純堿企業(yè)全自動包裝機技術(shù)對比

(江蘇德邦興華化工科技有限公司，江蘇 連云港 222023)

國內(nèi)純堿生產(chǎn)主要有氨堿法、聯(lián)堿法、天然堿法，隨著純堿企業(yè)的規(guī)?；l(fā)展，中國已經(jīng)成為純堿、氯化銨生產(chǎn)、消耗的世界頭號大國；據(jù)最新統(tǒng)計，中國人口即將老齡化，勞動力在未來中國社會將成為稀缺資源，純堿、氯化銨的包裝實現(xiàn)全自動化將成為未來發(fā)展的必然趨勢。

純堿行業(yè)使用的全自動包裝機一種是國外(德國)進口的閥口式包裝系統(tǒng)，另一種是國內(nèi)逐漸發(fā)展成熟起來的全自動包裝機系統(tǒng)，兩種包裝機各有千秋，現(xiàn)以年產(chǎn)60萬t純堿、60萬t氯化銨能力的聯(lián)堿企業(yè)對兩種全自動包裝形式加以闡述。

1 德國進口的閥口式旋轉(zhuǎn)全自動包裝系統(tǒng)

1.1 包裝機系統(tǒng)簡介

該包裝機采用模塊式設(shè)計，包裝機有一個近似圓形的機殼，機殼上根據(jù)產(chǎn)能的不同，安裝不同數(shù)量的包裝噴頭，同時配套獨立的稱量系統(tǒng)、縫包系統(tǒng)、推袋系統(tǒng)等，在機體的帶動下，旋轉(zhuǎn)完成對物料的稱量過程，最后包裝好的袋裝物料落入輸送機上，經(jīng)過復(fù)檢合格后輸入碼垛系統(tǒng)碼垛。每臺包裝機配套一臺自動插袋系統(tǒng)，閥口袋放入插袋機內(nèi)，插袋裝置能夠自動完成包裝袋的插送，實現(xiàn)自動套袋。

該包裝機采用錐閥控制進料、密封、氣送式給料、再稱重，輸送過程有專門復(fù)檢稱，復(fù)檢稱與包裝機有通訊功能，一旦計量超標，復(fù)檢稱能將信息及時傳遞給包裝機，包裝機根據(jù)信息及時作出計量調(diào)整，同時包裝機自身也自帶數(shù)據(jù)監(jiān)測功能，確保計量精度。

該包裝袋為閥口袋，包裝機套袋口有膨脹裝置，能與袋口緊密接觸，避免粉塵外溢，包裝袋有微孔，能及時將袋內(nèi)空氣排掉。包裝袋采用高頻振動封口技術(shù)，不怕有物料沾粘。

1.2 包裝機產(chǎn)能

聯(lián)堿年產(chǎn)量60萬t，進口包裝機的產(chǎn)品規(guī)格為50 kg/包。每個包裝噴嘴設(shè)計包裝能力：輕灰118 包/h，重灰147包/h；氯化銨(干銨)185包/h。

1.2.1 純堿包裝機

純堿輕灰全自動包裝機配置2臺設(shè)備，每臺配7個包裝嘴，設(shè)備主要材料為316Ti，每臺機器配置一臺插袋機和配套一套成品輸送、復(fù)檢、機器人碼垛系統(tǒng)；輕灰純堿機能力為：82.6 t/h。重灰配套一臺包裝機，采用4噴嘴設(shè)計，設(shè)備主要材料為316Ti，配置一臺插袋機和配套一套成品輸送、復(fù)檢、機器人碼垛系統(tǒng)；重灰設(shè)計包裝能力29 t/h。

1.2.2 氯化銨(干銨)包裝機

氯化銨(干銨)全自動包裝機考慮到設(shè)備的腐蝕性，干銨包裝機配置3臺設(shè)備，每臺配4個包裝嘴，設(shè)備主要材料為316Ti，每臺機器配置一臺插袋機和配套一套成品輸送、復(fù)檢、機器人碼垛系統(tǒng)；干銨包裝機能力為111 t/h。

