大学精品课件:第9章 包装工艺生产线设计.ppt
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1、第9章第一节 概 述(一、包装生产线定义(一、包装生产线定义包装自动生产线包装自动生产线:按照产品的包装工艺过程,利用分流、: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,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。业后再下线。自动化程度自动化
2、程度取决于人参与生产的程度取决于人参与生产的程度自动包装生产线自动包装生产线:被包装物自动地经过各个包装工位完成: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)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,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,降缩短生产周期,提高包装产品质量,提高劳动生产率,降低生产成本,改善劳动条件,促进企业生
3、产实现现代化。低生产成本,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、组成四、组成 自动包装机、传送储存装置、信号及检测自动包装机、传送储存装置、信号及检测系统、控制系统系统、控制系统第一节 概 述五、包装生产线分类五、包装生产线分类按按包装生产工艺路线包装生产工艺路线的不同:直线型、台阶型、回转型和的不同:直线型、台阶型、回转型和组合型组合型按自动包装生产线的按自动包装生产线的组合方式组合方式不同:串联型、并联型和串不同:串联型、并联型和串
4、并联混合型并联混合型按包装生产线按包装生产线布置方式布置方式的不同:直线型、曲线型、环形和的不同:直线型、曲线型、环形和树枝型树枝型按按包装产品或成品的性状包装产品或成品的性状不同:流体或半流体包装线、粉不同: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按产品在自动线上的移动特征移动特征:间歇运动型、连续运动型:间歇运动型、连续运动型和间歇与连续并存型和间歇与连续并存型按包装机之间按包装机之间连接特征连接特征的不同:的不同:刚性型、柔性型和半柔性刚性型、柔性型和半柔性型型第一节 概 述一、总体设计一、总
5、体设计一、总体设计 二、工艺路线设计二、工艺路线设计三、设备选型三、设备选型 四、设备布局四、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功与否注意注意:对包装物和包装材料形状、特性进行充分研究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考虑包装物品能否以稳定正常的
6、状态进入下道包装工序工序 对自动包装线设置合适的中间缓冲储存区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。使内、外包装机的生产能力匹配。1.包装工艺路线的设计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、保证包装质量基础上,力求高效率、低成本、结构简单、便于自动控制便于自动控制2自动包装线布置形式的选择自动包装线布置形式的选择 考虑被包装物特点、生产纲领、生产条件等因素,分析不考虑被包装物特点、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。同类型生产线优缺点,确定生产线布置形式。3.生产节拍、输送速度的确定生产节拍、输送
7、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定连续型自动线的输送速度4.自动控制系统的确定自动控制系统的确定 采用采用PLC控制还是采用计算机控制;是采用时序控制、行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采用机械控制、流体控制还是采用电器控制二、工艺路线设计u 设计
8、原则设计原则合理选择包装材料和包装容器合理选择包装材料和包装容器满足工序的集中与分散满足工序的集中与分散选择工艺路线的形式选择工艺路线的形式平衡工序的节拍平衡工序的节拍 工序集中工序集中,可减少中间输送、储存、转向等环节,使机构得,可减少中间输送、储存、转向等环节,使机构得以简化,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
9、性。靠,有一定通用性。工序分散工序分散,可提高生产率,平衡工序的生产节拍,减小机构,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,生产率愈高如:回转式自动灌装机头数愈多,生产率愈高遵循遵循生产适用、技术先进、经济合理生产适用、技术先进、经济合理原则原则 1.技术先进性技术先进性2.可靠性可靠性3.经济性经济性4.消耗性消耗性5.操作性、安全性操作性、安全性6.成套性成套性7.灵活性灵活性8.维护性维护性三、设备选型四、设备布局 简单、实用、经济简单、实用、经济的原则
10、布置设备1.平面布置平面布置 应力求生产线短、布局紧凑、占地面积小、整齐美观以及应力求生产线短、布局紧凑、占地面积小、整齐美观以及调整、操作、维修方便调整、操作、维修方便2.立面布置立面布置 综合考虑包装工序特点、厂房大小及高度、人员行走方便、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、装箱设备同将洗瓶设备、装箱设备同灌装设备布置在不同的楼
11、层,卫生、合理。灌装设备布置在不同的楼层,卫生、合理。1-洗瓶机洗瓶机 2-灌装机灌装机 3、9-输送机输送机 4-封口机封口机 5-检验机检验机 6-贴标机贴标机 7-升降机升降机 8-装箱机装箱机 10-取瓶机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
12、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罐底打印包箱包箱液位检测液位检测码垛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
13、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 110%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,
14、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项目项目 单位单位 目标目标 内控范围内控范围 洗净率洗净率%100 100/净瓶残留水净瓶残留水pH pH/同冲瓶水同冲瓶水 6.56.58.08.0净瓶残净瓶残留水量留水量 酒容(酒容(V V)500ml 500ml 滴滴 /3 3 酒容(酒容(V V)500ml 500ml 滴滴 /2 2 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,
15、逐步升温(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用:将瓶子从进瓶端
16、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清洗效果。喷射冲洗段
17、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进出出双端机 进瓶与出瓶分别位于机器的两端。进进出出优缺点:单端机仅需要一名操作人
18、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高,维护费用较高瓶底、瓶口、瓶壁、残碱、残液、瓶高检测1
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