从头至尾——针对PET瓶包装线的生产指导

作者:本网编辑 文章来源:PP《现代包装》 发布时间:2012-02-14


图1 在灌装环节中,企业要做的第一个决定就是在旋转式与直线式灌装机中选择一种设备。

本文以PET瓶瓶装水生产线为主线,对PET瓶生产线上的每个工作环节的操作设备进行了详细介绍,以及生产指导意见。

瓶子的生产

对于那些希望自己生产包装瓶的瓶装水生产企业而言,他们面临着两个选择:一是购买瓶坯,并在自己的工厂中进行吹瓶生产;二是购买树脂材料,然后自己完成注塑成型和吹塑成型的生产。

如果企业选择第一种生产方式,这便意味着他们需要投资购买一台吹塑系统。

“引入吹瓶系统是一个不断蔓延的趋势,因为与购买成型的空瓶相比,这种方式能够节省相当多的运输成本,”赫斯基(Husky)公司预成型系统部门的业务经理Craig Reynolds先生解释道,“并且,吹瓶系统可以与灌装系统连成一线,实现吹、灌、封以及贴标一体的整线工艺。”

另外一个选择,则要求瓶装水生产企业除了吹瓶设备之外,还要采购一台注塑成型系统。

Craig Reynolds先生介绍道:“这一生产方式的挑战在于,企业的产能需要达到一定的规模,使他们可以更加经济实惠地购买树脂材料。还有就是要求同时采购了注塑和吹瓶系统的瓶装水生产企业需要具备较高的塑料加工效率——比如,企业的操作员工需要拥有娴熟的技巧,能够很好地管理设备及装备,能够按时维护和升级设备等等。”

瓶装水生产企业也可以选择购买预成型的空瓶,但是随后,他们还需要一台理瓶机和一套空瓶清洗设备。

KHS Corpoplast公司非酒精类饮料部门的市场经理Meinhard Fischer先生表示:“应用吹、灌、封一体设备实现PET瓶在线生产的最大优势在于其降低了单个包装瓶的成本。这是由于PET瓶的运输费用被削减了,并且企业也不再需要应用空气输送系统和空瓶清洗系统。”

设备参考

在瓶坯的注塑成型方面,赫斯基公司的HyPET系统可以生产7种不同尺寸的瓶坯,每小时的产量在800个~100000个瓶坯之间。赫斯基公司同时还可提供一台高性能的包装(HPP)注塑系统,其单次成型速度可以提高15%。

在吹瓶方面,西得乐集团拥有产能为2400 bph~64000bph(瓶/小时)、瓶子最大体积可达10升的、全系列的吹瓶设备。其中,用于生产体积为70厘升以下小瓶的SBO 24/24吹瓶机和SBO HighSpeed吹瓶机,是最为创新的产品。

其它主要的吹瓶设备还包括了克朗斯公司的Contiform S吹瓶机,以及来自KHS公司的InnoPET Blomax III吹瓶机。其中,前者的产能高达60000bph,主要用于生产体积较小的PET瓶。

空瓶检测

克朗斯公司认为,在吹瓶设备之后“必须要有”的一套装置为空瓶检测机。

然而,克朗斯公司也认为,其它的检测设备也是值得装配的。克朗斯公司认为,在瓶坯被输送到吹瓶机的过程中,最好有一台检测设备对瓶坯的瓶口进行监测。另外,在吹瓶机上,专家也建议进行瓶口检测(检查瓶口是否有破损、瓶型弧度是否符合要求,以及瓶身是否发生了变形等等)、瓶身检测(检查瓶的颜色、形状、是否破损、材料分布情况等等)、瓶底检测(检查瓶的注塑点、是否起皱或变形、瓶的颜色、是否破损和被污染等情况),以及进行瓶底的质量评定(判断瓶底的质量是否能够适应大规模的运输)。


图2 目前,贴标设备的发展重点是帮助品牌拥有者降低成本,无论是通过更高的生产速度,或是通过处理更为轻薄的标签材料。

设备参考

Agr公司可供应一套名为PETWall-Profiler的PET瓶在线检测系统。它在与吹瓶设备连接在一起时,可对吹制出的PET瓶进行连续式的在线监测。同时,克朗斯公司也制造了各种在线检测系统,比如Linatronic、Toptronic,以及Multitronic在线检测系列产品。

