سائل آلة التعبئة هو جهاز يستخدم لتعبئة سوائل مختلفة منتجات (مثل ماء , مشروبات، إلخ) في حاويات. يتميز بكفاءة عالية والأتمتة، ويُستخدم على نطاق واسع في الصناعات الغذائية وغيرها.
1. تصنيف ماكينات تعبئة السوائل
يمكن تقسيم ماكينات تعبئة السوائل إلى ماكينات التعبئة تحت الضغط العادي، وماكينات التعبئة تحت الضغط، وماكينات التعبئة بالشغف حسب مبدأ التعبئة.
تقوم ماكينة التعبئة تحت الضغط العادي بملء السوائل بواسطة وزنها الخاص تحت ضغط الغلاف الجوي. هذا النوع من آلات التعبئة ينقسم إلى نوعين: التعبئة الزمنية والتعبئة الثابتة الحجم. وهو مناسب فقط لتعبئة السوائل ذات اللزوجة المنخفضة وخالية من الغاز مثل الماء، الحليب، النبيذ، وغيرها.
تقوم ماكينات الملء بالضغط بملء السوائل تحت ضغط أعلى من الضغط الجوي، ويمكن تقسيمها أيضًا إلى نوعين: الأول هو أن الضغط في الأسطوانة الخزان يكون مساويًا للضغط داخل الزجاجة، ويتدفق السائل إلى الزجاجة عن طريق وزنه الخاص لملء الزجاجة، وهذا يُسمى ملء إزوتيربي؛ أما النوع الآخر فهو أن الضغط في الأسطوانة الخزان أعلى من الضغط داخل الزجاجة، ويتدفق السائل إلى الزجاجة بسبب فرق الضغط. يستخدم هذا الأسلوب غالبًا في خطوط الإنتاج السريعة. تصلح ماكينة الملء بالضغط لملء السوائل التي تحتوي على غاز مثل البيرة، الصودا، الشامبين وغيرها.
تملأ ماكينة الملء بالشغور عندما يكون الضغط داخل الزجاجة أقل من الضغط الجوي. هذه الآلة لها بنية بسيطة، كفاءة عالية، وتناسب واسع لتدرج اللزوجة للمواد مثل الزيوت، السكريات، النبيذ الفواكه وغيرها.
بما أن الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد السائلة تختلف، فإن هناك أيضًا متطلبات مختلفة للتعبئة. يتم صب المواد السائلة في حاويات التغليف من جهاز تخزين السوائل، وغالبًا ما تُستخدم الطرق التالية.
(1) تعبئة الضغط العادي.
تشير إلى طريقة التعبئة التي تعتمد مباشرة على وزن المادة السائلة لتعبئتها في الحاوية تحت ضغط الغلاف الجوي. عملية التعبئة بضغط عادي هي: 1. إدخال السائل وإخراج الهواء، أي دخول المادة السائلة إلى الحاوية وإخراج الهواء الموجود داخل الحاوية في نفس الوقت؛ 2. إيقاف إدخال السائل، أي عندما يصل السائل في الحاوية إلى الكمية المطلوبة، يتوقف إدخال السائل تلقائيًا؛ 3. إزالة السائل المتبقي، أي إزالة السائل المتبقي في أنبوب الإخراج.
تُستخدم طريقة الضغط العادي بشكل أساسي لتعبئة المواد السائلة غير اللزجة وغير الغازية مثل الماء، الحليب، المشروبات الكحولية، وما إلى ذلك.
(2) طريقة التعبئة بالإسموزية.
إنها طريقة تعبئة تستخدم الهواء المضغوط في الجزء العلوي من خزان تخزين السوائل لتضخيم حاوية التغليف بحيث يصبح الفرق بين ضغطيهما قريبًا من الصفر، ثم تتدفق المادة السائلة إلى حاوية التغليف بفضل وزنها الخاص. عملية التعبئة بالإسموزية هي: 1. التضخيم وتساوي الضغط؛ 2. حقن السائل وإرجاع الهواء؛ 3. إيقاف حقن السائل؛ 4. تخفيف الضغط، أي تصريف الغاز المضغوط المتبقي في عنق الزجاجة إلى الغلاف الجوي لتجنب انخفاض مفاجئ في الضغط داخل الزجاجة الذي قد يؤدي إلى فقاعات كبيرة تؤثر على جودة التغليف ودقة الكمية.
