1概 述

目前，罐裝食品的真空包裝已經有自動化程度極高的真空封罐機，而塑料及其複合膜包裝的食品也可以在機上一次成型、充填、真空充氣及封合。後者主要以進口機型為主。另外，有一種操作台式分批處理的包裝機，它要求采用複合薄膜袋, 充填物品後，由操作工排列於真空室的熱封裝置上，再加蓋實現自動抽真空充氣封合。包裝袋的尺寸可在真空室的範圍內任意變更，每次處理的包裝袋數也可變,而且對於固體、半流體及液體均適用。因其操作方便、靈活及實用，因而在食品生產廠家中得到廣泛的應用。本文主要針對此類機型作詳細闡述。

2 真空充氣包裝機機型簡介

台式真空充氣包裝機的外形，按真空室數量主要分為雙室型機和單室型機兩種， 真空室由室座和室蓋組成，雙室型機又分為雙蓋型和單蓋型兩種。雙室型機的兩個真空室是輪番工作的，它們共用同一套真空設備和電器係統，由室蓋的開合動作控製行程開關轉換工作狀態。

由於雙室型機可以兩室輪換工作，縮短等待時間，工作效率明顯比單室機高。而且雙室型機和單室型機一樣，隻需要一套真空設備和電器係統，因此雙室型機的製造成本隻比單室型機略高 一些。簽於這些原因，雙室型機的應用更為普遍。

目前應用得最多的真空充氣包裝機主要是用 於食品的小包裝，其真空室容積一般為400x 450 x 100（mm）左右，因此較大的包裝不太適用。筆者在普通機型的基礎上,設計了 一種“大容 室真空包裝機”，特別適用於大包裝物品的真空封口，並應用於鮮豬肉的保鮮包裝，可以采用 1000 X 700(g)的塑料薄膜袋套裝半頭鮮豬進行抽氣封口。當然，對於大包裝的米麵製品或小包裝的其它物品也適用，無論真空室的容積是大或小，其工作原理是一樣的。主要由機身、真空室、室蓋起落機構、真空係統和電控設備組成。

3 真空包裝的工作原理

真空包裝機的工作程序是由氣路的轉換而實現的°這一係列工序均在真空室內連續完成。其程序包括抽真空，充氣、熱合封口、冷卻、放氣。工作程序是由時間調控循環的，要求迅速協調，靈敏動作，但精度並不需要太高。

由於包裝工序均在真空室內完成，對於一個密閉獨立的室體要進行抽真空並不困難，隻要把密閉的室體的氣孔接頭與真空係統相連即可實現。同樣，充氣和放氣也很容易實現，隻要由真空係統切換氣路即可。然而，包裝件不但要在真空 室內完成抽真空、充氣工序,更重要的是在抽真空及充氣後，在放氣之前及時的進行熱合封口，以保證完成包裝後的物品處於密閉的真空或充氣環境中。

由此可見，真空包裝中的熱合封口是一個關 鍵的動作。因為熱合封口需要一個壓合的過程， 所以在真空室內要設計一個專門的熱合封口裝置 來完成這一動作。在真空包裝機中，這一裝置被設計得很巧妙，無需機械傳動，完全由氣路控製實現壓合動作。

熱合封口裝置包括兩部分，分別為氣囊室裝置和熱封部件。是一個單獨的氣囊室裝置，此裝置是專門為實現壓合動作而設計的。它分上下兩部分，即上室座1和下室座3,上下室座間由一張橡 膠膜片2密封分隔，其厚度為hnni左右，具有良好的弾性。膜片2與下室座3之間形成 了一個密閉的下氣囊室。

它的板座4由絕緣材 料加工而成，一般選用厚度15nnn的電木板加 工c其上平直的繃緊一條熱封片1,材料為 Cr20Ni80,厚度0.2mm左右，寬度一般為10mm,長度視機型而定，其兩端用銅螺釘緊固，並作為電源輸入端。熱封條上覆蓋著熱封膠布2,其作用是防止熱封條與塑料袋口熱瘩粘連。熱封布材料一般 是聚四氟乙烯膜或玻璃絲布。