灌装

在这一环节中,企业要做的第一个决定就是在旋转式与直线式灌装机中选择一种设备。西得乐公司的一位新闻发言人指出了二者之间最根本的区别:“直线式灌装机一般产能较低(最高生产速度为8000bph),且适合用于灌装较大的容器;而旋转式灌装机则适用于中、高产能的生产需要。由于采用机械方式旋转部件,不需要额外的制造成本,直线式灌装技术更加简单,而且成本也更为可控。旋转式灌装机的零部件更多,但是却可实现更高的产能。”

在实际生产过程中,当灌装机与吹瓶机连成一线时,究竟是选择旋转式灌装还是直线式灌装方式,这便取决于吹瓶机的情况了。如果吹瓶机是直线式的,那么企业应选择直线式灌装机,反之亦然。随后,企业需要做的第二道选择题为,在机械式灌装机与电磁式灌装机之间二选一。

Sacmi公司的一位发言人表示:“机械式灌装是较为传统的一种灌装技术。当灌装液位达到设定高度时,设备便会停止灌装。这种灌装设备价格实惠、性能可靠且便于维护。然而,它不能进行快速的生产转换,并且其灵活性不及电子灌装方式。电子灌装是一种新型的灌装技术,其灌装过程由流量计控制和调节。它的主要优势在于清洁、操作简单、灵活,以及可在频繁更换的瓶型种类之间进行快速的生产转换。”

为了进一步说明问题,灌装还可以按照方法进行区分。Ocme公司拥有依靠重力真空系统将纯净水灌装到体积为25厘升~2升不等的包装瓶中的灌装机。对于体积更大的、容量为5升的容器,企业最好使用更加洁净的重力灌装方式,而碳酸水则适合应用反压力灌装方式进行灌装。

除此以外,KHS公司还可提供一种旋转式的体积定量系统,该系统可以帮助电磁感应流量计或涡轮式流量计实现对液体体积的测定。

设备参考

萨克米灌装公司(Sacmi Filling)可供应速度从6000bph~72000bph不等的机械以及电子旋转式灌装机。Ocme公司拥有灌装阀从40个~120个不等的Hydra重力真空灌装机,同时还拥有20头~60头的Libra重力灌装机。这两种灌装机均是清洁-灌装-封口一体机。

其它主要灌装机供应商及其主要产品包括了KHS公司产能达到68000bph的Innofill NV灌装机、克朗斯公司的Mecafill VKP-PET灌装机,以及GEA Procomac公司的Fillstar PET反压灌装机、Fillstar SF重力灌装机、Fillstar FX/CX容量式电子灌装机。另外,西得乐集团已开发了可以轻松灌装短口瓶的、针对轻量化PET瓶的灌装机。

封盖

“旋盖机可分为机械式和电子式两种,但是对于瓶装水应用而言,电子旋盖机并没有什么特别的优势。机械式旋盖机则可根据卫生水平的不同需求来做出不同的选择。”西得乐公司的发言人表示。

关于瓶盖喂料,西得乐公司的发言人表示:“企业可以选择一个传统的碗状喂料系统,也可以选择更为高效和卫生的瓶盖喂料器。瓶盖喂料机集加料斗、提升机以及定位器三种装置的功能于一身,可在节省空间的同时提供高效的瓶盖定位功能。”

设备参考

西得乐公司和KHS公司提供的旋盖机既可以被集成到灌装-封盖一体机中,也可以作为单机使用。Ocme公司Arol系列和Zalkin系列的旋盖机则主要可作为部件被集成到灌装系统之中。

西得乐公司在其瓶盖喂料器上运用了重力瓶盖定位的专利理念。通过使用西得乐的瓶盖喂料器,现在企业可以通过一个低压风箱系统完成瓶盖的弹出。

灌装后检测

在灌装工序之后,克朗斯公司认为还有一些必须要执行的检查,比如:

灌装液位检测(检查灌装液位是否过满或未达到指定的液位要求);

灌装阀的参数设置检查(检查清洗机、灌装机以及旋盖机的工作参数是否被设置正确);

封盖位置检测(检查瓶盖是否倾斜或突出);

顶端封盖检测(检查瓶盖是否正确);

打印管理(确保产品追踪、追溯信息能够被设备准确地打印到容器之上)。

可选的检测项目包括:

