TWI725869B - 智慧型真空包裝機及其真空包裝方法 - Google Patents

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Abstract

一種智慧型真空包裝機的真空包裝方法，將該包裝機的腔室從大氣壓降至額定真空度80%的所需時間記錄為第一段時間，在這段時間中以所有單位時間真空度數值的變化量為參數，通過程式運算得出該腔室達到額定真空度的尚需時間(稱為第二段時間)；第一段時間與第二段時間的加總即為總真空包裝時間；將總真空包裝時間扣除已進行的抽真空時間而得一剩餘時間，該包裝機的時間繼電器依據該剩餘時間控制真空泵的停止時點。

Description

智慧型真空包裝機及其真空包裝方法
本創作與真空包裝設備及方法有關，更詳而言之，是關於內抽式真空包裝機及其控制方法。
真空包裝機分為內抽式和外抽式，簡單區分之，內抽式真空包裝機具有真空室，產品被放置在真空室中進行抽真空及封口。外抽式真空包裝機是通過抽氣嘴放置到包裝袋內進行抽真空，抽完後，抽氣嘴退出，然後封口。內抽真空包裝機主要用於食品等的包裝，真空度要求比較高。真空狀態下氣體稀薄程度稱為真空度(degree of vacuum)，通常用壓力值表示。
內抽式真空包裝機工作運作流程，大致包括：置包裝物(袋具一開口)於真空室，真空室合蓋，真空泵工作，真空室開始抽真空，包裝袋內同時真空，真空表指針上升，達到額定真空度，真空泵停止工作；接著，熱封器工作，將包裝物的袋口熱封；接著，外界大氣通過進氣孔進入真空室，真空室處於大氣壓力下，由於包裝袋內外壓力差，包裝袋貼著產品向內縮，完成真空包裝。
使真空室達到額定真空度的關鍵是真空泵的運作時間(由時間繼電器控制)，運作時間(或稱抽真空時間)是由專業人員進行操作和設定。將待真空包裝的物品放入真空包裝機後，人工測試待包裝物的最佳真空包裝 秒數，在經過不同的秒數測試後，取得最佳的真空包裝秒數。
在上述的測試中，會產生多次測試失敗的成本，比如包裝材、待包裝物品、機械的損耗及電費的支出，最主要的是浪費了許多時間。在時間即是金錢的商業環境下，時間的損失是有必要改進的。其次；必須要專業的人員來進行各種不同的包裝物的真空包裝設定，如此將影響真空包裝的效率及機台的使用率。
為解決上述問題，本發明提出一種智慧型真空包裝機及其控制方法。
本發明之技術手段：
一種智慧型真空包裝機的真空包裝方法，將該包裝機的腔室從大氣壓降至額定真空度80%的所需時間記錄為第一段時間，在這段時間中以所有單位時間真空度數值的變化量為參數，通過程式運算得出該腔室達到額定真空度的尚需時間(稱為第二段時間)；第一段時間與第二段時間的加總即為總真空包裝時間；將總真空包裝時間扣除已進行的抽真空時間而得一剩餘時間，該包裝機的時間繼電器依據該剩餘時間控制真空泵的停止時點。
本發明之功效：
本發明控制方法使該真空包裝機可自動依據待包裝物的體積而智慧判斷自動調整抽真空時間，達到額定真空度。
本發明控制方法使該真空包裝機可以包裝任何的固體物品，特別是食品，不必經由預先的測試，將待包裝物置入包裝機中真空包裝即刻全自動執行，並達到最佳化的真空包裝，過程中無需專業人員進行條件判斷， 減少操作人員負擔及人為疏失，大幅減少真空包裝失敗率，亦不必為了達到最佳包裝方案而反覆測試，節省時間。
本發明包裝機可讓非專業的人員操作，在真空包裝不同的物品時，不須再另外委請專業人員來測試修訂包裝時間，所有包裝流程及包裝時間的偵測及修訂全部由本發明智慧型包裝機完全處理。
10:機體
11:腔室
12:真空抽吸口
13:進氣口
14:平台
20:機蓋
21:阻氣密封件
30:熱封口模組
31:電熱封口器
32:熱襯件
40:控制系統
41:真空泵
42:電磁閥
43:面板
44:記錄模組
45:運算模組
50:時間繼電器
60:真空計
70:待包裝物
〔圖1〕為本發明真空包裝機的立體外觀圖之一。
〔圖2〕為本發明真空包裝機的立體外觀圖之二。
〔圖3〕為本發明真空包裝機的側視圖。
〔圖4〕為本發明真空包裝機模組方塊圖。
〔圖5〕為本發明真空包裝機執行真空包裝的示意圖之一。
〔圖6〕為本發明真空包裝機執行真空包裝的示意圖之二。
〔圖7〕為本發明真空包裝機的時間與真空度的關係示意圖。
如圖1至圖4，本發明真空包裝機，包括：
