1、第9章第一节 概 述,（一、包装生产线定义包装自动生产线：按照产品的包装工艺过程，利用分流、合流、储存、传送装置把包装机以及辅助设备连接起来，而形成的有独立控制装置的包装生产系统。在包装生产线上，被包装物上线后，以一定的生产节拍，按照设定的包装工艺顺序，顺序经过各个包装工位，完成预定的包装作业后再下线。自动化程度取决于人参与生产的程度自动包装生产线：被包装物自动地经过各个包装工位完成预定包装，工人不直接参与工艺操作）,二、自动包装生产线优点有利于应用先进的科学技术和现代企业管理技术，简化生产布局，减少生产工人数量、中间仓库和被包装物贮备量，缩短生产周期，提高包装产品质量，提高劳动生产率，降低生
2、产成本，改善劳动条件，促进企业生产实现现代化。三、自动包装生产线缺点投入成本高，占地面积大，生产组织管理的水平要求高,第一节 概 述,四、组成 自动包装机、传送储存装置、信号及检测系统、控制系统,第一节 概 述,五、包装生产线分类按包装生产工艺路线的不同：直线型、台阶型、回转型和组合型按自动包装生产线的组合方式不同：串联型、并联型和串并联混合型按包装生产线布置方式的不同：直线型、曲线型、环形和树枝型按包装产品或成品的性状不同：流体或半流体包装线、粉粒状物品包装线、颗粒状物品包装线、块状物品包装线按产品在自动线上的移动特征：间歇运动型、连续运动型和间歇与连续并存型按包装机之间连接特征的不同：刚性
3、型、柔性型和半柔性型,第一节 概 述,一、总体设计,一、总体设计 二、工艺路线设计三、设备选型 四、设备布局,总体设计是整个设计最重要的环节，总体设计正确、合理与否，对生产线的生产效率、运行可靠性、设备复杂程度、成本造价、生产节拍等起决定性的作用，决定整条生产线项目的成功与否注意： 对包装物和包装材料形状、特性进行充分研究 考虑包装物品能否以稳定正常的状态进入下道包装工序 对自动包装线设置合适的中间缓冲储存区 使内、外包装机的生产能力匹配。,第二节 包装生产线设计及实例,1. 包装工艺路线的设计 保证包装质量基础上，力求高效率、低成本、结构简单、便于自动控制2自动包装线布置形式的选择 考虑被包
4、装物特点、生产纲领、生产条件等因素，分析不同类型生产线优缺点，确定生产线布置形式。3. 生产节拍、输送速度的确定 根据生产纲领、自动线布置形式、工位最长工艺时间、工件传送平稳性要求，确定间歇型自动线的生产节拍，或确定连续型自动线的输送速度4. 自动控制系统的确定 采用PLC控制还是采用计算机控制；是采用时序控制、行程控制还是混合控制；是采用集中控制还是分散控制；是采用机械控制、流体控制还是采用电器控制,一、总体设计内容,二、工艺路线设计,设计原则合理选择包装材料和包装容器满足工序的集中与分散选择工艺路线的形式平衡工序的节拍,满足工序的集中与分散,工序集中，可减少中间输送、储存、转向等环节，使机
