一、設(shè)備技術(shù)細(xì)節(jié)深化解析
(一)核心計(jì)量系統(tǒng)的技術(shù)差異與適配場(chǎng)景
螺旋式計(jì)量系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié):由不銹鋼螺旋葉片、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、料筒組成,螺旋葉片的螺距、直徑會(huì)根據(jù)粉料特性定制,例如針對(duì)細(xì)粉(如面粉)采用小螺距、小直徑葉片,確保粉料均勻推送;針對(duì)粗粉(如飼料粉)采用大螺距、大直徑葉片,提升輸送效率。
精度控制技術(shù):配備變頻調(diào)速電機(jī),可通過 PLC 實(shí)時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)速,同時(shí)在料筒出口處設(shè)置 “防滴漏裝置”(如彈性擋片),避免計(jì)量結(jié)束后粉料殘留滴落,將誤差控制在 ±0.3%-±0.5%。
適用局限:不適用于易黏附的粉料(如紅糖粉),易因粉料黏附葉片導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn),需定期清理葉片。
稱重式計(jì)量系統(tǒng)
稱重傳感器選型:常用應(yīng)變片式稱重傳感器,精度等級(jí)多為 C3 級(jí)(精度≤0.02%),部分高端機(jī)型采用雙傳感器設(shè)計(jì),通過數(shù)據(jù)互補(bǔ)提升稱重準(zhǔn)確性,尤其適用于小劑量(如 1-50g)醫(yī)藥粉劑包裝。
動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù):因粉料下落存在 “沖量效應(yīng)”,設(shè)備會(huì)預(yù)設(shè) “補(bǔ)償值”,例如當(dāng)稱重接近設(shè)定值時(shí),提前降低下料速度,避免超量,部分機(jī)型還具備 “自動(dòng)校準(zhǔn)功能”,每運(yùn)行 1000 次自動(dòng)進(jìn)行空秤校準(zhǔn),確保長(zhǎng)期精度穩(wěn)定。
容積式計(jì)量系統(tǒng)
容積調(diào)節(jié)方式:通過調(diào)節(jié)料杯高度或更換不同容積的料杯實(shí)現(xiàn)計(jì)量調(diào)整,料杯材質(zhì)多為耐磨塑料或不銹鋼,針對(duì)腐蝕性粉料(如化肥粉)采用聚四氟乙烯材質(zhì)。
精度提升改進(jìn):部分機(jī)型在料杯上方增加 “振動(dòng)裝置”,使粉料充分填充料杯,減少空隙,將誤差從 ±1%-±3% 優(yōu)化至 ±0.8%-±2%,適用于對(duì)精度要求不高但產(chǎn)量需求大的場(chǎng)景。
(二)防揚(yáng)塵技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方式
密閉式輸送與下料設(shè)計(jì)
上料環(huán)節(jié)采用 “負(fù)壓吸料系統(tǒng)”,通過真空泵產(chǎn)生負(fù)壓,將粉料從料倉(cāng)吸入儲(chǔ)料斗,整個(gè)過程在密閉管道內(nèi)進(jìn)行,僅在儲(chǔ)料斗頂部設(shè)置 “高效濾袋除塵器”,過濾空氣中的粉塵,除塵效率達(dá) 99.5% 以上。
下料嘴采用 “伸縮式密閉結(jié)構(gòu)”,包裝時(shí)下料嘴伸入包裝袋內(nèi)部,與袋口緊密貼合,避免粉料在下落過程中與空氣接觸產(chǎn)生揚(yáng)塵,包裝完成后下料嘴自動(dòng)收回,同時(shí)袋口被快速封口。
粉塵收集與回收系統(tǒng)
