางสัมผัสของจาน และเข้าสู่ช่องทางลำเลียงโดยสัมผัสกับขอบด้านนอกของจาน ด้วยการตั้งค่าอุปกรณ์ลำเลียงบางอย่างบนช่องทางลำเลียง ก็สามารถดำเนินการคัดแยกและจัดเรียงวัสดุตามทิศทางอัตโนมัติได้

รูปภาพแสดงแผนภาพหลักการทำงานของอุปกรณ์ป้อนวัสดุแบบกรวยด้านล่าง กรวยด้านล่างสามารถเพิ่มแนวโน้มของวัสดุที่จะเคลื่อนตัวไปที่ขอบด้านนอกของดิสก์ที่หมุนได้ วัสดุจะถูกจัดเรียงในลักษณะทิศทางตามทิศทางสัมผัสของดิสก์และเข้าสู่รางลำเลียงตามลำดับ อุปกรณ์นี้มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและการทำงานที่เชื่อถือได้ เหมาะสำหรับการคัดแยกอัตโนมัติและการป้อนวัสดุตามทิศทางต่างๆ เช่น คอลัมน์ขนาดเล็ก ปลอก ฝาปิด บล็อก และแผ่น

อุปกรณ์ป้อนอาหารแบบสั่นสะเทือนแม่เหล็กไฟฟ้า
อุปกรณ์ป้อนแบบสั่นสะเทือนเป็นอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยีการสั่นสะเทือนเพื่อขนส่งผงหลวมและสิ่งของขนาดเล็กในระยะทางปานกลางและสั้น ตามโครงสร้างของตัวสั่นสะเทือน สามารถแบ่งได้เป็นประเภทรางตรงและประเภทถังดิสก์ ตามประเภทของแหล่งกระตุ้น สามารถแบ่งได้เป็นประเภทกลไก ประเภทแม่เหล็กไฟฟ้า ประเภทไฮดรอลิก และประเภทนิวเมติก ที่นี่เราจะแนะนำอุปกรณ์ป้อนแบบสั่นสะเทือนแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นหลัก

โครงสร้างของอุปกรณ์ป้อนการสั่นสะเทือนแม่เหล็กไฟฟ้า: โดยทั่วไปประกอบด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระตุ้น โครงยึด ตัวเครื่องสั่นสะเทือน สปริงสั่นสะเทือนหลัก สปริงลดการสั่นสะเทือนและฐาน ตามที่แสดงในภาพ ตัวเครื่องรางสั่นสะเทือน (หรือถัง) ได้รับการรองรับบนฐานโดยสปริงแผ่นสั่นสะเทือนหลัก แกนเหล็กและขดลวดของแม่เหล็กไฟฟ้าได้รับการตรึงบนฐาน และโครงยึดได้รับการตรึงที่ด้านล่างของตัวเครื่องสั่นสะเทือน มีมุมระหว่างพื้นผิวการทำงานของตัวเครื่องรางสั่นสะเทือนและระนาบแนวนอน (มีช่องลำเลียงแบบเกลียวที่มีมุมยกแบบเกลียวเท่ากับ a ในถังสั่นสะเทือน) และยังมีมุมระหว่างสปริงแผ่นสั่นสะเทือนหลักและระนาบดิ่งอีกด้วย อุปกรณ์ทั้งหมดเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียว สปริงลดการสั่นสะเทือนและโครง
เห็นได้ชัดว่า หลักการของประเภทถังบรรจุแบบจานและประเภทรางตรงโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกัน ยกเว้นว่าช่องสายพานลำเลียงแบบรางตรงจะเปลี่ยนเป็นช่องสายพานลำเลียงแบบเกลียว และการสั่นแบบแกว่งจะเปลี่ยนเป็นการสั่นแบบบิด
ลองใช้อุปกรณ์ป้อนอาหารแบบสั่นสะเทือนแบบรางตรงเป็นตัวอย่างเพื่อแสดงหลักการทำงานของอุปกรณ์ป้อนอาหารแบบสั่นสะเทือน

