啤酒灌装、压盖机PLC 控制系统
辽东学院 宁海
1 引言
啤酒生产过程分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。啤酒灌装、压盖机部分属于包装工序。啤酒经膜过滤后由管路送入回转酒缸，再经酒阀进入瓶子中，压盖后获得瓶装啤酒。啤酒灌装、压盖机的工作效率和自动化程度的高低直接影响啤酒的日产量。
为了满足我国啤酒行业日益扩大生产规模的需求和啤酒现代化灌装机械高速灌装的要求，国内各啤酒生产厂家都在积极寻求或改造本单位的啤酒灌装生产设备，使其成为具有良好的使用性能，先进的技术水平及高生产效率、运行稳妥可靠、维护成本低的啤酒现代化灌装机。
2 啤酒灌装、压盖机工作原理和控制部分构成
液体灌装机按灌装原理可分为常压灌装机、压力灌装机和真空灌装机。啤酒灌装、压盖机采用压力灌装方法，是在高于大气压力下进行灌装，贮液缸内的压力高于瓶中的压力，啤酒液体靠压差流入瓶内。
目前国内外实现灌装工艺路线基本上是:利用回转酒缸产生的旋转运动，使安放在酒缸槽位上的空瓶通过机械机构将固定在酒缸上部的欲抽真空阀打开，对已封好的瓶子进行抽真空处理，拨转外操作阀杆，打开气阀，对瓶内充填CO2气体，抽真空凸轮继续打开真空阀，将瓶内空气与CO2混合气体抽出，气阀再次打开，对瓶内充填CO2气体，灌装阀内的液阀在瓶内压力接近背压气体压力时打开，酒液顺瓶壁注入瓶内，通过气动或电动控制灌装阀实现啤酒的灌装。
当今国际先进的啤酒灌装、压盖机的控制系统主要由光电开关位置检测部分、走瓶带、酒缸转速的变频调速部分、主控由可编程控制器、触摸屏等组成。灌装、压盖机的机械结构装置与PLC 可编程控制、变频无级调速、人机界面等现代自动控制技术手段完整的结合，形成机电一体化。
3 控制部分改造方案
国内很多啤酒厂家现使用的灌装、压盖机的控制系统的自动化程度参差不齐; 所有手动按钮和工艺开关都设置在一个操作箱的面板上，PLC 控制器大都为日本OMRON 公司或三菱公司的早期产品，设备连锁控制、保护设置少，加之啤酒灌装的现场环境恶劣，潮湿度大，使开关等接触触点锈蚀严重，系统的信号检测部分故障率较高，造成设备控制系统运行的可靠性低，设备正常运
行周期短等现象。
以实际改造的丹东鸭绿江啤酒有限公司的灌装、压盖机的控制系统为例，介绍改造方法，阐明改造这类设备的控制思想和思路; 根据现场的实际工艺条件，重新编写了PLC 的运行程序。针对啤酒灌装、压盖机控制系统的实际状况，并根据现场的实际工艺条件，重新设计了设备的PLC 控制系统。这种改造方法和思路同样可以应用与其他液体介质灌装设备的改造。
3.1系统硬件配置
使用日本三菱公司的FX2N128MRPLC 替换原系统使用的2台OMRON 公司的C60P PLC，原系统的PLC 由于是老型号产品，和计算机联机需要配置特殊的通讯转换器，系统需要增加外部I/O输入点时，扩展模块备件较难寻。FX2N128MRPLC 是集成128点I/O的箱体式控制器，具有运算速度快，指令丰富、性能价格比高、联机编程简单、扩展方便等优点，是三菱FX 系列中功能最强的小型控制器。
(1) 采用三菱公司的900系列的970GOT 人机触摸屏替换原系统使用的面板按钮并监控显示设备的运行工作参数。970GOT HMI为高亮度的16色显，通过汇流连接和FX2N128MRPLC 的CPU 直接连接，实现快速回应。具有许多维护功能，如列表式编辑功能、梯形图监控(故障查找) 功能、系统监控功能等用来查找故障和维护PLC 系统。
(2) 灌装、压盖机的变频器在改造中没有更换，现场检测信号的手段仍然采用开关式检测，因检测开关长期工作在湿度很大的场合，因此选择电容式的接近开关，根据PLC I/O端子的接线方式，选择PNP 型的接近开关，控制系统结构见图1。
图1 控制系统结构框图
3.2 系统程序设计
PLC 控制器的程序设计重点和核心是围绕着酒缸的旋转速度控制和酒缸上60个瓶位相关位置的检测移位、破瓶、空瓶瓶位相关位置的检测移位和相关灌装阀等的控制。其中的瓶位移位检测程序中，采用了三菱PLC 位左移指令，驱动执行条件输入每一次由OFF-ON 变化时，执行N2位移动，N2为移动的位数。
