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液體全自動(dòng)灌裝稱重技術(shù)原理
在許多行業(yè)中，包裝過程是自動(dòng)化的。有許多不同的方法可以確保產(chǎn)品在包裝過程中的正確數(shù)量：物料批量計(jì)量，液體裝瓶。所有這些過程的挑戰(zhàn)是相同的：必須包含規(guī)定數(shù)量的產(chǎn)品。如果填充量太低，這違反歐盟預(yù)包裝指令76/211 / EEC和德國預(yù)包裝產(chǎn)品法(§22FPackV)。這些規(guī)定了生產(chǎn)批次可能低于規(guī)定的最小填充量的百分比。“不正確的填充量”可能會(huì)導(dǎo)致包括停產(chǎn)的處罰。
因此，在生產(chǎn)過程中，制造商往往采取安全過度填充方式，以超過包裝的最低填充量。然而，這種方式是昂貴的。例如中國的牛奶生產(chǎn)商每天需要灌裝10萬瓶牛奶。使用新的精確稱重技術(shù)將使每瓶的填充量減少幾克, 每年 可節(jié)省數(shù)百萬歐元。因此，灌裝設(shè)備制造商應(yīng)采用高精度測量填充量系統(tǒng)，減少過度填充量。
測量液體數(shù)量的四種方法
液體灌裝有多種不同的測量方法。并不是每種技術(shù)都適用于所有的液體 - 而且在精度方面也有很大的差異。然而，所有生產(chǎn)過程都有一些共同點(diǎn)：液體不會(huì)以均勻的壓力流經(jīng)灌裝機(jī)的管道。密度可能由于液體中的氣泡，溫度或配方的變化而波動(dòng)。因此，不能僅僅基于時(shí)間來確定正確的填充量。
測量填充量有四種常用的方法。這些方法在成本，準(zhǔn)確度，速度和衛(wèi)生方面存在差異不同。例如飲料食品需要更高的衛(wèi)生條件，昂貴的化妝品需要極高的精度。本文介紹的四種方法是：
第一種方法：使用稱重傳感器進(jìn)行重量填充
在重量測量法或重量填充中，數(shù)字或模擬稱重傳感器測量空瓶的重量和填充量。稱重傳感器可精確檢測灌裝過程中重量的變化。我們的文章 稱重傳感器如何工作 詳細(xì)地解釋了應(yīng)變測量原理。數(shù)字稱重傳感器的優(yōu)點(diǎn)是課通過數(shù)字 I / O與PLC 進(jìn)行通信，但模擬稱重傳感器同樣可以采用 PAD 放大器 快速，輕松地?cái)?shù)字化。
灌裝過程中，灌裝機(jī)首先將其放置在平臺(tái)上，或懸掛在頸部。同時(shí)，灌裝機(jī)稱量空瓶重量。當(dāng)機(jī)器填滿瓶子時(shí)，稱重傳感器將一直監(jiān)控總重量變化。一旦達(dá)到預(yù)定義重量，填充過程將自動(dòng)停止，并傳送到封蓋站。在有 20至80個(gè)灌裝頭的旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)種，灌裝 1升大約需要五到八秒鐘。具有精度高，衛(wèi)生性好的優(yōu)勢。
重量填充的優(yōu)點(diǎn)
重量填充具有極高的精度：可以精確到克。并且非常容易校準(zhǔn)。另外，制造商也將受益于數(shù)字稱重技術(shù)的優(yōu)勢，因?yàn)樘畛渌惴ㄊ且粋€(gè)真正的挑戰(zhàn)。包括過濾，控制，沉降時(shí)間和響應(yīng)時(shí)間等。數(shù)字稱重傳感器大大方便了該設(shè)置過程，并集成了填充算法，可以通過免費(fèi)的 PanelX 軟件進(jìn)行調(diào)整，并通過I / O或現(xiàn)場總線與機(jī)器控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。
由于傳感器不與產(chǎn)品接觸，所以稱重法特別適用于食品工業(yè)。HBM 稱重傳感器防護(hù)等級(jí)高達(dá) IP68 / 69K，可承受連續(xù)高壓沖洗。某些稱重傳感器，如PW27，經(jīng)過EHEDG認(rèn)證，適合要求特別高的衛(wèi)生場合。
第二種方法：用液位傳感器進(jìn)行測量
液位傳感器方法將液位傳感器被插入到瓶口，測量液位水平。因此，只有導(dǎo)電產(chǎn)品 - 即具有含鹽的液體 - 適用于該方法，而植物和礦物油含鹽量很低，所有不適合此方法。液位傳感器法是最不精確的測量技術(shù)，因?yàn)槿萜黧w積波動(dòng)很大，特別是玻璃瓶。另外，由于液位傳感器需要和產(chǎn)品接觸，因此衛(wèi)生性較差。
液位傳感器法是等壓填充的理想選擇，例如碳酸飲料和啤酒需要采用這種方法。
第三種方法：體積測量
體積測量檢測流經(jīng)灌裝閥的液體量。磁場分離流過的液體的離子，在測量電極處產(chǎn)生電壓。可以測量該電壓，使得能夠計(jì)算體積流量。此程序僅適用于導(dǎo)電液體。此外，由于不同產(chǎn)品含有不同數(shù)量的離子，所以必須對每種液體進(jìn)行單獨(dú)校準(zhǔn)。
第四種方法：質(zhì)量流測量
質(zhì)量流測量使用 Coriolis 力的原理。這里，液體通過兩個(gè)振動(dòng)管流入瓶子，作用在該對管道上的 Coriolis 力在振動(dòng)中產(chǎn)生相移。這樣可以計(jì)算出流過管道的液體的質(zhì)量。該方法也適用于非導(dǎo)電液體。但是價(jià)格非常昂貴。
重量測量是大多數(shù)產(chǎn)品的理想填充方法
無論電導(dǎo)率，固體含量和流速如何，重量測量是大多數(shù)產(chǎn)品的理想填充方法。更高的精度可將安全溢出量降低到最低，從而節(jié)省大量成本，特別適合高品質(zhì)的產(chǎn)品，如化妝品和食用油，牛奶等。另外，對于高粘度或高固體含量的產(chǎn)品，稱重傳感器幾乎是唯一選擇。
另外，重量測量具有更高的衛(wèi)生性。因此，更適合用于食品，藥劑等產(chǎn)品的灌裝。
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