包装業者は現在、特に時間とコストの面で多くの課題に直面している。したがって、包装工程の合理化における機械の関与は、大きな必要性である。

液体充填機 は、パッケージング・ビジネスで最も求められる機器のひとつである。また、様々な飲料の増加に伴い、生産需要も増加している。このため、液体充填機が大きな役割を果たす液体充填のより効率的な方法が求められている。

そこで本日のトピックでは、液体包装機について知っておくべき重要な要素についてお話します。

液体包装機/液体充填機とは？

液体包装機は、フロー式充填機としても知られ、製品を充填するために使用される、現代の液体包装ラインの要です。水のようなものから、粘度の高い極端に濃いものまで、様々な液体製品を扱うことができます。

単一のタイプの液体充填剤では、異なる包装業界で見られるあらゆる種類の液体を同時に扱うことはできません。例えば、水の包装用に作られた液体充填剤は、化粧品の取り扱いには適していないかもしれません。また、以下のような液体充填剤は使用できません。 化学製品 への 乳製品 または 医薬品.

他の包装機械と同様に、液体充填機は、処理される製品の効率と品質を促進するために製造業界で重要です。さらに、お客様の用途に適した液体充填機は、以下のような様々な要因によって決まります：

• 液体の粘度、泡の特性、製品に含まれる微粒子のサイズ
• 製品と容器の化学的適合性
• 包装環境の温度
• 危険への配慮

液体包装機の動向

によると 自動液体充填市場に関するレポート2019-2024年の自動液体充填機市場の予想成長率は7%である。つまり、生産効率を高めるために最適化された包装ラインのニーズが高まっている。自動液体充填機 自動充填機 コンピュータを使って操作するため、ヒューマンエラーを最小限に抑えることができる。

さらに、液体充填機に対する需要の増加に関連して、液体充填機市場および充填機自体の主要動向がある。

主な市場動向

• 生活必需品のひとつである化粧品業界は、市場の急速な進化とグローバル化の進展に伴い、多くの需要に直面している。これらの要求には、販売を促進し、人的資源と金銭的コストを削減するための魅力的なパッケージングと自動液体包装装置が含まれています。
• ロレアルによると、アジア太平洋地域、特に中国とインドでは、スキンケア製品に対する需要が最も高い。また、オンラインショッピングや、外見や個人の衛生に関心を持つ消費者の傾向も高まっている。

液体充填機の5つのトレンド

以下は、液体充填機における包装業者の5つのトレンドである。

• 企業の高まる要求に応える、より短い製造時間。
• 多様な容器、クロージャー、ラベル、製品への柔軟性と適応性。
• ギリギリに注文する小売業者のために在庫を抱えることを防ぐため、機械部品の交換をより迅速に行う。
• を遵守すること。 食品安全近代化法.
• 多機能機械（充填、キャッピング、ラベリングなど、複数の包装作業に対応できる一体型機械）。

液体包装機の仕組み

液体充填機には、それぞれ独自の動作メカニズムがあります。しかし、一般的には、すべての液体充填機は、同様の動作原理を組み込んでいます。

液体の粘度によって充填工程で機械がどのように液体製品を扱うかにかかわらず、すべての液体充填機は、機械の自動化レベルに応じて一定の速度で各容器に一定量の液体を充填します。機械が持つ充填ノズルの数も、同時に充填できる容器の数に影響します。

全自動液体充填機

全自動液体充填機の場合、容器は次の工程を通過する。 パワーコンベヤーシステム を充填ステーションに送ります。充填ノズルは、シリンダーまたはホッパーに収容された液体製品を、機械のタイプに応じて定量充填または容積充填のいずれかの方法で容器に吐出します。液体充填機のさまざまなタイプについては、次のセクションで詳しく説明します。