(1) 瓶位移位子程序
413 LD X055;机器计数脉冲测量检测输入点
414 PLS M49;主电机转速测量检测输入点取上升沿微分后的位M49
416 PLF M301;主电机转速测量检测输入点取下降沿微分后的位M301
418 LDI M590;进瓶个数检测
419 ANI X005;连锁保护点
420 ANI X006;紧急停车保护
421 OUT M50;进瓶瓶位是否有瓶检测
422 LD M49;主电机转速测量检测输入点
423 SFTL M50 M500 K60 K1
; 瓶位移位检测，采用PLC 位左移指令，这条指令是整个子控制程序的核心之一，主电机和瓶
位检测开关同步检测移动的酒瓶，主电机每转一周，正好对应酒缸转过一个瓶位，PLC 内部单元内对应这60个瓶位的单元为M500~M559，单元个数用第一个字母K 设置为K60，每次变化一位用第二个字母K 设置为K1，M50反应了瓶位的空、缺位置，并将检测到的这个位置以电机转速的频率移位下去，在内部相应的 单元内置“1”或“0”，控制相应的阀门和搅拌瓶盖的电机的开与停。系统在连续检测90个空瓶位后，停止搅拌瓶盖的电机的运行，检测瓶位的个数可以根据用户的要求任意设定。
432 LD X052
; 出瓶位检测
回转酒缸通过压力往瓶内背压装酒的过程中，空瓶在背压后，可能由于瓶子本身裂纹等原因导致突然爆瓶，这就需要检测出爆瓶瓶子的位置，在这个瓶位的位置进行打开吹扫电磁阀，喷出压缩空气，将瓶位上的碎瓶片吹离位置，在连续吹扫几个瓶位后，在打开喷射电磁阀，喷射出高压水注，在对破瓶位置周围瓶位连续喷射几个瓶位。
(2) 实现爆瓶检测、控制的步进控制
482 LD X055;机器计数脉冲测量检测输入点
483 PLS M49;主电机转速测量检测输入点取上升沿微分后的位M49
485 PLF M309;主电机转速测量检测输入点取下降沿微分后的位M309
486 LDI M70;破瓶位置检测
487 ANI M071;连续破瓶位置检测
488 ANI X052;进瓶位置
489 SFTL M52 M600 K20 K1
破瓶检测和瓶位检测开关同步检测移动的破瓶，主电机每转一周，正好对应酒缸转过一个瓶位，PLC 内部单元内对应这20个破瓶位的单元为M600~M619，单元个数用第一个字母K 设置为K20，每次变化一位用第二个字母K 设置为K1，M52反应了破瓶的位置，并将检测到的这个位置以电机转速的频率移位下去，在内部相应的 单元内置“1”或“0”，控制相应的喷射和吹扫电磁阀开与停。连续喷射和吹扫电磁阀的开听、停时间可以根据工艺要求任意设定。
破瓶检测和瓶位检测的程序流程图如图2所示：
图2 破瓶检测和瓶位检测子程序流程图
系统自动化运行可靠的保障就是控制进出瓶盖的同步跟踪，既准确检测电机转速检测开关、破瓶检测开关和进瓶检测开关三个条件。
(3) 970GOT人机触摸屏操作终端机的软件采用三菱公司的GT WORKS软件包，其中GT Designer 是一个用与整个GOT9000系列的绘图套装软件。该软件包操作简单，事先可在个人计算机上组态并仿真调试，完毕后下载至人机操作终端机。同时，因为人机界面又具有触摸屏的作用，将常用的开关设在显示屏上，方便操作。还可并以增加一些功能，如设置报警信息等。
4 改造后控制系统功能
系统正常运行时，机器为自动控制，根据进出瓶带上瓶的满缺，按设定速度或慢速运行，进瓶档瓶，无瓶不下盖，爆瓶自动冲洗，灌装位置自动背压，下盖输盖系统的自动开停和安全保护等动作的协调联锁。原来所有按钮的操作改造后都在触摸屏上进行。
5 控制系统检测状态的监控功能
进瓶检测开关和破瓶检测开关通过检测每个压瓶部分上面的小铁片的位置，产生光电脉冲输出，再有PLC 采集，由于每个压瓶部分上面的小铁片的位置是活动的，在机器运行一段时间后，压瓶部分上面的小铁片和检测开关的位置发生位移，造成检测开关误判断，如没瓶判断为有瓶，爆瓶漏检、误检等造成输出失误，使PLC 产生误动作，造成如背压、爆瓶吹、洗、瓶盖搅拌系统控制失灵等故障现象。