1.3 包裝機使用情況

該全自動包裝機(50 kg規(guī)格)在實聯(lián)化工(江蘇)有限公司成功使用，據(jù)了解可實現(xiàn)全自動包裝，現(xiàn)場配置工人進行設(shè)備巡檢，工人不參與物料包裝過程，基本實現(xiàn)全自動操作，設(shè)備總體運行較為平穩(wěn)；但是，時常也會出現(xiàn)故障，機械、儀表人員實行倒班制，時刻待命，隨時進行維修。

1.4 包裝機維護保養(yǎng)情況

該包裝機是原裝德國進口設(shè)備，全部采用德國技術(shù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，學(xué)習(xí)理解起來相對較難，對維護人員要求高；雖然設(shè)備是原裝進口，但運行過程中仍然存在一定的故障，需要及時維護保養(yǎng)；由于該備件為德國原裝進口，價格偏貴，一般年設(shè)備檢修費用20萬元/臺套左右。

1.5 包裝機設(shè)備投資

德國進口純堿包裝機3臺套(只含包裝機、插袋機)投資費用273萬歐元，配套成品輸送、復(fù)檢、機器人碼垛系統(tǒng)費用為351萬元。

德國進口氯化銨(干銨)包裝機3臺套(只含包裝機、插袋機)投資費用195萬歐元，配套成品輸送、復(fù)檢、機器人碼垛系統(tǒng)費用為351萬元。

根據(jù)最新歐元匯率1歐元=7.8946元計，純堿、氯化銨包裝機費用4396.7萬元，設(shè)備投資費用比較高。

1.6 包裝袋要求

該德國進口的包裝機采用閥口袋包裝，包裝要求高，需要定制，市場采購有一定的局限性；早期，純堿企業(yè)為了解決包裝袋的問題，專門配套進口國外的包裝袋制造裝置。

1.7 濕銨包裝問題

該德國進口包裝機不具備濕銨包裝的能力，不能適應(yīng)國內(nèi)市場對濕銨的需求。

2 國內(nèi)全自動包裝機系統(tǒng)

國內(nèi)全自動包裝機在純堿、氯化銨行業(yè)使用多年，早期的全自動包裝機并不能實現(xiàn)真正意義的全自動，經(jīng)常出現(xiàn)包裝袋自動輸送不到位、包裝袋折不了邊、縫包機不能自動縫包等一系列問題，每條全自動包裝線必須配2名員工進行人工包裝；隨著國內(nèi)全自動包裝機的不斷技術(shù)創(chuàng)新，該技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，現(xiàn)階段在許多純堿廠家已經(jīng)實現(xiàn)純堿、氯化銨(干銨)的全自動包裝，物料包裝過程不再需要人工進行干涉，工人只需對設(shè)備進行日常巡檢。

2.1 包裝機系統(tǒng)簡介

該全自動包裝機主要由自動送袋系統(tǒng)、自動套袋系統(tǒng)、自動定量包裝系統(tǒng)、伺服抱袋縫包系統(tǒng)、復(fù)檢系統(tǒng)、皮帶輸送及機器人碼垛系統(tǒng)組成。

該包裝機自動定量包裝系統(tǒng)采用斗式秤定量稱量，稱量斗懸掛在四個稱重傳感器組成的支架上，料倉的物料通過軟連進入給料裝置，通過給料裝置攪拌使物料均勻通過，減少給料過程的沖擊，給料裝置下端有一個由執(zhí)行器控制的插板閥，當插板閥打開時物料送達定量稱量斗，由電子定量稱稱量，為了使稱量快而準確，插板閥打開大小變化使給料分快給料、中給料、慢給料，稱重電腦設(shè)定包裝定量值、中給料控制值、慢給料控制值、超差報警值，稱料過程由稱重電腦控制，下料執(zhí)行器配合控制插板閥開度來完成物料稱重，當稱量達到定量值時，稱重電腦發(fā)出信號，下料執(zhí)行器關(guān)閉插板閥，并給出稱量完成信號；此時，設(shè)備檢測到自動上袋完成信號，稱量斗料門打開，物料瞬間進入包裝袋，當稱重電腦值為零時，說明物料已下完，稱量斗料門關(guān)閉并開始下一次稱量，夾袋器自動打開，定量包裝完成，以此循環(huán)連續(xù)包裝。

