升级一下！袋装食品包装机现代化优化

袋装食品包装机械主要有两类。一类是成袋—充填—封合包装机，这类机器利用卷状（如聚乙烯薄膜、复合塑料薄膜等）包装材料制袋，将定量后的粉状、颗粒状或液体物料填到制成的袋内，随后可按需要进行排气（包括再充气）作业，最后封口并切断。另一类是预制袋封口设备，这类机械只完成袋装食品的填充、排气（可再充气）、封口或只完成封口操作。

一、塑料膜的热压封合方法

不论是成袋—充填—封合包装机还是预制袋封口机，都需要用热压封合机构对包装材料进行热封合。如图11-37所示，常见的热压封口有平板、滚轮、带式、滑动夹和熔断等形式机构。不同热压封口形式的原理及特点列于表11-5。

图11-37 热压封合机构

表11-5 不同形式热压封合的原理与特点

通过调节控制装置，可对热压封合机构作用的温度、压力和时间参数进行调整，以满足不同的材料容器的封合要求。

二、制袋—充填—封合包装机

自动制袋充填包装机所采用的包装材料为卷筒式包装材料，在机上实现自动制袋、充填、封口、切断等全部包装工序。这种方法适用于粉状、颗粒、块状、流体及胶体状物料的包装，尤其以小食品、颗粒冲剂和速溶食品的包装应用最为广泛。其包装材料可为塑料单膜、复合薄膜等。对于不同的机型，可采用单卷薄膜成袋或两卷薄膜制袋的形式，但主要以前者为多。

这类包装机可制成的袋型有多种，最常见有：中缝式两端封口、四边封口以及三边封口等（如图11-38所示）。对于不同的袋型，包装机的结构也有所不同，但主要构件及工作原理是基本相似的。

图11-38 常见的薄膜材料包装袋形式

图11-39 制袋—充填—封合包装机基本包装工艺流程

制袋—充填—封合包装机一般采用的包装流程如图11-39所示。当然，根据不同的机型，包装流程及其结构会有所差别，但其包装原理却大同小异。

自动制袋充填包装机的类型有多种多样，按总体布局分为立式和卧式两大类；按制袋的运动形式来分，有连续式和间歇式两大类。

（一）制袋—充填—封合包装机的组成结构

制袋充填包装机有多种型式，适用于不同的物料以及多种规格袋型，但其构成基本相似。下面以立式包装机为例进行介绍。

典型的立式连续制袋充填包装机如图11-40所示，主要可分为以下部分：传动系统、薄膜供送装置、袋成型封合装置、物料供给装置及电控检测系统等。安装在机箱内的动力及传动装置，同时为纵封口滚轮、封口横辊和定量供料器提供驱动和传送动力。安装在退卷架上的卷筒薄膜，可以平稳地自由转动。在牵引力的作用下，薄膜展开经导辊组引导送出。导辊对薄膜起到张紧平整以及纠偏的作用，使薄膜能正确地平展输送。

图11-40 立式连续制袋充填包装机

袋成型封口装置主要由袋成型器、纵封和横封机构等构成。这三者的不同组合可产生不同形状和封合边数的袋子，因此，通常可以此区分不同型式的包装机。

物料供给装置是一个定量供料器。对于粉状及颗粒物料，主要采用可调式量杯定容计量。图中所示定量供料器为转盘式结构，从料斗流入的物料在其内由若干个圆周分布的量杯计量，并自动充填到成型后的薄膜管内。

电控检测系统是包装机工作的中枢系统。在此机的电控柜上可按需设置纵封温度、横封温度以及对印刷薄膜设定色标检测数据等，这对控制包装质量起到至关重要的作用。

（二）制袋—充填—封合原理

1.卧式制袋充填封合原理

（1）三边封口袋的包装原理 此类机型的包装原理如图11-41所示。卷筒塑料薄膜经导辊引入成型器，在成型器及导杆的作用下形成U形并由张口器撑开。当加料器下行进入加料位置时，横封器闭合，同时充填物料；随后，横封器和加料器复位；紧接着，纵封器闭合热封并牵引薄膜移动一个袋位；最后由切刀把包装袋切断。

图11-41 卧式间歇制袋三边封口包装原理

（2）横枕式袋的包装原理 图11-42所示是一种卧式枕型包装机的工作原理。该机集自动裹包物品、封口、切断于一体，是一种高效率的连续式的包装机，广泛应用于饼干、速食面等的自动包装。其包装材料为塑料或其复合材料，采用卷式薄膜供料，由牵引辊送卷，经导辊导向进入成型器，受成型器的作用，薄膜自然形成卷包的形式。同时，待包物品由供料输送链送入至薄膜卷包的空间。卷包的薄膜在牵引轮的作用下向前运行并由中封轮实现中缝热融封合。物品随薄膜同步运行。包装物品最后经横封辊刀封合切断，成为包装成品，由卸料传送带输出。由于其包装形式呈枕状，故称为枕式裹包或中缝包装。