在改造前的日常生产过程中，碰到这种现象时，操作工只能将各个功能开关或按扭打到手动控制档位，使机器设备工作在无监控状态下，机器失去自动控制功能。造成了很大的生产原料如气、水、酒的浪费。只能在生产的间歇，才能由维修钳工和电工根据检测开关上的小发光二极管的亮和灭通过调整位移距离只有5~8mm的检测开关的安装位置，来修正检测开关和小铁片的间隙。这种检测手段非常落后，调整后的效果反应致后，不能及时反应调整结果。
针对这种检测状况，结合改造后的灌装、压盖机控制系统的配置，新增了这部分检测功能，并集成在人机触摸屏中，完成瓶位检测。
在人机触摸屏的界面分页显示屏上，可以分别时时动态显示60个瓶位的状态和爆瓶时的瓶位状态，有瓶、无瓶、爆瓶、背压开关等检测开关、搅拌电机等电磁阀的开关状态都以不同颜色来显示，非常直观。
在需要修正检测开关和小铁片的位置时，可以在正常生产的条件下，不停机，由维修人员只要根据显示屏上的瓶位状态，就可以在线调整，并马上看到调整后的效果。在日常维修中，也可以用它作为状态监控设备，观察输出设备的运转状况。
增加这套系统功能的是为保证灌状压盖机的自动化控制系统正常运行而专门设计的。软件界面见图3。
图3 软件界面之一
6 结束语
改造后的控制系统大大地简化了复杂的机械结构，经现场运行情况和控制效果检验，系统的自动化程度达到了设计要求，大大减少了操作人员的劳动强度，使啤酒灌状的日产量比过去提高30%以上，故障率大大减低。体现了现代设备的自动控制技术。是在消化、吸收当今工业控制的先进技术的基础上加以创新、研制而成的目前国内技术最先进的灌装控制系统。
本文来自2005年第7期“工业控制技术” (佳工机电网)
1. 啤酒中溶解CO2 浓度测量方法
a) 温度-压力法
啤酒、苏打水和碳酸之类充碳酸气饮料中的CO2 浓度。到目前为止，饮料行业一直依赖于温度-压力法来进行CO2 浓度测量。实际是亨利定律的一种改良变型，将温度和压力测量值转换为浓度。这种方法在亨利定律方程式中使用一个单一常数用于密度和一个单一常数用于溶解度，使得该方法已经变得过时和不准确。这是一种间接方法，它并不测量单独气体的浓度，而是测量所有溶解气体的合成结果。近年来，啤酒行业的变化已经加剧了这些瑕疵。密度在亨利定律方程式中被作为一个常数而引入，因为温度-压力仪器根本不能测量密度。在历史上，这种方法是基于这样的假设而发展的：即，所有啤酒都具有相当的密度。轻啤酒、爱尔啤酒和低糖啤酒已经说明了这种假设的不正确性。事实上，许多啤酒现在具有一个比水小的比重
。有许多啤酒中使用氮气来给出一个比较高的压头使得温度和压力的测量变得不准确；一方面是因为缺乏区别，另一方面是因为溶解度系数的不同。酒精含量高的啤酒也具有一个不同的密度。另外，高速瓶装生产线的引入也导致了与饱和碳酸无关的压力尖峰，形成了明显的浓度尖峰。 在Zahm 和Nagle 的压力-温度测量换算表是基于啤酒的比重为1.015。此表起源于从美国酿造化学工作者学会1949年第5次修订的“分析方法”获得的一种方法分析。因为没有测量酒精浓度，所以当前方法在亨利定律中使用一个常数作为酒精密度。在一条灌装生产线上，啤酒比重的范围是从1.007到0.998，比重为0.998时表明是一种低碳水化合物啤酒；而酒精的含量范围则是从实际上的零到4个百分点。对于使用当前方法得出的结果，其误差几乎要比使用实验室仪器测得的结果高出一个数量级。二氧化碳在酒精中的溶解度与在水中的不同，那么对于当前压力-温度测量方法，不论是具有低、还是高酒精含量的啤酒都会形成一个显著的误差。
气体在液体中的溶解度与该液体的密度除以摩尔混合比、或基于质量的气体与液体之比成比例。这就意味着，酒精浓度密度与相当数量的啤酒成正比。相对于1 g／ ml 的水密度来说，酒精的密度是.789 g／ml 。在叙述亨利定律方法时，应该将这一点考虑在内。
