真空包裝機是包裝容器內盛裝產品后,抽去容器內的空氣,達到預定真空度并完成封口工序的機器。真空包裝機主要用于包裝易氧化,霉變或受潮變質的產品,以延長產品有效期或防止精密零件或儀器生銹等。具有高效率、多功能、自動化等優勢。有擠壓式、插管式、帶式、旋轉式等多個品類。真空包裝作為食品保鮮技術始于20世紀60年代初期,中國真空包裝保鮮技術是從20世紀70年代發展起來的。
發展歷史
七十年代末期，上海市電動工具研究所的真空研究室(1980年并入上海通用機械技術研究所),與上海有關工廠合作,開始研制真空包裝機。
八十年代初期,試制完成包裝榨菜的小袋真空包裝機。以后該所又設計了藥物真空包裝機、連續式真空包裝機等六個品種,其中壓縮式真空包裝機設有對包裝物的壓縮機構,適合于包裝紡織品和羽絨制品。
八十年代以后,真空包裝機迅速發展,目前已有單室,雙室、臺式、壓縮式,呼吸式、連續式,輸送帶式及半自動、自動真空包裝機。較先進的真空包裝機采用微機控制,封口裝置采用水內冷卻,已達到國際水平。
工作原理
物理原理
真空包裝機抽吸后除去空氣中的氧，以防止細菌繁衍導致食品腐敗，或阻止金屬的氧化生銹；縮小膨松物品的體積。
工作原理
包裝容器內盛裝產品后,抽去容器內的空氣,達到預定真空度并完成封口。
機械擠壓式包裝機
通過擠壓外包裝，排出空氣，然后封口。
插管式包裝機
包裝開口處插入管子抽出空氣，然后封口。
室式真空包裝機
將已經裝好物品的包裝袋放人真空室內,合上真空室蓋,開啟真空泵和抽氣閥,抽去真空室內的空氣,達到預定的真空度后,再打開充氣閥,充人所需的保護氣體,然后合攏熱封裝置。
帶式真空包裝機
帶式真空包裝機的真空系統、熱封原理與室式真空包裝機相同,但此種機型的真空室蓋的打開和關閉無需人工操作。
旋轉式真空包裝機
該機由充填和抽真空2個轉臺組成。2個轉臺之間裝有機械手,自動將已充填物料的包裝袋送入抽真空轉臺的真空室。充填轉臺有6個工位,自動完成供袋、打印、張袋、充填固體物料、灌裝5個動作。包裝袋在旋轉1周經過12個工位完成抽真空,熱封冷卻、卸袋。
主要分類
以不同的分類方法可以將真空包裝機分為不同的種類：按真空室的形式分，可分為吸管插入和真空腔式兩大類;按包裝材料分，可分為袋裝制品式和罐制品式兩大類;按被包裝物投人腔室的方式分，可分為臺式、傳送帶式、回轉式和深拉伸式;按自動化程度分。分為半自動步槍和全自動式.各機型雖有其自身的特點，在構造相互之間存在差別,但其基本組成部分是相同的。原理也都是抽去容器內的空氣,達到預定真空度。
機械擠壓式真空包裝機
包裝袋充填結束后,在其兩側用海綿等彈性物品將袋內的空氣排除,然后進行封口的包裝方式稱為機械擠壓式。這種方法最簡單,但真空度低,用于要求真空度不高的場合。
插管式真空包裝機
插管式真空包裝機最大特點是沒有真空室,操作時將包裝袋直接套在吸管上,直接對塑料袋抽氣或抽氣-充氣。此機型省去真空室后使結構大大簡化,體積小,重量輕,設備投資少,造價低,使用中故障發生率也降低;同時抽真空及充氣時間的縮短使生產率明顯提高,平均可比室式真空包裝機提高1倍~3倍;缺點是產品真空度低于室式真空包裝機。
室式真空包裝機
室式真空包裝機的形式有臺式,單室式和雙室式,其基本結構相同,由真空室、真空充氣系統和熱封裝置組成。真空/充氣系統由一組電磁閥和真空泵組成,通過控制器控制各閥啟閉,自動完成抽真空–充氣熱封的操作或抽真空–熱封操作。室式真空包裝機的特點是:結構緊湊,外形美觀,安裝方便;真空度較高,絕大多數真空包裝機都采用這一形式,是我國真空包裝機行業的主導產品;需人工充填裝袋,大多也靠人工計量、人工放袋、取袋,因此生產率不是很高,其中臺式及單室較低,雙室要略高。
帶式真空包裝機
