林立森,郭紹浩,郭小弟,盧 偉,楊時楷
(潮安縣復興食品機械有限公司,廣東 潮安 515638)
近年來,隨著采用聚乙烯(LDPE)塑料為原料的軟管(瓶)飲料食品包裝容器的出現和應用,掀起了一場飲料食品包裝的革命。軟管(瓶)飲料食品包裝容器,具有可塑性強、形狀多樣性、韌性好、易灌裝、便于儲運和價格低廉等特點,應用在果汁、奶制品、茶飲料、可吸果凍等食品的包裝上,并迅速占領市場,強有力地沖擊著PET、PEN、PP等材質為原料的食品塑料硬瓶包裝容器的市場份額。近年來食品飲料市場出現的以軟管(瓶)飲料食品包裝容器灌裝的棒棒冰食品飲料,就以外形獨特、價格低廉、深受兒童及青少年群體的喜愛而風靡國內外市場。據中國食品工業協會資料顯示,2007年國內飲料企業生產的棒棒冰食品飲料產量超過50億條,產值高達15億元人民幣;今后5年內,市場需求量將以年25%的比例高速發展,預測市場飽和量目標為160億條。
軟管(瓶)飲料包裝食品的迅速飛躍,導致軟管(瓶)飲料包裝容器生產機械的需求十分迫切。以前,國內生產軟管(瓶)機械主要有兩種,分別是雙工位吹瓶機和臥式4~8工位旋轉成型吹瓶機設備。
雙工位吹瓶機由擠出機件及雙工位成型機件組成,其工作原理是由擠出機件擠出塑料管形瓶膽以自流方式由一工位模具合模自動剪刀切斷,然后移位脫模換另一工位模具進行相同動作。該設備雖實現了連續生產,但設備的維護費用高,產量低,軟管(瓶)容易出現厚薄不均、特別是下厚上薄,且需手工剝離,存在二次污染問題。
而當前國產最先進的吹瓶機,是臥式4~8工位旋轉成型吹瓶機(見圖1),工作原理為由擠出機擠出管形瓶膽自流,由臥式工位旋轉成型機的4~8工位合模成型,并自動切刀切斷管形瓶膽,完成成型過程脫模,4~8個工位可交替工作,同雙工位吹瓶機設備對比,其自動化程度及工作效率有所提高,但由于局限于工位數量及自動化功能,裝備最高產量為5 000個/h,仍存在產量較低、也需人工剝離,既浪費人工又產生二次污染的問題。同時臥式4~8工位旋轉成型吹瓶機,也遠遠配套不了目前用于軟管飲料灌裝時速達到1萬多個的自動灌裝封口設備,嚴重擠壓了飲料生產流水線的整體性能。

圖1 臥式4~8工位旋轉成型吹瓶機立體圖
目前,國外最先進的軟管(瓶)包裝容器制造機械,是采用立式高速旋轉多工位(8,10,12)中空成型機成套裝備,如代表行業最先進的由日本東京硝子精機株式會社(TOKYO GLASS SEIKI Co.,Ltd.)生產的TGS輪轉式自動連續中空壓制成形機組(日文名稱:TGSロータリー式自動連続中空成型機,見圖2),該機組采用8~10工位的立式旋轉盤架構,完成吹軟管(瓶)高速連續的合膜、吹塑成型、冷卻、脫模等工序作業,速度高達 6 600個 /h(110個 /min)。
該裝備同國內同類設備對比,在自動化操作、運行速度上有較大的提升,但售價高,達160~200萬元人民幣,遠遠高于國內傳統機械價格,昂貴的售價使許多國內食品飲料制造企業望而卻步。同時,該國外裝備的引進也造成技術配套、零配件價格高昂、售后服務跟進不到位等一系列問題;另外,該裝備仍舊配套不了速度10 000多個/h的飲料自動灌裝封口設備,成為該裝備性能的瓶頸。

圖2 TGS輪轉式自動連續中空壓制成形機組
綜上可見,當前軟管(瓶)飲料包裝容器生產機械雖然市場需求空間十分廣闊,但存在著國內設備的自動化性能低、速度慢、容易產生二次污染和浪費人工等問題,而國外先進設備也存在機械及配件價格昂貴、技術服務難跟進,以及無法配套飲料生產流水線等問題。因此,在國內研究、開發出一種能達到高速、高效及高自動化程度、價格合理的軟管(瓶)飲料包裝容器生產裝備,并進行產業化生產及推廣應用,已經成為當前國內眾多食品輕工機械廠家急需解決的問題。