b) 衰减全反射（ATR ）红外光谱法
在线测量碳酸饱和度的当前方法使用了过时的亨利定律的近似性；它利用没有将产品密度、有效地处理的爱尔啤酒、窖藏啤酒、轻啤酒、高酒精含量啤酒和低碳水化合物啤酒之变化考虑在内的常数，按照它们具有相同的比重那样进行了处理。而对于不同的酒精浓度，使用恒定的密度也导致了另一个误差。
红外分析使用比尔-朗伯定律。在光学路径保持恒定时，浓度与样品吸收的红外能的数量成正比。ATR 采样方法使用了这样的事实，当一束红外光在透明介质内部移动的辐射光从一个表面内部反射时，根据样品（啤酒）和晶体之间的折射比，光束中部分能量会稍微超出反射表面以外。辐射强度会通过反射的次数而逐步衰减。 使用中红外ATR 传感器的振动光谱消除了由于密度造成的误差，因为此传感器使用比尔-朗伯定律进行浓度计算；它只依赖由于CO2分子在溶液中的存在而导致的红外辐射能的吸收。这消除了一个潜在的误差；此误差可能会高达0.5体积／体积，比普通仪器技术规格高出十倍的系数。
Thermo 公司最近新推出的CrystalVision CO2 传感器给饮料中的CO2 测量带来了革命性的变化。新技术是将高精度实验室红外饱和碳酸监视设备引入到在线加工生产线、填充器、贮罐，这种应用保证了准确、实时的测量。Thermo Electron公司生产的这种新型传感器是一种固态装置，不需要任何维护，降低了运行成本，并且是在不使用滑流的条件下能够直接测量碳酸饱和度的唯一一种装置。使用红外的其它潜在应用是，测量酒精、碳水化合物和溶解糖的浓度。
CrystalVision CO2 传感器是一种成本效益高的解决方案；它能容易地展开并组合到饮料生产工艺中，尤其是啤酒酿造。该传感器操作24 x 7，并且能够承受“原地清洗”（CIP ）循环，从而提供了能用于增大产量的连续数据。因为此传感器不会由于CIP 而“变瞎”，所以它能监视CIP 循环，通过节约天然资源和减少浪费而导致了利益的提高。得益于最新红外技术的使用，此传感器只监视“真正的CO2”，不会受压力尖峰或无关气体的影响，例如溶解的氧气或氮气。CrystalVision CO2 传感器完全地固态的；除了定期标定以外，它实际上根本不需要维护。这使得饮料制造商能够连续地操作传感器，避免了在传统传感器上通常会涉及到的高更换成本，例如隔膜、过滤器或膜片。CrystalVision 已经的好几家优秀啤酒酿造厂中进行了试验，结果表明，它完全能匹配或超越目前使用的传统方法的准确性。
CrystalVision CO2 传感器的关键特点和好处包括： 容易安装，设置和操作 低运行成本 - 没有移动零件或消耗品三种等级的组合方式：独立式操作；通过以太网组合到一个数据管理系统中；或者通过PLC 或DCS 作为过程控制系统中的一个节点真正的CO2 测量 - 不受压力或温度影响
2. 啤酒灌装后的检测方法
a) 自动称重检测
啤酒生产过程分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。一条自动化听装线的主要设备由卸垛机、罐酒-卷封机、杀菌机、装箱机/封箱机组成，灌装速度可达到1500 件/分。由于灌装头堵塞，灌装机械磨损和瓶子/铝罐破损等原因，难以确保成品重量100%合格，需要通过在线复检。
采用自动检重秤来监测每一罐啤酒重量，能够完全不受泡沫影响。检重秤的基本原理是通过光电管检测到每一个产品进入称量台，控制仪表经过一系列数字滤波得到实际称量值，并与设定值比较决定通过还是剔除。
由于称重传感器的蠕变影响，上秤/下秤振动和液体晃动等的影响，难以突破1000件/分大关。无法满足高速灌装需求。更加无法完成判断瓶盖封口是否完好，灌装压力是否达到指标，是否有异物等的检测功能。
b) X 射线影像检测
通过采用X 射线影像检测液面来保证每一罐啤酒重量，必须克服泡沫影响，才能保证检测精度。X 射线是电磁辐射频谱的一段。此频谱包括无线电波、微波、红外线、可见光谱、紫外线和伽马射线。X 射线是一种短波，波长介于0.03纳米和3纳米之间。X 射线也称为电离辐射，这得名于它们与物质发生反应的方式。