伺服抱袋縫包系統(tǒng)主要由包裝袋拍打機構(gòu)、折邊機、縫包機、抱袋輸送機等幾部分組成，實現(xiàn)裝好物料的包裝袋折邊、縫包、輸送的功能。伺服抱袋折邊縫包機構(gòu)，達到在包裝過程中物料袋始終站立不倒，解決了以前在自動包裝過程中，粉狀物料內(nèi)含有大量氣體時容易倒袋問題。折邊機構(gòu)將料袋口折邊送入縫口機，縫紉時通過光電傳感器檢測，可在任意位置啟動或停止，含自動斷線檢測功能。該折邊機采用人工折邊的仿生學(xué)原理，取消了傳統(tǒng)折邊機的夾帶輸送機構(gòu)，采用折邊翻板、折邊襯板、折邊護板、翻板氣缸、張開氣缸等機構(gòu)，折邊更平整，不易堵袋褶皺，邊沿整齊。

自動套袋系統(tǒng)采用長、短吸桿加吸頭的機構(gòu)，上袋成功率更高，由于長、短吸桿重量輕，效率大大提高；吸頭是硬質(zhì)材料制作的，更加耐磨損，大大提高了使用壽命。

自動供袋系統(tǒng)有預(yù)置工位和取袋工位，取袋工位的包裝袋用完時，預(yù)置工位的包裝袋自動轉(zhuǎn)移至取袋工位，這樣保證包裝機連續(xù)工作，給操作工留出添加包裝袋的時間。

該包裝機系統(tǒng)采用PLC集中控制，全程全自動執(zhí)行。

2.2 包裝機產(chǎn)能

聯(lián)堿年產(chǎn)能60萬t，進口包裝機的產(chǎn)品規(guī)格為50 kg/包，輕灰包裝能力500包/h·臺，重灰包裝能力600包/h·臺，氯化銨(干銨)600包/h·臺。

2.2.1 純堿包裝機

純堿輕灰全自動包裝機配置3臺設(shè)備，設(shè)備主要材料為304和鈦材，配置相應(yīng)成品輸送、復(fù)檢、機器人碼垛系統(tǒng)，輕灰純堿機能力為75 t/h。

純堿重灰配套1臺包裝機，配置相應(yīng)的成品輸送、復(fù)檢、機器人碼垛系統(tǒng)；重灰設(shè)計包裝能力30 t/h。

2.2.2 氯化銨(干銨)包裝機

氯化銨(干銨)包裝機考慮到設(shè)備的腐蝕性，干銨包裝機配置4臺設(shè)備(3開1備)，設(shè)備主要材料為316L和鈦材，配置相應(yīng)的成品輸送、復(fù)檢、機器人碼垛系統(tǒng)；干銨包裝機能力為120 t/h。

2.3 國內(nèi)全自動包裝機使用情況

該全自動包裝機(50 kg規(guī)格)在唐山三友化工有限公司、桐柏海晶堿業(yè)有限公司、河南金大地化工有限公司成功使用，據(jù)了解可實現(xiàn)全自動包裝，現(xiàn)場配置工人進行設(shè)備巡檢，工人不參與物料包裝過程，基本實現(xiàn)全自動操作，設(shè)備總體運行較為平穩(wěn)。

2.4 包裝機維護保養(yǎng)情況

該包裝機是采用國內(nèi)技術(shù)，結(jié)構(gòu)較簡單，維護保養(yǎng)較容易；設(shè)備總體運行較為平穩(wěn)，但運行過程中仍然存在一定的故障，需要及時維護保養(yǎng)；一般年檢修費用3萬元/臺套左右。