在制袋、充填區(qū)域設(shè)置 “環(huán)形吸塵罩”,通過風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓,將飄散的粉塵吸入集塵箱,集塵箱內(nèi)的粉塵可定期回收重新利用(如食品行業(yè)的面粉粉塵),既減少浪費(fèi),又避免環(huán)境污染。
部分機(jī)型配備 “濕式除塵裝置”,針對(duì)易燃易爆粉料(如煤粉),通過水霧吸附粉塵,防止粉塵爆炸風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)避免干式除塵可能產(chǎn)生的粉塵二次飛揚(yáng)。
(三)封口系統(tǒng)的技術(shù)分類與質(zhì)量控制
熱封系統(tǒng)
熱封刀結(jié)構(gòu):分為平刀熱封、齒刀熱封,平刀熱封適用于要求密封牢固的場(chǎng)景(如奶粉包裝),封口寬度通常為 5-10mm;齒刀熱封適用于易撕袋包裝(如調(diào)味料粉),封口處形成鋸齒狀,方便消費(fèi)者開啟。
溫度與壓力控制:采用 PID 溫度控制器,控溫精度 ±1℃,根據(jù)包裝膜材質(zhì)調(diào)整溫度,例如 PE 膜熱封溫度為 120-160℃,鋁塑復(fù)合膜為 180-220℃;同時(shí)配備氣缸控制熱封壓力,壓力范圍可在 0.2-0.6MPa 調(diào)節(jié),確保不同厚度的包裝膜都能密封嚴(yán)實(shí)。
超聲波封口系統(tǒng)
工作原理:通過超聲波換能器將電能轉(zhuǎn)化為高頻機(jī)械振動(dòng)(20-40kHz),使包裝膜接觸面產(chǎn)生摩擦熱,實(shí)現(xiàn)熔融封口,無需預(yù)熱,封口速度快(比熱封快 30%),且不會(huì)因高溫導(dǎo)致粉料變質(zhì)(如熱敏性醫(yī)藥粉劑)。
適用局限:不適用于厚度超過 0.15mm 的厚膜,且設(shè)備成本較高,多用于高端食品、醫(yī)藥行業(yè)。
二、實(shí)際應(yīng)用中的常見問題與解決辦法
(一)計(jì)量不準(zhǔn)問題
常見原因
粉料結(jié)塊導(dǎo)致下料不均勻,如吸濕性強(qiáng)的奶粉在潮濕環(huán)境下結(jié)塊;
計(jì)量系統(tǒng)部件磨損,如螺旋葉片磨損導(dǎo)致輸送量下降,稱重傳感器老化導(dǎo)致精度降低;
下料速度過快,產(chǎn)生 “沖料” 現(xiàn)象,尤其在稱重式計(jì)量中較為常見。
解決辦法
針對(duì)結(jié)塊問題,在儲(chǔ)料斗內(nèi)加裝 “加熱除濕裝置”(如硅膠干燥劑除濕)和 “攪拌破碎裝置”(如旋轉(zhuǎn)破碎刀),定期清理儲(chǔ)料斗內(nèi)壁殘留粉料;
定期檢查計(jì)量系統(tǒng)部件,螺旋葉片每運(yùn)行 500 小時(shí)檢查磨損情況,磨損量超過 0.5mm 及時(shí)更換;稱重傳感器每半年進(jìn)行一次精度校準(zhǔn),老化傳感器及時(shí)替換;
調(diào)整下料速度,在 PLC 參數(shù)中設(shè)置 “分段下料”,如前段快速下料(70% 設(shè)定值),后段慢速下料(30% 設(shè)定值),減少?zèng)_料影響。
(二)封口不牢固或漏粉問題
常見原因
熱封溫度過高或過低,過高導(dǎo)致包裝膜燙破,過低導(dǎo)致密封不牢;
熱封壓力不均勻,如熱封刀兩端壓力不一致,導(dǎo)致封口一端牢固、一端松動(dòng);
包裝膜質(zhì)量問題,如膜厚度不均勻、熱封層材質(zhì)不合格。
解決辦法
進(jìn)行 “封口氣密性測(cè)試”,將封口后的包裝袋浸入水中,擠壓袋內(nèi)空氣,觀察是否有氣泡冒出,根據(jù)測(cè)試結(jié)果調(diào)整熱封溫度,例如若出現(xiàn)氣泡,適當(dāng)提高溫度 5-10℃;