5、构得以简化，缩减生产线的占地面积。工序过分集中，会对包装工艺增加更多的限制，降低生产线的通用性，增加机构的复杂程度。采用集中工序时，应保证调整、维修方便，运行可靠，有一定通用性。工序分散，可提高生产率，平衡工序的生产节拍，减小机构的复杂程度，提高工作可靠性，便于设备调整和维修等。例如：回转式自动灌装机头数愈多，生产率愈高,遵循生产适用、技术先进、经济合理原则 1. 技术先进性2. 可靠性3. 经济性4. 消耗性5. 操作性、安全性6. 成套性7. 灵活性8. 维护性,三、设备选型,四、设备布局,简单、实用、经济的原则布置设备1.平面布置 应力求生产线短、布局紧凑、占地面积小、整齐美观以及调整、
6、操作、维修方便2.立面布置 综合考虑包装工序特点、厂房大小及高度、人员行走方便、卫生安全条件的诸多因素，可将自动包装生产线进行立面布置，力求降低成本、因地制宜、灵活安排,灌装和装箱自动生产线布置示意图，将洗瓶设备、装箱设备同灌装设备布置在不同的楼层，卫生、合理。 1-洗瓶机 2-灌装机 3、9-输送机 4-封口机 5-检验机 6-贴标机 7-升降机 8-装箱机 10-取瓶机,控制系统划分,本生产线的控制系统根据其实现的功能可分为插板阀控制系统、除尘控制系统、称重控制系统、包装机控制系统、输送检测单元控制系统和码垛机控制系统等6个子系统。,联锁关系,本生产线控制系统中，如下四个控制系统可实现联锁
7、运行方式，除尘系统、插板阀控制系统可独立运行。,称重控制单元,包装控制单元,输送检测控制单元,包装控制单元,包装控制单元,码垛控制单元,卸料信号,允许卸料信号,正常运行信号,正常信号,启动信号,（2）啤酒包装工艺,概述包装过程目标：（1） 生产现场以及设备符合卫生以及食品安全标准（2） 减少二氧化碳损失，保证啤酒口味和泡沫性能（3） 尽量低的增氧，防止因氧化作用而影响啤酒的风味稳定性和非生物稳定性（4）经过包装的终产品外观瓶瓶精美,包装关键工艺控制：,概述,氧：灌装增氧、瓶颈空气,杀菌单位,新鲜度,外包装：外观、贴标、封箱、射码等,1、瓶装生产流程,拆垛,验瓶,洗瓶,装酒,压盖,杀菌,验酒,封
8、箱,贴标,清酒,膜过滤,喷码,塑封,装筐,码垛,包装生产线主要流程,2、易拉罐装生产流程,罐底打印,包箱,液位检测,码垛,拆垛,装酒,冲罐,压盖,杀菌,清酒,膜过滤,包装生产线主要流程,3、桶装、纯生生产流程,上桶,装酒,桶清洗,标识,液位检测,清酒,膜过滤,瞬时杀菌,入库,包装生产线主要流程,啤酒灌装整线设备,灌装设备中的各种机器必须相互有机的结合在一起，为了充分发挥设备能力，还必须使各单机的速度尽可能的协调。为确保灌装机及压盖机运转顺利，必须以灌酒机为核心匹配整个生产线的功率。若以灌酒机速率为100%计，其他设备速率分别为： 卸垛机 135%140% 洗瓶机 110%115% 贴标机 11
9、0%120% 装箱机 120%125% 码垛机 135%140%每套灌装生产线都因场地原因或特殊要求采用不同的设计布局。,.洗瓶,洗瓶的目的就是：清除掉瓶子内外的可见脏物或污迹，又要保证杀灭细菌。啤酒瓶的干净程度对于啤酒保质期具有决定性的意义。由于回收空瓶的脏污程度差别很大，因此必须使所有的瓶子，也包括非常脏的瓶子经过处理后达到卫生状态。 通常情况必须通过以下操作：瓶子必须经过机械清洗。所有对啤酒有害的微生物必须彻底清除和杀灭。,洗瓶的工艺控制,净瓶质量标准,洗净率%=【1-（验瓶处的脏瓶数+验酒处的脏酒数）/ 洗瓶机上瓶数】% 洗瓶基本流程（1）浸泡或淋洗预热（2）热碱水浸泡清洗，逐步升温（