X 射线产生原理
X 射线是通过一个电场来加速电子，并使其轰击到金属板上而产生的。
通过在真空管的阴极上放置一个灯丝，可得到此种电流。当灯丝被加热后，电子就会被释放出来。电子是负的，会被阴极和阳极之间的电场加速，并最终以极高速度在真空中轰击阳极。当电子轰击时，会产生一个轫致辐射效应（或中断辐射效应）：电子被强制性的极大减速，并且产生X 射线。电场强度（KV ）决定了X 射线的能量强度或“雪崩强度”。灯丝电流（mA ）决定产生电子数量以及显示亮度。在产品检测中，光电二极管是检测X 射线最常用的方法。闪烁晶体具有将X 射线转化为光的特性。在二极管阵列监测器里，每个光电二极管前都放置一小块该晶体。X 射线通过晶体所产生的光，将在光电二极管中产生一个与X 射线强度成正比电流，随着时间变化，此电流将产生一个电压。
热电公司的 InScan X 射线检测系统在设计上可对灌装过程进行控制和优化。 InScan 采用了非电离、低功率 X 射线技术，可拍摄到包装容器的细节图像。 In Scan 的 X 射线技术采用非照射技术，因此使用非常安全。
该系统可在最高为每分钟 2,400 cpm 的速度下，以最大的灵敏度，利用多个参数同时检测产品是否灌装液位过低、灌装液位过高以及缺少封口或错误施加封口。 由于 InScan 具有区分液体与泡沫的独特能力，误剔除次数显著降低。
盖检测系统采用一套具有成本效益的精确盖检测解决方案。 系统剔除不符合封口要求的包装容器，并防止发生代价高昂的下游生产停止。 该系统还可防止密封不严、对中不良的盖流入消费者市场
装机阀门监控（FVM ）系统是一个具有成本效益的选项，该选项使用 InScan 系统所捕捉的信息，并使其与一个特定灌装机阀门同步。 灌装机阀门监控可自动检测可能的灌装阀门性能问题。 这使用户可通过对生产线进行前瞻性管理，达到最高生产效率，并减少浪费。
最后需要指出的是X 射线安全性
InScan X 射线检测系统的辐射量是：工人25小时所受到的辐射相当于看1小时电视，坐1小时飞机。而被照射的产品完全不用担心成为辐射物。因为放射性是食品被高强度的射线（1,000,000拉德）照射之后产生的。该系统的设计使被检测的食品只受到很低的辐射量（0.001拉德）。
由于区分液面和泡沫技术的完善，在啤酒灌装线上采用X 射线影像检测液面来保证每一罐啤酒重量的方法将成为普遍采用的方法。
4万瓶/小时啤酒瓶装生产线，是广东轻工机械二厂有限公司为满足我国啤酒行业日益扩大生产规模的需求，在消化、吸收当今国际先进技术的基础上加以创新、研制而成的目前国内技术最先进、生产能力最高的啤酒瓶装生产线。
该生产线由卸箱垛机、卸箱机、洗瓶机、装瓶压盖机、杀菌机、贴标机、装箱机、码箱垛机、洗箱机、无压力输瓶系统、输箱系统、总配电相等组成。各单机以先进的机械结构装置与PLC 可编程控制、变频无级调速、工业计算机、人机界面等现代自动控制技术完整的结合，形成机电的一体化，从而使整线具有良好的使用性能，先进的技术水平及高生产效率。
该生产线的卸、码箱垛机和装、卸箱机集先进的机械装置、气动装置。光电检测装置、变频调速装置、可编程控制器、人机界面为一体，大大地简化了复杂的机械结构，体现了现代设备的自动控制技术，保证设备准确的工作运动及优越的性能。
洗瓶机具备三个浸泡槽、三处除标、摆杆进瓶、导推出瓶、跟踪喷冲等先进机械结构装置，设置独特的主链盒槽型轨道，结合自动控制技术，使该机具有生产效率高、洗涤效果好、破瓶率低、操作方便等良好性能。
装瓶压盖机结构先进、运行平稳，操作维护方便，生产能力大，自动化水平高，各项技术指标先进，该机具备二次抽真空，无瓶不抽真空，传感液位控制，导柱定中，自动润猾，高压击泡，人机界面操作等先进装置，对整线的高生产效率和技术指标发挥着关键作用。
杀菌机为全不锈钢双层步移式结构，采用水濂状喷淋杀菌，嵌入式栅床，双泵双回路液压站及计算机控制系统，具有自动修正PU 值和直接显示工艺流程、温度曲线、各温区上下限自动报警与参数打印等功能，拥有运行平稳、可靠，杀菌效果良好，操作方便，自动化水平高等特点。
