真空包装机是包装容器内盛装产品后,抽去容器内的空气,达到预定真空度并完成封口工序的机器。真空包装机主要用于包装易氧化,霉变或受潮变质的产品,以延长产品有效期或防止精密零件或仪器
生锈等。具有高效率、多功能、自动化等优势。有挤压式、
插管式、带式、旋转式等多个品类。真空包装作为食品保鲜技术始于20世纪60年代初期,
中原地区真空包装保鲜技术是从20世纪70年代发展起来的。
发展历史
七十年代末期,
上海市电动工具研究所的真空研究室(1980年并入
上汽通用汽车机械技术研究所),与上海有关工厂合作,开始研制真空包装机。
八十年代初期,试制完成包装
榨菜的小袋真空包装机。以后该所又设计了药物真空包装机、连续式真空包装机等六个品种,其中压缩式真空包装机设有对包装物的压缩机构,适合于包装纺织品和
羽绒制品。
八十年代以后,真空包装机迅速发展,目前已有单室,双室、台式、压缩式,呼吸式、连续式,
输送带式及
半自动步枪、自动真空包装机。较先进的真空包装机采用微机控制,封口装置采用水内冷却,已达到国际水平。
工作原理
物理原理
真空包装机抽吸后除去空气中的氧,以防止细菌繁衍导致食品腐败,或阻止金属的氧化
生锈;缩小膨松物品的体积。
工作原理
包装容器内盛装产品后,抽去容器内的空气,达到预定真空度并完成封口。
机械挤压式包装机
通过挤压外包装,排出空气,然后封口。
插管式包装机
包装开口处插入管子抽出空气,然后封口。
室式真空包装机
将已经装好物品的包装袋放人真空室内,合上真空室盖,开启
真空泵和抽气阀,抽去真空室内的空气,达到预定的真空度后,再打开
充气阀,充人所需的保护气体,然后合拢
热封装置。
带式真空包装机
带式真空包装机的真空系统、热封原理与室式真空包装机相同,但此种机型的真空室盖的打开和关闭无需人工操作。
旋转式真空包装机
该机由充填和抽真空2个
回转工作台组成。2个转台之间装有
机械手,自动将已充填物料的包装袋送入抽真空转台的真空室。充填转台有6个工位,自动完成供袋、打印、张袋、充填固体物料、灌装5个动作。包装袋在旋转1周经过12个工位完成抽真空,热封冷却、卸袋。
主要分类
以不同的分类方法可以将真空包装机分为不同的种类:按真空室的形式分,可分为吸管插入和真空腔式两大类;按包装材料分,可分为袋装制品式和罐制品式两大类;按被包装物投人腔室的方式分,可分为台式、传送带式、回转式和深拉伸式;按自动化程度分。分为
半自动步枪和全自动式.各机型虽有其自身的特点,在构造相互之间存在差别,但其基本组成部分是相同的。原理也都是抽去容器内的空气,达到预定真空度。
机械挤压式真空包装机
包装袋充填结束后,在其两侧用海绵等弹性物品将袋内的空气排除,然后进行封口的包装方式称为机械挤压式。这种方法最简单,但真空度低,用于要求真空度不高的场合。
插管式真空包装机
插管式真空包装机最大特点是没有真空室,操作时将包装袋直接套在吸管上,直接对
塑料袋抽气或抽气-充气。此机型省去真空室后使结构大大简化,体积小,重量轻,设备投资少,造价低,使用中故障发生率也降低;同时抽真空及充气时间的缩短使
生产率明显提高,平均可比室式真空包装机提高1倍~3倍;缺点是产品真空度低于室式真空包装机。
室式真空包装机
室式真空包装机的形式有台式,单室式和双室式,其基本结构相同,由真空室、真空充气系统和
热封装置组成。真空/充气系统由一组
电磁阀和
真空泵组成,通过控制器控制各阀启闭,自动完成抽真空–充气-热封的操作或抽真空–热封操作。室式真空包装机的特点是:结构紧凑,外形美观,安装方便;真空度较高,绝大多数真空包装机都采用这一形式,是我国真空包装机行业的主导产品;需人工充填装袋,大多也靠人工计量、人工放袋、取袋,因此
生产率不是很高,其中台式及单室较低,双室要略高。
带式真空包装机
带式真空包装机是一种自动化程度和生产效率较高的机型,由传动系统、真空室、充气系统,电气系统,
水冷及水洗装置,
输送带、机身等组成,