一機體10，該機體10內部具一腔室11，該腔室11開口於該機體10的頂面；該機體10設有一真空抽吸口12及一進氣口13連通於該腔室11；該真空抽吸口12通過內藏於該機體10中的管路連接於一真空泵41，該進氣口13亦以通過內藏於該機體10中的管路及電磁閥42連接至外部；該腔室11中提供一可高低調整的置物用平台14；待包裝物70被放置在該平台14上，該包裝物70的包裝袋具有一開口；
一機蓋20，採用已知的掀合技術手段結合於該機體10；該機蓋20對應該機體10的側壁設有阻氣密封件21；該機蓋20閉合於該機體10的開口，該腔室11被氣密封閉；
一熱封口模組30，包括一個電熱封口器31及一熱襯件32，該電熱封口器31設置在該腔室11中，該熱襯件32設置在該機蓋20的內側面；放置在平台14上的待包裝物70的袋口搭在該電熱封口器31及該熱襯件32之間；
一真空計60，用以感測該腔室11之真空度；
一時間繼電器50，偵測及控制該真空泵41的運作時間；
一控制系統40，設於該機體10，與所述真空泵41、電磁閥42、熱封口模組30、時間繼電器50、以及真空計60電性耦合，用以指揮、控制、命令、管理其等之運作。該控制系統40更包含一設於該機體10外部的面板43，通過該面板43預設額定真空度、封口壓力、加熱時間，該控制系統40記錄之。
該控制系統40實現一控制方法，控制該包裝機的抽真空運作。
在本發明以下的說明中，假定該真空泵41標定規格的平均抽氣速率為一常數。本發明的原理是，包裝機的腔室容積固定，並且機械條件相同的情況下，待包裝物的體積是影響包裝機抽真空時間的關鍵。不含液體的待包裝物，其體積與真空包裝的時間成反比，換言之，待包裝物佔據腔室11的空間越多，真空包裝的時間就越短。因為腔室的空間被占據越多，所需抽真空的空間就越小，達到額定真空度的速度就越快。
如圖5及圖6，在該腔室11的平台14中置放一待包裝物70，袋口搭在該電熱封口器31及該熱襯件32之間，蓋合該機蓋20，腔室11為氣密狀態； 該控制系統40執行一抽真空控制方法，該控制方法包括：
該控制系統40啟動該真空泵41，該控制系統40以該腔室11從標準大氣壓降至額定真空度的一個百分比值(60%~85%，最佳為80%)的所需時間做為第一段時間(又可稱之為運作測算時間)，在這段時間中，真空計60持續偵測該腔室11每一單位時間的真空度變化，並且該控制系統40以單位時間真空度數值的變化量為參數，通過程式運算而得出該腔室11達到額定真空度的尚需時間(稱之為第二段時間)。該控制系統將第一段時間與第二段時間加總獲得總真空包裝時間。該控制系統將總真空包裝時間扣除已進行的抽真空時間而得一剩餘時間，該時間繼電器依據該剩餘時間控制真空泵的停止時點。
真空泵停止後，該控制系統40命令該熱封口模組30對待包裝物70的袋口進行熱壓封口，之後，該控制系統40控制該電磁閥42，將外界大氣通過該進氣口13進入腔室11，腔室11處於大氣壓力下，由於包裝袋內外壓力差，包裝袋貼著產品向內縮，完成真空包裝。
舉例，假設包裝的額定真空度為1kpa，(1標準大氣壓為101.325kpa，四捨五入採101kpa)，額定真空度的百分比值設為80%，亦即20kpa。該控制系統啟動該真空泵，測得該腔室從101kpa降至20kpa的所需時間為15秒(第一段時間)，在這段時間中，真空計持續偵測每秒的真空度變動，將所有數值做為程式運算的參數，通過程式運算而得出該腔室達到額定真空度(1kpa)還需要5秒(第二段時間)。據此，該控制系統計算得知總真空包裝時間為20秒(15秒+5秒)。該控制系統將總真空包裝時間(20秒)扣除已進行的抽真空時間(假設為16秒)而得一剩餘時間(4秒)，該時間繼電器控制 該真空泵於4秒後停止運作。緊接著進行熱封口及回氣，真空包裝作業完成。
復如如圖4，綜上所述，該控制系統40包括：
一記錄模組44，記錄該額定真空度、該第一段時間、該第一段時間中每一單位時間的真空度變動、以及第二段時間、總真空包裝時間；
一運算模組45，通過一編程利用該第一段時間、該每一單位時間的該真空度變動、以及該額定真空度為參數進行程式運算得出該第二段時間，及將第一段時間及該第二段時間加總獲得總真空包裝時間。
10:機體
11:腔室
12:真空抽吸口
13:進氣口
14:平台
20:機蓋
21:阻氣密封件
30:熱封口模組
31:電熱封口器
32:熱襯件
43:面板