熱合封口裝置的兩部分需要相互配合才能實現壓合熱封動作。裝配時，熱封部件的凸形底部由氣囊室上部嵌入，靠自重或彈簧力壓住氣囊膜片,被下室座承托。

氣囊室的上部與真空室相通，熱封部件2嵌 入氣囊室內，兩側由氣囊室上部槽隙定位,可上下運動。當包裝袋裝填物料後，放入真空室內，使其袋口平鋪在熱封部件2上，加蓋後袋口處於熱封 部件2和封合膠墊1之間。包裝工作開始後分四個步驟。

1. 真空抽氣。真空室通過氣孔 A被抽氣，同時下氣囊室也通過氣孔B被抽氣, 使得上下氣囊室和真空室獲得氣壓平衡，避免下 氣囊室壓強高於其空室形成壓差，使膜片3服起. 推動熱封部件2上行夾緊袋口以至不能抽岀包裝 袋內空氣。經抽氣後的真空度應達到-0.097 -- 0.0987MPac

怎）充氣。經過抽真空後A、B封 閉，C氣孔接通隋性氣體瓶，充人氣體。充氣壓強 以3000~ 6000Pa為宜，充氣量多少以時間繼電器 控製。經充氣後，真空室內的真空度應在- 0.094 - -0.097MPa 之間.

（3）      熱封合、冷卻。A、C關閉，B 打開並接通大氣。由於大氣壓和真空室內的壓差 作用，使橡膠膜片3脹起，推動熱封部件2向上運 動，把袋口壓緊在封合膠墊1之下。在B通氣的同 時，熱封條通電發熱，對袋口進行壓合熱封。熱封 達到一定時間後,熱封條斷電自然冷卻，而袋口繼 續被壓緊，稍冷後形成牢固的封口。

（4）       放氣。C關閉，A、B同時接通 大氣，使真空室充入空氣，與外間獲得氣壓平衡， 可以順利打開室蓋並取出包裝件，完成真空充氣 包裝。

4真空室結構

真空室由室蓋1和 室座10蓋合而成°在室蓋I或室座10的周邊鑲 嵌有一條密封條8,用以密封接合的端麵以防漏 氣。室蓋兩邊緊固有夾持槽2,分別夾持著一條封 合膠墊3,材料為軟矽膠.端麵尺寸一般為16 x 16mm左右。封合膠墊作用有二：其一，作為墊塊 使壓合熱封緊密;其二，具有印字的功能。因為膠 墊的一麵加工有一排若於個圓孔，可以嵌圓柱形 凸版字模膠粒，在壓合熱融封接時，能在袋口印下 生產日期或批號等。

室座10—般為整捧鑄件，氣泰室的上部與室 座連在一起，下室座12可用金屬板加工，也可用 塑料模板，更易密封。熱封部件9靠自重和氣囊室 上部長孔槽定位，裝置在真空室內。長孔槽與熱 封部件的板座間間隙以1mm為宜，以保證熱封部 件既能靈活的上下運動又不至於向兩側過度偏 擺。熱封部件9和封合膠墊3的中心線應基本一 致，在合蓋時兩者間的間隙以5~8nnn為宜。間隙 過大則在壓合時熱封部件向上運動距離長，容易 出現偏差而影響封口質量；間隙過小則安裝調整 困難。

真空室內還放置了一^墊板6,用以調整包 裝件的位置，使其袋口能輕易的放在熱封部件和 封合膠墊的間隙之間，其高度根據包裝件的大小 而調整。在圖中還有一個壓條4,用以壓平袋口， 起到定位以及保證封口質量的作用，是不可缺少 的。

