BFS吹灌封一體機的主要結構及技術說明

BFS吹灌封一體機的主要結構及技術說明

1、機架

結構鋼焊接機架，形成穩固的基礎以安裝無菌管線、模具轉送與合模裝置、廢料去除裝置、擠出機和擠出模頭、液壓動力系統、氣動裝置和控制面板。

2、支腳

支腳可使設備底部易于清洗，支腳配有支撐板、調整螺栓、緊固螺母和地腳螺栓。調整螺栓可迅速調整設備水平。

3、保護罩板

根據 GMP 規定，設備表面應安裝有不銹鋼保護罩板，有些保護罩板為透明的防刮痕抗沖擊的鋼化玻璃板以便清楚地觀察設備內部。所有安全門均安裝了雙重安全裝置（電子和機械），當安全門打開時，所有運動立即停止，液壓裝置也馬上開始泄壓。

4、模架

模具通過液壓缸移向和移出灌裝工位，PLC 控制的電子閥門可確保精確定位。其提供了平滑無振動的運動，從而確保最終產品成型良好。

5、帶料斗的擠出機

塑化聚合物是保障三合一技術穩定、高效生產的關鍵。專門設計伺服電機驅動的低速長螺桿擠出機對塑料顆粒進行塑化。螺桿的長徑比為 24 : 1，此擠出機可提供高啟動扭矩并具有下列特點：

a. 在斷電停機或隔夜停機后的冷啟動非常容易；

b. 逐步加熱可減少材料的熱應力；

c. 比例控制的擠出機加熱器可避免溫度曲線的離散，因而在操作過程中材料溫度可保持恒定；

d. 伺服電機驅動使得擠出機轉速和塑坯長度得到精確控制，在每個工作循環均做比較并自動控制（實時反饋）。

e. 304 不銹鋼料斗配有料位開關并與送料裝置聯動。當塑料顆粒料位降低時，人機界面上將顯示“缺料"的報警信息。

6、擠出模頭

擠出模頭擠出連續的熱塑料管坯，模芯和模杯決定了塑坯的直徑和厚度。塑坯長度控制螺釘開啟或關閉熱塑料通路以控制塑坯的長度。對溫度的精密的比例控制使得熔融樹脂的溫度保持恒定，其結果是得到了穩定的塑坯長度和厚度，這是獲得高質量產品的關鍵。加裝了安全裝置以在擠出機和擠出模頭壓力過高時停止擠出機并產生報警信號。對于小容量產品，通過調整模芯和模杯的間隙即可控制產品的壁厚。

7、塑坯壁厚自動控制

對于大容量產品，使用先進壁厚控制器分 100 點控制產品壁厚。精密的伺服電機控制模芯和模杯的間隙。每一塑坯的長度指的是生產一個容器所需的長度，即切刀兩次切 割之間的長度。塑坯的長度可分割成 100 點，每一點均可給定一特定的厚度值。厚度 的改變通過自動調整模芯和模杯之間的間隙實現，這對優化瓶重、保持壁厚均勻非常 有用，也可在需要時增加瓶底厚度以提高強度。因有圖示，調整控制參數非常容易。

8、塑坯熱切刀裝置

當模具合上而包容一塑坯長度后塑坯由熱切刀切斷，熱切刀為電加熱，溫度控制為閉環電子控制。當連續使用而導致電阻增加時將自動補償其電流而保持電流恒定。切刀斷路時將產生報警信號，切刀的切割速度也可控制，切刀由氣缸驅動。

9、微粒排除系統

當熱切刀切割塑坯時會產生微粒，微粒排除系統可去除大部分煙塵從而減少灌裝區域和產品開口暴露區域及鄰近區域微粒的數量。

10、塑坯壓合裝置

在切割之前，要在熱切刀上面幾公分處將塑坯壓合，以便于熱切刀的切割。水冷壓合 裝置由鋁材料制成，因為鋁有高的熱導率。

11、合模裝置

模具安裝在高強度剛背板上，其可減少由于合模缸的高合模力而造成的變形。在加工 聚丙烯時尤其需要高的合模力。比例控制的合模缸可提供平順的無震動的開模和合模運動，而且開模和合模運動的時間也可縮短。合模裝置配有可調限位器以及定位銷以精確定位。

