不規則物料自動稱重袋包裝機的原理及其應用

田耀華

（上海新亞藥業有限公司，上海201203）

不規則物料自動稱重袋包裝機的原理及其應用

田耀華

（上海新亞藥業有限公司，上海201203）

從不規則形狀物料的袋包裝設備現狀入手，以廣州銳嘉工業股份有限公司的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，除傳統的中藥飲片類以外，還延伸至平日從食物中得到滋補性保養，“以食為藥”、“以食代藥”的藥食同源理念及產品得到了極速提升。此類產品既具有豐富的營養價值，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、生產成本高、裝量精度差、不適應規模化生產的缺點。后來，隨著自動袋包裝機的出現，雖然解決了手工袋包裝生產的諸多問題，但其只適應規則形狀的顆粒物料，其計量方式為容積式計量。例如采用量杯計量，規則形顆粒物料堆積在帶有多個量杯的水平轉盤上，轉盤上置有刮料板，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則形狀物料時，就會出現裝量差異大等問題，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，廣州銳嘉工業股份有限公司（以下簡稱為銳嘉工業）研發了多款適用于不規則形狀物料的自動稱重袋包裝機。

本文將擇取其中一款經典的設備，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，組合稱的部分結構如圖3所示，其工作原理如下：

1.1 振動喂料

不規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個存料斗中的不規則物料分別向10個稱量斗內喂料，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個稱量斗內的不規則物料進行控制，因此，袋包裝計量采用稱重組合放料的形式。其原理：PLC對各稱量斗內的物料讀取重量數，再把其中n個稱量斗的重量數進行相加，得到多組排列數據，算出各組滿足設定重量值的偏差，從多組排列數據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個稱量斗內的不規則物料進行放料。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個斗內的不規則物料放入下料斗內，先存放在集料斗中，集料斗起到縮短每包不規則物料落差的作用。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，避免不合格產品進入下一工序。

圖3 組合稱的部分結構示意圖

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，組合稱重后的不規則物料通過料管落入袋內。工序進入下一工位，即已裝有不規則物料的袋子下行，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 基本參數與特點

2.1 基本參數簡介

銳嘉工業生產的VPA-906A型全自動小劑量包裝機的基本參數：

（1）包裝速度：20～55 袋/min（與規格有關）；

（2）稱重精度：±0.3～±0.5 g（與規格有關）；

（3）稱重范圍：3～100 g；

（4）制袋規格：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

銳嘉工業生產的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，操作過程實現可視化，可保存300～500種物料包裝參數，用于快速調用生產；

（7）PLC控制系統運行，各線振幅可獨立調節；

（8）所有部件采用不銹鋼材質，且與物料直接接觸部分可方便拆洗與消毒。

3 應用

銳嘉工業生產的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則物料。

圖5為可適用的被包裝不規則物料圖示，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、安徽濟人藥業普仁中藥飲片有限公司、四川千方藥業有限公司等多家公司使用。據了解，該設備運行穩定，得到了用戶的肯定。

另悉，銳嘉工業正在研發一種帶除塵功能的不規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過程中的粉塵擴散，以滿足新版GMP第53條“產塵操作間（如干燥物料或產品的取樣、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 結語

可以說，在滋補類中藥飲片與藥食同源食品類產品大量涌現的今天，不規則形狀物料袋包裝設備有其實用性。它解決了傳統手工稱量操作存在的問題，降低了勞動力強度，提高了包裝質量，生產成本也隨之降低，生產環境得到了改善。總之，此類設備是結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。