田耀華

（上海新亞藥業(yè)有限公司，上海201203）

不規(guī)則物料自動稱重袋包裝機的原理及其應用

田耀華

（上海新亞藥業(yè)有限公司，上海201203）

從不規(guī)則形狀物料的袋包裝設備現(xiàn)狀入手，以廣州銳嘉工業(yè)股份有限公司的VPA-906A型全自動小劑量包裝機為例，對其工作原理、基本參數(shù)與特點、應用進行了介紹，以期為相關使用方的選型提供參考。

不規(guī)則物料；袋包裝機；稱重；工作原理；應用

0 引言

隨著生活水平的不斷提高，人們更為注重自身的保養(yǎng)，除傳統(tǒng)的中藥飲片類以外，還延伸至平日從食物中得到滋補性保養(yǎng)，“以食為藥”、“以食代藥”的藥食同源理念及產(chǎn)品得到了極速提升。此類產(chǎn)品既具有豐富的營養(yǎng)價值，又可防病治病、強身健體、延年益壽。在眾多的藥食同源產(chǎn)品以及滋補類中藥飲片中，多涉及到大量袋包裝，由于被包裝物料大多為不規(guī)則形狀，因此，藥廠在選用包裝設備時有其特殊性。

以往的不規(guī)則形狀物料的袋包裝采用手工方法進行，操作時借助臺稱，需多次添加物料，以使其盡量接近裝量要求，存在包裝效率極低、生產(chǎn)成本高、裝量精度差、不適應規(guī)?；a(chǎn)的缺點。后來，隨著自動袋包裝機的出現(xiàn)，雖然解決了手工袋包裝生產(chǎn)的諸多問題，但其只適應規(guī)則形狀的顆粒物料，其計量方式為容積式計量。例如采用量杯計量，規(guī)則形顆粒物料堆積在帶有多個量杯的水平轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤上置有刮料板，分裝時刮料板將量杯口的多余物料剝離，這種方法只適用于規(guī)則形顆粒類或細顆粒物料。當用容積式計量方式來分裝不規(guī)則形狀物料時，就會出現(xiàn)裝量差異大等問題，導致整袋包裝不合格。

雖然目前市場上有多頭稱重的袋包裝機，但其體積大、占地面積大（凈化面積也大），生產(chǎn)成本較高，不適用多品種、中小批量的應用場合。為此，廣州銳嘉工業(yè)股份有限公司（以下簡稱為銳嘉工業(yè)）研發(fā)了多款適用于不規(guī)則形狀物料的自動稱重袋包裝機。

本文將擇取其中一款經(jīng)典的設備，即VPA-906A型全自動小劑量包裝機（圖1）為代表，對其工作原理與應用作一介紹。

圖1 VPA-906A型全自動小劑量包裝機外形

1 工作原理

VPA-906A型全自動小劑量包裝機的工藝流程如圖2所示，組合稱的部分結(jié)構(gòu)如圖3所示，其工作原理如下：

1.1 振動喂料

不規(guī)則物料由物料輸送機輸送進入上進料斗，在主振盤的振動作用下，不規(guī)則物料從上進料斗排出，分別向10個線振盤進行均勻性喂料，其喂料量可通過調(diào)整上進料斗與主振盤之間的距離而定。

1.2 各稱重斗稱重

10個線振盤中的不規(guī)則物料在定量振動作用下，向10個存料斗喂料。當下置的10個稱量斗完成上次稱量并組合下料后，10個存料斗中的不規(guī)則物料分別向10個稱量斗內(nèi)喂料，并進行各自稱重。

1.3 稱重組合

由于稱重時采用電子稱，PLC可以對10個稱量斗內(nèi)的不規(guī)則物料進行控制，因此，袋包裝計量采用稱重組合放料的形式。其原理：PLC對各稱量斗內(nèi)的物料讀取重量數(shù)，再把其中n個稱量斗的重量數(shù)進行相加，得到多組排列數(shù)據(jù)，算出各組滿足設定重量值的偏差，從多組排列數(shù)據(jù)中自動挑選出最接近設定重量值的一組組合，同時把挑選出此組排列的n個稱量斗內(nèi)的不規(guī)則物料進行放料。本次未被挑選的稱量斗則將等待下次加料后再重新組合。另外，當自動挑選中的最接近設定重量值的一組組合與設定偏差過大時，此組組合在放料時通過后續(xù)集料斗剔除。

圖2 全自動小劑量包裝機的工藝流程

1.4 放料

圖4為下料斗與集料斗示意圖。挑選出最接近設定重量值的n個斗內(nèi)的不規(guī)則物料放入下料斗內(nèi)，先存放在集料斗中，集料斗起到縮短每包不規(guī)則物料落差的作用。當遇到自動挑選的最接近設定重量值的一組組合與設定偏差過大時，將自動啟動選別電機，把不合格物料排放到回收口，避免不合格產(chǎn)品進入下一工序。

