1、乳品机械与设备,第九章 无菌包装设备,第三节 康美无菌灌装机,一、SIG康美包无菌灌装机的结构,1.成型轮的开关柜 2.冷却单元 3.纸盒仓 4底部加热 5. 底部折叠 6. 成型轮 7. 盒筒的送进 (抽吸及送进器) 8底部加压 9传送站 10顶部预折叠 11. H2O2纸盒灭菌 11H2O2排放 13. 干燥区 14. 灌装站 15. 套链 16. 蒸汽喷射 17. 顶部密封,18. 顶部成型站19. 排包器20. 星形轮21. 电柜,机器尾部 22. 操作单元23. 电柜, 阀组24. 压力计和控制器 25. 低压清洗设备26. 阀组27. H2O2 定量系统 28. 无菌过滤器(主过滤
2、器)29. 压力指示器 30. 无菌空气扇31. 无菌空气瓣32. 预过滤器 33. 节流阀瓣34. 排气扇,SIG康美无菌灌装机工作流程如下： （1）由纸筒形成纸盒。 （2）产品对纸盒的无菌灌装。 （3）灌装好的纸盒的密度。,二、SIG康美包灌装机的包装工艺,SIG康美无菌灌装机的包装盒成型： （1）成型杆部分：对纸盒底部折叠并封口。 （2）套链部分：对纸盒清理消毒，灌装封口。 （3）电气部分：包含PLC、电源供应、操作面板及其他电气控制元件。 （4）无菌空气系统：向灌装机提供无菌空气。,二、SIG康美包灌装机的包装工艺,二、SIG康美包灌装机 纸盒走向流程图,三、SIG康美包灌装机各部分功
3、能 见教材P141,SIG 康美包无菌灌装流程及特征,三、SIG康美包灌装机各部分功能,1.机器的运行和控制。（PLC） 2.纸盒仓。 3.纸盒的抽出及成型。 4.纸盒加热。 5.底部折叠。 6.底部密封。 7.链式输送带。,三、SIG康美包灌装机各部分功能,8.顶部顶折叠。 9.无菌区。 10.纸盒的灭菌。 11.干燥区。 12.多余的过氧化氢抽出。 13.灌装站。 14.阀组。,三、SIG康美包灌装机各部分功能,15.除泡器及泡沫返器。 16.顶部超声波封口。 17.顶部成型。 18.转向岔路口。 19.输送传送带。,四、SIG康美包灌装机的工作过程143,1.机器的灭菌 开放式集成型、冲
4、填、封口系统，无菌区采用双氧水蒸汽和热空气的混合气体进行灭菌。无菌空气保持正压防止外界空气进入。,无菌空气系统,1、带消音器的无菌风机；2无菌空气节流阀门；3预过滤器（粗过滤器）；4、一级过滤器（精过滤器）5、无菌空气管道； 6、二级过滤器及无菌空气贮气罐；7、辅助风机（无菌区灭菌风机）；8、辅助风机阀门,空气通过一个分离安装的带有过滤器的风机1从外部吸进，,经过一个预过滤器3.初步过滤除去粗颗粒。,然后,气流经过管路到达灭菌过滤器（主过滤器）,这是一前一后安装的两个亚微米颗粒过滤器。这些过滤器是S级过滤器，可达到99.995%。,二级过滤器安装在一个灭菌空气罐里在灌装机的顶部。,无菌区开始于
5、灭菌空气过滤器的下游。无菌空气经过管路从无菌空气贮气罐到达各个无菌区内的使用区，到达底部活化及顶部成型区。,灌装流程无菌区, 空气系统,Ambient air,Ambient air,废气 Exhaust air,无菌空气,无 菌 区,灌装流程无菌区功能,整个无菌区在生产前先消毒灭菌, 为确保整个空间为无菌状态, 无菌风扇使整个无菌区产生较高的无菌风压 只要无菌风扇在工作, 任何微生物, 细菌将无法穿过这个无菌屏障, 这可以确保灌装机24小时部间断工作,排气扇和无菌风扇在生产区域之外分别隔离安装,主过滤器 Main filter,无 菌 区,四、SIG康美包灌装机的工作过程143,2.纸盒的成
