本文關鍵詞： 果粒飲料 盒中袋 灌裝機 結構系統(tǒng) FLUENT優(yōu)化 控制系統(tǒng)　出處：《南京理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：盒中袋相對于普通包裝能夠延長果粒飲料的保存時間、方便運輸,但是利用普通盒中袋灌裝機灌裝果粒飲料易出現(xiàn)果粒沉淀、壓碎和閥道堵塞等問題。傳統(tǒng)工藝采用果粒、飲料分步灌裝的方法,但是該方法自動化程度低、工作效率低。為了更好的解決果粒飲料盒中袋灌裝問題,本課題設計一種新型果粒飲料盒中袋灌裝機。首先,根據(jù)果粒飲料盒中袋灌裝原理設計出灌裝機機械系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由供料系統(tǒng)、灌裝系統(tǒng)、機架結構以及檢測系統(tǒng)組成,采用SolidWorks軟件完成以上各系統(tǒng)的三維實體建模。其次,通過FLUENT模擬仿真對灌裝閥閥道結構進行參數(shù)優(yōu)化,從而降低果粒飲料對灌裝閥的沖擊,提高灌裝穩(wěn)定性。選用正交試驗設計方法,開展儲液攪拌缸內(nèi)果粒飲料的攪拌過程仿真分析研究。借助極差分析方法,研究分析各仿真變量對果粒含量的影響規(guī)律和影響程度主次順序。結果表明:槳直徑的影響程度最大,其次為攪拌速度,下層槳高度影響程度最小,選取最優(yōu)參數(shù),最終實現(xiàn)果粒含量4.71%-5.38%,滿足要求。最后,根據(jù)灌裝機生產(chǎn)工藝要求,基于分塊式編程思想將果粒飲料盒中袋灌裝機控制部分劃分為供料系統(tǒng)控制、灌裝系統(tǒng)控制、稱重系統(tǒng)控制三個模塊。通過可編程控制器,采用增量式PID閉環(huán)控制分別對儲液缸液位與灌裝質(zhì)量進行實時監(jiān)測,使得灌裝精度保持在0.5%以內(nèi)。增設SMART LINE1000ie觸摸屏為操作人員提供直觀快捷的操作界面,使用人員可在操作界面直接控制果粒飲料盒中袋灌裝機的運行。對果粒飲料盒中袋灌裝機樣機進行調(diào)試、運行以及灌裝實驗,結果表明:該果粒飲料盒中袋灌裝機運行穩(wěn)定可靠,不僅滿足預設生產(chǎn)要求,而且提高了果粒飲料的灌裝效率、灌裝質(zhì)量、灌裝自動化程度、擴寬了盒中袋的使用范圍,為灌裝機的繼續(xù)研發(fā)提供了理論依據(jù)。
[Abstract]:Compared with the ordinary packaging, the bag in the box can prolong the preservation time of the beverage and facilitate the transportation, but it is easy to precipitate the fruit in the beverage filled with the bag filling machine in the ordinary box. In order to solve the problem of bag filling in the beverage box, the traditional technology adopts the method of filling fruit grain and beverage step by step, but this method has low automation and low working efficiency. Firstly, according to the filling principle of fruit beverage box, the mechanical system of filling machine is designed, which is mainly composed of feeding system and filling system. Frame structure and detection system composition, using SolidWorks software to complete the above system three-dimensional solid modeling. Secondly. The parameters of filling valve channel were optimized by FLUENT simulation, so as to reduce the impact of fruit beverage on filling valve and improve the filling stability. To carry out the simulation study on the mixing process of the fruit pellet beverage in the tank of liquid storage and agitation, with the help of the range analysis method. The effects of simulation variables on fruit content were studied and analyzed. The results showed that the influence of impeller diameter was the largest, followed by stirring speed, and the influence degree of lower paddle height was the least. Select the best parameters, and finally achieve the fruit content 4.71-5.38 to meet the requirements. Finally, according to the filling machine production process requirements. Based on the idea of block programming, the control part of the bag filling machine in the fruit pellet beverage box is divided into three modules: feeding system control, filling system control and weighing system control. Incremental PID closed-loop control is used to monitor the liquid level and filling quality of liquid storage cylinder in real time. The filling accuracy is kept within 0.5%. SMART LINE1000ie touch screen is added to provide the operator with an intuitive and quick interface. The user can directly control the operation of the bag filling machine in the fruit pellet beverage box at the operating interface. The prototype of the bag filling machine in the fruit granule beverage box can be debugged, run, and the filling experiment is carried out. The results show that the filling machine is stable and reliable, which not only meets the requirements of preset production, but also improves the filling efficiency, filling quality and filling automation. The application range of the bag in the box is broadened and the theoretical basis is provided for the further research and development of the filling machine.
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TS206.5

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本文編號：1493154