纯生啤酒冲瓶灌装压盖一体机：设备特点介绍

纯生啤酒未经高温杀菌，其口感新鲜、酒香清醇、口味柔和。纯——啤酒是麦汁接入酵母发酵而来，一般的啤酒生产往往容易污染杂菌，影响啤酒品质。纯生啤酒通过严格的过程控制，实现了无菌酿造，杜绝了杂菌污染，保证了酵母的纯种发酵，使啤酒拥有最纯正的口感和风味。生——发酵后经过滤的啤酒仍含有部分酵母，普通啤酒为避免灌装后酒液发酵变质，须对灌装后的酒进行巴氏杀菌处理。但啤酒在有氧的条件下进行热处理会损失部分营养物质，并对新鲜口感造成损害，破坏原有的啤酒香味，产生不愉快的老化味。纯生啤酒的生产不经高温杀菌，采用无菌膜过滤技术滤除酵母菌、杂菌，使啤酒避免了热损伤，保持了原有的新鲜口味。最后一道工序进行严格的无菌灌装，避免了二次污染，保质期可达180天。

纯生啤酒冲瓶灌装压盖一体机是纯生啤酒包装生产线的关键设备之一，技术先进，功能齐全，是典型的等压灌装机，全面了解纯生啤酒冲瓶灌装压盖一体机的组成、性能和原理，对于液体灌装封口的设备选型有很大的启发和帮助。

1.纯生啤酒冲瓶灌装压盖一体机的特点和工艺流程

设备的主要组成、特点和工艺流程全面反映设备的整体水平、性能，是设备选型的重要依据之一。

（1）主要组成 如图3-1所示，纯生啤酒冲瓶灌装压盖一体机主要有12大部组成，其中包括冲瓶机、灌装机、压盖机、CIP系统、进瓶机构、过渡星轮、中间星轮、出瓶机构、主传动系统、集中润滑系统、工作台总成、台面冲洗系统等。

（2）主要特点

1）三机设计成联体型，减少瓶输送过程的污染。

2）采用三次预抽真空灌装，其中前两次抽真空之后充110℃高温蒸汽杀菌，后一次充CO₂气体。

3）灌装阀采用等压短管式真空控制阀，其酒阀弹簧位于液面之上，便于清洗。

4）整机传动采用变频同步控制，传动关系简单。

5）各单机设置有防护门装置，工作前台设有全封闭防护屏，控制方便、简单、可靠。

6）采用90℃热水高压激泡，用于排除灌酒后瓶颈部分的空气。

7）设有顶部喷淋、台面清洗、热水清洗装置，对全机外部进行定时清洗，保证纯生啤酒灌装的卫生要求。

8）压盖头部位采用CIP分配盘定期清洗、消毒，设有无菌气吹干瓶盖。

图3-1 纯生啤酒冲瓶灌装压盖一体机结构示意图

1—冲瓶机 2—灌装机 3—压盖机 4—CIP系统 5—进瓶机构 6—过渡星轮 7—中间星轮 8—出瓶机构 9—主传动系统 10—集中润滑系统 11—工作台总成 12—台面冲洗系统

9）设有CIP清洗系统，自动清洗酒阀、酒缸、进酒管及真空管路等。

10）采用集中润滑系统对各运动部位进行定期、定时润滑。

（3）工艺流程 洗瓶机洗干净的瓶子由输瓶带送至进瓶螺旋装置，该装置将瓶子按一定的瓶间距分开，传入进瓶星轮，由进瓶星轮再将瓶子送至冲瓶机，冲瓶机利用机械手及翻瓶导轨将瓶子翻转180°并进行热水喷冲及空干，经热水冲洗干净空干的瓶子由过渡星轮送至灌装机的托瓶气缸上，随托瓶气缸的上升，瓶口随定中装置的导向紧压灌装阀的下料口，经三次抽真空，前两次抽真空之后充110℃高温蒸汽消毒，最后一次抽真空后充CO2气背压。待瓶内背压压力与酒缸压力相等后，啤酒（或饮料）自动沿瓶壁流入瓶内直至要求的液位高度并将回气管封闭，自动停止下料。酒阀和气阀关闭，释放瓶内压力，完成一个灌装程序。之后托瓶气缸下降，灌装后的瓶子由中间星轮送至压盖机进行封盖。封盖之后由出瓶星轮将装好的酒瓶送至出瓶输送带上，这样便完成整个程序。

