32헤드 탄산음료 병입 생산 라인 - 전체 장비 공정에 대한 심층 분석

탄산음료는 독특한 상쾌한 맛과 풍부한 탄산 감각으로 인해 세계 음료 시장에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 콜라와 스프라이트에서부터 소다 워터와 스파클링 워터에 이르기까지, 이러한 음료의 제조 과정은 설비 및 기술에 특별한 요구 사항을 제시합니다. —저온 제어, 효율적인 이산화탄소 용해, 등압 충진 등은 모두 필수적입니다.

 

본 기사에서는 장자강 신마오 음료 기계 유한공사의 모리타니아 고객 사례를 바탕으로 당분 용해 단계부터 필름 포장 단계까지 전체 설비를 생산 라인 공정 순서에 따라 분석함으로써, 탄산음료 생산 라인 뒤에 숨겨진 기술적 논리를 심층적으로 이해해 보겠습니다.

1. 시럽 제조 구역: 맛의 시작점

1. 고전단성 당용해 탱크

 고전단성 당용해 탱크의 작동 원리는 두 가지 관점에서 살펴볼 수 있습니다. 즉, "어떻게 가열하는가"와 "어떻게 전단하는가"입니다.

 

1.1 효율적인 3중 단열 구조(가열 방법)

 

설탕을 빠르게 용해하기 위해 탱크 자체가 정교한 열교환기 역할을 합니다. 일반적인 구조는 3층 설계입니다.

 

내측 층: 설탕과 물과 직접 접촉하는 재료층으로, 보통 식품 등급 스테인리스강으로 제작됩니다.

 

중간 층: 가열 재킷으로, 증기 또는 열전달유를 유입하여 재료를 가열합니다.

 

외측 층: 단열층으로, 열 손실을 줄이고 에너지를 절약하며 효율을 높이기 위해 단열재로 채워집니다.

 

일반적으로 두 가지 가열 방식이 있습니다.

 

증기 가열: 보일러에서 생성된 증기를 재킷 내부로 유입하여 가열하는 방식입니다. 이 방법은 빠른 가열과 편리한 온도 조절이 가능하므로 대규모 생산 라인에서 선호되는 방식입니다.

 

전기 가열: 재킷 내부에 전기 가열 소자가 설치되어 열전달 오일을 가열함으로써 내용물을 간접적으로 가열합니다. 이 방식은 증기 보일러가 없는 공장이나 생산량이 적은 공장에 더 유연하고 적합합니다.

 

1.2개의 핵심 구성 요소: 고전단력 헤드(전단 작용 원리)

 

이것이 일반 설탕 냄비와의 주요 차이점입니다. 고전단력 헤드의 핵심은 정밀 가공된 로터와 스테이터 세트입니다.

 

작동 과정: 모터가 로터를 스테이터 내부에서 초고속(최대 2800rpm 이상)으로 회전시킵니다. 이때 강력한 흡입력이 발생하여 냄비 바닥 또는 중앙부에 있는 설탕-물 혼합물을 작업 챔버로 끌어들입니다.

 

절단 및 분산: 원료가 로터와 스테이터 사이의 극도로 좁은 간극을 통과할 때, 고속 절단, 강력한 압축, 유체 마찰, 충격에 의한 찢어짐, 난류 등 여러 가지 힘을 동시에 받습니다. 이러한 힘들은 뜨거운 물 속의 설탕 결정을 즉시 분쇄하고 분산시켜 균일하고 안정적인 시럽을 형성합니다. 이 공정은 종종 '유화' 또는 '균질화'라고도 불립니다.

 

탄산음료 제조에서 핵심적인 역할

이 장비는 전체 병입 라인에서 중요한 '최전선 방어선' 역할을 수행합니다. 설탕을 신속하고 완전히 용해시켜 재결정을 방지합니다. 일반적인 교반 방식은 설탕 결정을 남길 수 있으며, 냉각 과정에서 다시 결정화(재결정)되어 맛과 병충전 품질에 영향을 줄 수 있습니다. 고전단력 설탕 용해기기는 강력한 작동을 통해 설탕을 완전히 용해시켜 보다 안정적인 시럽을 제공합니다.