10、3）洗掉碱水（用浸泡&喷洗方式）（4）瓶内外刷（喷）洗，逐步降温（5）清水喷洗（6）倒立沥干,洗瓶机设备工作原理,瓶子成排地被送入洗瓶机的载瓶盒内，并被连续不断地传送而贯穿整个机器。洗瓶过程的步骤：首先瓶子经过一个或数个温度呈梯级依次升高的浸泡槽得到预浸泡；然后被送进一个或几个碱液槽浸泡；接着依次进行碱液喷射，温水喷射，冷水喷射；最后进行清水喷射。,洗瓶机的基本结构形式进瓶和出瓶装置载瓶架及载瓶盒预浸泡和预冲洗站深浸泡（碱液浸泡）喷射冲洗段除标签装置碱液储槽和储水槽进瓶和出瓶装置,进瓶推进装置成排地将酒瓶同步推入栽瓶架上的一排瓶盒内。出瓶过程原则上可通过相同的方案实现。,载瓶架及载瓶盒栽瓶架作
11、用：将瓶子从进瓶端载送至出瓶端。在喷射冲洗区使瓶子与喷嘴对中。使射流能够无阻碍地清洗到瓶子的里面和外面。使浸泡下来的标签容易除去。栽瓶架的两端固定于两根链条上并随之运动。载瓶架驱动装置采用套装式蜗轮减速器，并设有转矩检测功能。预浸泡和预冲洗站在任何洗瓶机内，瓶子首先都要经过预浸泡处理，目的在于：除去瓶内残液，并使瓶子得到预洗。清除瓶子外表面易于脱落的污垢。使瓶子预热，尤其是在冬季很重要，从而衔接后续清洗步骤。,深浸泡（碱液浸泡）瓶子排空后，进入碱液槽继续浸泡，为了延长在碱槽中滞留时间及改善清洗效果，瓶子运动轨迹常设计成回环形式。有些洗瓶机还采用不同温度、不同浓度的数个碱槽的串联结构来进一步改善
12、清洗效果。喷射冲洗段瓶子被送到机器上部，瓶口朝下，喷嘴对瓶子的内部和外部多次喷射，依次是：热碱液喷冲热水中间喷冲，回水收集并送入预浸泡槽温水喷冲，逐步降温冷水喷冲，最终清洗，继续降温清水喷冲，保证瓶子无菌，完成降温,除标签装置,由于浸泡脱落的标签随液体流动进入循环泵的吸入区，在此区域设有筛网，以分离出标签，并由除标装置将标签转移到机器外。,碱液和水的储槽,喷射区下方有经绝热处理的储槽，收集回流液，碱液和水经过筛滤后，又被泵送到各自的喷射区，循环使用。,根据机器进瓶和出瓶位置的安排，洗瓶机可分为以下两大类：单端机 进瓶与出瓶集中位于机器的一端,进,出,双端机 进瓶与出瓶分别位于机器的两端。,进,
13、出,优缺点：单端机仅需要一名操作人员，而双端机则须保证两个方面的可靠监控，一般需两名操作工。为减少交叉污染，一般选用双端机，如纯生啤酒生产线。影响清洗效果的因素：浸泡作用；通过液体喷冲产生机械作用；处理温度；清洗剂清洗效果取决于清洗剂的温度，温度越高，所需清洗剂浓度越低。一般情况下：将浓度提高50%，或将温度升高5.5，可以得到同样的清洗效果。常用的清洗剂为1%的NaOH溶液，并辅以各种添加剂,采用旋转的喷嘴对瓶子进行跟踪喷射。,空瓶检测,利用空瓶检测机检验瓶子的下列部位：瓶子底部；瓶中残碱；瓶中残液；瓶子口部；瓶子侧面验瓶机的优缺点：优点：可靠性高、效率高、节省人力缺点：对于啤酒瓶质量要求较