灌装过程根据灌装情况使用高压激泡装置，将瓶颈部分的空气排除。整个动作程序可以用简单的程序方框图表示（图3-2）。

2.冲瓶机

冲瓶机采用回转式运动，设置有翻瓶导轨，利用机械手夹持瓶颈翻转，采用热水喷射的方式将瓶内疏松的污物清洗出来。

冲瓶机主要由以下几部分构成，机械手、机架及调高机构、分配器、回转盘、翻瓶导轨及凸轮，如图3-3所示。

图3-2 纯生啤酒冲瓶灌装压盖一体机工艺流程方框图

图3-3 纯生啤酒冲瓶机组成示意图

1—机械手 2—机架及调高机构 3—分配器 4—回转盘 5—翻瓶导轨及凸轮

1）机械手：利用剪刀工作的原理，通过凸轮来夹放瓶子。该部件中的主要零件均为机加工件。

2）机架及调高机构：机架主要由型材焊接而成，调高机构固定在机架上，通过斜齿轮-蜗杆减速电动机带动齿轮传动，实现整机高度调整。

3）分配器：利用端面密封，将水槽中的水分配给要求喷冲的水管中，实现瓶子的喷冲清洗。

4）回转盘：通过斜齿轮减速电动机带动齿轮传动，实现回转盘的转动。由于机械手安装在回转盘的安装板上，实现跟踪喷冲、空干。

5）翻瓶导轨及凸轮：凸轮用来使机械手夹放瓶子，导轨用来使机械手翻转瓶子。

图3-4 纯生啤酒灌装机组成示意图

1—进料管 2—旋转机架 3—机架 4—托瓶气缸 5—控制环调高机构 6—灌装控制装置 7—酒缸装置 8—配电柜 9—蒸汽分配器 10—旋转配电器 11—高压激泡 12—调高装置 13—蒸汽环

3.灌装机

灌装机上部各组件安装在尺寸较大的回转轴承上，球轴承有外齿圈。该球轴承安装在机座上。机座安装在高度可以调节的地脚支腿上。旋转机架安装在有球轴承的齿圈上，带动旋转电气柜、酒缸、托瓶气缸等实现回转运动。酒液、CO₂气体等从灌装机的下部进入，蒸汽、压缩空气管道从灌装机的上部进入（图3-4）。

（1）托瓶气缸 托瓶气缸是气动-机械作用式，如图3-5所示。升瓶动作是由压缩空气输入气环来实现的；下降动作是靠迫降凸轮压下托瓶气缸的滚轮来实现的。这样，上升的均匀性与下降的平稳性就得以保证。

托瓶气缸主要由外筒、内套、滚轮、瓶托组成。其外套为不锈钢材料，内套为聚甲醛材料，保证了气缸良好的润滑性能。

（2）灌装阀 这种阀的特点是：当瓶子被送至灌装阀的下面并被托起时就抽真空，反之，则不抽（图3-6）。也就是说，通过把瓶子举起来控制阀的开启，不会造成真空损失。其工作原理是：液体和气体的压力使阀保持关闭，当瓶子被送至灌装阀的下面并被托瓶气缸托起，瓶口同时被定中罩通过定中环导向而得以密封时，气阀被灌装阀拨轮提起，从而使蒸汽或气进入瓶子。前两次抽真空后分别充蒸汽对瓶子消毒，后一次抽真空后充CO₂气背压。当瓶内压力与酒缸压力相等时，液阀被打开，液体被回气管上的反射环射至瓶壁并沿瓶壁流入瓶内。瓶内气体被酒液所置换，通过回气管返回酒缸。当液面升至回气管下端时灌装被终止。酒缸上的灌装阀拨轮可将气阀和液阀关闭，随后通过卸压阀释放瓶内压力。意外爆瓶时，缸内压力可将气阀和液阀关闭。