檢查熱封刀氣缸壓力,確保兩端壓力差不超過 0.05MPa,若壓力不均勻,調(diào)整氣缸進(jìn)氣閥門;
選用符合標(biāo)準(zhǔn)的包裝膜,要求熱封層材質(zhì)為 LLDPE(線性低密度聚乙烯),膜厚度偏差不超過 ±0.005mm。
(三)設(shè)備堵料問題
常見原因
粉料流動(dòng)性差,如面粉在低溫環(huán)境下流動(dòng)性降低,易在料筒、下料嘴處堆積;
設(shè)備轉(zhuǎn)速過快,粉料輸送速度超過下料速度,導(dǎo)致料筒內(nèi)堵塞;
下料嘴口徑過小,與粉料粒徑不匹配,如粗粉(粒徑>1mm)使用小口徑下料嘴。
解決辦法
在料筒外側(cè)加裝 “伴熱裝置”(如電伴熱帶),將料筒溫度控制在 20-30℃,提升粉料流動(dòng)性;同時(shí)在料筒內(nèi)壁噴涂 “防黏涂層”(如聚四氟乙烯涂層),減少粉料黏附;
降低設(shè)備運(yùn)行轉(zhuǎn)速,根據(jù)粉料流動(dòng)性調(diào)整,例如流動(dòng)性差的粉料將轉(zhuǎn)速?gòu)?60r/min 降至 40r/min;
更換與粉料粒徑匹配的下料嘴,下料嘴口徑應(yīng)不小于粉料最大粒徑的 2-3 倍,避免堵塞。
二、不同行業(yè)的定制化需求與設(shè)備改造
(一)食品行業(yè)
定制化需求
材質(zhì)合規(guī):接觸物料部件需符合食品級(jí)標(biāo)準(zhǔn),如 304 不銹鋼,且表面粗糙度 Ra≤0.8μm,便于清潔;
衛(wèi)生設(shè)計(jì):設(shè)備無死角、無凹陷,避免粉料殘留滋生細(xì)菌,配備 CIP(原位清洗)系統(tǒng),可通過高壓噴淋、化學(xué)清洗液循環(huán)清洗設(shè)備內(nèi)部;
防交叉污染:針對(duì)多品種粉料包裝(如面粉、糖粉),設(shè)備需具備 “快速換產(chǎn)功能”,可在 30 分鐘內(nèi)完成部件拆卸、清洗與更換,避免不同粉料交叉污染。
設(shè)備改造案例
某面粉生產(chǎn)企業(yè):在原有螺旋式計(jì)量包裝機(jī)基礎(chǔ)上,加裝 CIP 清洗系統(tǒng),包括清洗液儲(chǔ)罐、高壓噴淋泵、清洗噴頭,同時(shí)將料筒、螺旋葉片設(shè)計(jì)為快拆式結(jié)構(gòu),換產(chǎn)時(shí)可快速拆卸清洗,滿足多品種面粉包裝需求。
(二)醫(yī)藥行業(yè)
定制化需求
無菌要求:設(shè)備需在 10 萬(wàn)級(jí)潔凈車間使用,接觸物料部件需經(jīng)過電解拋光處理,表面粗糙度 Ra≤0.4μm,部分機(jī)型配備 “無菌空氣保護(hù)系統(tǒng)”,在充填、封口過程中通入無菌空氣,防止外界微生物污染;
數(shù)據(jù)追溯:具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與上傳功能,可記錄每袋產(chǎn)品的計(jì)量數(shù)據(jù)、封口溫度、生產(chǎn)時(shí)間等信息,存儲(chǔ)時(shí)間不少于 3 年,支持與藥品追溯平臺(tái)聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期追溯;
防爆要求:針對(duì)易燃易爆醫(yī)藥粉劑(如某些抗生素粉),設(shè)備電機(jī)、電器元件需符合 Ex d IIB T4 Ga 防爆等級(jí),避免電火花引發(fā)爆炸。
設(shè)備改造案例
某醫(yī)藥企業(yè):將稱重式計(jì)量包裝機(jī)的控制系統(tǒng)升級(jí),加裝數(shù)據(jù)采集模塊,實(shí)時(shí)采集稱重精度、封口參數(shù)等數(shù)據(jù),通過以太網(wǎng)上傳至企業(yè) MES 系統(tǒng),同時(shí)將設(shè)備外殼改為不銹鋼防爆外殼,電機(jī)更換為防爆電機(jī),滿足醫(yī)藥生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