真空泵安装在机外。传动系统和电气系统在机身两侧的箱体内。操作时只需将被包装物品按袋排放在输送带上,便可自动完成循环。抽气、充气,封口,冷却时间、封口温度均可预选,既可以按程序自动操作,又可单循环操作。为使被包装物品在倾斜状态下完成包装工作,输送带可作一定角度的调整,且在倾斜状态下包装物品汁液不易溢出袋外,特别适用于粉状.糊状及有液汁的物品的真空包装。带式真空包装机的真空系统、
热封原理与室式真空包装机相同,但此种机型的真空室盖的打开和关闭无需人工操作,可自动开闭,工作循环更快,周期更短,工作周期为12s ~30s,因此
生产率更高。
旋转式真空包装机
旋转式真空包装机是一种自动化程度非常
高的多工位真空包装机,其特点是在
环岛上有多个旋转的真空室,分别完成从充填到抽真空的多道工序,因此生产能自动、连续、高效地进行,生产能力可高达40袋/min。主要适用于食品行业,特别适用于包装
软罐头及包装家禽,肉类,蔬菜.水果等。
结构
密封装置
通常所称的真空包装机均为腔式结构,由上真空室、下真空室及置于上、下真空室之间的密封圈组成。
真空室
上、下真空室一般采用铝合金铸造后经说刨加工或
不锈钢薄板经折边或模压后焊接平整加工,也有上、下真空室分别采用铝合金及不锈钢两种材料组合。铝合金有普通合金和
铝镁合金,后者耐酸碱、耐腐蚀,但成本较高,铝合金真空室经锐刨加工,其密封平面及密封槽平面非常平整,真空室密封性能好。不锈钢薄板常用厚度为2~4mm,太薄真空受压后容易变形造成焊缝开裂,真空室泄漏。另外,一般在不锈钢上真空室四周平面上开设密封槽,因受加工工艺影响,其密封槽平整度较差,真空室密封性能相应降低。故目前有些机型上真空室采用铝合金铸造后加工密封槽,下真空室采用厚
不锈钢板加工成平板式。
密封圈
一般采用
硅橡胶、黑橡胶,少数低档产品采用发泡橡胶,硅橡胶耐高温、耐腐蚀、密封性好、使用寿命长,发泡橡胶密封性差、易脱落,使用寿命短。
控制装置
单室
单室为翻板式,在上、下真空室后部有两组支架,中间有一根穿有双
扭簧的长轴,由双扭簧平衡作用力,开启角度45~75度。
双室
双室为往复式,下真空室分为左右两个工作室,上真空室由四根连杆支撑左右位移,四根连杆固定在两根长轴上,长轴上有拉簧
拨叉,两根
拉伸弹簧下部定位于机架上,上部定位于拉簧拨叉上,起到平衡操作重力的作用,两根长轴由两组
轴承座定位,四根连杆上部也镶有微型轴承,故左右位移非常轻松,真空启动时稍加压力,回气结束后能自动开启。支撑位移上真空室的四根连杆,每根长轴上的前后两根,必须保持平行,左右两组连杆也必须相对保持平行,以确保上真空室在左右任何位置均同下真空室保持平行。否则,造成上、下真空室不能保持平行,则操作压力明显加大,严重时甚至不能正常建立真空。
封口装置
封口
该装置安装在真空室内,通常有两组,也有一组的,一般单室翻板式的活动部分安装在下真空室,而双室往复式的活动部分安装在上真空室,活动部分装置主要由以下零部件组成,
热封气室框固定在上真空室,两头有
导柱、弹簧组成复位装置,热压架座两头有导套,套在导柱上,热封气室框及热压架座之间有热封气室(也有称真空室为大气室,称热封气室为小气室的),热封气室有采用塑胶水管,二头用夹管夹住,也有用自行车或
黄包车内胎的橡胶水胶粘加工,中部都有一个气嘴,热压架座上固定有环氧板加工的热压架体,二头有卷带轴,镣铭合金带由卷带轴卷紧定位,外面包有热封漆布。
印字
固定部分装置主要由印字胶条框及印字胶条组成,印字胶条采用耐热
硅胶辊加工,一平面带有斜纹或直纹,另一平面设有圆孔或方孔,用硅橡胶加工的圆字或方字嵌入其中,在封口同时印上凹凸透明的生产日期,如需要有色印字,则需另外采用色带打印机。
真空制备装置
真空泵
真空泵有两种,一种为内置式,通常采用XD-020、XD-040型单级
旋片式真空泵,一般400型
包装机采用XD—020泵,500型包装机采用XD—040泵,也有部分厂家采用两只XD-020泵代替一只XD-040泵以
降低成本,但XD-020泵为2880转/分,转速高,磨损快,使用寿命短,而XD—040泵为1440转/分,转速低,
力矩大,使用寿命相对延长。另一种为外接式,通常采用2X—15
双级旋片式真空泵,该泵抽气速率快,真空度比
单级泵高,一般适用于生产批量较大,真空度要求较高,或要求安装在室外以减少排气污染。