ดังแสดงในรูป (ก) วัตถุถูกวางไว้ในลำตัวราง ลำตัวรางจะสั่นสะเทือนตามทิศทางภายใต้การกระทำของแรงกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้าและสปริงแผ่นสั่นสะเทือนหลัก เมื่อลำตัวรางเคลื่อนไปทางขวาบน วัตถุจะถูกขับเคลื่อนโดยลำตัวรางด้วยแรงเสียดทานและเคลื่อนที่ไปทางขวาบนด้วยความเร่ง เมื่อลำตัวรางชะลอความเร็วไปทางขวาบน หรือเร่งความเร็วไปทางซ้ายล่างภายใต้การกระทำของแรงดึงดูดแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากวัตถุได้รับพลังงานจลน์บางอย่างเมื่อเร่งความเร็วไปทางขวาบน วัตถุยังคงมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนที่ไปทางขวาบนต่อไปหรือเลื่อนไปทางขวาเป็นระยะทางหนึ่งเมื่อเทียบกับพื้นผิวการทำงานของลำตัวราง หรือแม้แต่เคลื่อนที่เฉียงไปทางขวาบน จากนั้นจึงตกลงสู่พื้นผิวการทำงานของลำตัวราง เมื่อลำตัวรางเคลื่อนไปทางขวาบนอีกครั้ง วัตถุจะถูกเร่งความเร็วด้วยแรงเสียดทานอีกครั้ง และวงจรการเคลื่อนไหวดังกล่าวจะทำซ้ำ ด้วยวิธีนี้ ทุกครั้งที่ตัวถังถังเคลื่อนไปมาเป็นจังหวะและสั่นสะเทือนหนึ่งครั้ง สินค้าจะเคลื่อนไปทางขวาเป็นระยะทางหนึ่งเมื่อเทียบกับตัวถังคู่กัน ทำให้บรรลุข้อกำหนดในการส่งสินค้า

อุปกรณ์สูญญากาศ

ปั๊มสูญญากาศเป็นส่วนทำงานหลักของเครื่องบรรจุสูญญากาศ และประสิทธิภาพจะส่งผลโดยตรงต่อระดับสูญญากาศ ปั๊มสูญญากาศที่ใช้ในเครื่องบรรจุสูญญากาศมีอยู่ 2 ประเภทหลัก ประเภทหนึ่งคือปั๊มสูญญากาศโรเตอร์นอกรีตแบบอ่างน้ำมัน (เรียกอีกอย่างว่าปั๊มสูญญากาศวาล์วสไลด์) และอีกประเภทหนึ่งคือปั๊มสูญญากาศโรเตอร์แบบอ่างน้ำมัน ดังแสดงในรูปภาพ

ปั๊มสุญญากาศโรเตอร์นอกแกนอ่างน้ำมัน
หลักการทำงาน: ตามที่แสดงในภาพ วาล์วสไลด์โรเตอร์ 9 ติดตั้งอยู่ในปั๊ม 12 ซึ่งประกอบด้วยวงแหวนวาล์วและก้านวาล์ว วงแหวนวาล์วบนวาล์วสไลด์โรเตอร์มีปลอกหุ้มบนโรเตอร์นอกรีต 10 และจุดศูนย์กลางทางเรขาคณิตของเพลาหมุน 11 และห้องปั๊ม 13 ตรงกัน ก้านวาล์วบนส่วนบนของวาล์วสไลด์โรเตอร์สามารถเลื่อนขึ้นและลงได้อย่างอิสระในสลักสไลด์ทรงกระบอก 2 และแกว่งไปทางซ้ายและขวา ปลอกวงแหวนวาล์วเลื่อนไปตามพื้นผิวของห้องปั๊ม 13 เมื่อเพลา 11 หมุนทวนเข็มนาฬิกา วาล์วสไลด์โรเตอร์ 9 จะแบ่งห้องปั๊ม 13 ออกเป็นสองห้องทำงาน และปริมาตรของห้อง A จะค่อยๆ ขยายตัว ในขณะที่ปริมาตรของห้อง B จะลดลงทีละน้อย ความดันก๊าซในห้อง A ยังคงลดลง และก๊าซที่สูบจะเข้าสู่ห้อง A ผ่านโพรงในก้านวาล์วและรูสี่เหลี่ยมที่ด้านข้าง เมื่อวาล์วเลื่อนโรเตอร์หมุนไปที่จุดศูนย์กลางบนสุดของห้องปั๊ม 13 การดูดจะสิ้นสุดลง และห้อง A จะไปถึงปริมาตรการดูดสูงสุด และรูสี่เหลี่ยมจะปิดในเวลานี้ เพลาปั๊ม 11 ยังคงหมุนต่อไป และปริมาตรของห้องทำงานเดิมจะเริ่มลดลงอีกครั้ง ก๊าซจะถูกอัด และความดันจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เมื่อเกินแรงดันสปริงของวาล์วไอเสีย 7 ก๊าซจะดันให้วาล์วเปิดและระบายออก ห้อง A และ B ทั้งสองทำงานสลับกัน เมื่อห้อง A สูดดม ห้อง B จะระบายออก การหมุนเพลาปั๊มแต่ละครั้งจะเทียบเท่ากับการทำกระบวนการดูดและระบายออกให้เสร็จสมบูรณ์