12、模具

模具由高質量的模具鋼和特殊銅合金制造以快速冷卻塑料，模具內配有冷卻水和真空管路，模具內的真空管路可用熱水自動清洗。模具配有專用安裝孔以連接真空和冷凍水。

如果模具內表面積允許，可選配可更換的商標鑲塊或其他產品相關信息鑲塊，以便將來更換。

模具可設計成借助同一套頭模與底模，通過更換鑲塊即可生產多種不同規格的瓶形。

塑坯的上端由塑坯定位夾固定。塑坯定位夾為水冷，其作用是保證塑胚在灌裝前處于打開狀態。

13、二次冷卻裝置

二次冷卻裝置安裝在模架上，在產品脫模后對產品進行二次冷卻，并將產品送到產品轉移機械手處。

14、沖裁系統

安裝于設備前端的氣動廢料去除裝置由不銹鋼材料制造，其作用是將一組瓶體從邊框上沖切掉。邊框去除后，瓶體被送至一光滑的不銹鋼板上，不銹鋼板的另一端連接著傳送帶，將瓶體送至后續操作。

15、灌裝總成

包括灌裝嘴、灌裝閥組、包容灌裝嘴的 A 級風淋室、導向柱和驅動裝置。大多數情況采用特殊的氣缸驅動裝置使灌裝嘴上下運動。這樣的裝置特別適合清潔環境。由于去除了在灌裝嘴上方的液壓裝置使得灌裝嘴上方更加安全和清潔。

灌裝嘴由 316L 不銹鋼制造，灌裝嘴內有二條通路，一為溶液，一為排放空氣。灌裝嘴的設計無須密封圈，在灌裝嘴內部也無運動部件。上述設計再一次大大降低了污染的可能性。

16、時間-壓力定量系統

灌裝在恒定的壓力和溫度下進行，因此控制灌裝時間即可控制灌裝量。為調整所有容器的總灌裝量可調整所有灌裝嘴的總灌裝時間，調整各個灌裝嘴的灌裝時間（0.001 秒步進）可精確調整每個容器的灌裝量。整個灌裝嘴無運動部件，因此無磨損且無落屑。

穩壓空氣供應裝置由精密壓力傳感器和 PLC 控制，進入罐內的空氣經由 0.2 微米的終端過濾器過濾，由罐內排放的空氣經由相同的終端過濾器過濾。整個裝置包括過濾器均可自動滅菌。

17、液壓系統

包括液壓泵、液壓泵電機、油池、帶堵塞指示器的進出口過濾器、壓力調節器、安全閥、手動截止閥、充氮蓄能器，必要之處均采用高強度高壓管、高壓無縫管、壓力表。

在儲罐的頂端，比例閥和控制閥安裝在相應的接板上，比例閥配有復雜的電子控制，控制所有與液壓裝置有關的運動速度。比例控制的運動在開始時低速運行，再加速到全速，再逐步減速直到靜止。

18、氣動系統  

供應設備的壓縮空氣應預先過濾以去除空氣中的水分和微粒，再經活性碳處理去除氣態碳水化合物以消除雜味。經預處理的空氣也供氣動缸和工藝使用。工藝空氣用于塑坯支撐、吹瓶和灌裝時緩沖罐的加壓。所選用的電氣控制閥和氣動缸均不需潤滑即可運行，這就避免了在潔凈間內使用潤滑空氣。

19、真空系統

包括水環真空泵、汽液分離器、管線、軟管、控制閥以及模具和灌裝嘴內真空管線的清洗裝置。真空裝置的管線可用注射用水清洗。

20、冷卻水系統  

冷卻裝置包括控制閥、流量計、壓力和溫度傳感器、流量調節器以及必要的管線和軟管，可分為下列三個回路：

a. 模具冷卻回路，此為冷卻介質（通常為加入添加劑的水）的封閉循環回路。

b. 擠出機的冷卻回路，循環使用。

c. 真空泵冷卻回路：通常當成廢水排放，如需循環使用，應考慮在管線中采用大尺寸的過濾器和換熱器并考慮循環水的消毒。

21、級風淋室

灌裝嘴和周圍區域由低擾動的無菌空氣幕保護防止污染。在 SIP 中消毒過濾器和直到灌裝嘴的所有空氣管線均可自動經受消毒處理。對設備出廠檢測時可通過檢測保護氣幕中微粒含量確定空氣流速。此后，空氣流速被設定在控制系統中。裝備了復雜的控制系統以確保在過濾器整個壽命周期內空氣流速恒定。