无压力输瓶系统是该生产线的重要装置，配套于装瓶压盖机、贴标机的前后输瓶段，该系统是在吸收、消化国外同类产品基础上，通过多次实践加以创新发展的新型输送系统，它由多列、多速斜面输送带与多套变频器、光电开关、无触点开关、计数器、PLC 可编程控制器等自动控制装置的结合，形成在无挤压、压卡瓶的状况下使瓶子自动从多列变单列和单列变多列高速动行，是当今输瓶系统最先进的装置。
诸多新技术集一体的4万瓶/小时啤酒瓶装生产线自投入市场以来，一直被众多厂家看好，首条生产线于99年在钱江啤酒集团的支持下，经双方人员现场实测，各项技术指标均达到设计要求，并大大优于国家行业QB/T1080-98标准。
目前，经成功验证的4万瓶/小时瓶装生产线，通过充分吸收众多用户的使用经验，不断更新、完善各项配置，其自动控制技术己接近国际先进水平，设备的各项性能、技术指标均领先于国内同类产品。相继在青啤集团属下公司、辽宁松林集团、山东广寒宫集团等8个单位投入使用的生产线效益显著，用户满意。这使该线可与同型号进口设备相媲美。
高效、低耗的4万瓶/小时啤酒瓶装生产线是广大啤酒生产厂家设备升级、换代的最佳选择
保鲜包装在啤酒包装上的应用
www.ppack.net 2005-7-18 作者： 黄朝晖 陈志勇 李冬梅
啤酒是当今最受欢迎的大众饮料之一，我国啤酒工业迅速发展，正处于一个兴旺发达的＂黄金＂时期，全国啤酒产量一年一个台阶。２００３年，中国啤酒业生产了２５４０．４５万吨，比２００２年产量增长６．９７％，继续稳居世界第一位。４００家左右的啤酒生产厂商品种牌号繁多，消费者的购买行为有一定的随意性。消费者在购买啤酒时，一般都要通过对自己感觉目标啤酒的包装进行分析后才会决定是否购买。因此，啤酒的包装十分重要，积极做好以提高其对消费者的吸引力，增强竞争优势，促进市场销售，具有举足轻重的作用。
目前啤酒包装以玻璃瓶为主，及少量的金属罐。国外已有一定数量的ＰＥＴ啤酒瓶啤酒问世，并且增长相当快，如美国ＰＥＴ啤酒瓶１９９９年的用量仅为０．５亿只，但在２０００年就增长了２００％，达１．５亿，２００１年又翻了一番，增至３亿。世界各国ＰＥＴ瓶装啤酒用量见表１。
由表１可以看出，世界各先进国家的ＰＥＴ啤酒瓶的使用量在不断上升，但他们所使用的ＰＥＴ瓶都只是满足生啤的灌装要求。然而，我国目前９５％啤酒是熟啤酒，要满足我国熟啤酒灌装的使用要求，我们所使用的ＰＥＴ啤酒瓶必须能经受高温巴氏杀菌，并具有对光、氧气、二氧化碳的高阻隔性的保鲜性能。 为了生产能灌装熟啤酒的ＰＥＴ啤酒瓶，我公司引进先进注塑设备，通过优化原料、配比、瓶胚设计和制造技术，致力研制三层ＰＥＴ啤酒瓶，该瓶具有高的阻透性、耐热佳、耐压佳、避光与透明性，符合承受巴氏杀菌的工艺要求等特点，使灌装啤酒在保存期风味良好。
１ ＰＥＴ啤酒瓶的使用要求
ＰＥＴ综合性能优良，己大量用于碳酸饮料、热灌装饮料包装的ＰＥＴ瓶，因而人们首先想到了ＰＥＴ。但是，啤酒不同于一般饮料，不但其制造工艺和储存过程对包装材料的阻气、耐热、耐压、遮光、透明、口味保持性等要求苛刻? 鸦而且由于ＰＥＴ瓶气体阻透性只有啤酒要求的五分之一，而且不耐高温、高压，不能满足啤酒巴氏灭菌和碱液清洗使用要求。所以，ＰＥＴ材料的瓶要能适合灌装啤酒，我们必须攻克以下几个问题
１提高ＰＥＴ啤酒瓶的气体阻透性，从而使啤酒达到良好的保鲜效果。
２解决ＰＥＴ啤酒瓶能通过灌装巴氏杀菌耐高温、高压等强度要求。
３解决瓶口在高温状态下密封性问题
４解决ＰＥＴ啤酒瓶在目前啤酒灌装生产线上使用的设备适应问题。
为了解决以上问题，使ＰＥＴ保鲜瓶应用在啤酒包装上，我们做了大量的研究开发工作
ＰＥＴ啤酒瓶在啤酒包装材料中的优势势必将开拓这一新领域。玻璃瓶啤酒，重量重，易爆。生产推广该产品既可填补国内ＰＥＴ啤酒瓶包装的空白。又可为啤酒带入家庭，安全消费作贡献，并可带来良好的经济效益和社会效益，促进中国啤酒工业发展，市场前景广阔。
