食品内包装往往需要粘贴商标之类的标签以及印上日期批号之类的字码。这些操作须在外包装以前完成。对于小规模生产的企业,这些操作可以用手工完成,但规模化食品生产多使用高效率的贴标机和喷码机。
一、贴标机
贴标机是将印有商标图案的标签粘贴在食品内包装容器特定部位的机器。由于包装目的、所用包装容器的种类和贴标黏接剂种类等方面的差异,贴标机有多种类型。
常用贴标机,按操作自动化程度可分为半自动贴标机和自动贴标机,按容器种类可分为镀锡薄钢板圆罐贴标机和玻璃瓶罐贴标机等,按容器运动方向可分为横型贴标机和竖型贴标机,按容器运动形式可分为直通式和转盘式贴标机等。
(一)GT8C2马口铁贴标机
这是一种用于圆形马口铁罐头的横型贴标机,其结构如图11-66所示,主要由进罐滚道、出罐滚道、分罐器、输送带、胶水盒、商标托架、胶水泵、电气控制箱、机架和传动系统等组成。
图11-66 GT8C2马口铁罐贴标机结构示意图
该机的工作过程为:圆罐连续地沿进罐滚道滚进,经分罐器分隔并成一定间距,随后进入输送带下端,输送带通过上面若干压轮紧压在罐头上,使罐头靠摩擦力继续向前滚动。在输送过程中,罐头首先碰触胶水盒中的胶水轮,罐身沾上黏合剂,然后到达商标纸托架上方,罐身即黏取一张商标纸,末端(已由胶水泵)预先涂有黏合剂的商标纸逐渐卷将罐身包住。当完成贴标的罐头滚至输送带右端,将最后一个压轮抬升,进而牵动胶水泵向下一张商标纸涂黏合剂备用。最后,贴有商标的罐头经出罐滚道送出。
该贴标机利用温度系统使胶水盒维持在80~100℃范围,保证了黏合剂的黏合性能良好。利用贴标与不贴标金属罐在导电性上的差异,该机设置了一个保证不使无商标罐头出机的控制系统。
(二)龙门式贴标机
这是一种用于玻璃瓶罐的贴标机。该机的工作原理如图11-67所示,商标纸贮放在标盒中,标盒前的取标辊不停地转动,从标盒中一张张地取出标签,之后商标纸先后通过拉标辊和涂抹辊,在其背面两侧涂上胶水。然后,商标纸被送入龙门架,沿商标纸下落导轨自由下落,在导轨的底部保持直立状态。需要贴标的玻璃瓶经输送带送入导轨时,即由推爪板将玻璃瓶等距推进,瓶子通过龙门架时,将标签粘取带走,然后经过两排毛刷之间的通道,商标纸被刷子抚平完好地贴在瓶子上。
图11-67 龙门式贴标机原理图
这种贴标机只能用于长度大致等于半个瓶身周长的标纸,过长和过短都不能贴,而且只能贴圆柱形瓶身的身标。由于标签是靠本身的自重下落至贴标位置,因此该贴标机的生产能力有限,并且标签粘贴位置不够准确。但由于这类贴标机具有结构简单的显著特点,因此适合于中小型食品工厂使用。
(三)真空转鼓式贴标机
这是一种用于玻璃瓶罐的贴标机,其结构如图11-68所示。它主要由输送带、进瓶螺旋、涂胶装置、印码装置、标盒、真空转鼓、搓滚输送皮带和海绵橡胶等构成。这种贴标机的特点是真空转鼓具有起标、贴标及进行标签盖印和涂胶等作用。
图11-68 真空转鼓贴标机
该机的工作过程为:由输送带送入的玻璃罐经进罐螺旋分隔成一定间距,并送往作逆时针旋转的转鼓处,转鼓圆柱面上间隔均布有若干取标区段和橡胶区段。在每个取标区段设有一组真空孔眼,其真空的接通或切断靠转鼓中的滑阀运动来实现。标盒在连杆凸轮组合机构的带动下作移动和摆动的复合运动。当有瓶罐送来时,标盒即向转鼓靠近,标盒支架上的滚轮则碰触相应取标区段的滑阀活门,接通真空并吸取一张标纸。其后,标盒再跟随转鼓摆动一段距离,待标纸全部被转鼓吸附后再离开。带标纸的转鼓取标区段转经印码装置、涂胶装置时,标纸分别被打印上出厂日期和涂上适量黏合剂。当依附在转鼓上的标签再转至与(由进罐螺旋送来的)瓶罐相遇时,该取标区段的真空即被滑阀切断,标纸失去真空吸力而黏附在瓶罐上。随后瓶罐楔入转鼓上的橡胶区段与海绵橡胶衬垫之间,瓶罐在转鼓的摩擦带动下开始自转,标纸被滚贴在罐身。最后,瓶罐经输送带与海绵橡胶衬垫的搓动前移,罐身上的商标纸被滚压平整且粘贴牢固。
本机具有无瓶时不供标纸、无标纸不打印、无标纸时不涂胶的联锁控制系统。
二、喷码机
喷码机是一种工业专用生产设备,可在各种材质的产品表面上喷印上(包括条形码在内的)图案、文字、即时日期、时间、流水号、条形码及可变数码等,是集机电于一体的高科技产品。
喷码机具有以下特点:①喷码机喷印符合国际标识标准,可提高产品的档次;②由于是非接触式喷印,可用于凹凸不平的表面和精密、不可触碰加压的产品;③可变,实时的喷印信息可追溯产品源头,控制产品质量;④可以适合高速的流水生产线,提高生产效率;⑤标识效果清晰干净,信息可多行按需喷印;⑥可直接喷印在不同的材质产品表面,不易伪造。