帶式真空包裝機是一種自動化程度和生產效率較高的機型,由傳動系統、真空室、充氣系統,電氣系統,水冷及水洗裝置,輸送帶、機身等組成,真空泵安裝在機外。傳動系統和電氣系統在機身兩側的箱體內。操作時只需將被包裝物品按袋排放在輸送帶上,便可自動完成循環。抽氣、充氣,封口,冷卻時間、封口溫度均可預選,既可以按程序自動操作,又可單循環操作。為使被包裝物品在傾斜狀態下完成包裝工作,輸送帶可作一定角度的調整,且在傾斜狀態下包裝物品汁液不易溢出袋外,特別適用于粉狀.糊狀及有液汁的物品的真空包裝。帶式真空包裝機的真空系統、熱封原理與室式真空包裝機相同,但此種機型的真空室蓋的打開和關閉無需人工操作,可自動開閉,工作循環更快,周期更短,工作周期為12s ~30s,因此生產率更高。
旋轉式真空包裝機
旋轉式真空包裝機是一種自動化程度非常高的多工位真空包裝機,其特點是在轉盤上有多個旋轉的真空室,分別完成從充填到抽真空的多道工序,因此生產能自動、連續、高效地進行,生產能力可高達40袋/min。主要適用于食品行業,特別適用于包裝軟罐頭及包裝家禽,肉類,蔬菜.水果等。
結構
密封裝置
通常所稱的真空包裝機均為腔式結構，由上真空室、下真空室及置于上、下真空室之間的密封圈組成。
真空室
上、下真空室一般采用鋁合金鑄造后經說刨加工或不銹鋼薄板經折邊或模壓后焊接平整加工，也有上、下真空室分別采用鋁合金及不銹鋼兩種材料組合。鋁合金有普通合金和鋁鎂合金，后者耐酸堿、耐腐蝕，但成本較高，鋁合金真空室經銳刨加工，其密封平面及密封槽平面非常平整，真空室密封性能好。不銹鋼薄板常用厚度為2~4mm，太薄真空受壓后容易變形造成焊縫開裂，真空室泄漏。另外，一般在不銹鋼上真空室四周平面上開設密封槽，因受加工工藝影響，其密封槽平整度較差，真空室密封性能相應降低。故目前有些機型上真空室采用鋁合金鑄造后加工密封槽，下真空室采用厚不銹鋼板加工成平板式。
密封圈
一般采用硅橡膠、黑橡膠，少數低檔產品采用發泡橡膠，硅橡膠耐高溫、耐腐蝕、密封性好、使用壽命長，發泡橡膠密封性差、易脫落，使用壽命短。
控制裝置
單室
單室為翻板式，在上、下真空室后部有兩組支架，中間有一根穿有雙扭簧的長軸，由雙扭簧平衡作用力，開啟角度45~75度。
雙室
雙室為往復式，下真空室分為左右兩個工作室，上真空室由四根連桿支撐左右位移，四根連桿固定在兩根長軸上，長軸上有拉簧撥叉，兩根拉伸彈簧下部定位于機架上，上部定位于拉簧撥叉上，起到平衡操作重力的作用，兩根長軸由兩組軸承座定位，四根連桿上部也鑲有微型軸承，故左右位移非常輕松，真空啟動時稍加壓力，回氣結束后能自動開啟。支撐位移上真空室的四根連桿，每根長軸上的前后兩根，必須保持平行，左右兩組連桿也必須相對保持平行，以確保上真空室在左右任何位置均同下真空室保持平行。否則，造成上、下真空室不能保持平行，則操作壓力明顯加大，嚴重時甚至不能正常建立真空。
封口裝置
封口
該裝置安裝在真空室內，通常有兩組，也有一組的，一般單室翻板式的活動部分安裝在下真空室，而雙室往復式的活動部分安裝在上真空室，活動部分裝置主要由以下零部件組成，熱封氣室框固定在上真空室，兩頭有導柱、彈簧組成復位裝置，熱壓架座兩頭有導套，套在導柱上，熱封氣室框及熱壓架座之間有熱封氣室（也有稱真空室為大氣室，稱熱封氣室為小氣室的），熱封氣室有采用塑膠水管，二頭用夾管夾住，也有用自行車或人力車內胎的橡膠水膠粘加工，中部都有一個氣嘴，熱壓架座上固定有環氧板加工的熱壓架體，二頭有卷帶軸，鐐銘合金帶由卷帶軸卷緊定位，外面包有熱封漆布。
印字
固定部分裝置主要由印字膠條框及印字膠條組成，印字膠條采用耐熱硅橡膠加工，一平面帶有斜紋或直紋，另一平面設有圓孔或方孔，用硅橡膠加工的圓字或方字嵌入其中，在封口同時印上凹凸透明的生產日期，如需要有色印字，則需另外采用色帶打印機。
真空制備裝置
真空泵
真空泵有兩種，一種為內置式，通常采用XD-020、XD-040型單級旋片式真空泵，一般400型包裝機采用XD—020泵，500型包裝機采用XD—040泵，也有部分廠家采用兩只XD-020泵代替一只XD-040泵以降低成本，但XD-020泵為2880轉/分，轉速高，磨損快，使用壽命短，而XD—040泵為1440轉/分，轉速低，力矩大，使用壽命相對延長。另一種為外接式，通常采用2X—15雙級旋片式真空泵，該泵抽氣速率快，真空度比單級泵高，一般適用于生產批量較大，真空度要求較高，或要求安裝在室外以減少排氣污染。