图3-5 托瓶气缸组成示意图(www.xing528.com)

1—瓶托 2—外筒 3—内套 4—滚轮

图3-6 灌装阀示意图

（3）碎玻璃喷冲控制装置 灌装机在一定的压力下运行会发生破瓶。图3-7是控制碎玻璃喷冲装置。在破瓶时，控制环上的传感器发出信号使气动蝶阀自动打开对酒缸外围、瓶托等进行喷冲。喷射管被连接到经处理后的水源上，最低压力为3×10⁵Pa。

（4）进料器 啤酒或饮料、无菌压缩空气、CO₂气、真空管路等都是由进料管和酒缸相连通的。它主要是将来自外管路的原料从静止部分引入到灌装机的旋转部分。结构示意如图3-8所示，主要由减振装置、连接管1、滑套1、分配管、中心管、进料管、滑套2、连接管2、滑套3、连接管3组成。连接管1、滑套1连接静止部分的背压管，连接管2、滑套2连接静止部分的真空管，滑套3、连接管3连接静止部分的卸压管，进料管连接静止部分的进料管。抽真空管a有四个均布的管，连接旋转部分的抽真空系统，背压管b连接旋转部分的背压管，卸压管c有四个均布的管，连接旋转部分的卸压管，进料管d有四个均布的管，连接旋转部分的进料管。

图3-7 碎玻璃喷冲装置示意图

图3-8 纯生啤酒灌装机进料器示意图

1—减振装置1 2—连接管1 3—滑套1 4—分配管 5—中心管 6—进料管 7—滑套2 8—连接管2 9—连接管3 10—滑套3 a—抽真空管 b—背压管 c—卸压管 d—进料管

（5）蒸汽分配器 纯生啤酒的灌装工艺，前两次抽真空之后充110℃高温蒸汽消毒，不同于普通啤酒的灌装机，充蒸汽也是纯生啤酒无菌灌装的特殊要求。蒸汽分配器的作用是将蒸汽从静止部分的外管路引到灌装机的旋转部分。外壳1是固定安装件，分配器2与灌装机一同回转，A为蒸汽入口，B为蒸汽出口，如图3-9所示。

图3-9 纯生啤酒灌装机蒸汽分配器示意图

1—固定安装件 2—分配器 3蒸汽出口 4—蒸汽进口

图3-10 高压激泡装置示意图

1—加热器 2—二位二通电磁阀 3—喷嘴 4—温度控制开关 5—球形垫圈 6—控制环

（6）高压激泡装置 高压激泡装置（图3-10）是在高压下喷射一股细的水流，进入到已灌注的酒瓶内，以便在瓶嘴上产生有细孔的泡沫小罩排除瓶颈部分的空气。经过滤后的水源由高压泵打入加热器1，在这里水被加热到90℃，通过二位二通电磁阀2至喷嘴3射入瓶内，3kW的加热器是靠温度控制开关4来控制的；球形垫圈5的设计有利于喷嘴准确对中。喷嘴和瓶口的距离安装后应为20mm左右；高压水的压力在0～12×10⁵Pa之间。高压激泡装置安装在控制环6上。

4.压盖机

压盖机是对使用皇冠盖的瓶子而设计的。皇冠盖高度及外形尺寸应符合国标的要求，盖子应按照制造厂方的要求来保存。图3-11是压盖机的外形图。主要由压盖机护瓶装置、拨盖星轮、输盖轨道、翻盖器、振动机构、磁性搅拌机构、CIP分配器、压盖头、机体、调高机构组成。