一旦充填された容器は、包装工程の次の段階であるキャッピング工程へと進む。

半自動液体充填機

全自動液体充填機はオペレーターとの対話があまり必要ありませんが、半自動液体充填機にはパワーコンベアが付属していません。従って、オペレーターは手動で容器を機械に入れ、指やフットスイッチで充填プロセスを開始する必要があります。

手動液体充填機

手作業だけで操作する手動式液体充填機もある。これらは半自動充填機と似ていますが、手動充填機は半自動とは異なり、充填プロセスに電源を必要としません。 

液体充填機の種類

液体充填機は、様々な要因に基づいて分類することができる。これらの要因には、このセクションで説明するように、機械の用途/アプリケーションと生産速度が含まれます。

機械の向き別

• ロータリー液体充填機

特殊なロータリー式液体充填機の設計は、インライン式液体充填機に比べ、一般的にはるかに大型です。ロータリー充填機には、25、50、100、またはそれ以上の充填ヘッドがあります。大型で、高速で容器に充填するため、平均的なインライン充填機の能力に比べ、包装ラインでは1分間にはるかに多くの容器を生産することができます。

しかし、生産工程の途中で複雑な問題が発生した場合、充填機には毎回多くの容器が存在するため、多くの容器が無駄になる。このように、回転式液体充填機は、オペレーターがその場で問題を解決できるインライン充填機に比べて、操作や修理が複雑である。

回転式液体充填機の比類ないスピードと生産能力から、大企業は多くの恩恵を受けることができます。コカ・コーラのような大企業がこの種の機械を選ぶ理由はここにある。

• インライン液体フィラー

インライン液体充填機は、その名の通り、コンベアシステムを使って連続したラインで容器に液体を充填する機械です。費用対効果が高く、各包装業者のニーズに合わせて簡単に調整できるため、包装業者に人気があります。充填ヘッド/ノズルは4個から20個、時にはそれ以上のものもあり、様々なビジネスの生産要件に対応します。

低～中程度の生産量を必要とする企業は、インライン液体充填機を選択することが多い。これは、これらの機械の設計により、生産プロセス中の問題の検出が容易になるためです。

複雑な問題が発生した場合、回転式液体充填機と比較して、簡単に機械を停止し、修正し、より速い速度で生産を再開することができます。 その結果、無駄な容器の数を減らすことができます。

インライン液体充填機の中には、生産量が増加した場合に充填ヘッドの数を増やすことができるスケーラブル設計のものもあります。これにより、包装ラインの生産がスピードアップします。

充填原理

• 真空充填機

真空充填機は、真空供給とベーンセル供給システムを使用します。通常、次のような充填に使用される。 粘性・ペースト製品.充填工程では、液体製品は次のような方法で輸送される：

• ベーンセル供給システム
• 供給装置と一体化したホッパー

液体製品は、真空ポンプを使用して真空を適用することにより、ホッパーからベーンセル供給システムに静かに引き込まれます。このプロセスは、供給システム内のあらかじめ真空にされたセルがホッパーの下に移動した時点で行われます。これにより、充填プロセス中に製品の連続的な流れが発生します。

• 容積式充填機

容積式液体充填機は、容積式充填原理により製品を容器に充填します。容積式充填機には、重力式充填機とピストン式充填機の2種類があります。

• • グラビティフィラー

重力式充填機では、オペレーターが個々のノズルの充填時間を設定することができます。これにより、各容器に適切な量の液体製品をより正確に分注することができます。

この種の機械では、液体製品は重力によって管を通ってノズルに向かって流れる。このため、重力式充填機は、薄くて流動性のある製品と、ゆっくりと動く厚みのある液体の効率的な充填に最適です。

• • ピストンフィラー

ピストン充填機は、濃厚で粘度の高い液体製品に適していますが、薄い液体も扱うことができます。厚い製品は自由に流れないので、ボトルに到達する前に少し手助けが必要です。また、果物や野菜のかけらのような大きな粒子を含む製品にも使用できます。