喷码机在食品行业有广泛应用,主要用于饮料、啤酒、矿泉水、乳制品等生产线上,也已在副食品、香烟生产中得到应用。喷码机既可用于流水线中的个体包装物喷码,也可用于外包装的标记信息喷码。
(一)喷码机基本原理与类型
喷码机一般安装在生产输送线上。对产品进行喷码的基本原理如图11-69所示。喷码机根据预定指令,周期性地以一定方式将墨水微滴(或激光束)喷射到以恒定速度通过喷头前方的包装(或不包装)产品上面,从而在产品表面留下文字或图案印记效果。
图11-69 喷码机一般工作原理
喷码机有多种型式,总体上可分为墨水喷码机和激光喷码机两大类。两种类型的喷码机均又可分为小字体和大字体两种型式。(www.xing528.com)
墨水喷码机又可分为连续墨水喷射式和按需供墨喷射式;按喷印速度分超高速、高速、标准速、慢速;按动力源可分内部动力源(来自内置的齿轮泵或压电陶瓷作用)和外部动力源(来自外部的压缩空气)两类。
激光喷码机也可分为划线式、多棱镜式和多光束点阵式三种。前两种只使用单束激光工作,后者利用多束激光喷码,因此也可以喷写大字体。
(二)墨水喷码机
1.连续喷射式墨水喷码机
这种喷码机,由于只有一个墨水喷孔,喷印字体较小,因此称为小字体喷码机。其工作原理如图11-70所示。在高压力作用下,油墨进入喷枪,喷枪内装有晶振器,其振动频率约为62.5kHz,通过振动,使油墨喷出后形成固定间隔点,同时在充电极被充电。带电墨点经过高电压电极偏转后飞出并落在被喷印表面形成点阵。不造字的墨点则不充电,故不会发生偏转,直接射入回收槽,被回收使用。喷印在承印材料表面的墨点排成一列列,它们可以为满列、空列或介于两者之间。垂直于墨点偏转方向的物件移动(或喷头的移动)则可使各列形成间隔。
2.按需滴落式喷码机
按需滴落式喷码机,也称为DOD(drop on demand)式喷码机。其喷码机头的构成如图11-71所示。喷头内装有7只能高速打开和关闭的微型电磁阀而非晶振,要打印的文字或图形等经过电脑处理,给7只微型电磁阀发出一连串的指令,使墨点喷印在物件表面形成点阵文字或图形。
图11-70 连续墨水喷射式喷码机原理
图11-71DOD式喷码头结构示意
由于喷射板上每个喷孔由一个相对应的阀控制,这种喷码机在同一时刻喷出的墨滴数量和范围理论上没有什么限制。因此,这种喷码机通常也称为大字体喷码机。
3.压电陶瓷喷码机
压电陶瓷喷码是一种新型喷码技术。这种喷码方式可在2cm左右的范围内使128个喷嘴同时工作,进行喷印。其喷印出来的字体效果与印刷品极为相似。这种新出现的喷印方式正越来越得到用户的认可,并逐渐取代点阵字体的喷印方式。
压电陶瓷新型喷码机有以下特点:用墨水自然流动到喷头的方法进行喷印,没有泵、过滤装置、晶振等部件;也不分大小字体,一台机器可以实现既喷大字又喷小字的任务;墨水的喷射压力较小,其喷印的距离相对较近,原则上说,喷印距离越近,其喷印效果越好。所以采用压电陶瓷技术的喷码机对异形物体如包装好以后的塑料带、表面凹凸不平的材质,喷印效果较差。但表面平整的物体,如纸盒、包装箱、瓶盖等物体表面,其喷印效果要比大字机和小字机完美得多。
(三)激光喷码机
激光喷码机的基本工作原理是激光以极高的能量密度聚集在被刻标的物体表面,在极短的时间内,将其表层的物质汽化,并通过控制激光束的有效位移,精确地灼刻出精致的图案或文字。激光可以在物品表层刻蚀形成无法拭除的永久标记。
1.划线式激光喷码机
划线式激光喷码机原理如图11-72所示,运用的是镜片偏转连续激光束的原理,镜片由高速旋转的微电机控制。从激光源产生的激光束,先通过两个镜片折射,再经过聚光镜,最后射到待喷码物体表面产生烧灼作用。由于有两个折光镜片,并且镜片的转动很快,因此,可以得到连续线条的字迹效果。使得这种形式的喷码机既可在运动的也可在静止的表面进行高速标刻。
图11-72 划线式激光喷码机原理
2.多棱镜扫描式激光喷码机
多棱镜扫描式激光喷码机也使用单束激光。图11-73为这种喷码机的工作原理图示。由激光器产生的激光束与高速转动的多棱镜相遇(激光光束与多棱镜的轴相垂直),多棱镜上各面使光束只在物体表面的一定位置作直线扫描。因此这种形式的喷码机必须有物体运动的配合才能得到所需要的字迹或图案效果。
3.点阵式激光喷码机
这种喷码机原理如图11-74所示,它很类似于DOD喷墨式喷码机工作原理。受控制的多束光成直线状排列通过聚光镜,与移动的物体相遇,在其表面产生标记。
图11-73 多棱镜扫描式激光喷码机原理
图11-74 点阵式激光喷码机原理
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