 

원료 사용 과 맛 을 향상 시킨다. 설탕 이 더 철저 하고 미세 하게 녹아지면 최종 음료 가 더 부드럽고 달콤 하게 맛 을 낼 것 이다. 일부 자료 는 높은 깎기 를 사용 하여 녹인 시럽 이 더 맛 있는 것 이라고 알려 준다.

 

그것은 후속 살균 과정을 촉진 합니다: 설탕 해소 일반적으로 80 이상 온도 가열을 필요로 °C, 그 자체는 초기 살균 과정으로 설탕에 존재할 수 있는 열에 저항하는 미생물을 죽이고, 후속 과정에 대한 부담을 줄입니다.

 

그것은 정확한 재료 혼합을위한 조건을 만듭니다: 고속 깎는 것은 정확한 농도를 가진 시럽을 빠르게 준비 할 수 있습니다 (예를 들어, 전형적인 시럽 브릭스는 60도까지 도달 할 수 있습니다.), 후속 단계에서 처리 된 물, 향수, 산화물 등을 정확하게 혼합하는 것을 촉진합니다.

 

다른 장비와 협업 작업 흐름

 

전체 배치 시스템에서 고전단성 당 용해 탱크는 독립적으로 작동하지 않으며, 일반적으로 공정의 시작점으로 다른 장비와 연계하여 시럽을 제조한다.

 

당 용해: 과립당과 약 80~85 °°C의 온수를 일정 비율(예: 6:4)로 고전단성 당 용해 탱크에 투입하여 약 20~30분간 고속 전단력으로 용해시켜 조시럽을 얻는다.

 

반응/살균: 조시럽을 반응 탱크로 이송하여 약 85 °°C에서 일정 시간(예: 30분) 동안 유지함으로써 완전한 파스퇴르 살균을 실시한다.

 

여과: 살균된 시럽을 필터(예: 2단계 필터)를 통해 여과하여 활성탄, 미량 불순물 또는 미용해 입자 등을 제거하고 맑은 정제 시럽을 얻는다.

 

임시 저장/냉각: 정제 시럽을 저장 탱크에 임시 보관하면서 냉각을 시작하고, 최종적으로 혼합 탱크에서 기타 원료와 혼합될 때까지 대기한다.

 

이 단계 후, 준비된 시럽은 탈기 및 냉각(약 0℃) 과정을 거친 다음 고압 하에서 이산화탄소와 혼합되어 탄산음료를 형성하고, 이후 병입 공정을 위해 충진기로 이송된다. °고압 하에서 이산화탄소와 혼합되어 탄산음료를 형성한 후, 병입을 위해 충진기로 이송됨 .

 

2혼합/저장 탱크

 

기능: 혼합 탱크로서, 기본 시럽, 처리된 물 및 다양한 식품 첨가물을 배합 비율에 따라 최종 혼합하여 표준 농도의 '혼합 시럽'을 생산한다. 저장 탱크로서는 다음 공정을 위해 준비된 시럽을 보관하는 데 사용된다.

 

작동 원리: 탱크에는 교반기가 장착되어 있으며, 회전하는 블레이드를 이용해 원료를 뒤섞고 완전히 혼합한다. 3톤 용량은 단일 혼합 시의 배치 크기를 결정한다.

이. 혼합 및 탄산화 구간: 가스의 핵심

3혼합기

 

기능: 생산 라인의 핵심 장비 중 하나로, 두 가지 주요 작업을 수행한다. —특정 비율로 시럽과 물을 정밀하게 혼합하고, 음료에 이산화탄소(CO₂)를 용해시켜 탄산음료를 제조한다. 2 가스를 음료에 용해시켜 탄산음료를 제조한다.

 

작동 원리: "2개 탱크"는 두 개의 주요 내부 탱크를 의미합니다.