真空電磁閥
真空電磁閥通常用兩只，一只為C5二位三通電磁閥，主要作用為控制熱壓封口裝置上、下位移工作。另一只為15二位二通電磁閥，主要作用為真空、熱封結束后，打開通路，使大氣回到真空室，否則真空室就不能開啟。
附屬裝置
時間繼電器
時間繼電器通常用兩只，一只控制真空時間，常用30s或60s；另一只為控制熱封時間，常用5s或6s。常用型有三種，一種為JS14A-y型外接式，本體安裝在電氣線路板上，調節旋鈕安裝在操作面板上；另一種為轉盤式，本體安裝在操作面板上，本體上帶有一大轉盤；另外還有一種數顯式，安裝在操作面板上。
變壓器
變壓器通常用兩只，小一些的為控制變壓器，輸入380V，輸出220V提供控制回路工作電源，輸出6.3V提供指示燈電源。大一些的為熱封變壓器，一般400型包裝機用400W，500型包裝機用600W，輸入為380V（少量單相電源包裝機用220V），輸出一般為20~36V，分五擋，一擋20V熱封電流最小，五擋36V熱封電流最大。
交流接觸器
交流接觸器通常也有兩只，一只控制真空泵工作，另一只控制熱封變壓器工作，一般工作電壓為220V，工作電流為10A。因為控制回路工作電壓為220V，所以時間繼電器，真空電磁閥，交流接觸器，計數器等線圈工作電壓均為220V。
特點優點
高效率
真空包裝機的生產效率已從每分鐘數件發展到數十件，用于食品的真空包裝機通常可達每分鐘近百臺，其中熱成型一充填一封口機的生產效率可達500件／分鐘以上。
自動化
在現代工業中，手工勞動已不能滿足高生產效率的要求，這就在一定程度上加速了真空包裝機的自動化進程。日本生產的TYP—B系列旋轉真空室式包裝機，就是一種自動化程度相當高的多工位包裝機。該機有充填和抽真空2個轉臺，充填轉合有6個工位，完成供袋、投料、注液預封口直至將包裝件送至抽真空轉臺。抽真空轉臺有12個工位，也就是12個真空室，完成抽真空和封口，直至成品輸出，生產效率可達40袋／分鐘，主要用于包裝軟罐頭類食品。
多功能
在單機上實現多功能，擴大其使用范圍。采用模塊化設計，通過功能模塊的變換和組合，成為適用于不同包裝材料、包裝物品、包裝要求的不同類型的真空包裝機。德國博世公司公司所屬的HESSER廠生產的多工位制袋真空包裝機就是一個單機多功能真空包裝機的代表，其制袋、稱重、充填、抽真空、封口等多種功能可在一臺單機上完成。
應用領域
1.對于容易氧化變質的食品；
2.易于氧化生銹的金屬制品；
3.在醫藥的包裝中以塑料容器真空包裝；
4.應用與真空包裝食品相同的原理，對紡織品進行真空也裝，可縮減體積85%，這就能在運送.貯存和分發中節省費用,尤其在出口業務的長距離運輸中顯示了最佳的優越性。
發展趨勢
整合多功能
這一發展趨勢在工業發達國家體現尤為明顯，中國近幾年來也呈現出強勁的勢頭。不僅提高速度,還減少停機時間,如不停機剔除廢品、自動更換包裝材料等,國外已有應用。目前,國際流行的熱成型真空包裝機是典型的多功能單機。如德國,美國、日本的產品附屬裝置很多,有進出料裝置,光電套準標記控制器、充填裝置,包裝容器切割裝置、貼標裝置、印刷日期的保存期裝置,壓花裝置、柔性板印刷裝置、冷卻裝置,氣體凈化、混合裝置﹑和廢料回收裝置等。
應用新技術
微電子技術,計算機技術,傳感技術、激光、無菌包裝技術,充混合氣體包裝技術等新技術的不斷涌現,給真空包裝機的發展注入了新的活力。如應用微機和傳感技術計量;應用光電掃描或激光進行高速非接觸非破壞性檢測;應用熱管和冷封技術封口;應用高阻隔性,高耐熱性、可選擇滲透性、無菌等功能包裝材料。
零部件專業化
在工業發達國家,真空包裝機已實現了通用零部件的專業化生產,如有專門生產熱封條﹑熱封加壓裝置的生產廠。主機生產廠家還可根據用戶的包裝要求，運用模塊化設計,迅速設計和制造出用戶所需的設備,以適應激烈市場競爭的需要。專業化生產是我國真空包裝機行業發展的必由之路。如熱封條、熱封變壓器、真空系統集成塊,真空薄膜氣缸、各種橡膠密封件、塑料件、異形鍵等,均可實現專業化生產。
參考資料 >