22、無菌管線

設備配有不影響由用戶提供的溶液的微生物條件的無菌管線。產品管路裝備了液體除菌過濾器。除菌過濾器及除菌過濾器之后的所有管線（包括灌裝嘴）均可經受在線滅菌處理。

工藝空氣，即塑坯支撐空氣、吹瓶空氣和緩沖罐內空氣均經除菌過濾器過濾，除菌過濾器和自除菌過濾器之后的所有管線均可經受滅菌處理。

灌裝嘴和周圍區域由低擾動的無菌空氣幕保護防止污染。除菌過濾器和直到灌裝嘴的所有空氣管線均可經受滅菌處理。

所有需要經常更換的管件和部件均由卡箍聯接。

所有與工藝空氣或產品接觸的部件均使用 AISI 316 / 316L /316Ti 不銹鋼或符合食品級要求或符合 USP IV 規定的塑料或彈性體材料制造。

無菌管線安裝了 15 支雙探針溫度傳感器以監測滅菌冷點，一組探針用于滅菌控制，一組用于記錄。

通過 PLC 控制，無菌管線可自動完成下列準備和操作過程：

a. 周期性地清洗產品管線，沖洗并清潔產品管線以去除前一次所灌裝的產品的殘跡。

b. 連續性地清洗產品管線，清洗劑連續地進入緩沖罐并連續地沖洗灌裝嘴。

c. 保持真空以判定無菌管線的泄漏率是否在允許的范圍內。

d. 濕潤過濾器以及其它過濾器完整性測試的準備步驟。

e. 使用壓力蒸汽對所有無菌管線及其部件進行在線滅菌。

f. 干燥和冷卻過濾器以使過濾器干燥并使無菌管線降溫。

g. 在無菌管線中通入加壓無菌空氣以保持無菌管線的無菌狀態。

h. 生產無菌容器。

23、塵埃粒子在線監測

在無菌保障箱上特殊設計的空氣采樣接口上連接微粒計數器即可對 A 級保護空氣進行連續監測。預留的接口為標準設計，但標準配置內不包括微粒計數器。

24、控制系統

控制柜帶有專業的機柜空調，可對柜內進行降溫?？刂乒竦碾姎夥雷o等級為 IP54。

a. 可用 U 盤拷貝核心數據。

b. 為方便故障診斷，設備內建了一百多條報警信號。

c. 工作循環內各個運動的各種時間延遲和駐留時間均可按其發生順序顯示。通過屏幕

可方便地調整各種時間延遲和駐留時間，控制工作循環和調整有關吹瓶、灌裝和封

口的任何參數變得非常簡單，從而提高了操作人員的效率。

d. 作為人機界面，設備提供了以中文為標準語言的 15 寸觸摸屏。

e. 具備完整的電子簽名及權限管理系統，并有審計追蹤功能。

25、設備布置

設備在任何部分均留有足夠空間以方便維修。

所有液壓和氣動控制閥均分別分組并置于相應的區域，故可方便地確定并分辨負責任何特定操作的閥門。

設備內數個地點提供了照明燈，內部有足夠亮度。

26、黑白分區

設備的所有運動部件均會產生并攜帶微粒。因此將大部分的運動部件隔離在另外的區域（黑區），僅將基本部件和操作保留在潔凈區內可以減少潔凈間的面積并降低潔凈室內微粒的數量。此外，在不干擾或不進入潔凈區即可對位于黑區內的部件進行調整或維修。此種分離為可選項并包含：

a. *隔離兩個區域從而減少兩個區域的空氣交換。

b. 提供一個額外的操作終端可在其他區域內監視并控制設備。