ピストン充填機は、まずシリンダーに製品を充填してから、ピストンを使ってシリンダーから充填ノズルの下にある待機容器に向かって製品を押し出します。シリンダーの容積が一定であるため、正確な定量充填が可能です。

• オーバーフローフィラー

オーバーフロー充填機は、その名称が示すようにオーバーフロー充填の原理を採用しています。これらの充填機は、重力式充填機の容積式充填に代わるものです。

オーバーフロー充填機は、各ボトルに一定量の製品を充填する代わりに、ボトルのわずかな容積差に関係なく、各ボトルに同一レベルの液体を充填します。そのため、オーバーフロー充填機は透明な容器への充填に理想的なソリューションです。この充填機は、棚に並べられた製品に美的価値を与えるからである。

さらに、オーバーフロー充填機は、薄い液体製品や、充填中に制御する必要がある発泡製品に最適です。

• ポンプ充填機

ポンプ充填機は厚みのある製品を扱うのに最適です。様々な種類のポンプを選択できるため、より効率的で安定した充填が可能です。

ポンプ充填機を使用する場合、パルス充填と時間充填のオプションがあります。これらの機械は、オイルやジェルなど、粘度の高い液状製品を充填する際に一押しします。しかし、低粘度の製品に適したポンプもあります。

• 正味重量 フィラー

正味重量充填機は、オペレータによって設定された固定重量を使用してコンテナを充填することによって動作します。この充填機は、製品が容器に充填される際に製品重量を監視する計量スケールプラットフォームを使用します。これらの機械は、5ガロンペール缶のような、利益損失を防ぐために正確な重量を量る必要がある、非常に高い値を持つ容器に大量の液体を充填するのに理想的です。

さらに、正味重量充填機は、特に重量表示のある製品を包装する場合など、精度の高い充填に適している。

オペレーション／オートメーション別

• 自動液体充填機

全自動液体充填機は、充填プロセス全体が自動化されているため、人の手をあまり必要としません。これにより、生産ラインの充填率が劇的に向上します。

これらの機械は、包装業者が容器の自動充填のためのパワーコンベヤーシステムを設置することを可能にする完全なポータブルフレームで提供されています。自動液体充填機を使用するのは、高い生産需要と大規模なオペレーションを持つ企業です。

自動液体充填機の特徴

• コンベヤ・システムは速度が可変で、包装業者に柔軟性を与えている。
• 自動液体包装システムは、あらゆる粘度レベルの液体や、食品を含む液体も包装することができます。
• これらの機械はPLC制御システムと統合されており、包装担当者は容器の種類と容器あたりの希望量に基づいて機械を構成することができる。
• これらの機械にさらに充填ヘッドを追加して、充填ラインの生産量を増やすことができます。
• 自動液体充填機は、5ミリリットルから10リットルの容器に、毎分最大120個の生産速度で充填することができる。

• 半自動液体充填機

先に述べたように、半自動液体充填機は、作業者が手動で各容器を充填ノズルの下に置き、スイッチによって充填プロセスを開始する必要がある。

一旦容器に充填されると、作業者はそれを手で取り出して、包装工程の次の段階に移す必要がある。さらに、半自動充填機の中には、必要に応じてオペレーターが製品を再充填しなければならないものもある。

卓上型液体充填機は、一般的に使用されるタイプの半自動充填機です。各充填サイクルにおいて、作業者が各容器を機械から出し入れするのに十分なスペースを確保できる設計になっています。  

半自動液体充填機の特徴

• これらの機械は、手動の液体充填機に比べて速いとはいえ、その生産速度は、パワーコンベアによって一定の速度を達成できる全自動液体充填機とは異なり、依然としてオペレーターの速度に左右される。
• 半自動液体装置は、中小規模の生産要件や季節的な大量生産に最適です。
• 通常、ノズル、ピストン、シリンジ部品で設計され、液垂れゼロの充填プロセスを維持する。
• 半自動液体充填機の中には、5ミリリットルから1,000ミリリットルの容器に充填する場合、生産速度が1時間当たり800本に達するモデルもある。