(三)化工行業(yè)
定制化需求
耐腐蝕:接觸物料部件需采用耐腐蝕材質(zhì),如 316L 不銹鋼、聚四氟乙烯,針對(duì)強(qiáng)腐蝕性粉料(如鹽酸鹽粉),可在部件表面噴涂耐腐蝕涂層(如陶瓷涂層);
粉塵防爆:配備 “粉塵防爆系統(tǒng)”,包括防爆除塵器、防爆風(fēng)機(jī),設(shè)備內(nèi)部設(shè)置壓力釋放閥,當(dāng)粉塵濃度過高時(shí)自動(dòng)釋放壓力,防止爆炸;
大劑量包裝:針對(duì) 25kg、50kg 大劑量化工粉料,設(shè)備需具備大容積儲(chǔ)料斗(容積≥500L)、高強(qiáng)度輸送帶(承重≥100kg),確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。
設(shè)備改造案例
某化工企業(yè):將容積式計(jì)量包裝機(jī)的料筒、下料嘴更換為 316L 不銹鋼材質(zhì),料筒內(nèi)壁噴涂陶瓷涂層,同時(shí)在設(shè)備頂部加裝防爆除塵器,輸送帶更換為高強(qiáng)度橡膠輸送帶,滿足 25kg 化肥粉的包裝需求,設(shè)備使用壽命從 1 年延長(zhǎng)至 3 年。
三、設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)規(guī)范
(一)日常維護(hù)(每日進(jìn)行)
檢查儲(chǔ)料斗內(nèi)粉料是否充足,有無結(jié)塊現(xiàn)象,若有結(jié)塊及時(shí)清理;
清潔設(shè)備表面及接觸物料部件,用濕布擦拭設(shè)備外殼,用壓縮空氣吹除料筒、下料嘴內(nèi)的殘留粉料;
檢查熱封刀表面是否有殘留薄膜,若有殘留用酒精棉片擦拭干凈,避免影響封口質(zhì)量;
觀察設(shè)備運(yùn)行電流、溫度是否正常,電流波動(dòng)范圍不超過額定電流的 ±5%,軸承溫度不超過 60℃。
(二)定期保養(yǎng)(每月進(jìn)行)
檢查螺旋葉片、稱重傳感器等核心部件是否磨損,螺旋葉片磨損量超過 0.5mm 及時(shí)更換,稱重傳感器進(jìn)行精度校準(zhǔn);
對(duì)設(shè)備傳動(dòng)部件(如齒輪、鏈條)加注潤(rùn)滑油,潤(rùn)滑油型號(hào)選用高溫齒輪油(如 220 號(hào)齒輪油),加注量以覆蓋齒輪齒面 1/3 為宜;
檢查電氣線路是否老化、松動(dòng),重點(diǎn)檢查 PLC 接線端子、電機(jī)接線盒,若有老化線路及時(shí)更換,松動(dòng)端子重新緊固;
測(cè)試設(shè)備安全保護(hù)裝置(如急停按鈕、過載保護(hù)),按下急停按鈕設(shè)備應(yīng)立即停機(jī),過載時(shí)電機(jī)應(yīng)自動(dòng)斷電。
(三)年度大修(每年進(jìn)行)
拆卸設(shè)備核心部件(如計(jì)量系統(tǒng)、封口系統(tǒng)),進(jìn)行全面清潔與檢測(cè),更換老化的密封件(如 O 型圈、油封);
校準(zhǔn)設(shè)備所有傳感器(稱重傳感器、溫度傳感器),確保精度符合要求;
檢查設(shè)備機(jī)架、輸送帶等結(jié)構(gòu)部件是否有變形、損壞,若有變形及時(shí)校正,損壞部件更換;
對(duì)設(shè)備控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí),更新 PLC 程序,優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行參數(shù),提升設(shè)備性能與穩(wěn)定性。