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技术论坛  液体自动灌装机称重技术原理
液体自动灌装机称重技术原理2019-09-22
在许多控制系统中,自动配料系统过程是自动化的。灌装机有许多不同的方法可以确保产品在包装过程中的正确数量:物料批量计量,液体装瓶。所有这些过程的挑战是相同的:液体灌装机必须包含规定数量的产品。如果填充量太低,这违反欧盟预包装指令76/211 / EEC和德国预包装产品法(§22FPackV)。这些规定了生产批次可能低于规定的最小填充量的百分比。“不正确的填充量”可能会导致包括停产的处罚。因此,在生产过程中,自动灌装机往往采取安全过度填充方式,以超过包装的最低填充量。而,这种方式是昂贵的。例如中国的牛奶生产商每天需要灌装10万瓶牛奶。使用新的精确称重技术将使每瓶的填充量减少几克, 每年 可节省数百万欧元。因此,灌装设备制造商应采用高精度测量填充量系统,减少过度填充量。
定量灌装机测量液体数量的四种方法:液体灌装有多种不同的测量方法。并不是每种技术都适用于所有的液体 - 而且在精度方面也有很大的差异。然而,所有生产过程都有一些共同点:液体不会以均匀的压力流经灌装机的管道。密度可能由于液体中的气泡,温度或配方的变化而波动。因此,不能仅仅基于时间来确定正确的填充量。
液体灌装秤测量填充量有四种常用的方法。这些方法在成本,准确度,速度和卫生方面存在差异不同。例如饮料食品需要更高的卫生条件,昂贵的化妆品需要极高的精度。本文介绍的四种方法是:
使用称重传感器进行重量测量,使用液位传感器进行测量,体积测量,质量流测量
第一种方法:使用称重传感器进行重量填充:自动灌装秤在重量测量法或重量填充中,数字或模拟称重传感器测量空瓶的重量和填充量。称重传感器可精确检测灌装过程中重量的变化。我们的文章 称重传感器如何工作 详细地解释了应变测量原理。数字称重传感器的优点是课通过数字 I / OPLC 进行通信,但模拟称重传感器同样反应锅可以采用 PAD 放大器 快速,轻松地数字化。灌装过程中,灌装机首先将其放置在平台上,或悬挂在颈部。同时,灌装机称量空瓶重量。当机器填满瓶子时,称重传感器将一直监控总重量变化。一旦达到预定义重量,填充过程将自动停止,并传送到封盖站。在有 2080个灌装头的旋转灌装机种,灌装 1升大约需要五到八秒钟。具有精度高,卫生性好的优势。
重量填充的优点:称重传感器在填充之前称量空瓶重量。 破碎的瓶子重量要轻,因此破碎的瓶子可以很容易地被检测并立即被清除。如果空瓶超过允许重量,则可能表明存在清洁剂或消毒剂残留物。 可以立即清除,以防止任何健康危险。如果整体重量填充时无法快速增加,则表明存在液体泄漏。 机器将停止灌装过程以防止产品受到污染。称重传感器编程和校准更简单。重量填充具有极高的精度:可以精确到克。并且非常容易校准。另外,制造商也将受益于数字称重技术的优势,因为填充算法是一个真正的挑战。包括过滤,控制,沉降时间和响应时间等。数字称重传感器大大方便了该设置过程,并集成了填充算法,搅拌釜可以通过免费的 PanelX 软件进行调整,并通过I / O或现场总线与机器控制系统进行通信。由于传感器不与产品接触,所以反应釜称重法特别适用于食品工业。料斗秤称重传感器防护等级高达 IP68 / 69K,可承受连续高压冲洗。某些称重传感器,如PW27,经过EHEDG认证,适合要求特别高的卫生场合。
第二种方法:用液位传感器进行测量
液位传感器方法将液位传感器被插入到瓶口,测量液位水平。因此,只有导电产品 - 即具有含盐的液体 -配料釜适用于该方法,而植物和矿物油含盐量很低,所有不适合此方法。液位传感器法是最不精确的测量技术,称重系统因为容器体积波动很大,特别是玻璃瓶。另外,由于液位传感器需要和产品接触,因此卫生性较差。钢瓶秤传感器法是等压填充的理想选择,例如碳酸饮料和啤酒需要采用这种方法。
第三种方法:体积测量
反应罐体积测量检测流经灌装阀的液体量。磁场分离流过的液体的离子,在测量电极处产生电压。可以测量该电压,使得能够计算体积流量。此程序仅适用于导电液体。此外,搅拌罐由于不同产品含有不同数量的离子,所以必须对每种液体进行单独校准。
第四种方法:质量流测量
量流测量使用 Coriolis 力的原理。这里, 配料罐液体通过两个振动管流入瓶子,作用在该对管道上的 Coriolis 力在振动中产生相移。这样可以计算出流过管道的液体的质量。该方法也适用于非导电液体。但是价格非常昂贵。
不同灌装方法比较
灌装的产品性质和价值决定了灌装方法的不同。另外,地磅各种方法在精度和灌装速度上有很大不同。
精度:使用电子秤称重技术的重量填充具有最高的精度。液位传感器法大约是填充重量的百分之二至百分之五,体积法为0.51%。质量流法可以达到0.2%。采用称重技术大约是整个重量约 0.1%灌装速度:各种测量方法具有不同的灌装速度。称重仪表采用液位传感器法,一般为两到四秒内。称重控制器采用称重技术或质量流测量,需要大约五秒钟。流量测量一般为2-5秒。
重量测量是大多数产品的理想填充方法
无论电导率,固体含量和流速如何,称重显示器重量测量是大多数产品的理想填充方法。更高的精度可将安全溢出量降低到最低, 称重控制仪表从而节省大量成本,特别适合高品质的产品,如化妆品和食用油,牛奶等。另外,对于高粘度或高固体含量的产品,称重传感器几乎是唯一选择。另外,重量测量具有更高的卫生性。因此,更适合用于食品,药剂等产品的灌装。

 

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