• 手動液体充填機

その名の通り、手動式の液体充填機は手動で作動し、電源や電気を必要としない。そのため、電気や圧縮空気が利用できない用途に適している。

手動液体充填機の特徴

• 手動式液体充填機は、ジェル、シャンプー、クリームなどの中粘度製品とともに、さまざまな種類の液体の包装に最適です。
• これらの機械は、研究室や小規模生産のアプリケーションにお勧めします。
• 手作業による充填に比べ、出力速度と精度が向上する。
• 手動充填機は、1時間当たり15本から900本の生産速度範囲内で、モデルによっては最大600ミリリットルのバイアルやボトルを充填することができる。

液体タイプ別

前述したように、液体製品の粘度は、どの充填原理がお客様の用途に最も適しているかに影響を与えます。液体充填機の種類によっては、流動性のある液体の充填に適しているものもあれば、高粘度の製品の取り扱いに適しているものもあります。

以下は、機械が適応する充填原理に基づいて、液体の粘度タイプごとに使用する推奨液体充填剤です。

• 自由に流れる液体

自由流動性の液体は薄く、水のようで、粘度値が低い。したがって、オーバーフロー充填機や重力式充填機は、これらのタイプの製品に適している。

• 粘性液体

粘性液体充填機 は、高粘度の濃厚な液体製品を扱うために使用されます。ポンプ充填機やピストン充填機などがあります。真空液体充填機はペースト状の製品にもお勧めです。

容器タイプ別

最後に、前述の分類とは別に、液体充填機は、機械が扱う容器の種類によってさらに分類することもできる。
異なる充填機は、以下のような異なるタイプのパッケージを扱うために使用される：
缶/ブリキ,ボトル,パウチ,バッグインボックス,バッグ,ジャー,ポット,バイアル,ボトル,タンク,バケツ,サック,ペール缶,アンプル,キャニスター,ドラム,トレイ,ジャグ

アプリケーション

最新の液体充填機の柔軟性により、あらゆるタイプの液体製品を充填することができます。しかし、業界ごとに以下に挙げるような異なる液体製品を扱うためには、希望する機械にいくつかの調整が必要であることに注意してください。

#1 食品・飲料

食品・飲料部門は、以下のような製品の液体ボトリングや包装のために、これらの機械の主要なユーザーです：水、アイスクリーム、コーディアル、ラッシー、フルーツジュース、スムージー、ヨーグルト、シロップ、蜂蜜、ワイン、酒、スピリッツ、ソフトドリンク、アルコール、酢、オイル、マヨネーズ、ディップとドレッシング、ソース、サルサ、マスタード、マーマレード、ジャム、ケチャップなど。

#2 ヘルスケア・製薬

ビタミン、ミネラル、ビタミンサプリメント、食品サプリメント、咳止めシロップ、風邪・インフルエンザ治療薬、パラセタモール懸濁液、消化薬、スポーツ栄養剤、麻酔薬、溶剤、湿疹クリーム、にきび治療薬、ローション、日焼け止めクリーム、スキンケア製品、フットケア製品、点耳薬、点眼薬、潤滑油など。

#3 化粧品・トイレタリー

ファンデーション、メイク落とし、フェイスクリーム、マニキュア、除光液、化粧水、フェイスマスク、脱毛ワックス、白髪染め、ヘアワックス、ヘアジェル、シャンプー、コンディショナー、液体石鹸、バス＆シャワージェル、デオドラント、歯磨き粉、香水、ボディスプレー、マッサージオイルなど。

#4ケミカル

塗料、印刷インキ、コーティング剤、接着剤、建築用シーリング剤、接着剤、錆止め剤、表面コーティング剤、切削油剤、ネジロック剤、離型剤、イソプロパノール、アセトン、メタノール、シンナー、漂白剤、洗剤、脱臭剤、消毒剤、脱脂剤、デスケーリング剤、研磨剤など。