ปั๊มสุญญากาศโรตารีเวนแบบอ่างน้ำมัน

หลักการทำงาน: ตามที่แสดงในรูป เมื่อโรเตอร์นอกรีต 5 ที่มีใบพัด 6 สองใบหมุนตามเข็มนาฬิกา ใบพัด G จะเลื่อนไปตามผนังด้านในของตัวปั๊ม 8 ภายใต้แรงดันของสปริง 4 และแรงเหวี่ยงของตัวเอง และห้องดูดด้านขวาจะขยายตัวต่อไป และก๊าซที่สูบเข้าไปจะเข้าสู่พอร์ตดูด l เมื่อใบพัดอีกใบผ่านตำแหน่งพอร์ตดูด ก๊าซที่ดูดจะถูกแยกออกและการดูดจะเสร็จสมบูรณ์ โรเตอร์จะหมุนต่อไป ก๊าซที่แยกออกจะถูกบีบอัดทีละน้อย และแรงดันจะเพิ่มขึ้น เมื่อแรงดันเกินแรงดันบนวาล์วไอเสีย 3 ก๊าซจะดันวาล์วไอเสีย 3 ให้เปิดผ่านท่อไอเสียและถูกระบายออกผ่านน้ำมันและพอร์ตไอเสียของปั๊ม ในระหว่างการทำงานของปั๊ม ใบพัดจะแบ่งห้องปั๊มออกเป็นสองห้องทำงานเสมอ คือ A (ดูด) และ B (ไอเสีย) ทุกครั้งที่โรเตอร์นอกรีตหมุนหนึ่งรอบ จะมีกระบวนการดูดและไอเสียสองกระบวนการ

บทสรุป

ในกระบวนการบรรจุภัณฑ์ อุปกรณ์ป้อนอาหารมีบทบาทสำคัญในการรับประกันการถ่ายโอนวัสดุไปยังอุปกรณ์วัดสำหรับบรรจุภัณฑ์อย่างราบรื่นและมีประสิทธิภาพ อุปกรณ์ป้อนอาหารประเภทต่างๆ เช่น การป้อนด้วยแรงโน้มถ่วง เครื่องป้อนแบบสายพาน เครื่องป้อนแบบโซ่ เครื่องป้อนแบบสั่น และอุปกรณ์จานหมุน ได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของวัสดุและกระบวนการบรรจุภัณฑ์ต่างๆ อุปกรณ์เหล่านี้ต้องได้รับการปรับแต่งให้เหมาะกับคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสินค้าที่ป้อนเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือและป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น การอุดตันหรือการจัดตำแหน่งที่ไม่เหมาะสม

นอกจากนี้ ปั๊มสูญญากาศ เช่น โรเตอร์นอกรีตอ่างน้ำมันและปั๊มโรตารีเวน ยังเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของเครื่องบรรจุสูญญากาศ ช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีระดับสูญญากาศที่เหมาะสมสำหรับการถนอมอาหาร การเลือกอุปกรณ์ป้อนและสูญญากาศที่เหมาะสมจะช่วยให้การบรรจุมีประสิทธิภาพ เชื่อถือได้ และปลอดภัย ซึ่งถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการปฏิบัติตามมาตรฐานทั้งด้านการผลิตและคุณภาพ