圖3 組合稱的部分結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 下料斗與集料斗示意圖

1.5 進膜

在上述稱重進料的同時，塑料卷狀膜在進膜裝置的控制下，通過翻領器組的作用，套在筒形料管外壁。

1.6 封合與切割

套在筒形料管外壁的塑料卷狀膜通過縱封裝置與橫封裝置，經(jīng)熱封后成為上開口的包裝袋，且套在筒形料管外壁。此后，組合稱重后的不規(guī)則物料通過料管落入袋內(nèi)。工序進入下一工位，即已裝有不規(guī)則物料的袋子下行，在橫封裝置作用下對此袋子的上開口進行熱封（同時對上一袋子進行底邊的熱封）。在橫封時，通過鋼字打上批號。橫封結(jié)束的同時，切刀將其割開成為獨立的成品袋。

1.7 裝包出料

切割后的成品袋在自重作用下，落入至底下的輸送帶，最后由輸送帶送出。

2 基本參數(shù)與特點

2.1 基本參數(shù)簡介

銳嘉工業(yè)生產(chǎn)的VPA-906A型全自動小劑量包裝機的基本參數(shù)：

（1）包裝速度：20～55 袋/min（與規(guī)格有關）；

（2）稱重精度：±0.3～±0.5 g（與規(guī)格有關）；

（3）稱重范圍：3～100 g；

（4）制袋規(guī)格：L 60～120 mm×W 60～120 mm；

（5）封口樣式：直紋齒切（可三邊封或背封），8 mm；

（6）卷膜材質(zhì)與膜卷卷芯尺寸：塑料卷狀膜/通用3 in（7.62 cm）卷芯；

（7）膜卷直徑/膜寬度：最大350 mm/140～260 mm；

（8）外形尺寸：L 1 055 mm×W 1 080 mm× H 2 350 mm。

2.2 特點

銳嘉工業(yè)生產(chǎn)的VPA-906A型全自動小劑量包裝機的特點：

（1）適用于包裝3～50 g小劑量、易滑落的不規(guī)則物料（特別適合無黏性物料）；

（2）自動完成稱重、封口成袋、打印批號等過程；

（3）帶剔除功能，能保證稱量合格率；

（4）另配自動供料提升機，可完成自動進料；

（5）另配出料輸送帶，可完成自動出料；

（6）觸摸屏帶有程序操作功能，操作過程實現(xiàn)可視化，可保存300～500種物料包裝參數(shù)，用于快速調(diào)用生產(chǎn)；

（7）PLC控制系統(tǒng)運行，各線振幅可獨立調(diào)節(jié)；

（8）所有部件采用不銹鋼材質(zhì)，且與物料直接接觸部分可方便拆洗與消毒。

3 應用

銳嘉工業(yè)生產(chǎn)的VPA-906A型全自動小劑量包裝機十分適用于包裝易滑落的不規(guī)則物料。

圖5為可適用的被包裝不規(guī)則物料圖示，其被包物料涵蓋中藥飲片、食品滋補品等，可包裝物如甘草、山藥、芡實、棗、葛根、人參、人參葉、石斛、牛蒡根、野菊花、銀杏葉、刺五加等。圖6為包裝后的成品。

圖5 可適用的被包裝不規(guī)則物料圖示

圖6 包裝后的成品

VPA-906A型全自動小劑量包裝機已被廣藥集團采芝林中藥飲片有限公司、安徽濟人藥業(yè)普仁中藥飲片有限公司、四川千方藥業(yè)有限公司等多家公司使用。據(jù)了解，該設備運行穩(wěn)定，得到了用戶的肯定。

另悉，銳嘉工業(yè)正在研發(fā)一種帶除塵功能的不規(guī)則形狀物料稱重的自動袋包裝機，在相對負壓作用下防止生產(chǎn)過程中的粉塵擴散，以滿足新版GMP第53條“產(chǎn)塵操作間（如干燥物料或產(chǎn)品的取樣、稱量、混合、包裝等操作間）應當保持相對負壓或采取專門的措施，防止粉塵擴散，避免交叉污染并便于清潔”的要求。

4 結(jié)語

可以說，在滋補類中藥飲片與藥食同源食品類產(chǎn)品大量涌現(xiàn)的今天，不規(guī)則形狀物料袋包裝設備有其實用性。它解決了傳統(tǒng)手工稱量操作存在的問題，降低了勞動力強度，提高了包裝質(zhì)量，生產(chǎn)成本也隨之降低，生產(chǎn)環(huán)境得到了改善?？傊?，此類設備是結(jié)合我國國情的一款包裝類特殊設備。

2015-11-12

田耀華（1960—），男，上海人，高級工程師，《機電信息·制藥裝備》編審，研究方向：制藥工程及制藥裝備的應用與技術。