#5動物用医薬品

消臭剤、シャンプー、コンディショナー、ノミ・ダニ駆除剤、汚れ・臭い除去剤、アイソトニック飲料、ビタミン・ミネラル、栄養補助食品、消毒剤、ヨウ素剤、シープディップ、乳房処理剤、殺虫・忌避剤、イヤークリーナー、点眼剤、経口懸濁剤、水性クリーム、液体麻酔剤、ローション、その他

#6 自動車

潤滑油、冷却水、不凍液、スクリーン洗浄剤、脱脂剤、シャンプー、ポリッシュ、芳香剤、レザーケア、塗料、ワックスオイル、チェーンルブ、バイザークリーナー、クリーナー、パンク修理剤、油圧作動油、塗料、ワニス、防汚液、椅子張りクリーナーなど。

#7 ホーム＆ガーデニング

柔軟仕上げ剤, 消毒剤, 漂白剤, 窓用洗剤, トイレ用洗剤, 床用洗剤, ペンキ, ニス, 木材のシミ, 砂糖石鹸, ホワイトスピリット, ブラシクリーナー, ペイントストリッパー, 接着剤, 肥料, 殺虫剤, 除草剤, 雑草キラー, 香料, ディフューザー, 芳香剤, 消臭剤, アロマセラピー, エッセンシャルオイル, レザークリーナー, レザー染料, 生地保護剤, 靴磨き, 靴クリーナー, その他.

液体充填機選択のヒント

初心者の包装担当者にとって、プロジェクト用の液体充填機を選択するプロセスは、圧倒されるプロセスかもしれません。特定の用途に適した充填機を選ぶにはどうしたらよいのでしょうか？もちろん、機械の選択は多くの要因に左右される。

そこで、あなたのビジネスに適切な液体充填機を選ぶ方法を少しお手伝いするために、以下に重要なヒントをまとめました。

#1 充填する液体の種類を特定してください。

液体充填機を購入する前に、まず自問すべきことは、どのような液体製品を扱うのかということです。充填機によって、流動性のあるものから粘度の高いものまで、取り扱う液体の粘度が異なります。従って、液体充填機を購入する際には、液体製品の一貫性と粘度を考慮することが重要です。

#2 液状製品の特性を考慮する。

温度変化によって粘度値が変化する液体がある。一方、他の液体には微粒子が含まれている場合がある。例えば、サラダドレッシングや液体石鹸などです。どのタイプの液体充填機械がお客様のプロジェクトに最も適しているかは、お客様の製品のユニークな特性のいずれかに影響されます。

#3 使用するコンテナの種類を検討する。

前述したように、異なる液体充填機は異なるタイプの容器を扱うために使用される。例えば、オーバーフロー充填機は透明な容器に適している。これらの機械は、容器の内部容積のわずかな不一致を気にすることなく、一定のレベルで充填します。そのため、商品が棚に並んだときに見栄えの良い外観を提供することができます。

#4 生産要件を知る。

ご希望の生産要件によって、液体充填機の理想的な自動化レベルが決まります。機械の自動化によって生産能力は異なりますので、お客様の生産需要を把握する必要があります。

結論

お客様の用途に適した液体充填機を探すのは、長いプロセスになる可能性があります。しかし、これらの機械に関連する重要な要素について知識があれば、大いに役立ちます。

より良い結果を得るためには、良いものを選ぶことをお勧めします。 液体充填機メーカー その選択プロセスをお手伝いします。また、包装ラインのニーズに対応するために、既存の液体充填機を少し変更する必要がある場合もあります。このように、メーカーを探す際には、機械のカスタマイズも重要です。

Levapackは、お客様の理想的な液体充填機を製造する前に、機械のカスタマイズとコンサルティングサービスの両方を提供しています。レバパックの製品と お問い合わせ 完璧なパッケージング・ソリューションのために！

参考までに： https://www.fda.gov