2.5 包裝機設(shè)備投資

純堿輕灰全自動包裝3臺套，重灰全自動包裝機1臺套，配套相關(guān)的成品輸送、復(fù)檢、機器人碼垛系統(tǒng)，設(shè)備投資為879萬元。

氯化銨全自動包裝機4臺套，配套相關(guān)的成品輸送、復(fù)檢、機器人碼垛系統(tǒng)，設(shè)備投資762萬元。

純堿、氯化銨全自動包裝機合計費用1 641萬元。

2.6 包裝袋要求

該包裝機對包裝袋要求不高，一般的包裝袋制作廠商均可制作，市場采購方便。

2.7 濕銨包裝問題

該包裝機具備濕銨半自動包裝機的能力，能夠適應(yīng)國內(nèi)市場對濕銨包裝的需求；現(xiàn)階段，國內(nèi)廠商正在積極開發(fā)濕銨全自動包裝線，在不久的將來，濕銨包裝也能實現(xiàn)全自動包裝。

3 比 較

3.1 技術(shù)方案

國內(nèi)、國外全自動包裝機均能滿足年產(chǎn)量60萬t純堿、60萬t氯化銨干銨聯(lián)堿企業(yè)的包裝需求，在相關(guān)純堿行業(yè)均能成功應(yīng)用，實現(xiàn)物料的全自動包裝。國外(德國)進口全自動包裝機純堿安裝3臺套、氯化銨安裝3臺套，國內(nèi)全自動包裝機純堿安裝4臺、氯化銨安裝4臺，國外全自動包裝機數(shù)量上比國內(nèi)全自動包裝機少2臺，在占地面積上可能略微減少。

3.2 主要設(shè)備投資

國外進口全自動包裝機設(shè)備投資為4 396.7萬元，國內(nèi)全自動包裝機設(shè)備投資1 641萬元，國內(nèi)全自動包裝機設(shè)備投資更低。

3.3 設(shè)備維護保養(yǎng)

國內(nèi)全自動包裝機結(jié)構(gòu)簡單，對于維修保養(yǎng)人員更容易理解，學(xué)習(xí)起來更快。國外全自動包裝機由于是德國技術(shù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，學(xué)習(xí)理解起來相對較難，設(shè)備維護對相關(guān)人員要求更高。

國外全自動包裝機為德國原裝進口，備件價格偏貴。 國內(nèi)的包裝機在日常使用中也會存在小問題，但是，備件價格相對低廉。一般國內(nèi)的全自動包裝機檢修費用3萬元/臺套左右，國外的包裝機技術(shù)一般年檢修費用20萬元/臺套左右。

3.4 包裝袋要求

國外(德國)進口的全自動包裝機采用閥口袋包裝，包裝袋要求高，需要定制，市場采購有一定的局限性；早期，純堿企業(yè)為了解決包裝袋的問題，專門配套進口國外的包裝袋制造裝置。國內(nèi)全自動包裝機對包裝袋要求不高，一般的包裝袋制作廠商均可制作，市場采購方便。

3.5 濕銨包裝問題

國外(德國)進口包裝機不具備濕銨包裝機的能力，不能適應(yīng)國內(nèi)市場對濕銨的需求。國內(nèi)包裝機具備濕銨半自動包裝機的能力，能夠適應(yīng)國內(nèi)市場對濕銨包裝的需求；現(xiàn)階段，國內(nèi)廠商正在積極開發(fā)濕銨全自動包裝線，在不久的將來，濕銨包裝也能實現(xiàn)全自動包裝。

綜上所述，我公司在建年產(chǎn)60萬噸聯(lián)堿，雖然國外、國內(nèi)全自動包裝機均能滿足企業(yè)需求，但是，綜合評估下國內(nèi)的全自動包裝機更具優(yōu)勢，更適應(yīng)中國的國情，也更適應(yīng)本企業(yè)發(fā)展的需求，國內(nèi)純堿、氯化銨全自動包轉(zhuǎn)機(50 kg)大量應(yīng)用已經(jīng)成為未來發(fā)展趨勢。