粘度对食品填充和挤浆成型的影响

所有的填充步骤都涉及到将液体引导流向目标。当液体不易流动且目标是移动的时候，这就变得尤其困难。

黏性和半黏性液体在任何情况下都很难处理，即使是将其分送到刚性容器之中。当把它们放入托盘模腔之类的开放空间中；或将其放置在产品之上，或放入到产品当中的这类的加工步骤中时，挑战就更大了。例如，给烘烤食品加上馅料或糖霜。

Hinds-Bock执行副总裁罗德•格雷格（RodGregg）表示：“我们假设黏性和半黏性液体是流动的，但其实它们很难流动。对于一家生产填充和挤浆成型设备的公司来说，这是具有挑战性的部分。”

挑战首先是让材料通过填充设备：“如果你不能让它持续地流入机器，也就不能持续地填充或挤出。”Gregg说。

流动缓慢的填料通常会使用活塞装置将其挤出。

几乎所有这样的填料都是从上面的料斗中通过重力进料的。如果产品太粘而不能从料斗中自由流动时，则需要采取某种措施或进行搅拌。可以通过向下的压力来启动和维持流动，或一个简单的混合动作来保持内容物的搅拌和悬浮。对于由不混溶的成分（例如油和水）制成的液体，或者带有微粒（尤其是大的和易碎的微粒）的液体，后者是一个很好的选择。另一种选择是带夹套料斗，用于必须保持热或冷的物料。它们还可以配备触发自动补给的液位传感器，以实现不间断的生产量。

流动缓慢的填料通常使用活塞将其挤出。

一旦产品离开灌装机的料斗，就有三个基本变量决定了它的流动方式和流动量：推进机构、喷嘴的形状以及喷嘴在灌装过程中的移动方式（如果确实有移动的话）。喷嘴的形状是最可定制的，它必须仔细匹配产品的特点。例如，片状蛋糕的糖霜最好用宽而平的喷嘴而不是圆的喷嘴。

在处理粘性物料时，移动的目标通常由放置在托盘中。

Unifiller的应用程序经理史蒂文·贝耶（StevenBelyea）说：“可以使用各种喷嘴和附件来应对常见的沉积难题，例如，有些混合物液体含量不足，无法实现自流平；或者混合物中含有微粒而液体很少等情况。”为特定的应用程序找到合适的喷嘴，方法是进行实物试验，通常是在供应商的设施内进行试验。Unifiller有一个技术中心，可以让客户试用各种喷嘴。

来自活塞的推动

对于不能自由流动材料，必须仔细选择其推进方式。它必须施加足够的力，同时允许精确的分配。这通常意味着活塞的使用。

Belyea表示：“Unifiller产品组合的核心是使用活塞来分配产品。“Unifiller储料器对各种产品都很温和，从液体到粘稠的；带或不带块的产品，包括沙拉酱、熟食沙拉和酱汁，而其他推进方法往往会造成损害。”

活塞结合了力和精度，但为了最大的精度，每个出料口都应配有一个活塞。

设备的尺寸取决于所需活塞的数量，具体取决于一次填充的容器数量。试图以单个大活塞装满多个容器，或一个活塞在多个松饼上填充是不可行的。

AxisAutomation的业务开发经理查克·塞纳（ChuckSena）说，根据应用的不同，AxisAutomation使用了几种进给机构。一种选择是组合使用容积泵向单个活塞或歧管供料。

将馅料沉积到烘焙食品中是一项具有挑战性的应用。

Sena说：“精确定位与单个活塞的精细手动调整相结合，使我们能够为每个沉积物提供可重复的性能，而与整个生产线上的沉积物数量无关。”Axis还提供了一个裂片状的储料器，它使用联锁辊将易碎产品均匀地从系统中拉出。

移动的喷嘴

通常，喷嘴在涂敷粘性产品时能够移动。这样可以加快生产线的速度，因为它不必停下来就可以让活塞推出浓稠的浆料。它还使填充物能够覆盖较大的目标，例如大蛋糕或一片甜甜圈。FEMC的开发主管亚伦•多德（AaronDodds）说，根据应用的不同，喷嘴可以以多种方式移动。

“我们使用的移动头部有三种类型。”Dodds说，“直线移动头跟随容器；潜水喷嘴向下进入容器从底部填充；轨道头结合直线移动和潜水喷嘴以更高的速度填充。”当需要在托盘或其他目标上花费更多时间时，或当它需要击中一个特定的小点，或者产品需要在一个大目标上展开时，使用线性移动头。而潜水喷嘴用于减少飞溅，特别是对于进入深容器的粘性较低的液体。

如果应用需要将额外数量的产品输送到小目标，就需要喷嘴下潜或垂直运动。

Sena说：“某些类型的产品可能需要沉积头的垂直移动，以提供适当的光洁度。例如，将果冻沉淀到指纹饼干上，需要使用沉淀头在产品分发之前创建一个‘凹窝’来定义沉淀区域。另一个例子是，在装饰纸杯蛋糕或特定糕点时，确保有糖霜在‘尖端’部位。”

喷嘴和泵操作的其他方面也可以定制。Dodds说：“你还可以自定义喷嘴何时打开、泵的推动速度，以及其他有关填充时间的关键部件。这些可以保存为配方，并针对不同的产品进行调用，这样您就可以拥有适合每个独特产品的定制的灌装填充档案了。”

气动还是伺服？

处理粘性产品的灌装机是伺服电动机可以代替气动装置的应用示例。这取决于用户需要多少精度，以及愿意花费多少。

Unifiller使用带有伺服驱动活塞的沉积器。Belyea说：“基于伺服的沉积器不受压缩空气系统气压波动的影响，因此更加一致和可重复，从而提供了最一致和可重复的沉积解决方案。”

FEMC提供气动和伺服驱动活塞填料。“气动设备的前期成本较低，对于那些拥有旧设备的团队来说是一种熟悉的设备。”Dodds说。伺服驱动设备提供了增强的速度和控制设置，并允许保存配方。

Axis也提供了这两种服务。“伺服系统使我们能够精确控制设备上组件的运动。这有助于我们非常准确地定位产品和控制沉积量。”Sena说，“在精度不那么关键的情况下，气动是一种成本效益高、可靠的机器运动方式。我们经常使用气动来处理较慢的循环要求，如提高或降低沉淀头或控制沿输送机的产品流量。”

Hinds-Bock的Gregg说，伺服与气动的问题主要是费用问题。他说：“目前应用的80%是气动技术，但越来越多的客户希望使用伺服电机来驱动活塞、阀门和机器上的其他部件。这通常是有资金的大客户，因为这项技术不便宜。如果不是成本问题，大家都会这么选择，会在每台机器上安装它。”

粘性和半粘性产品的沉积具有挑战性，特别是在要求高精度的应用中。但明智的选择将给终端用户带来他们所需要的速度、可靠性和多功能性的结合。

摘自：FoodProcessing杂志

作者：PanDemetrakakes