Claims (6)

  1. 一種智慧型真空包裝機的真空包裝方法，該真空包裝機包括圍成一腔室的一機體和一機蓋；連通該腔室對其進行抽真空和回氣的一真空泵和一電磁閥；偵測該腔室真空度的真空計；對該腔室中的待包裝物進行封口的一熱封口模組；用以預設額定真空度、封口壓力、加熱時間的一面板；偵測及控制該真空泵運作時間的時間繼電器；以及指揮、控制、命令、管理該真空泵、該電磁閥、該熱封口模組、該面板、以及該時間繼電器的控制系統；該真空包裝方法包括以下步驟：1)通過該面板預設額定真空度、封口壓力、加熱時間；2)該腔室中放入待包裝物，將該待包裝物的袋口搭在該熱封口模組；蓋合該機蓋，該腔室為氣密狀態；3)該控制系統啟動該真空泵，該腔室從大氣壓達到該額定真空度的一百分比值的所需時間為一第一段時間，該控制系統以該第一段時間中每一單位時間的真空度數值為參數，通過程式運算而得出該腔室達到該額定真空度的一第二段時間；該控制系統將該第一段時間與該第二段時間加總獲得一總真空包裝時間；4)該控制系統將該總真空包裝時間扣除已進行的抽真空時間而得一剩餘間，該時間繼電器依據該剩餘時間做為控制真空泵停止的時點；5)該真空泵停止，該熱封口模組對該待包裝物的袋口進行熱壓封口；6)該電磁閥將外界大氣引入該腔室，完成真空包裝。
  2. 如請求項1所述智慧型真空包裝機的真空包裝方法，其中，步 驟3)的百分比值為60%~85%。
  3. 如請求項1所述智慧型真空包裝機的真空包裝方法，其中，步驟3)的百分比值為80%。
  4. 一種智慧型真空包裝機，包括：圍成一腔室的一機體和一機蓋；連通該腔室對其進行抽真空和回氣的一真空泵和一電磁閥；偵測及控制該真空泵運作時間的一時間繼電器；偵測該腔室真空度的一真空計；對該腔室中的待包裝物進行封口的一熱封口模組；用以預設額定真空度、封口壓力、加熱時間的一面板；以及指揮、控制、命令、管理該真空泵、該電磁閥、該熱封口模組、該面板、以及該時間繼電器的控制系統；其特徵在於：該控制系統包括：一記錄模組，記錄一額定真空度、一第一段時間、該第一段時間中每一單位時間的真空度、一第二段時間、及一總真空包裝時間；一運算模組，用以運算該第二段時間及該總真空包裝時間；所述第一段時間為該腔室從大氣壓降至該額定真空度的一百分比值的所需時間；所述第二段時間為該運算模組以該第一段時間中每一單位時間的真空度數值為參數，運算而得出該腔室達到該額定真空度的尚需時間；所述總述總真空包裝時間為該第一段時間和第二段時間的總合。
  5. 如請求項4所述智慧型真空包裝機，其中，該百分比值為60% ~85%。
  6. 如請求項4所述智慧型真空包裝機，其中，該百分比值為80%。
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