图3-11 纯生啤酒压盖机示意图

1—压盖机护瓶装置 2—拨盖星轮 3—输盖轨道 4—翻盖器 5—振动机构 6—磁性搅拌机构 7—CIP分配器 8—压盖头 9—机体 10—调高机构

图3-12 压盖机搅拌理盖器示意图

1—转盘 2—磁性圈 3—接近开关 4—吹干喷嘴 5—清洁液喷嘴 6—排水管

（1）磁性搅拌理盖器 如图3-12所示的是一台独立电动机驱动的搅拌理盖器，皇冠盖被送至转盘1及磁性圈2之间，磁性圈将瓶盖由滑道逐一地送入瓶盖通道。理盖器料仓的瓶盖量由接近开关3控制。搅拌机内装有吹干瓶盖的喷嘴4，清洁用的喷嘴5及排水管6。

（2）输盖通道和翻转器 如图3-13所示，瓶盖通道及翻转器由翻转器、检测开关、止盖气缸、CIP清洗喷嘴组成。瓶盖由搅拌理盖器送入瓶盖通道后，通过瓶盖翻转器1将瓶盖理成开口方向符合要求的形式。为了防止瓶盖被卡住现象，振动机构（图3-11中5）间断地敲打翻转器的外壳。若通道上盖子不足，接近开关2发出信号；当灌装机停机或瓶子脱漏时，气缸3动作止住瓶盖。在通道上装有数个喷嘴4供CIP清洗用。

（3）压盖头 如图3-14所示，压盖头的上下运动是受凸轮控制的。凸轮安装在机体的不动部分。压盖头的滚轮在密封式的滚柱轴承上转动。压盖动作为：①瓶子从中间星轮传送过来，压盖头从拨盖星轮上取到一个瓶盖，受凸轮作用向已竖立在下面的瓶子开始下降。②压盖头下降，瓶盖对准磁性压杆1的中心。③瓶口接近，瓶盖和瓶口对准压力环中心。④瓶盖被压力环整形并封口。⑤小弹簧2施加在磁性压杆1上的作用力对大弹簧3加压直到瓶盖卷起。⑥压盖头向上运动，磁性压杆1复位至限位块4上，压力环缓缓地推开瓶子，完成全部压盖动作。

图3-13 输盖通道和翻转器示意图

1—翻转器 2—接近开关 3—止盖气缸 4—CIP清洗喷嘴

图3-14 压盖机压盖头示意图

1—磁性压杆 2—小弹簧 3—大弹簧 4—限位块

（4）CIP分配器 纯生啤酒的灌装封盖要求卫生条件相当严格，CIP分配器设计为压盖体的清洗提供了一个先决条件。如图3-15所示，分配器有两条管路从不动的部分到转动部分，分别是供给清洗液和返回清洗液。外管路的CIP分配管连接到压盖机的CIP分配器上，清洗液由供给管路提供给压盖体，由返回管路返回，进行循环清洗。清洗时，应罩上压盖体的清洗罩，要求CIP清洗压力为3～5×10⁵Pa。

图3-15 压盖机CIP分配器示意图

1—外罩 2—端盖 3—进水管 4—回水管

5.传动系统

纯生啤酒冲瓶灌装压盖一体机由冲瓶机、灌装机、压盖机三台完全独立功能的设备和附件组成。设备有设计紧凑，布局合理，功能齐全，产量高，占地面积大等特点。为了保障瓶子在传送过程中不被污染和同步性，整机的传动系统尤为重要。

图3-16为纯生啤酒冲瓶灌装压盖一体机的传动关系图，压盖机和瓶子的传动由电动机M1驱动，包括螺旋输瓶器、进瓶拨轮、过渡拨轮、中间拨轮、压盖机、出瓶拨轮，通过齿轮进行传动，灌装机由电动机M2驱动，冲瓶机由电动机M3驱动。电动机M1、M2、M3通过电气进行变频同步控制，这也是该机的技术领先之一，简化了机械传动机构，方便了安装和调试。