الطريقة الإسموزية مناسبة لتعبئة المشروبات الغازية مثل البيرة، الصودا، وما إلى ذلك، مما يمكن أن يقلل من فقدان ثاني أكسيد الكربون الموجود فيها.
(3) طريقة التعبئة بالشَّفَط.
إنه طريقة لتعبئة المواد تحت ظروف أقل من الضغط الجوي. لديه طريقتان أساسيتان: الأولى هي نوع الفراغ تحت الضغط، مما يعني أن داخل خزان السائل يكون تحت ضغط طبيعي، ويتم فقط إخلاء الحاوية التعبوية لتكوين درجة معينة من الفراغ. يعتمد السائل على الفرق في الضغط بين الحاويتين للتدفق إلى حاوية التعبئة وإكمال عملية التعبئة؛ أما الأخرى فهي نوع الجاذبية الفراغية، حيث تكون كل من خزان السائل والحاوية التعبوية في حالة فراغ تقريبًا متساوية، ويتدفق السائل إلى الحاوية بوزنه الخاص. حاليًا، يتم استخدام نوع الفراغ تحت الضغط عادةً لأنه بسيط وموثوق في العمل.
عملية التعبئة بالفراغ هي:
1. إخلاء الزجاجة;
2. استقبال واستنزاف السائل;
3. إيقاف تدفق السائل;
4. إعادة تدفق السائل المتبقي، أي أن السائل المتبقي في أنبوب الاستنزاف يعود إلى خزان السائل عبر غرفة الفراغ.
طريقة الشفط مناسبة لتعبئة المواد السائلة ذات اللزوجة المنخفضة (مثل الزيوت، السكريات، إلخ) والمواد السائلة التي تحتوي على الفيتامينات (مثل عصير الخضروات، عصير الفاكهة، إلخ). يمكن لهذه الطريقة أن تزيد ليس فقط من سرعة التعبئة، ولكنها تقلل أيضًا من التلامس والتفاعل بين المادة السائلة والهواء المتبقّي في الحاوية، مما يساعد على تمديد عمر بعض المنتجات. بالإضافة إلى ذلك، يتم تقييد هروب الغازات والسوائل، مما يحسن من ظروف التشغيل.
(4) التعبئة تحت الضغط.
يستخدم تعبئة بطريقة الضغط الأجهزة الهيدروليكية الميكانيكية أو ذات الحركة الهوائية لتحكم في حركة المكبس ذهابًا وإيابًا. يتم شفط المادة السائلة ذات اللزوجة المنخفضة إلى أسطوانة المكبس من خزان التخزين، ثم تُضخ بشكل قسري إلى الحاوية المراد تعبئتها. يستخدم هذا الأسلوب أحيانًا أيضًا لتعبئة المشروبات التي تحتوي على غاز. نظرًا لعدم احتوائها على مواد كولوئيدية، فإن الرغوة الناتجة تختفي بسهولة، وبالتالي يمكن الاعتماد على ضغط الغاز الذاتي لصبه مباشرةً في الزجاجات دون الحاجة لتضخيمها مسبقًا، مما يزيد بشكل كبير من سرعة التعبئة.
يجب تحديد اختيار آلة تعبئة السوائل بناءً على طبيعة المنتج والسيناريوهات المناسبة. لكل مبدأ وتصنيف للتعبئة مزاياه ونطاق تطبيقه الخاص. يجب على الشركات المنتجة اختيار الجهاز بناءً على الاحتياجات الفعلية، مع الجمع بين التشغيل والصيانة الصحيحة لضمان عملية تعبئة فعالة واستقرار عالي.