JJG687-2008《液態物料定量灌裝機》檢定規程規定, 灌裝機檢定包括外觀檢查、控制功能、協調功能、灌裝能力、灌裝量準確度、灌裝合格率等項目。液態物料定量灌裝機由于沒有統一的國家標準, 其結構和工作原理多種多樣。在對灌裝機的檢定過程中經常遇到灌裝機計量誤差超差、灌裝頭與包裝容器的輸送動作不協調等問題。針對這些問題, 我們提出以下解決方法。
一、灌裝機檢定過程中常見問題及解決方法
1. 灌裝計量誤差超差
(1) 傳統自流定容式灌裝機
一種情況是補液不足或者由于滴漏造成的。補液不足應增大進液流量流速, 保持一定的液面高度;滴漏應檢查管路是否有漏氣的地方。另一種情況是計量杯誤差導致灌裝量誤差超差, 應對計量杯微調系統逐個調整, 使其一致, 并達到技術要求。
(2) 高準確度容積式自動灌裝機
在灌裝快結束時可能出現溢冒現象, 造成示值誤差超差。應選擇合理的灌裝速度, 為盡可能提高灌裝效率, 可采取在灌裝過程中先快后慢的變速措施, 即改變步進電機的運行頻率。
由于計量泵本身加工誤差而使各個灌裝頭的灌裝量不一致, 造成計量誤差不一致。在實際操作時, 應通過人工對各個灌裝頭所對應的步進電機分別進行調整總步數。
灌裝液體溫度的變化會影響灌裝量。由于液體容重隨溫度升高變大, 隨溫度降低而變小, 所以灌裝時雖然容積沒變, 但質量變化了, 造成灌裝質量誤差。應設溫度檢測和溫度誤差自動校正系統, 在運行過程中根據液料的實測溫度自動修正步進電機的運行步數, 消除因灌裝液體溫度變化而引起的灌裝計量誤差。
由于流量計技術的發展, 高準確度灌裝機采用質量流量計計量更為合理。
(3) 氣缸活塞式灌裝機
由于氣缸內徑的尺寸有一定的公差, 各氣缸內徑的不一致, 導致示值誤差超差。因隔板經常受液體壓力的作用, 使隔板變形, 造成示值誤差超差。在灌裝黏度較高的液體時, 容易吸入空氣, 造成示值誤差超差。用卡尺測量灌裝機各隔板距離, 校正。在較慢速度下, 灌裝黏度較高的液體。
(4) 灌裝啤酒等泡沫液體的灌裝機
啤酒輸送動力多采用酒罐里的背壓, 啤酒到達灌裝機時往往壓力不穩定, 造成啤酒中CO2的溢出, 影響啤酒的灌裝效果。可以通過在管路上增加輸酒泵, 采用變頻控制技術來保證輸酒壓力的穩定, 實現恒壓供酒, 從而保證達到灌裝要求。
在實際檢定過程中, 可用企業自身的啤酒瓶作為工作量器, 從灌裝線取下3倍于灌裝頭的盛裝容器, 將容器逐個編號, 在其上標出上下允差線, 將容器按編號依次放回到灌裝線上, 灌裝完畢后直接封口, 冷藏后查看灌裝結果。
(5) 灌裝碳氫化合物的灌裝機
溫度可對體積引起明顯變化, 造成灌裝機計量超差。應控制灌裝溫度, 包括環境溫度、灌裝液體溫度等。在實際檢定過程中, 可根據公式Vt=V0 (1+βt) 計算灌裝量, 準確判斷灌裝量誤差, 其中Vt為當前溫度下液體的體積, V0為該物質在20℃時的標準體積, β為被測液體的體膨脹系數, t為當前溫度與標準溫度20℃之差。根據經驗, 最好在灌裝介質溫差不超過5℃情況下進行檢定。
(6) 液面定位灌裝機
液面檢測裝置質量、灌裝閥的關閉速度和穩定性不好造成液面定位不一致, 致使灌裝量示值誤差超差。應采用一種有效的液面檢測裝置, 在液面到達要求高度時及時發出停止灌裝信號, 控制灌裝閥關閉, 在滿足要求下, 采用較低的灌裝速度, 保證要求的液面位置, 并達到灌裝量準確。
2. 對于規程中沒有明確檢定方法的灌裝機的檢定
(1) 塑杯一次成形灌裝機
由于灌裝和封切一次成形, 無法實現JJG687-2008中要求的“將已稱出皮重的工作量器按標號順序投入灌裝機對應編號的灌裝頭進行灌裝”。在實際檢定中, 可采用稱重法, 將相當于灌裝頭3倍的容器, 編號標識, 灌裝, 依次分別進行稱量, 記錄稱量灌裝液體凈重數據;開封灌裝好的容器, 進行密度測量, 重復測量3次取其平均值, 對稱量值和測得密度進行計算, 求得灌裝液體容量, 判斷灌裝機示值誤差。
(2) 對于單頭灌裝機
由于檢定規程中對單頭灌裝機的示值誤差沒有明確的確定方法, 建議對其測量10次, 利用貝塞爾公式計算其重復性, 用重復性誤差作為其合格率判定依據。
3. 灌裝頭與包裝容器的輸送動作不協調
轉動部位 (滾動軸承) 、減速箱都應加好潤滑脂, 每年拆檢加油1次, 齒輪升降部位3個月分別加油1次, 防止磨損及銹蝕, 每天使用完畢應清除各部件的灰塵雜質, 保持整機清潔, 裝置運轉平穩、可靠、無異聲。設備動作速度慢, 應檢查供氣壓力是否達到設備要求的壓力標準, 或是否有漏氣現象;檢查各部件是否有松動現象, 檢查灌裝機結構, 產品應有安全防護和過載保護裝置。
4. 自動液體灌裝機出現通信錯誤
首先查看周圍環境是否有強干擾源 (如高頻電、強磁場等) , 或查看數據線的接口處是否有松動。
二、總結
不管何種結構和工作原理的液態物料定量灌裝機, 檢定合格后都應對其灌裝量調節裝置加上鉛封, 或采取其他防止他人更改計量器而導致計量不準確的措施, 并應明確規定灌裝機灌裝量的調節范圍 (即調節量應占灌裝量的比率) 。
灌裝機灌裝量的調節裝置應設有定位系統, 以保證調整灌裝量時定位迅速可靠。對于具有不同擋位的灌裝機, 應在使用不同擋位前分別進行檢定, 而不是由用戶對擋位調試后直接使用。
定容式灌裝機的檢定可以采用有上下允差線的檢定灌裝機專用標準玻璃量器。例如:在檢定過程中, 灌裝好10件有編號的工作量器, 然后逐一將工作量器中的檢定介質倒入專用標準玻璃量器中, 從而判斷每一個灌裝頭是否合格。按有關規定, 玻璃吸管只能作為工作量器, 這樣做避免了用吸管作為輔助標準量器。