6、型144,1）纸盒的打开送进纸仓,纸盒库，可存放3680个盒筒。,几个推送器将纸盒筒朝着抽取器推进。,2）纸盒的抽取,1 抽吸器2 打开盒筒的扇块3 送进器,2,1,2,3,3）纸盒套入装置,纸盒,成型杆,夹持簧片,纸盒,成型杆,夹持簧片,4）.底部活化 有两道热空气喷嘴伸入已张开的无底长方形盒，热空气活化了密封基底地区。,1有盒筒的成型杆 2 外套筒（底部加热装置）,纸盒的内外层PE 被热空气加热活化, 热空气从底部的喷嘴中喷出,5）.底部折叠及封口 包括结构部件：横向底部折叠器、横向底部折叠器及底部压制。 随着成型杆的运转，预制纸盒到达底部压合地区，底部被旋转交叉折叠器和一个纵向折叠器所折
7、叠。,5）.底部折叠及封口 包括结构部件：横向底部折叠器。,1.叠凸轮2.叠指3.叠线4.有盒筒的成型杆,4,3,2,4,3,2,星型轮轴将纸盒转移至底部压制平台, 纸盒底部由交叉型的折叠部件折叠,5）.底部折叠及封口 包括结构部件：横向底部折叠器,1.叠板、2底部加压、3.筒,3,2,4,2,1.纸盒、2.横向限制板、3.接近开关、4.水冷压力底座,5）.底部折叠及封口 包括结构部件：底部压制。,结实平稳的纸盒底部形成,1.纸盒、 2.横向限制板、 3.水冷压力底座,3,2,6）.底部封口后的纸盒被推入套链 输外定型转轮将已封底的纸盒从成型杆推出并滑移到套链的一个链斗中。,1.制杆系统2.链
8、3.轮盘4.带5.出器6.有顶部密封纸盒的成型杆7.视传输地区的光栏,在完成纸盒筒底部加压封口后, 纸盒经过传输地区被推进套链。 纸盒的横向顶部边缘被推出器掀起, 并推下成型杆。,3.套链部分 套链导引 套链是运输底部已封合好的纸盒经底部导引，依次通过各个工作地区，直至最后被从套链上推出。 套链的松紧度，由一个自动张紧的空气弹簧拉紧，在套链顺序移动时，确保运动平稳。,套链导引,1.纸盒、2.套链、3.链斗、4 底部导引,3.套链部分 1）.顶部预折叠 顶部精确地沿着折痕被预折叠，以保证顶部灌装后能保持良好的形状。,在纸盒上的折痕协助折叠工序的完成。一个折叠块插进纸盒内部，用以稳定纸盒四边的折叠
9、。在此阶段,折叠轨也运行到折叠区，纵向折叠也就进行。在折叠工序完成时,纸盒的顶边在折叠指回程运动中被强制打开，折叠块移出纸盒松畅地回到初始位置。,纸盒,折叠轨,折叠块,折叠指,3.套链部分 2）.纸盒的灭菌,3.套链部分 2）.纸盒的灭菌 （1）预热区 纸盒被热空气预热。这可在随后的机器运转周期中防止H2O2蒸汽的高度凝集。无菌空气来自无菌空气过滤器罐并由两个电阻加热器加热。,3.套链部分 2）.纸盒的灭菌 （2）H2O2喷雾,1.预热区、2 H2O2 蒸汽头、3 干燥区、4 蒸汽喷射及循环阀和蒸汽分配器、 顶部密封、6 灌装室、7 H2O2 循环罐、8 H2O2 定量系统、 9 过滤器室及两
10、个无菌过滤器、10 汽化器、11 H2O2 滑阀、12 H2O2 分配器,H2O2定量供给及加热,雾化的H2O2和加热空气一起吹进纸盒,3.套链部分 2）.纸盒的灭菌 （3）烘干H2O2加热杀菌后的无菌空气吹进纸盒，使过氧化氢干燥并迅速分解为无害的水和氧。该过程将杀死所有的在纸盒里的细菌。,3.套链部分 2）.纸盒的灭菌 （4）H2O2的排放多余的 H2O2蒸汽用来对套链连续地灭菌，然后通过一个单独安放的排气风机经过管路抽出无菌区，最后排放到大气。,3）灌装站 物料进入产品罐，内有搅拌器，防止物料分离。,1、产品送进的控制阀 2、产品罐 3、阀组 4、定量系统 5、灌装阀的驱动缸 6、灌装室,