 

진공 탈기 탱크: 혼합물이 먼저 이 탱크로 유입되며, 진공 펌프를 통해 산소가 제거됩니다. —산소는 CO 2 용해를 방해하고 맛에 영향을 줍니다.

 

탄산화 탱크(혼합 탱크): 탈기된 액체는 고압 펌프에 의해 이 탱크로 펌프업되며, 약 0.7~0.8 MPa의 압력을 유지합니다. 상단에 설치된 분무 장치가 액체를 극도로 미세한 안개 형태로 분사하여 CO 2 와의 접촉 면적을 크게 증가시켜 효율적인 용해를 실현합니다. 3톤 용량은 시간당 약 3톤의 혼합물을 처리한다는 것을 의미합니다.

 

탄산 함량은 맛에 직접적인 영향을 미칩니다: 단일 탱크 믹서는 국가 표준 탄산 함량의 2.5배, 3단계 탱크 믹서는 3.0배, 고농도 믹서는 3.8배의 탄산 함량을 달성할 수 있습니다.

 

 

4냉각기

 

기능: 믹서에 지속적이고 대량의 저온 냉각수(보통 0~4 ℃℃)를 공급합니다. 낮은 온도는 CO 2 용해.

 

작동 원리: 냉매는 압축기, 응축기, 증발기, 팽창 밸브로 구성된 냉각 사이클을 통해 냉각됩니다. 냉각된 냉각수는 판형 열교환기를 통해 음료 원료와 열을 교환합니다. '60P'는 압축기의 출력을 의미하며, 숫자가 클수록 냉각 능력이 강합니다.

 

 

 

삼. 충전 및 캡핑 구간: 정확성과 위생 보장

5.3in1 충진기(32헤드 세척 + 충진 + 마개 닫기)

 

기능:  이 기계는 세 가지 공정을 연속적으로 완료합니다. —빈 병 세척, 탄산음료 충전, 캡 조임 —단일 장치에서 이 모든 작업을 수행하므로 생산 라인의 핵심 장비입니다.

작동 원리 —핵심 원리는 등압 충전입니다.

 

 

공기압송:  공기 압력 운반 덕트는 블로어가 생성하는 고속·청결한 공기 흐름을 이용해 빈 병을 특정 트랙을 따라 신속하고 질서 있게 전방으로 이동시켜 충전기의 병 입구 휠과 직접 연결합니다.

 

 

 

 

헹구기 병 클램프가 병 목부를 고정하고 180도 회전시킵니다. °살균된 물이 노즐에서 분사되어 병 내벽을 헹구고, 배수 후 병은 원래 위치로 회전합니다.

 

 

 

등압 충전 :

① 병이 상승하여 충전 밸브가 병 목부를 밀봉합니다.

② 고압 CO 2 (액체 실린더와 동일한 압력)가 먼저 병 내부로 주입됩니다.

③ 병 내부 압력이 액체 실린더의 압력과 같아지면 중력에 의해 액체가 유입됩니다.

④ 배출된 CO 2 는 되돌림 파이프를 통해 액체 실린더로 재순환됩니다.

⑤ 액체 수위가 되돌림 파이프 끝에 도달하면 충전이 중단됩니다. 이 방식은 과도한 거품 발생 및 CO 2 누출을 방지하여 충전 정확도와 탄산 함량을 보장합니다.

 

 

 

 

캡핑:  캡 공급장치가 병의 목 부분에 캡을 공급하는 동안, 캡핑 헤드는 자체 축을 중심으로 회전하면서 동시에 중앙 축을 중심으로 공전하며, 자기 토크 장치를 통해 캡을 조여서 캡을 손상시키지 않으면서 밀봉을 완벽하게 유지합니다.

 

전체 기계는 PLC로 제어되며, 캡 누락 감지, 병 막힘 시 자동 정지, 과부하 보호 기능이 탑재되어 있습니다.

