在饮料行业,采用PET瓶的吹制设备与灌装线的无缝结合技术有何优势?这种技术在“一步法”和“两步法”吹制设备上都能实现吗?该技术的难点体现在哪里?

  李克平先生:采用PET瓶的吹制设备与灌装线的无缝结合技术的优势是:产瓶和灌装能够同步进行,这样可以彻底消除从运瓶到灌装之间的中间环节发生污染的可能性;可同步实现装多少瓶水就生产多少瓶子的目的,无需增加储瓶仓,从而大大减少了车间面积;灌装线无需配置理瓶机等。这种技术在“一步法”和“两步法”吹制设备上都能实现,可以说没有技术上的难点,只是是否合理、是否经济的问题。一般来说,无缝结合技术应用在“两步法”设备上比较合理也比较经济。

  高杰先生:PET瓶的吹制设备与灌装线的无缝结合技术(吹灌旋一体机)的主要难点在于整机设备的稳定。

  吹灌旋一体机的模式相对于吹瓶与灌装分开进行的模式的优势在于设备投资低、厂房投资低、运行成本低、 操作简单、维护减少、机械安全性提高及卫生安全可靠。

  张友根先生:PET的吹制设备与灌装线的无缝结合生产线是指将瓶胚的加热拉伸吹塑成型、液体的灌装、贴标、包装等多道工序集于一次完成。该生产线的特点及优势是:液体的灌充不需要对瓶进行再清洗,不需要空气输送带,灌充可在封闭无污染的环境中进行。因此,该生产线非常适合用来灌充对卫生性有着严格要求的医用产品和食品。例如,洛美拉公司的医用输液瓶成型及灌装生产线能够自动实现在用净化压缩空气吹塑成型输液瓶后,立即注入药液,再由传送机构输送到包装工位进行包装的全过程;日本Placo公司推出了把吹瓶、送瓶以及飞边切除(口部、内孔为模内冲切,底部由装在模具下部的冲裁机构切除)这三道工序组合在一体,再配以灌装机的生产线,以用来进行矿泉水的灌装。
“一步法”与“二步法”吹瓶机均可以实现与灌装线的无缝结合,而“一步法”设备则真正实现了生产全过程的“无人手接触“,从而确保了灌装产品的洁净卫生。

  PET热灌装瓶和高阻隔性PET瓶是近年来兴起的新产品,请简要介绍一下这两种产品及其制造工艺的进展情况。它们对吹瓶设备有什么特殊要求吗?

  李克平先生:对于PET热灌装瓶和高阻隔性PET瓶技术,捷飞特公司目前还没有涉及,我们只做用于PET热灌装瓶的瓶盖模具。此外,我们还提供双料注塑模具,可一次性生产带密封垫的瓶盖。这是一个非常值得投资的项目,因为双料注塑模具能在一台普通的注塑机上,只需加上一个小的注塑单元就能够生产出带密封垫的瓶盖。用此模具生产瓶盖具有设备投资小、产品功能强及应用范围广的特点。

  高杰先生:高阻隔性PET瓶主要应用在啤酒行业,目前有三种技术可用来生产此种瓶:

  ● 多层共注技术。一般采用3~5层材料的瓶壁来提高PET瓶的阻隔性,中间层采用改性尼龙,两边采用PET材料。这种工艺对注胚系统的要求较高(注胚机需要有多组熔料及射出装置),吹瓶机吹制的难度也很大(每种材料的加热工艺和拉伸比都不同);

  ● 涂层技术。在单层PET瓶吹制完成后,把它送入专用涂层机,涂层机在瓶内充入乙炔气体后进行弧光放电,被电离出的碳离子就会吸附在瓶子的内壁上,从而形成阻隔层。该技术对于吹瓶机没有特殊要求,但是需要增加涂层设备的投资,而且这种涂层设备的效率较低;