11、灌装站 产品在灌装站的两个阶段里灌进盒子，每个灌装站完成半量的灌装。,灌装流程灌装, 产品阀,产品阀连接UHT和灌装机, 伺服系统驱动产品阀使产品罐中的产品按需要定量保留,灌装流程灌装, 产品罐,根据纸盒尺寸的不同, 产品罐需储存准确的液态产品以确保平稳顺利地灌装生产,8,大包装产品罐,小包装产品罐,灌装流程灌装, 灌装量计量,灌装过程由感应流量计控制, 分两次灌装, 并由微处理器调控, 以保证高度精确的灌装,灌装流程灌装, 液态灌装物定量供给,通过气压灌装阀准确的开关来实现,4).顶部的封口 蒸汽喷射和顶部超声波密封,超声波振动频率为20000HZ，密封时间约为0.1秒。,不同的纸盒尺寸对应
12、不同的超声波发生器, 可以控制调幅, 调频以及纸盒封合时间,灌装流程蒸汽喷射,纸盒封合前瞬间喷射热蒸汽, 加热纸盒顶部空气, 封合后顶部空间因冷却收缩, 使纸盒耳封部位成型美观,灌装流程封合工具,高频率声波振动PE分子并使之产生摩擦, 产生足够热量来融化PE层 封合工具加压与热量一起使PE膜粘合, 使顶部封合足够紧密,5).顶部成型 在顶部三角区的聚乙烯层和在纸盒侧面的聚乙烯层被热空气所加热，然后加热的周边被压下，纸盒就粘接成型。,1、超声波焊接 2、蒸汽喷射,灌装流程纸盒顶部封合站,三角形耳翼与纸盒的侧边被加热, 使PE活化, 折叠工具加压封合部位,三角形耳封向下折叠, 通过活化的PE粘结在
13、纸盒侧边,4.推出器 康美盒送出,排包器,故障纸盒排包器,灌装过程中因故障产生的问题纸盒都将被准确地排出,日期（喷码）,针式喷码机喷嘴,缓冲链条,打盖机,贴吸管机,缩膜机,自动装箱机,缩膜机,Der Produktionsprozess,5.3.7,多轨操作,特征,IV,一般只在单一的轨道上发生运行故障可以降低灌装速度但进行不间断生产, 直至故障被排除,每个轨道都可独立地进行灌装操作,III,II,效率控制系统总览,ECS data module,ECS 主机 ECS Host computer,ECS data module,ECS data module,ECS data module,E
14、CS data module,主灌装机 Filling machine,缓冲台 Buffer unit,贴吸管机 Straw applicator,收缩膜机 Multi packer,装箱机 Tray packer,UHT,CIP,ECS 数据模块 ECS data module,ECS 数据模块 ECS data module,控制室 Control room,ECS data module integrated into the machines control system,ECS 数据模块 ECS data module,ECS 数据模块 ECS data module,ECS 数据模块 ECS data module,ECS 数据模块 ECS data module,ECS 数据模块 ECS data module,控制系统HMI 人机交互平台,特征 Special Features,触摸屏 Touch screen,Remote control points,Remote control points,五、SIG康美包无菌包装机的特点,（1）纸盒预制 （2）无需纵向条,1、复合,2、印刷,3、分切1,3、分切2(折痕),4、粘合；5、包装,五、SIG康美包无菌包装机的特点,（1）纸盒预制 （2）无需纵向条,此章结束,