从灌装机和旋盖机接收“OK”信号;

360°密封性检测;

喂料槽的密封性检测;

漏液检测。

设备参考

海富(Heuft)公司的Squeezer R 10可以进行容器的泄露检测、液位检测,以及灌装机和压盖机的性能检测。其模块化的系统可以被组合安装在一起,监测封盖的定位、瓶盖的完整性以及金属箔片是否存在。

克朗斯公司的检测技术为生产速度为72000bph的Checkmat 753HF。它装有一个触摸屏,操作简单方便。而Agr公司提供的一台离线灌装机也可为比较耗时的灌装工艺提供相对快速的检测。

贴标

贴标机也有机械式贴标机(由轴承、皮带、链条以及基本的电子驱动装置驱动)和电子式贴标机(使用伺服驱动器和变频驱动器,并通过PLC进行控制)之分。电子驱动贴标机的生产转换速度更快,同时生产效率更高。

据B & H贴标系统(B & H Labeling Systems)公司的销售副总监Bob Adamson先生介绍,贴标机的选择要视标签的种类而定。尽管众多高端品牌对压敏标签的需求不断上升,但是以整卷的方式进行供料的热熔胶塑料薄膜标签,仍然是最受高产能的瓶装水行业所欢迎的标签种类。事实上,KHS公司也表示,该公司收到的99.9%的、来自客户端的需求,均指向了卷式塑料薄膜标签。

设备参考

目前,贴标设备的发展重点是帮助品牌拥有者降低成本,无论是通过更高的生产速度,或是通过处理更为轻薄的标签材料。B & H贴标公司在2011年推出了全新的卷式喂料贴标机。这一款名为“Marathon XLA”的贴标机安装了先进的记录管理系统,可以帮助企业实现轻薄标签的贴标。

克朗斯公司的Contiroll贴标机是为卷式供料的缠绕标签的贴标工艺而特别设计的,它装有一个由伺服控制的贴标站,以及一个用于输送标签的进料辊。KHS公司则推出了一台拥有中、高生产速度的卷式供料贴标设备Innoket RF 360。

打码

企业对打码设备的选择范围为两种区分明显的设备:激光打码机和喷墨打码机。

“喷墨打码机的历史更为悠久,且适用范围广泛,”马肯依玛士(Markem-Imaje)公司英国分公司的销售经理Steve Ellison先生解释道,“小字符喷墨打印机的应用历史已经超过了25年,其工作的身影遍布在全世界各地的装瓶生产线上。另一方面,激光打码技术的生产速度更快,并且其价格也越来越容易为业界所接受。由于不使用油墨、不需要担心设备的维护问题,激光打印设备厂商也均重拳出击、大力开拓市场。尽管如此,激光打码技术仍然不能取代喷墨打印技术在某些领域中的应用。”

设备参考

打码设备的技术创新主要集中于解决激光刻蚀时PET瓶瓶壁可能出现的穿孔问题,打码标识模糊、难以辨认,以及由油墨导致的污点问题。

多米诺公司推出的S系列激光打码机可以在PET瓶上实现高品质的打码,而不会造成瓶身穿孔,其A+系列喷墨打码机使用能够快速干燥的油墨来确保编码不会被擦掉。

马肯依玛士公司的9000系列喷码机,拥有更快的启动速度,打印过程中油墨可进行随时的补给,维护非常简单。同时,该公司推出的7000系列激光打码机的运行速度高达8000bph。Linx公司推出的4900BC喷码机,采用了全新的“粘性油墨”,以确保经常处于潮湿环境中的、PET包装上的油墨的持久性。

标签与标识检测

克朗斯公司指出,一台用于检测包装是否被贴标和打码的系统,是任何一条PET瓶包装生产线上的最基本的构成要素。但克朗斯公司同时也补充道,能够检测标签粘贴位置等细节问题,以及检测编码是否正确的检测技术,也是值得企业应用的。

设备参考

德国海富(Heuft)公司可以提供整体密封性检测、真空检测、漏液检测、防窃启检测、瓶盖标识检测、标签检测技术,以及核对不同的产品是否对应了正确的标签或条码等众多的检测解决方案。

克朗斯公司的Checkmat EM设备运用四台摄像机实现了针对标签粘贴高度的检测、标签旋转弧度的检测,并可检测标签的贴标位置是否符合企业的生产要求。

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