２ 生产工艺流程：
为了满足ＰＥＴ瓶灌装啤酒特性要求，每一个工艺步骤都与制作普通的ＰＥＴ瓶有所不同，其工艺流程如下
ＰＥＴ原料和夹层原料选取－多层瓶胚注塑－瓶口结晶－多层ＰＥＴ啤酒瓶吹制。
１材料选取? 押收集各方面的材料和资料，并借鉴以前制瓶选料的经验，选取能耐高温、高压的ＰＥＴ原料及具高阻隔性的夹层原料，达到优化原料的目的。
２瓶胚注塑：为了满足啤酒瓶具有高度阻隔性的性能要求，我们引进了加拿大ＨＵＳＫＹ注塑机，再经美国ＫＯＲＴＥＣ改良为先进的多层瓶胚注塑机，实现瓶胚多层共注，其特殊结构在于ＰＥＴ原料和夹层原料经不同的热流道在同一注嘴流进瓶胚模腔中? 鸦并能单独温度控制，更能精确的控制每一个模腔的瓶胚质量。
３瓶口结晶：由于ＰＥＴ啤酒瓶的瓶口要以皇冠盖压盖密封，封盖后的啤酒再要经过高达７０℃、４５～６０分钟的巴氏杀菌。并要承受长时间的高温，就必须提高瓶口的耐热温度，使瓶口在高温状态下保持稳
定，专门为瓶口部分进行特别处理，所采用的方法是瓶口结晶式，使用的是从国外进口的结晶炉。
４瓶子吹制? 押ＰＥＴ啤酒瓶的吹瓶工艺与普通碳酸饮料瓶的吹瓶工艺基本相同，都是利用二次拉伸，但也有很多不同之处，在吹瓶工艺上不断进行调试，找出最佳参数。
５引进了ＰＥＴ原料水分检测仪，实现严格控制每一批原材料质量? 鸦同时也引进美国ＭＰＩＳ超声波自动测厚仪，通过水介质能快速准确的测定夹层瓶胚质量情况? 鸦还有瓶胚投影仪、ＩＶ粘度检测仪等先进检测仪器，并成立了质量检测中心，建立健全的质量控制体系确保严格控制ＰＥＴ啤酒瓶产品质量。 ３ 啤酒灌装生产线设备改造
由于ＰＥＴ啤酒瓶与玻璃瓶材质、重量、形状等不同，要实现生产线上自动化灌装，必须在现有的玻璃瓶灌装生产线上进行设备改造。
具体灌装生产线设备改造及运行情况如下
ｌ冲瓶机引入：ＰＥＴ啤酒瓶可使用冲瓶机，用工艺水冲洗空瓶就可进行灌装。免去玻璃瓶需要的洗瓶过程，并免除洗瓶的碱液所带来的环保问题。
２设备改造：相同瓶型的ＰＥＴ啤酒瓶在玻璃瓶灌装生产线上灌装，只需在压盖头上增加瓶颈叉，即可顺利灌装封盖。压盖配件进行改造和配件更换时间仅１～２小时，对正常生产的耗时影响较小。
３输送带调整：ＰＥＴ瓶质轻，易倒瓶，因此，使用不同的链条润滑剂并合理调整送瓶速度，使送瓶的速度与生产线灌装速度很好的配合，可以颇利输送，自动、整齐地排列进入灌装机。
４贴标工序
Ａ、使用普通的纸标签：由于ＰＥＴ瓶与玻璃瓶材质不同，需使用了ＰＥＴ瓶专用胶水，ＰＥＴ瓶在贴标机上运转颇畅，贴标牢固、精美。
Ｂ、适合使用ＯＰＰ标签? 押ＯＰＰ标签具金属光泽性，反光性强，并有防伪功能，配合专用胶水，在ＰＥＴ啤酒瓶同样适用，贴标作业同样在贴标机上顺利完成。
５巴氏杀菌：由于ＰＥＴ瓶壁薄，易于传热，对杀菌机各区温度做出适当调整，就达到有效控制杀菌值的效果，整个运作过程中只有少部分倒瓶现象，运送效果良好。
６外包装：自动化纸箱外包装在ＰＥＴ瓶啤酒同样适合，无须做任何调整。由于ＰＥＴ啤酒瓶较玻璃瓶啤酒轻，适合用收缩薄膜外包装，其外包装成本可降低８％。
经过多次的灌装试验，我们认为通过灌装机、压盖机的略为改造，将ＰＥＴ啤酒瓶大量投入生产是可行的，是一项重大的技术突破。
４ 性能检测
ＰＥＴ啤酒瓶是否完全满足啤酒包装要求，不仅是要适应机械灌装，达到巴氏杀菌的高温、高压的强度要求；更重要是使用ＰＥＴ啤酒瓶所灌装的啤酒能符合啤酒质量标准。我们与各啤酒厂进行ＰＥＴ啤酒瓶试灌装，并在中国食品发酵工业研究院协作下，共同进行测试、研究探讨。
中国食品发酵工业研究院与珠海中富实业股份有限公司合作开展ＰＥＴ啤酒技术应用项目，在双方共同努力下，经过三次灌装实验和跟踪检测，在ＰＥＴ瓶储存啤酒性能方面累积了大量的数据，为ＰＥＴ啤酒瓶的产业化应用提供了充足的技术基础和理论依据，对中富公司生产的ＰＥＴ塑料瓶用于啤酒包装方面的性能指标，进行了跟踪检测，按照ＧＢ／Ｔ４９２８－２００１的方法，对决定啤酒质量的几个重要指标进行了测试。主要有泡沫特性、溶解氧、二氧化碳、浊度、风味物质和感官品评等。