图11-42 横枕式自动包装机工作原理

这种包装机采用有色标带包装时，需要随时对纸长进行调整，因此需配备光电检测控制系统，以实现光标的正确定位。

2.立式制袋充填封合原理

（1）间歇制袋中缝封口原理 此种装置的原理如图11-43所示。卷筒塑料薄膜经导辊被引入成型器，通过成型器和加料管以及成型筒的作用，形成中缝搭接的圆筒形。其中加料管的作用为：外作制袋管，内为输料管。

图11-43 立式间歇制袋中缝封口原理

封合时，纵封器垂直压合在套于加料管外壁的薄膜搭接处，加热形成牢固的纵封。其后，纵封器回退复位，由横封器闭合对薄膜进行横封，同时向下牵引一个袋的距离，并在最终位置加压切断。

可见，每一次横封可以同时完成上袋的下口和下袋的上口封合。而物料的充填是在薄膜受牵引下移时完成的。

（2）对合成型制袋四边封口原理 此类包装机可制造四边封口的包装袋型，既可以用双卷膜制袋，也可用单卷膜制袋。采用双卷薄膜进行制袋时，左右薄膜卷料对称配置，经各自的导辊被纵封滚轮牵引，进入引导管处汇合。薄膜在牵引的同时两边缘被封合，形成两条纵封缝。在横封辊闭合后，物料由加料器进入，随后完成横封切断，分离上下包装袋。

单卷膜等切对合成型制袋包装机（如图11-44所示）只采用一卷薄膜制袋，其制袋过程是先将薄膜对中等切分离，然后两半材料复合成型。

图11-44 等切对合成型制袋四边封口原理

（3）单卷膜三边封合制袋封口原理此种包装用单卷膜制袋。有两种袋型。一种在成型器侧面纵向封合形成三边袋型（如图11-45所示）。如为美观起见，再在纵向再增加一对纵封滚轮，对折叠成的另一纵向袋边进行所谓的“假封”，则可形成四边封合的袋型。

另一种三边封合制成的是通常所说的“枕式包装”袋型。如图11-46所示，包装薄膜经成型器被纵封滚轮牵引纵封，随后经过导向板并被与纵封面成垂直布置的横封辊封合切断，形成一个中缝对折两端封合的包装袋。

图11-45 立式连续制袋三边封口包装原理

图11-46 中缝对接两端封口包装原理(www.xing528.com)

三、预制袋封口包装机

预制袋封口包装机是用于对充填产品的预制塑料袋进行封口的设备。常见的封口机械有普通封口机、真空包装机和真空充气包装机。普通封口机主要由热封口装置组成，结构较简单，这里不再作介绍。

一般而言，真空包装机，均可以进行充气包装。也就是说，真空及充气一般可以在同一台机上完成。真空充气包装可分为间歇式和连续包装两种形式。

（一）间歇式真空充气包装机

真空充气包装机采用复合薄膜袋，充填物品后，由操作工排列于真空室的热封条上，再加盖实现自动抽真空充气封合。包装袋的尺寸可在真空室的范围内任意变更，每次处理的包装袋数也可变，而且对于固体、颗粒、半流体及液体均适用。因其操作方便、灵活及实用，所以在食品生产厂家中得到广泛的应用。

1.间歇式真空充气包装机的类型

常见间歇式真空充气包装机型式如图11-47所示，有台式、双室式、单室式和斜面式等型式。双室式又可分为单盖型和双盖型两种。真空包装机最低绝对气压为1～2kPa，机器生产能力根据热封杆数和长度及操作时间而定，每分钟操作次数为2～4次。

台式和单室式机一般只有一根热封杆，且长度有限，因此生产能力较小，多用于实验室和小批量生产。双室式真空充气包装机由于两个室共用一套真空充气装置，因此生产效率比台式和单室式高。单室式封口机中每个室通常只有一根热封杆，而双室式中每室有两根热封杆。因此，如果，包装袋长度不超过两热封杆间距的一半，每次操作的封袋数量可以比单室式的多1倍。此外，双室式封口机中一个室在抽真空封口的同时，另一个室可以装卸包装袋，从而使得封口操作效率提高。

图11-47 常见间歇式真空充气包装机的型式

图11-47（1）～（4）所示的包装机的真空室的底面一般均是水平的。这种形式不利于多汤汁产品封口前在真空室内的放置。因此，这类产品必须适当及时地将待封包装袋的袋口枕于高出真空室底板一定水平的热封条上，否则袋内的汤汁会流出。一般而言，这种包装机不适用于多汤汁内容物大规模生产。

输送带式（也称为斜面式）真空充气包装机与上述操作台式真空充气包装机的主要区别在于：采用输送带将待封物送入真空室；室盖自动闭合开启，其自动化程度和生产率均大大提高。当然，与台式操作一样，它同样需要人工排放包装袋，并合理地将包装袋排列在热封条的有效长度内，以便于顺利实现真空或充气封合。另外由图11-47（5）可见，输送带式包装机的主平面是斜面的，这可以避免上述多汤汁产品在封口时汤汁外流情况。

