液体灌装机在食品、医药、日化等行业中广泛应用,但在实际生产中,滴漏和泡沫问题是常见的困扰。滴漏不仅造成物料浪费、污染设备和工作环境,还可能影响产品密封性和卫生安全。泡沫则会导致灌装量不准确、产品外观不佳,甚至影响产品质量稳定性。本文将系统分析这两大问题的成因,并提供切实可行的解决方案。
一、滴漏问题的成因与解决措施
1.机械部件损坏导致的滴漏
灌料嘴孔口损坏是常见原因之一。当灌料嘴因长期使用而磨损、变形时,关闭后无法完全密封,液体就会持续滴漏。解决方法包括取出灌料嘴修整孔口,确保孔口直径不超过7.5mm,并在水磨砂纸上轻轻磨平孔口平面。
球阀密封失效同样会导致滴漏。灌装头内的球阀磨损或弹簧弹力不足时,阀门无法完全闭合。此时需要拆解灌装头,检查球阀密封性,及时更换损坏的球阀。
O型圈腐蚀或磨损也是滴漏的重要原因。密封圈老化会导致密封不严,建议定期检查并更换O型圈,一般每3-6个月更换一次为宜。
2.系统参数设置不当引发的滴漏
针头口径过小会产生背压,导致胶阀关闭后形成滴漏。过小的针头还会影响胶阀开始使用时的排气泡动作。解决方案是更换较大口径的针头,锥形斜式针头产生的背压最少,液体流动最顺畅。
快装三通控制阀内弹簧弹力过大会导致止回阀无法正常开启,从而引起滴漏。需要调节快装三通控制阀内弹簧弹力,确保止回阀灵活开启。
回吸量设置过大会导致药液回到硅胶管内,当下一次进行灌装时容易在针口产生气泡和滴漏。应根据不同的药品工艺,设置合适的回吸量配方,在不同情况下调用不同的回吸量参数。
3.安装与连接问题
各元器件安装位置高度差过大会产生气泡或滴漏。应尽量减少高度差,如不能减少,可在缓冲罐与泵之间再增加缓冲装置。
硅胶管与分液器及陶瓷泵的连接不紧也会产生气泡或滴漏。建议灌装机每次开机前进行检查,如有松动立即更换连接头或硅胶管。
针架以及硅胶管长度过长会导致晃动过大,进而引起滴漏。应紧固针架,如不能紧固则更换紧固件,硅胶管尽可能减少长度,如仍有晃动则在中间增加紧固件。
二、泡沫问题的成因与解决措施
1.灌装工艺参数不当
灌装速度过快是产生泡沫的主要原因之一。过快的灌装速度会使液体剧烈冲击容器底部或液面,卷入大量空气形成泡沫。解决方法包括降低灌装速度、改变灌装泵的加减速曲线。
灌装方式不当也会导致泡沫产生。传统的顶部灌装容易使液体直接冲击液面,带入空气。采用下潜灌装系统可有效避免这一问题。下潜灌装的工作原理是将灌装喷头下潜到液体表面以下一定深度,然后逐渐上升,在上升过程中完成灌装操作。这种方式避免了气泡的产生,减少了液体的氧化,保证了液体的质量和外观。
2.物料特性与处理
物料含气量高容易在灌装过程中产生泡沫。对于易产生泡沫的物料,可采取以下措施:
•预先排除液体内空气
•改用不容易含气泡的胶或液体
•先将胶离心脱泡后再使用
物料温度过低导致粘度升高也会影响灌装效果,可能间接导致泡沫问题。对于粘度受温度影响较大的物料(如蜂蜜),可加热至设定温度(如50℃)以降低粘度。
3.设备系统问题
过大的流体压力加上过短的开阀时间可能将空气渗入液体内。解决方法为降低流体压力并使用锥形斜式针头。
灌装伺服电机刚性不足会导致灌装后期陶瓷泵有轻微晃动,不仅可能引起滴漏,也可能影响灌装稳定性,间接导致泡沫问题。可通过手动调节伺服电机的刚性直到合适为止。
三、综合预防与维护策略
1.日常检查与维护
建立每日检查制度,包括用软布擦拭触摸屏及机身,冲洗接液盘内残留物料,灌装头用专用毛刷清理瓶口密封圈(防止物料结晶堵塞)。同时检查传送带跑偏量(应≤5mm)、定位传感器感应距离(一般10-30mm)、气源三联件排水(每日至少1次)。
每周维护应重点关注传动系统和灌装系统。检查同步带齿面磨损情况,若有裂纹需更换;调节电机皮带张紧度,按压皮带时挠度应为10-15mm。拆卸灌装头,用超声波清洗机(频率40kHz)清洗阀芯与密封圈,更换老化的O型圈。
2.参数优化与校准
灌装参数调整:根据生产需求,调整灌装速度节流阀和灌装间隔节流阀开度。对于灌装大规格时料槽补料不足造成的液位不稳定,可加大补料量或重新关小灌料头上方球阀,重新设定灌装机时间(加长灌料时间)以减慢灌装速度。
精度定期校准:每月使用标准砝码校准称重传感器,确保灌装量误差在允许范围内。检查电气系统,除尘(用压缩空气吹扫控制柜,避免积灰短路);检查接线端子紧固度,测量电机绝缘电阻(应≥1MΩ)。
3.技术创新应用
采用回吸式控制方式和双重保护胶阀,可做到滴胶不漏。进口齿轮电机配合高精度电子流量计控制流量,可解决出胶大小不一致的问题。
全自动液体灌装线采用先进的PLC可编程控制技术和触摸屏人机界面系统,具有自动进瓶、自动灌装、自动出瓶的特点。PLC系统通过对传感器信号的实时检测和反馈,实现对进瓶、灌装、出瓶等环节的精准控制,保证了灌装过程中的稳定性和准确性。
液体灌装机的滴漏和泡沫问题是多因素综合作用的结果,需要从机械维护、参数调整、物料处理和工艺优化等多个角度综合考虑。通过定期检查维护、合理设置参数、采用先进灌装技术(如下潜灌装系统)以及加强员工培训,可显著减少甚至避免这些问题的发生。
预防胜于治疗,建立完善的设备维护制度和操作规程,不仅能提高生产效率,减少物料浪费,还能延长设备使用寿命,最终提升产品质量和企业竞争力。在实际操作中,应根据具体物料特性、生产要求和设备状况,灵活应用上述解决方案,形成适合自身生产特点的最佳实践。