对ＰＥＴ瓶啤酒样品进行六个月跟踪测试，ＰＥＴ瓶啤酒与玻璃瓶啤酒物理性质、风味物质的比较图１～图５所示。
通过多次实验，ＰＥＴ啤酒泡沫特性情况不断改善、进步，在溶解氧、二氧化碳、泡沫特性、浊度、风味物质等指标方面能够满足啤酒国家标准
ＧＢ４９２７－２００１要求，与玻璃瓶的测试结果比较没有太大的差异。研制成功的ＰＥＴ啤酒瓶己取得多项专利申请。
５ 从科技成果情况
１、２００３年１０月通过省科学技术成果鉴定。
２、２００４年４月通过国家重点新产品计划项目。
３、２００４年８月珠海市科学技术进步奖一等奖。
６ 从使用情况：
随着ＰＥＴ啤酒瓶研制的成功之光，我们开始了ＰＥＴ啤酒瓶大量生产的道路。自２００３年５月起在珠海麒麟统一啤酒有限公司进行商品化生产，其产品销售已大量在市场铺开，至今深受消费者欢迎。
２００３年８月份也在石家庄三九啤酒顺利灌装ＰＥＴ瓶啤酒。当年的青岛啤酒百年庆典期间也首次成功的展示了ＰＥＴ瓶青岛啤酒。期间所进行的市场调查结果表明，８５％以上的消费者都接受这样一种新型包装啤酒，并有７２％以上的消费者表示喜欢，想购买尝试。
２００４年４月韩国ＨＩＴＥ啤酒使用中富瓶胚，国外的ＰＥＴ专用灌装线，成功推出ＰＥＴ啤酒瓶啤酒，如今为满足消费者的需要正不断进行生产能力的扩大及ＰＥＴ包装的系列化发展。
综合各家啤酒厂的客户使用意见以及中国食品发酵工业研究院的测试，其综合的评价可归纳如下
１成功研制的ＰＥＴ啤酒瓶完全适用于灌装啤酒，符合啤酒巴氏杀菌的高温、高压，及啤酒灌装强度要求，且对光、热的高度阻隔性。
２ＰＥＴ瓶啤酒与同样酒基玻璃瓶啤酒比较，溶解氧、二氧化碳、浊度、色度、风味物质等指标基本无太大差别，长时间存放后，变化幅度在国家标准允许的范围之内，因此，在保证这些指标方面，ＰＥＴ瓶可以满足啤酒包装的要求。
３灌装操作方面，在经过对灌装设备的稍微改进后，可以基本实现连续灌装。
４由于ＰＥＴ啤酒瓶和玻璃瓶的性能存在着一定的差距，要实现大批量连续灌装，在设备的改进包括洗瓶、抽真空等方面还有待进一步的突破。
５ＰＥＴ啤酒瓶生产的产量化，使成本进一步降低。
６ 结束语
ＰＥＴ啤酒瓶的研制开发工作，己经取得了明显的成果，产品已获得啤酒生产厂家的认可，并通过了国家科技成果鉴定。
PET 啤酒灌装三合一机
PCGFD系列冲灌封三联机是集冲瓶机、灌装机、封盖机三机一体的啤酒灌装设备。该设备以下特点尤为突出：
整机采用变频调速PLC 控制，操作方便，便于维护。
凡于液体相接触部位均采用优质不锈钢制作，清洁卫生；密封件均为进口件，符合食品卫生要求。
回转式冲瓶系统，从进瓶传送，到夹瓶上架、侧瓶翻身并同步瓶内喷淋、直至沥干出瓶等全部自动。
主要技术参数
型号 PCGFD100 PCGFD135 PCGFD200
生产能力(B/H) 6000 8000 12000
冲灌拧头数(头) 18-18-6 24-24-8 32-32-8
适用瓶高 (mm) 160-340
适用瓶径 (mm) Φ50-Φ100
冲瓶供水压 (MPa) 0.25-0.3
灌装形式 等压灌装
灌装温度 (℃) 0-5
灌装压力范围(MPa) 0.15-0.5
主传动电机功率(kw) 3 4 7.5
总功率(kw) 3.18 4.18 7.68
外形尺寸(mm) 3012×2012×3260 3280×2420×3200 4430×2880×3200
重量(kg) 3800 4650 6800
主要技术参数
型号 PCGFD250 PCGFD300
生产能力 (B/H) 15000 18000
冲灌拧头数(头) 40-40-10 48-48-12
适用瓶高 (mm) 160-340
适用瓶径 (mm) Φ50-Φ100
冲瓶供水压 (MPa) 0.25-0.3
灌装形式 等压灌装
灌装温度 (℃) 0-5
灌装压力范围(MPa) 0.15-0.5
主传动电机功率(kw) 7.5 11
总功率(kw) 7.68
外形尺寸(mm) 4650×3200×3200 4987×3846×3200
重量(kg) 8000 9800