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今日轻量化包装瓶给产品灌装系统带来了挑战

发布时间:2021-07-13 03:27:32 阅读: 来源:扎把机厂家

轻量化包装瓶给产品灌装系统带来了挑战

编者语:包装瓶的轻量化是啤酒饮料行业发展的主流趋势,但是轻量化的包装瓶,特别是PET瓶,给产品的灌装系统带来了挑战。

当啤酒饮料包装的重量降低时,相应地,灌装系统的操作难度就提高了。饮料瓶的轻量化,特别是 PET瓶重量的降低,是包装行业最盛行的趋势之一。通过展示可持续发展方面的吸引力,轻量化的方式可以激发消费者的环保意识,也可以为饮料企业节省成本。

比如,在过去的十年中,PET容器的主要供应商Ball Corp公司将其500ml的纯净水包装瓶的重量从23.5g降低到了15.2g;在过去的八年之间,Ball Corp公司20盎司(600ml)热灌装容器的重量也从40g降低到了31g。

不断进步的轻量化技术在纯净水和其它非碳酸饮料市场的应用日益增加。百事可乐公司最近为旗下的产品Aquafina纯净需要重新开发软件水、立顿即饮茶和其它非碳酸饮料进行了全面的减重尝试。这些创新的减重手段可以将PET瓶包装的重量有效地降低20%。

相比碳酸软饮料,非碳酸饮料更容易实现轻量化,因为这类饮料内部不会产生气压。克朗斯公司的灌装技术经理Sebastian Delgado表示:“当企业生产碳酸饮料时,他们所使用的容器需要比非碳酸饮料所用的容器更具抗压性能。碳酸饮料瓶子的内部有很大的压力,因此这类饮料所使用的容器必须具备独特的瓶颈和瓶底设计。相比非碳酸饮料所用的容器,碳酸饮料容器的瓶颈被设计地更厚重,瓶底也要进行特殊设计,以承受灌装过程以及碳酸饮料本身带来的内部压力。”

不稳定的瓶子

高速灌装系统需要以多种方式和途径适应当前重量不断降低的塑料容器。但是当瓶子的重量降低时,灌装及其他处理的难度也会增加。高速灌装设备供应商一直都面临着一个挑战:如何将薄壁的、不够稳定的瓶子置入灌装机,完成灌装并且顺利运输出来。

克朗斯公司的灌装技术经理Sebastian Delgado认为,在很长一段时间里,大多数PET灌装系统都是通过单独夹持容器的瓶颈来处理、移动容器的。只有在一种情况下存在例外,那就是同时需要灌装PET容器和玻璃瓶时,才会进行适当的调整。

对于轻量化的容器而言,对瓶颈的夹持非常重要。KHS美国分公司的执行总监Jeffrey Tietz认为:“通过夹持轻量化容器的瓶底进行输送很难达到令人满意的效果,尽管企业已行业集中度低等这些问题经尝试了这种方式。”

但是,即便是以夹持瓶颈的方式输送容器也不是那么容易。其中一个困难就是,当采用气流输送这种常规的物料输送方式时,瓶子在传送轨道上的移动根据其能测试的最大实验力(加载容量)的不同、载荷传感器也分50N用、5kN用等不同种类过程会遇到一些问题。KHS美国分公司的执行总监Jeffrey Tietz认为:“如果容器与气流传送轨道是垂直的,这便是一种比较理想的状态,容器可以轻松顺畅地滑行移动。但是,当容器沿垂直角度左右偏离10度到20度时,容器的瓶颈由于更厚,会影响容器的行进,瓶子的移动便不会如预期的那样快速和平稳。如果一旦在气流传输装置上造成瓶子堵塞,就会影响生产的顺利进行。”

KHS美国公司的商务总监Bob Pease认为:“要避免这个问题的产生,就需要运用精确的控制系统。为确保快速平稳的传送效果,气流传送系统的速度、线上容器的密度,都需要进行精确无误的控制。这种管理控制还应该完整地渗透到灌装之前的气流输送装置以及之后的带式或链式输送系统。使用气流输送系统,通常意味着需要数量更多的风箱来推动容器移动前行。”他补充说:“现在我们过去通常安装只两到三个风箱的气流输送装置上安装了四到五个风箱,以及更多独特的控制系统。”

齿轮传送

人们可以从根本上消除输送过程来避免上述输送空瓶问题的发生,通过在瓶子注塑成型后立即进行灌装的系统来实现。一些高产量饮料生产线的供应商就能提供吹瓶设备紧挨着灌装机的吹瓶灌装一体系统。这些设备可以使用星齿轮将容器从成型模具上传送至灌装阀处,而不需要通过带式或轨道式输送系统进行传送。

诸如此类的系统可以方便容器重量近一步降低。西得乐公司的高级工程经理及大客户经理Andrei Paganuzzi认为:“很多轻量化的容器都可以吹塑,西得乐combi生产线(联合生产线)可以生产最具竞争力的轻量容器。combi生产线包含了吹塑工艺环节,而吹塑可以使轻量化容器的重量再降低8g,甚至更多。”

combi生产线的设计理念是采用星形齿轮将已成型的容器从吹塑模具中传送到灌装环节。这种生产方式的目的在于避免螺杆的影响,因按点动键为重量超轻的容器稳定性不够,当螺杆将容器推出时容器便不能保证保持与传送装置平行的位置和角度。KHS美国公司的商务总监Bob Pease认为:“是否以倾斜的角度进入灌装工序是饮料企业关注的一个焦点问题。”在很多生产实际案例中,星形齿轮都是为轻量化饮料容器而特别设计的工具。星形齿轮可以夹持住瓶口而不是瓶身,并将其进行输送。

如何灌装

实际生产中的灌装过程也会受到轻量化容器的影响,碳酸饮料的轻量化容器促进了边灌装变定量的传统灌装技术向容积式定量灌装技术的发展。KHS美国分公司的执行总监Jeffrey Tietz认为,在灌装过程中的反压力作用下,轻量化的容器容易发生膨胀变形,而容积式定量灌装可以确保产品均匀、持续地被灌装到容器中,不受容器内反压力的影响。他说:“如果饮料容器的重量降低,那么在灌装过程中,由于内部压力的作用,瓶子发生轻微膨胀变形,如果采用逐步加量灌装的方式,灌装的量会超过原本预定的份量钢化玻璃GB/T9963⑴998。容积式定量式灌装技术可以确保在容器内灌装定量的产品,而不会受其它因素影响。”

将轻量化容器置于灌装阀门之下也对设备提出了更高的要求。Fogg Filler公司的灌装阀应用一种系统将容器穿过螺秆移动到灌装阀星形齿轮的孔穴中,星形齿轮随后将容器移动到基座和瓶颈支架上。基座和瓶颈支架将容器提升、使之对准灌装阀并进行灌装。随后,基座和瓶颈支架将容器放下,结束灌装进程并关闭灌装阀门。灌装好的产品被放置在星形齿轮的孔穴中,移动至下一环节的封盖系统。

如果准备不够充分,希望大幅降低容器重量读取所需负荷及相应的标线间伸长值的企业可能面临一系列的麻烦和问题。但是通过正确、及时的调整,灌装设备可以适应重量最轻的饮料容器。

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