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智能化灌装:让客户精心灌注每一刻

作者:www.2019.02.20阅读 16829

  从一条如钢铁长龙般蜿蜒开去的无菌吹灌旋一体机旁边经过,江苏新美星包装机械股份有限公司的技术副总经理褚兴安常常在这个新的制造车间来回巡视,仿佛一位检阅自己部队的将军。作为新美星公司的资深技术元老,褚兴安本身俨然已经成为新美星专注创新、精益求精的一个"符号"。从洗、灌、封一体的三合一灌装机开始,历经无菌灌装机、超洁净灌装机,到如今的高速无菌吹灌旋一体机,等等,无不汇聚了褚兴安等历任技术人员的心血和创造力。

江苏新美星包装机械股份有限公司技术副总经理褚兴安
  近20多年来,当德国灌装设备巨头为代表的一些业界大鳄纵横驰骋,称霸全球液体包装领域的时候,以新美星为代表的中国军团异军突起,依托科技创新,引领液体(饮料)包装机械制造业走上了"高端制造、智能制造、绿色制造"发展之路。从前道至后道乃至仓储,从单机到整厂,新美星始终坚守着"全球领先的液体包装解决方案供应商"的初衷与梦想。在这条路上,新美星一直有一家同样坚守客户价值观的全球自动化合作伙伴--德国费斯托(Festo)相伴左右。纵有风雨,仍然携手前行,不断创造领先的智能液体包装设备,也不断缔造着这一段行业佳话与传奇。

  让清洗更容易
  确保液体(饮料)食品卫生无污染,无疑是涉及食品安全的重要内容之一。随着全球各国对食品合规监管的日益严苛CONTROL ENGINEERING China版权所有,像新美星这样面向全球市场的液体食品包装设备制造商,无论是在三合一灌装机、吹灌旋一体机、无菌灌装还是超洁净灌装设备,都必须完整、彻底地帮助用户完成设备清洗工艺,这也是一项最为基础的灌装过程安全保障。
  在灌装生产前,为保证灌装产品的卫生安全,必须对灌装阀、输液管道等灌装部件的内壁进行清洗。在灌装阀清洗过程中,灌装阀的阀口需要安装清洗假杯加以密封,使得清洗液在灌装机与灌装设备内进行循环清洗,直至整个CIP清洗程序结束时,才会将清洗假杯卸下进入下一步灌装环节。可以认为,假杯的安装与拆卸过程占据了整个清洗流程的很大一部分,如何在保证清洗的高质量前提下尽量提升清洗的效率和降低人工成本,一直是新美星等设备商们希望能够持续改进的。
  "费斯托定制的假杯缸很好地帮助我们甚至整个灌装行业解决了这一长期以来的难题",褚兴安评价道,"以常见80头灌装机为例,假杯的安装与拆卸基本需要2个人配合才能顺利地在1个小时之内完成。"根据褚兴安的经验,一般高酸型的液体食品连续生产需要每72小时洗一次,而低酸或中性的液体食品连续生产则需要每48小时洗一次。如此算下来,每年需要几百个人工时。利用假杯缸的自动化操作,则几乎完全节省了这部分人工时间的成本。
  事实上,节省时间是假杯缸带来的核心优势,而这一核心优势则直接帮助生产企业减少人工成本和提高清洗效率。由于在线清洗(CIP)过程本身时间就长,"标准无菌清洗需要2.5小时,如果再加上1小时的假杯装卸时间,总计就需要3.5小时",褚兴安说道,"如果能够节省这部分时间,对整个清洗工艺带来的效率提升是不言而喻的。"

  费斯托大中华区食品和包装行业销售总监叶继表示,和裸露的标准运动机构堵头不同,费斯托设计的假杯缸完全密闭, 功能元件在缸体内,因此不存在长期受清洗剂腐蚀失效的可能性。通过假杯缸和控制气路的配合,可以形成伸出、回缩、旋转等多个动作,集成度高,模块化效果好, 能实现灌装机在线清洗,节省清洗时间。在设计上,"假杯缸小巧紧凑,结构简单,这样在整机设备设计上,可以设置更多的灌装头,为生产的高效率提供了基础保障。同时由于结构简单,可靠性高,可以带来便利的后期维护。"

费斯托大中华区食品和包装行业销售总监叶继(右)
  快慢自如
  由于液体(饮料)不同的液体形态和物理特性,也给现代灌装工艺带来了挑战。新美星副董事长何云涛说道,"日化品、调味品跟饮料的产品形态不一样,即便同一类液态食品又会有是否含气、颗粒大小、粘稠度、灌装温度的各种区别,我们必须对灌装的物质特性深入研究。"为满足不同细分领域生产要求,新美星不得不追求更高的设备效率,更灵活的设计CONTROL ENGINEERING China版权所有,以及更智能更全面的产线解决方案。多年来,费斯托强大的技术创新能力为新美星提供了重要的技术驱动力,譬如用于快慢两级灌装应用的费斯托EP缸。
  EP缸让新美星应对各种灌装对象要求能够快慢自如控制工程网版权所有,轻松应对。EP缸带来的优势体现在快慢两级灌装带来的速度和精度提升,即通过阀门的气动控制,在液体快速灌装到接近瓶口时,迅速降低灌速避免液体飞溅,从而解决了灌装的起沫问题,让设备应用面更加广泛,"这样让我们的设备从原来单纯的水灌装,能够很快拓展到酱油、醋、果汁等更多种类液体灌装领域",褚兴安兴奋地说道。
  由于灌装速度越快,灌装容量偏差会越大。出于灌装精度的需要,需要通过慢灌提高计量精度CONTROL ENGINEERING China版权所有,即提高关阀一瞬间灌进去的准确度。另一方面,通过灌装中间过程的快灌则可以减少灌装阀的头数。褚兴安进一步解释道控制工程网版权所有,"如果采用传统的单一灌装速度,精度偏差一般在±3-5ml,但是通过EP缸实现慢灌之后,我们的设备精度可以大大提高,基本达到在±2ml以内。另外,以我们生产的36,000/BPH灌装设备为例,通常会有60-70个灌装头,而随着EP缸带来的快灌效率提高,现在只要50-60个罐装头便可以达到这一灌装指标,相当于提升了大约20%的灌装速度,大大节省了设备成本。" 
  EP 缸采用全不锈钢材质设计,通体光滑耐腐蚀。叶继说:"EP缸具备多行程且可调节特性,在实际工程调试中,其微调操作简单,重复精度高,同时在急停状态下可迅速地关闭灌装头,即可以在断电断气的情况下快速地复位,非常适合各类灌装应用。"

  从费斯托最初提供的气缸、电磁阀、气管、接头等标准产品开始,新美星在提升技术创新能力,打造无菌冷灌装、超洁净灌装和吹灌旋一体设备等核心竞争力的道路上,不断与费斯托深入合作,无论是假杯缸、EP缸,还是VTUG阀岛的应用,新美星始终与费斯托一道,致力于为终端生产企业提供更完整的解决方案和客户价值。
  面向未来的数字化和智能制造浪潮,已经扑面而来。新美星仍然选择携手费斯托这一工业4.0的领军者,持续探索未来之路。在褚兴安看来,费斯托的数字化控制终端产品VTEM将进一步帮助新美星解决人工机械设定和分级调速的缺陷,实现灌装的无级调速和自动设定,实现速度、压力和位置可调,"我们希望只需要通过电气产品的设置就能快速切换以适应不同流速和流量的灌装对象,让生产更加


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