真空电磁阀
真空电磁阀通常用两只,一只为C5
二位三通电磁阀,主要作用为控制热压封口装置上、下位移工作。另一只为15二位二通电磁阀,主要作用为真空、
热封结束后,打开通路,使大气回到真空室,否则真空室就不能开启。
附属装置
时间继电器
时间继电器通常用两只,一只控制真空时间,常用30s或60s;另一只为控制热封时间,常用5s或6s。常用型有三种,一种为JS14A-y型外接式,本体安装在电气线路板上,调节旋钮安装在操作面板上;另一种为转盘式,本体安装在操作面板上,本体上带有一大转盘;另外还有一种数显式,安装在操作面板上。
变压器
变压器通常用两只,小一些的为
控制变压器,输入380V,输出220V提供
控制回路工作电源,输出6.3V提供指示灯电源。大一些的为
热封变压器,一般400型
包装机用400W,500型包装机用600W,输入为380V(少量单相电源包装机用220V),输出一般为20~36V,分五挡,一挡20V热封电流最小,五挡36V热封电流最大。
交流接触器
交流接触器通常也有两只,一只控制
真空泵工作,另一只控制热封变压器工作,一般工作电压为220V,工作电流为10A。因为控制回路工作电压为220V,所以
时间继电器,真空
电磁阀,交流接触器,
计数器等
电感线圈工作电压均为220V。
特点优点
高效率
真空包装机的生产效率已从每分钟数件发展到数十件,用于食品的真空包装机通常可达每分钟近百台,其中
热成型一充填一
封口机的生产效率可达500件/分钟以上。
自动化
在现代工业中,手工劳动已不能满足高生产效率的要求,这就在一定程度上加速了真空包装机的自动化进程。
日本生产的TYP—B系列旋转真空室式包装机,就是一种自动化程度相当高的多工位包装机。该机有充填和抽真空2个
回转工作台,充填转合有6个工位,完成供袋、投料、注液预封口直至将包装件送至抽真空转台。抽真空转台有12个工位,也就是12个真空室,完成抽真空和封口,直至成品输出,生产效率可达40袋/分钟,主要用于包装
软罐头类食品。
多功能
在单机上实现多功能,扩大其使用范围。采用模块化设计,通过功能模块的变换和组合,成为适用于不同包装材料、包装物品、包装要求的不同类型的真空包装机。
德国博世公司公司所属的HESSER厂生产的多工位制袋真空包装机就是一个单机多功能真空包装机的代表,其制袋、称重、充填、抽真空、封口等多种功能可在一台单机上完成。
应用领域
1.对于容易氧化变质的食品;
2.易于氧化生锈的金属制品;
3.在医药的包装中以塑料容器真空包装;
4.应用与真空包装食品相同的原理,对纺织品进行真空也装,可缩减体积85%,这就能在运送.贮存和分发中节省费用,尤其在出口业务的长距离运输中显示了最佳的优越性。
发展趋势
整合多功能
这一发展趋势在工业
发达国家体现尤为明显,
中原地区近几年来也呈现出强劲的势头。不仅提高速度,还减少停机时间,如不停机剔除废品、自动更换包装材料等,国外已有应用。目前,国际流行的
热成型真空包装机是典型的多功能单机。如
德国,
美国、
日本的产品附属装置很多,有进出料装置,光电套准标记控制器、充填装置,包装容器切割装置、贴标装置、印刷日期的保存期装置,
压花装置、柔性板印刷装置、冷却装置,气体净化、混合装置﹑和废料回收装置等。
应用新技术
微电子学,
计算机技术,传感技术、
激光、无菌包装技术,充混合气体包装技术等新技术的不断涌现,给真空包装机的发展注入了新的活力。如应用微机和传感技术计量;应用光电扫描或激光进行高速非接触非破坏性检测;应用热管和冷封技术封口;应用高阻隔性,高耐热性、可选择
渗透性、无菌等功能包装材料。
零部件专业化
在工业
发达国家,真空包装机已实现了通用零部件的专业化生产,如有专门生产
热封条﹑热封加压装置的生产厂。主机生产厂家还可根据用户的包装要求,运用模块化设计,迅速设计和制造出用户所需的设备,以适应激烈市场竞争的需要。专业化生产是我国真空包装机行业发展的必由之路。如热封条、热封变压器、真空系统集成块,真空薄膜气缸、各种橡胶
密封件、塑料件、异形键等,均可实现专业化生产。