14、高，维护费用较高验瓶机的检测项目：瓶底、瓶口、瓶壁、残碱、残液、瓶高检测,瓶底检测：1.旋转扫描法：由于灵敏度和分辨率低，处理速度慢，基本已不采用2.电子照相法：主要通过高速照相机和计算机结合进行,被检测的容器通过光源1瓶底的图像被照射在照相机2数字化了的图像数据显示在触摸屏3上，并使 用不同的方法5进行分析。如果探测到容器有问题，控制器4将向排出装置6发出一个信号编码器7同时向控制器和照相机发出信号,瓶口检测,瓶壁检测,容器通过发射器1和接受器2 在接受器3内，能量被转换成可以测量的信号 带有碱液或水的瓶子将会引起所接受的信号的变化 这个变化将由分析装置4进行分析，并发出适当的信号，排除装置
15、5被触动,高频残碱检测,从底部向上照射容器,红外线光源灯1可作为发射器来用 残余液体2将吸收红外线 接受器3将接受发射过来的一部分红外线发射器的信号将被送去4进行分析 如果与设定值存在差异，排除装置5被触动,啤酒瓶将被排除,装酒,啤酒灌装是一个极其重要的环节。必须注意：避免啤酒损失；保证额定罐装量；保持啤酒内在品质措施：防止啤酒染菌；防止啤酒接触空气氧化；防止啤酒中的CO2损失装酒机原理：瓶装灌装机一般都是采用回转式结构，瓶子由传送带送入机器，通过分瓶装置将瓶流按一定的间距分开，并经由输入星轮过渡到可升降运动的托瓶盘上，最终实现瓶子在灌装机构下方定位。装酒机基本结构：机座驱动装置酒液储槽升降机
16、构灌装机构,瓶子在机器内旋转时，完成以下操作过程：瓶子被推升到灌装机构上；经过一次或两次抽真空以及预压操作；灌装；进行液位校正；卸压；瓶子随拖瓶盘降下并被送出机器,抽真空背压灌装酒阀的关闭/卸压稳定回气管的吹出排氧压盖,装酒机装酒、压盖流程,预真空,灌酒结束,最后卸压,CO2冲洗,二次真空,CO2备压,慢速灌装,快速灌装,减速灌酒,装酒机装酒流程,排氧：驱除瓶颈空气,在瓶子压盖以前，通过一个微孔喷嘴向下连续喷射高温无菌水，每个经过喷嘴瓶子都被射流短时射中，虽然射入量及微，但能使啤酒迅速产生大量泡沫并涌向瓶口，从而将瓶颈部的空气驱出瓶口，紧接着，瓶子必须迅速地压盖密封。,封盖流程,当今的压盖机通
17、常都与灌装机连体安装，并且由同一驱动装置驱动，以保证二者同步运行。皇冠瓶盖具有21个尖角，这些尖角在压盖时，由于挤压而靠拢致使瓶子得以密封。盖内填入的PVC（PE）塑料膜起密封垫片的作用。,抽真空配置与程序：配备二次抽真空和用二氧化碳备压的装置；抽真空压力小于-0.08MPa；备压用CO2纯度99.99%，并保证酒缸排出的CO2纯度99.5%。设备配置密封：定期进行装酒机中心分配器密封、酒阀密封、定中罩密封维护或更换激沫排氧：排氧喷头与操作台垂直，喷头孔径为0.2mm，喷射形态要为集中的线状。排氧效果以细腻的泡沫刚好溢至瓶口为好，并迅速压盖密封抽真空、背压的工位 抽真空时间（s）= 3600*
18、抽真空占用的瓶位数/装酒机的实际灌装速度（瓶/小时）背压时间（s）= 3600*背压占用的瓶位数/装酒机的实际灌装速度（瓶/小时）,装酒：氧的控制,异常情况的控制与增氧：生酒溶解氧大于100ppb的产品，不能生产青岛啤酒。 青岛啤酒灌装过程中，增氧大于20ppb，则停止生产。 尽量减少非设备原因造成的装酒机停车，如果装酒机突然停车大于 1min，装酒机出口和压盖机之间的未压盖的瓶装啤酒，必须拿出。d. 装酒过程中不得出现用手兑净含量不足的酒的现象。,装酒：氧的控制,、杀菌机,定义：巴氏杀菌是指利用热能杀灭啤酒中微生物和酶的过程。目的： 延长货架期，保证啤酒的生物稳定性 最小化由加热带来的啤酒新
