活跃在轻量化包装瓶灌装线上的“新”技术

　　在过去的10年中，PET容器的主要供应商BallCorp公司将其500mL的纯净水包装瓶的重量从23.5g降低到了15.2g；在过去的8年之间，BallCorp公司的20盎司(600ml)热灌装容器的重量也从40g降低到了31g；最近，百事可乐公司为旗下的产品Aquafina纯净水、立顿即饮茶和其它非碳酸饮料也进行了全面的减重尝试，使PET瓶包装的重量有效地降低20％，此外，还有很多企业已经加入或正在试图加入这批包装轻量化的队伍之中。
　　通过上述资料可以看出，饮料瓶的轻量化，特别是PET瓶重量的降低是包装行业最盛行的趋势之一。轻量化的包装方式不但可以展示企业在可持续发展方面的吸引力，而且可以激发消费者的环保意识，为饮料企业节省成本。然而伴随着轻量化包装瓶的推广也给灌装系统带来了挑战，灌装系统只有不断地进行技术的改进才能适应轻量化包装的趋势。
　　
　　轻量化包装瓶对灌装设备提出了更高的要求
　　
　　在轻量化包装瓶的灌装过程中，首先遇到的就是瓶子不稳的问题。当灌装的瓶子重量降低时，灌装及其他处理程序的难度也会增加。特别是高速灌装，它需要以多种方式和途径适应当前重量不断减轻的塑料容器，高速灌装设备的供应商一直都在试着解决这个问题。
　　克朗斯公司的灌装技术经理Sebastian DeIgado认为，在很长一段时间里，大多数PET灌装系统都是通过单独夹持容器的瓶颈来处理、移动容器的。只有在一种情况下存在例外，那就是同时需要灌装PET容器和玻璃瓶时，才会进行适当的调整。
　　对于轻量化的容器而言，瓶颈的夹持非常重要。KHS美国分公司的执行总监Jeffrey Tietz说道：“在过去，有的公司试图通过夹持轻量化包装瓶的瓶底进行输送，但终很难达到令人满意的效果。”
　　但是，即便是以夹持瓶颈的方式输送容器也不是那么容易。其中一个困难就是，当采用气流输送这种常规的物料输送方式时，瓶子在传送轨道上的移动过程会遇到～些问题。KHS美国分公司的执行总监Jeffrey Tietz认为：“如果容器与气流传送轨道是垂直的，这便是一种比较理想的状态，容器可以轻松顺畅地滑行移动。但是，当容器沿垂直角度左右偏离10度到20度时，容器的瓶颈由于更厚，会影响容器的行进，瓶子的移动便不会如预期的那样快速和平稳。如果一旦在气流传输装置上造成瓶子堵塞，就会影响生产的顺利进行。”
　　kHS美国公司的商务总监BobPease认为：“要避免这个问题的产生，就需要运用精确的控制系统。为确保快速平稳的传送效果，气流传送系统的速度，线上容器的密度，都需要进行精确无误的控制。这种管理控制还应该完整地渗透到灌装之前的气流输送装置以及之后的带式或链式输送系统。使用气流输送系统，通常意味着需要数量更多的风箱来推动容器移动前行。在灌装中遇到的除了轻量化包装瓶的不稳定问题外还有碳酸饮料产生气压的问题。”
　　相比碳酸饮料，非碳酸软饮料更容易实现轻量化，因为碳酸饮料内部会产生气压。克朗斯公司的灌装技术经理Sebastian Delgado这样说：“当企业生产碳酸饮料时，他们所使用的容器需要比非碳酸饮料所用的容器更具抗压性能。碳酸饮料瓶子的内部有很大的压力，因此这类饮料所使用的容器必须具备独特的瓶颈和瓶底设计。相比非碳酸饮料所用的容器，碳酸饮料容器的瓶颈被设计地更厚重，瓶底也要进行特殊设计，以承受灌装过程以及碳酸饮料本身带来的内部压力。”
　　
　　创新科技为轻量瓶的准确灌装提供保障
　　
　　齿轮传送
　　人们要从根本上解决输送过程中轻量化包装瓶不稳定的问题，可以通过将瓶子在注塑成型后立即进行灌装来实现。一些高产量饮料供应商的生产线就能够使吹瓶设备紧挨着灌装机，从而实现吹瓶灌装一体化。这些设备通过星齿轮将容器从成型模具上传送至灌装阀处，而不需要通过带式或轨道式输送系统进行传送。
　　诸如此类的系统可以方便容器重量进一步降低。据西得乐公司的高级工程经理及大客户经理AndreiPaganuzzi介绍：“很多轻量化的容器都可以在线吹塑，西得乐combi生产线(联合生产线)便很好地说明了这一点。Combi生产线包含了吹塑工艺环节，而在线吹塑可以使轻量化包装瓶的重量再降低8g，甚至更多。”
　　Combi生产线采用星形齿轮将已成型的容器从吹塑模具中传送到灌装环节，这种方式可有效避免螺杆的影响，因为重量超轻的容器稳定性不够，当螺杆将容器推出时容器便无法保持与传送装置平行的位置和角度。KHS美国公司的商务总监Bob Pease认为：“如何以倾斜的角度进入灌装工序是饮料企业关注的一个焦点。”而星形齿轮就很好的解决了轻量化灌装瓶的位置和角度问题，星形齿轮是为轻量化饮料瓶而特别设计的工具，其夹持住的是瓶口而不是瓶身，并将其进行输送。
　　
　　容积式定量灌装
　　在过去，饮料的灌装一直采用边灌装边定量的方式，但是轻量化包装瓶的采用促使碳酸饮料的灌装方式由边灌装边定量的传统技术向容积式定量灌装的现代技术发展。KHS美国分公司的执行总监Jeffrey Tietz认为，灌装过程中，在容器内反压力作用下，轻量化容器容易发生膨胀变形，而容积式定量灌装可以确保产品均匀，持续地被灌装到容器中，从而不受容器内反压力的影响。他说：“如果饮料容器的重量降低，那么在灌装过程中，由于内部压力的作用，瓶子发生轻微膨胀变形，如果采用逐步加量灌装的方式，灌装的量会超过原本预定的份量。容积式定量式灌装技术可以确保在容器内灌装定量的产品，而不会受其它因素影响。”
　　在灌装过程中，如何将轻量化包装瓶准确置于灌装阀门之下，是目前许多企业亟待解决的问题。FoggFiller公司的灌装阀应用一种系统，可将容器穿过螺秆移动到灌装阀星形齿轮的孔穴中，星形齿轮随后将容器移动到基座和瓶颈支架上。基座和瓶颈支架将容器提升，使之对准灌装阀并进行灌装。随后，基座和瓶颈支架将容器放下，结束灌装进程并关闭灌装阀门。灌装好的产品被放置在星形齿轮的孔穴中，移动至下一环节的封盖系统。
　　灌装系统通过改进和调整逐渐满足了轻量化包装瓶的要求，对于希望大幅降低容器重量的企业来说，如果准备不够充分，可能面临一系列的麻烦和问题，但是通过正确、及时调整灌装设备是可以适应重量最轻的饮料容器的。