2.间歇式真空充气包装机的工作原理

间歇式真空充气包装机（除输送带式真空充气包装机有一个输送包装袋的输送系统以外）主要由机身、真空室、热封装置、室盖起落机构、真空系统和电控设备组成。

真空室是间歇式真空充气包装机的关键部分，封口操作过程全在真空室内完成。典型的真空室如图11-48所示。

真空充气封合原理可利用图11-49说明。气膜室上部与真空室相通，热封部件2嵌入气膜室内，两侧被气膜室上部槽隙定位，可上下运动。当包装袋充填物料后，被放入真空室内，使其袋口平铺在热封部件2上，加盖后可见袋口处于热封部件 2和封合胶垫 1之间。包装工作开始后，在真空室内分（1）真空抽气、（2）充气、（3）热封合和（4）放气四个步骤完成一次封口操作周期。

图11-48 真空室结构示意

（1）真空抽气 如图11-49（1）所示，真空室通过气孔A被抽气，同时下气膜室也通过气孔B被抽气，使得下气膜室和真空室获得气压平衡，避免下气膜室压强高于真空室形成压差，使膜片3胀起，推动热封部件2上行夹紧袋口以致不能抽出包装袋内空气。经抽气后的真空度应达到—0.097～-0.0987MPa。

（2）充气 如图11-49（2）所示，经过抽真空后A、B封闭，C气孔接通惰性气体瓶，充入气体。充气压强以3～6kPa为宜，充气量多少用时间继电器控制。经充气后，真空室内的真空度应控制在—0.097～-0.094MPa。

值得一提的是，如果待封口的包装产品是蒸煮袋装的后面还需要进行热杀菌的软罐头，则无须进行充气，因此，这一步可省去，而直接进入下一步热封合、冷却操作。

（3）热封合、冷却 如图11-49（3）所示，A、C关闭，B打开并接通大气。由于大气压和真空室内的压差作用，使橡胶膜片3胀起，推动热封部件2向上运动，把袋口压紧在封合胶垫1之下。在B通气的同时，热封条通电发热，对袋口进行压合热封。热封达到一定时间后，热封条断电自然冷却，而袋口继续被压紧，稍冷后形成牢固的封口。

（4）放气 如图11-49（4）所示，C关闭，A、B同时接通大气，使真空室充入空气，与外界获得气压平衡，可以顺利打开室盖并取出包装件，完成包装。

图11-49 真空充气包装程序示意图

1—封合胶垫 2—热封部件 3—膜片 4—包装袋 A—真空室气孔 B—气膜室气孔 C—充气气孔

（二）旋转式真空包装机

某旋转式真空包装机外形及工作示意分别如图11-50和图11-51所示，该机由充填和抽真空两个转台组成，两转台之间装有机械手将已充填物料的包装袋转移至抽真空转台的真空室。充填转台有6个工位，自动完成供袋、打印、张袋、充填固体物料、注入汤汁5个动作；抽真空转台有12个单独的真空室，每一包装袋沿转台一周完成抽真空、热封、冷却和卸袋的动作。该机器的生产能力达到40袋/min。充填转台的固体填充工位应与适当定量装置配套，定量杯接受预先定量好的固体物。

图11-50 一种旋转式真空包装机外形

图11-51 旋转式真空包装机工作示意

四、热成型包装机械

所谓热成型包装是指利用热塑性塑料片材作为原料来制造容器，在装填物料后再以薄膜或片材密封容器的一种包装形式。热成型包装的形式有多种多样，较常用的形式有：托盘包装、泡罩包装、贴体包装和软膜预成型包装等。各种成型包装形式如图11-52所示。表11-6给出了不同形式热成型包装的特点。

图11-52 热成型包装的形式

表11-6 不同形式热成型包装的特点

热成型设备已很成熟，种类型号也较多，包括手动、半自动、全自动机型。热成型工序主要包括夹持片材、加热、加压抽空、冷却、脱模等。但是，热成型设备只是制造包装容器的设备，还需要配备装填及封合等设备才能完成整个包装过程。

全自动热成型包装机可在同一机上完成热成型、装填及热封，因此主要采用卷筒式热塑膜，由底膜成型，上膜封合。对食品生产等使用厂家来说，无需事先制盒或向制盒厂订购包装盒，把多个工序集中在一起一次完成。这类机型的性能强、适用性广，包装形式多（包括图11-52所示形式），可广泛应用于各种食品包装。

图11-53所示为一种全自动热成型包装机的外形，全机由以下几部分组成：薄膜输送系统、上下膜导引部分、底膜预热区、热成型区、装填区、热封区、分切区及控制系统。

图11-53 全自动热成型包装机外形

图11-54所示为全自动热成型包装机的包装工艺流程。整机采用连续步进的方式，由下卷膜成型，上卷膜作封口。

图11-54 全自动热成型包装机工艺流程示意图

包装的全过程由机器自动完成，根据需要，装填可采用人工或机械实现。由流程图可见，下卷膜经牵引以定距步进，经预热区及加热区，由气压、真空或冲模成型，在装填区填充物料后进入热封区。在热封区，上卷膜经导辊覆盖在成型盒上，视包装需要可进行抽真空或充入保护气体的处理，然后进行热压封合。最后经横切、纵切及切角修边形成一个个美观的包装成品。经裁切后的边料可由抽吸储桶或卷扬装置收集和清理。