  ● 单层PET技术。先在PET原料中掺入大约5%的改性尼龙以对其进行改性,然后用此种改性PET料注胚、吹瓶。该技术对设备要求最低,而且生产效率也很高。

  张友根先生:对于阻隔性PET瓶来说,最常用的是涂覆法和多层共注法,特别是对PET瓶进行表面涂层,已成为当前提高PET瓶气体阻隔性的主要手段。在各种涂覆方法中,最有市场潜力的是等离子体涂覆技术。由于这种干式处理工艺处理的深度为纳米级,不但材料本体不会受到影响,而且还显著改善了材料的界面物理性能。由日本ASB与日本麒麟啤酒公司、三菱商事及Youtec公司合作开发的钻石型碳涂层(DLC)技术是一种最具代表性的等离子体涂覆技术。该工艺采用高频电流真空放电使离子碳和氢在PET瓶的内表面形成厚度为20~40nm的类似钻石碳结构的精细涂层。由于有了该涂层,使瓶子的氧气阻隔性比普通PET瓶提高了20多倍,对二氧化碳的阻透性提高了7倍;无定形碳涂层(ACTIS)技术是法国Sidel公司开发的一种类似于DLC的阻隔处理技术,该技术可使等离子化乙炔在瓶子内壁凝聚成一层厚度为20~150nm的高度氢化的非晶态碳的均匀固体膜, 从而使瓶子对氧气的阻隔性比普通PET瓶提高了30多倍,对二氧化碳的阻透性提高了7倍多,防乙醛的渗入性提高了6倍。使用这种PET高阻隔瓶装啤酒,6个月后,该啤酒的碳酸气损失率仅为6%,这比目前啤酒工业标准的10%碳酸气的损失率还要低。可口可乐公司与德国埃森大学、德国Krones公司及Leybold系统公司通过四方合作开发出了阻隔性硅胶涂层技术。该技术是指在高真空等离子状态下,采用SiO2在瓶子外表面进行物理蒸气沉淀处理,其处理能力为每小时1.8万个0.2~2.0L的PET瓶。用这种瓶子灌装啤酒或果汁,货架期可延长到4~12个月。

  除了等离子体涂覆技术以外,还有一些其他的涂覆技术也能提高PET瓶的阻隔性。如杜邦公司开发了一种两段涂覆技术,使PET瓶对氧气及对CO2的阻隔性提高了30倍,而其开发的另一种“透明的铝”的外涂覆技术,可使阻隔性提高30~40倍。意大利SIPA公司开发了一种被称为“智能涂层” 的新型保护性浸涂技术,在瓶子吹制后进行浸涂,然后在红外线炉子中进行快速干燥,再浸涂另外一层涂层,然后对瓶子再进行一次红外线处理。使用该技术每小时可处理12000个PET瓶子。据称,某种500ml的PET瓶经过这种技术处理后,其货架期可达一年。

  尽管涂覆和多层共注这两种方法已完全能够满足PET瓶的阻隔性要求,但它们却存在工艺复杂、成本高的问题。为了更经济、更简便地提高PET瓶的阻隔性能,有的材料供应商开发出了具有足够阻隔性能的改性PET树脂,这也是PET瓶阻隔技术的发展趋势。如美国INVITA公司推出的符合欧盟有关食品安全指南的总体标准和特殊要求的PET/尼龙瓶用共混树脂,在通用的注塑机和吹瓶机上即可实现单层瓶胚及瓶子的生产。用该料制得的500mL PET啤酒瓶能达到120天的保质期,并能使一年内的总氧气渗透量低于1ppm,四个月CO2流失量低于15%。此外,它还可以耐受与传统玻璃瓶一样的巴氏灭菌过程(65℃,30min)。

  请谈谈贵公司的PET瓶的吹制设备有何特色?

  李克平先生:捷飞特公司设计、制造的GEFBLOW 4002 型PET吹瓶机的最大特点是结构特别紧凑(4600mm×2800mm)。

 

图3 捷飞特公司的GEFBLOW 4002型PET吹瓶机的简图

  由于采用了经过优化的远红外加热炉、加热瓶胚传送链及拉-吹装置,再加上全部的控制及电力部件都被装在机器的本体上,使得该机型格外轻巧。

  基于独特的设计理念,该吹瓶机由两大部分组成,其中,A部分包括拉-吹装置、瓶子输出装置及输送受热瓶胚至吹塑模具的装置;B部分包括远红外加热系统、瓶胚操控系统。

  由于采用了优化结构设计,并把控制面板装嵌在机身上,以及使用了特殊的走线和预置的电缆接头,使得该机器起动迅速、维修简单。

  以1.5L瓶为例,该吹瓶机的每小时产量为3000~6000瓶。


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