 

6마개 닫는 기계

 

기능:  무질서하게 쌓인 병 캡을 자동으로 정렬하여 캡핑 공정 위치로 체계적으로 이송함으로써 연속적인 생산을 보장합니다.

 

작동 원리: 일반적으로 원심식 캡 공급장치를 사용합니다 —회전하는 디스크의 원심력에 의해 캡이 나선형 캡 공급 트랙으로 이동합니다. 분류 장치가 자동으로 거꾸로 뒤집힌 캡을 식별하고 제거하여, 모든 캡이 일정한 방향으로 공급되도록 합니다.

 

 

사. 포장 공정: 제품에 최종 형태를 부여

7. OPP 라벨링 기계

기능: 완성된 병에 OPP(전방향성 폴리프로필렌) 링 라벨을 부착하여 제품의 외관과 브랜드 이미지를 향상시킵니다.

 

작동 원리: 이것은 자체 접착식 라벨 부착기입니다 —라벨 공급장치가 라벨 롤을 백잉 페이퍼에서 떼어내어 접착제가 도포된 라벨만 남깁니다. 센서가 병의 위치를 감지한 후, 라벨 부착 장치가 병에 정확하게 라벨을 부착하고, 스태핑 장치가 라벨을 매끄럽고 단단히 고정시킵니다.

 

 

8. 필름 포장 기계

 

기능: 완제품 병 일정 수(예: 6병 또는 12병)를 묶은 후 열수축 필름으로 포장하고, 가열하여 운반 및 판매용 케이스 포장이 용이한 수축 포장 단위를 형성합니다.

 

작동 원리: 병 분류 및 포장 장치가 병을 정렬하고 필름으로 포장한 후, 열수축 채널로 이동합니다. —고온(전기히터로 가열)에서 PE 또는 POF 필름이 급격히 수축하여 병 본체에 단단히 밀착되어 안정적인 포장을 형성함 u 질소

 

 

다섯째. 세척 및 보호 구역: 식품 안전의 초석

9. CIP 완전 자동 세척 시스템(1.5톤)

 

기능: '클린-인-플레이스(CIP)' 시스템이라고도 하며, 장비를 분해하지 않고 탱크, 배관, 밸브 내부 표면을 자동으로 철저히 세척하고 소독합니다.

 

작동 원리: 이 시스템은 산성 세정제, 알칼리성 세정제, 소독제를 저장하는 여러 개의 탱크와 공급 펌프, 제어 밸브로 구성됩니다. 사전 설정된 프로그램에 따라 물과 → 알칼리 → 물 → 산 → 물 → 소독제가 정해진 순서로, 일정한 온도와 유량으로 배관 및 세척 대상 장비로 공급되어 잔류 물질과 미생물을 순환·세척하여 제거한 후, 최종적으로 멸균수로 헹굽니다. 전체 공정은 PLC로 자동 제어됩니다. '1.5톤'은 세정제 저장 탱크의 용량을 의미합니다.

 

 

 

공정 파라미터의 핵심 포인트

키 파라미터	요구
채우기 온도	0-5℃, 0에 가까울수록 ℃, CO를 확보하기에 더 유리합니다. 2 용해.
채우기 방법	슬러리의 교반 및 거품 발생을 방지하기 위한 등압 충전 방식입니다.
적용 가능한 병 유형	PET 병 및 유리병, 용량 200~2000ml
생산 라인 처리 능력	2000-36000 병/시간, 고객 요구에 따라 맞춤 설정 가능.

 

완전한 탄산음료 병입 생산 라인은 시럽 제조, 탄산 혼합, 등압 병입, 포장이라는 네 가지 핵심 공정을 정밀하게 조율하여 운영됩니다. 각 장비는 고유한 기술적 역할을 수행합니다: 당용해 탱크는 맛의 기반을 마련하고, 믹서는 탄산음료에 생명력을 부여하며, 3-in-1 병입기는 위생성과 정밀도를 보장하고, CIP 시스템은 식품 안전을 지키는 핵심 요소입니다.