19、鲜度损失 杀菌要求：在最低的杀菌温度和最短的杀菌时间内，杀灭酒内可能存 在的生物污染。不必要的提高杀菌温度或延长杀菌时间， 对啤酒质量都是非常不利的。,在一定的高温下，微生物中的蛋白质、核酸、酶会发生不可逆的变性、失活，从而导致微生物死亡。,杀菌原理,巴氏杀菌，是利用热能杀灭啤酒中微生物和酶的过程。,巴氏杀菌不同于彻底灭菌，不要求全部杀死一切微生物，仅要求控制微生物为不致于在产品中重新繁殖起来的程度（如果是灭菌最少需要15分钟121的处理过程）,巴氏杀菌,微生物（状况、种类）,过滤质量（细微颗粒）,理化性质（ PH、异-酸、CO2、蛋白质、糖含量）,杀菌原理,杀菌机杀菌原理,杀菌机是利用水为媒
20、介传递热能，杀灭啤酒中微生物和酶的机器。,杀菌机水循环以及热量交换主要原理示意图,杀菌原理,液体冷热交换形成的涡流是自上而下的传导的,杀菌原理,PU=Z*1.393(t-60) 式中 Z-时间(min); t -温度(),杀菌单位：在60经历1min所引起的啤酒灭菌效应为一个巴氏灭菌单位，即1个PU值。50以上的灭菌温度，每提升7 ，灭菌时间可缩短9/10，即在同样的杀菌时间下，温度提高7 ，PU值增加10倍。,杀菌单位,冷核（Cold Spot）：啤酒容器中传热最后到达的部分，冷核位于容器正中，约在距瓶内底上方1.02.0厘米处。,杀菌过程评估参数,出口酒温（BOT）：是指杀菌机出口端啤酒容
21、器内的平均温度，不是冷核的温度,致死率：单位时间内（每分钟）死亡微生物占活的微生物的比例,杀菌过程评估参数,在一定气压下，空气中所含的水蒸气会凝结成液态水从空气中析出的温度。当气温降到此温度时，凝结的水沾聚在固体上就会变成露。 露点随着季节、湿度的变化而出现规律性的变化。出口酒温根据露点的变化进行调整，保证BOT大于露点。出口酒温最好大于露点3以适应包装生产。,露点（Dew Point）或露点温度,杀菌过程评估参数,1.水的流量？2.水的质量？,最好使用低硬度水或处理过的水硬度小于8.0德国度，pH 7.08.0。,杀菌机用水要求,杀菌原理,隧道式杀菌灌装后杀菌是目前应用最广泛的巴氏杀菌方法。
22、灌装后的啤酒连续进入杀菌机的预热区、杀菌区、降温区，达到预定杀菌效果后，又顺序送出杀菌机。高温瞬时杀菌灌装前杀菌是产品在灌装前利用高温进行短时杀菌的一种方法。,杀菌方式简介,隧道杀菌机的组成,传动装置链传动步移式水循环系统和喷洒系统一般有8个温区或6个温区,清水喷淋,进入杀菌机的生酒必须经过清水喷淋，喷冲掉附着在容器外面的酒液，防止污染杀菌机用水。,杀菌机卫生,减少啤酒爆瓶,极压超过瓶盖锁紧压力或瓶内压，导致漏气或爆瓶。,平缓的加热和降温速率，对降低啤酒爆瓶是有益的。,杀菌机卫生,杀菌不合格处置,、贴标机,啤酒瓶的装潢在激烈的市场竞争中扮演着重要的角色贴标目的：在瓶子的指定位置上，牢固而端正的