在包裝時，真空室的左右熱封部件是同時工 作的，也就是兩邊可以同時完成真空封合包裝。

5真空係統工作原理

整個係統由 真空泵、真空電磁閥、真空表、管路及真空室組件 構成。

普遍采用單級旋片式真 空泵，其優點是運轉平穩、噪音低。泵的吸氣口配
有自動隔離截止閥。當泵停止工作時，進氣口通 過隔離閥自動與真空室隔離，防止泵油返入被抽 容器。

當啟動真空泵時，通過三位三通電磁閥YVla 和YVlb選擇A室或B室抽氣，同時對室內氣囊 會、亜或b、壇抽氣。當真空室達到預定的最低壓 強時，真空泵停轉，係統轉入充氣程序，由二位二 通電磁閥YV2a和YV2b接通氣瓶QP充氣。充氣 到一定程度後關閉氣源，同時電磁閥YV3接通大 氣，從而使氣囊的、也或切、0因氣壓差而膨脹，啟 動熱封裝置進行熱封。熱封結束後，快速充氣閥 YV4a和YV4b動作，接通大氣，取消真空，完成整 個包裝程序。

6真空充氣包裝電控原理

采用380V主電 源，由變壓器T,變壓後向熱封電阻Ra和Rb提供 24~36V電壓。通過T?變壓提供220V控製電源， 並提供6.3V給指示燈HL。

電路采用四個時間繼電器冏、糾、KT）、冏 進行定時控製，實現包裝程序的自動轉換。控製 過程如下：

（1）合上真空室蓋A（或B）,通過聯動機構使 限位開關Qa（或Qb）接通衝間繼電器 踞 通電吸 合，選擇A室工作，同時接觸器KM,通電使真空 泵啟動，而冏通電延時控製真空泵抽氣時間。當 真空室達到所需真空度時，KTi常閉縫點斷開，泵 停止工作，轉入下道工序。

（2）       由SA.開關可進行充氣選擇，當開關處於 充氣位置時，由於KT】常開觸點閉合，使Kli通電 控製，同時充氣電磁閥YV2a通電打開，使氣瓶情 性氣體充人真空室，當達到所需氣量時，必動 作，其常閉觸點斷開，使YV2a電磁閥關閉，繼續 轉向下一工序。

（3）       充氣後，KT?常開觸頭閉合，使K%通電延 時，同時施接觸器吸合使g和R冊通電發熱， 而電磁閥YV3通電打開使氣囊通入大氣上頂熱 封條進行熱封合動作。達到一定的封合時間時， KW動作，使KM觸頭斷開停止加熱，同時納通 電延時，使熱封口在壓合狀態拎卻。

（4）       當KR延時結束，其常開觸頭閉合|使 YV4a接通大氣，取消真空,完成整個工作循環。

7主要參數的計算

由於真空充氣包裝機是按時間調控進行程序 轉換的，因此計算其抽真空及放氣等時間是非常 必要的，這關係到機器設計的工作效率,以下分述 之。

7.1生產能力的計算

真空充氣包裝是由一連串工序通過時間調控 而實現的，其效率受到各工序時間的影響,其單位 時間工作循環計算公式如下：

T = 60/ （ij + tz+ta+U+fc）

式中T—工作循環（1/min）

h一抽真空時間信）

G—充氣時間（$）・按需要一般取1~ Itfec

k—熱封時間（s）, 一般取1 ~ 3s0

U—放氣時間（$）

&—輔助時間（s）

7.2抽真空時間的計算

真空包裝機采用的旋片式真空泵是屬於容積式泵，工作中需要對一定容積的真空室進行抽 氣。其抽氣時間可通過下式計算（推導從略）：

h = K我嶂）（s） 式中 S-真空泵抽氣速率（L/s）

V-■真空室容積（L）

P-抽真空達到的最低壓強（Pa）

K-修正係數，考慮真空係統泄漏而引入， 可通過容稅法泌定。