23、贴上一个标签贴标要求： 商标整齐美观，紧贴瓶面，不脱落，周正无破损 贴标位置正确 商标用纸应具备耐湿性 有选择地使用粘着剂,贴标机的组成,贴标机由：标盒、胶辊、取标板、转毂等组成,贴标机的工作原理和步骤,胶桶,胶泵,胶辊,取标板,取标板,标盒,转鼓,贴标,进瓶链道,止瓶星轮,进瓶螺旋,进瓶星轮,托瓶压瓶转台,中心导向架,喷码,出瓶链道,出瓶星轮,中心导向架,贴背标,毛刷刷标,毛刷刷标,贴标机工艺过程：上胶、取标、传标、贴标、刷标,商标涂胶的目的是：在商标背面均匀地涂上一层胶膜，胶膜厚度必须合理。 太厚导致粘固时间变长，且造成设备污染； 太薄的胶膜使贴标不牢，污染设备。 较为适宜的厚度为1.52
24、.5mg/cm2,贴标机的工作原理和步骤,商标纸应具有的特性,表面光洁，可印刷性好；商标胶不易渗透；耐碱性，不易碎烂；拉断强度大；弯曲刚度小，韧性不应太大；良好的吸水性，较短的凝结时间；冲切质量高，边缘光滑无毛边；印刷面耐磨擦。,标签的吸水性：吸水性太差会导致标签边缘翘起，吸水性太强会引起标签贴到瓶子上以后打皱。,标签的纤维方向：正确的纤维方向应该是与瓶子的中轴相垂直，即为横向。,纸标背面湿水后卷曲方向,纸标背面湿水后卷曲方向,商标的存放,必须在正常的气温15-26的温度下，湿度60-70%以下存放。温度要求尤为重要，这点必须注意(因为在较高或较低的温度下商标纸的物理指标会发生比较大的改变)。
25、,商标胶,淀粉胶: 酪素胶:,常用胶主要有：淀粉胶 、糊精胶 、酪素胶、植物胶,商标胶应具有的特性,凝结时间短胶膜能涂得很薄，生产成本低抗冷凝水在碱液浸泡时能快速溶解不拉胶丝,贴标胶的参数与贴标之间的关系,胶的粘度越大，标签达到初始稳定度越快酪素含量越高，贴标5分钟后能达到的粘结效果越好涂胶层越薄，抗湿性越好涂胶层越薄，胶的PH值越小，在碱液中标签越容易脱落,验瓶机、验酒机、液位检测机、验罐机 ,在线仪器的有效使用是控制不合格产品的有力工具！,在线检测仪器的有效性检查,成品酒外包装质量控制及卡酒,根据外包装指标的重要程度及其对产品外包装质量的影响，由重到轻将外包装各项指标分为A、B、C 三类。
26、将每项指标的可接受缺陷数及总项的合格率标准作为产品合格的判定标准，实际缺陷数和总项合格率互相制约，任一项不符合判定标准，均判定为外包装质量不合格。 总项合格率=合格品的数量抽样数量。外包装质量判定不合格的产品，严格按包装卡酒原则进行处置。,成品酒外包装质量主要指标,成品酒外包装质量主要指标,成品酒外包装质量主要指标,定义及主要目的当过程异常或检验发现质量问题时，对存在质量隐患的成品啤酒进行单独存放、检验确认，并采取正确的处置措施。 卡酒的目的是通过对存在质量隐患的产品进行再次抽样，以确认其质量状况是否达到放行的标准，对不能放行的产品采取必要的处置措施，从而确保出厂产品质量符合标准，减少顾客质量投诉，避免产品召回事件的发生。,卡酒工艺原则,检测点合格,检测点合格,检测点合格,检测点不合格,异常情况排除,How-怎样卡酒？,卡酒,卡酒工艺原则,卡酒四步骤,卡酒,抽样,处置,复检,卡酒工艺原则,外包装质量保证程序,单项缺陷数量,是否符合可接受缺陷数标准？,计算总项合格率,YES,不合格,YES,外包装 抽样检验,NO,是否符合 合格率标准？,合格,不合格,NO,卡酒,卡酒抽样,合格？,放行,NO,YES,返工,复检,YES,合格？,放行,NO,卡酒工艺原则,
