충진기란
충진 장치는 용기에 내용물을 채우는 장비입니다. 내용물은 액체, 분말, 고체 식품 등 다양합니다. 충진하는 제품의 물성에 따라 다양한 충진기가 존재합니다.
물성 외에도 충진물의 크기나 형태, 충진 능력에 따라 충진 방법이 다릅니다. 또한, 내용물의 충진량이 일정해야 하는 경우가 많아 정량성과 안정성이 요구됩니다. 충진기는 식품 외에도 의약품, 화장품 등 생활에 밀접한 다양한 분야에서 사용됩니다.
충진기의 종류와 원리 그리고 사용 용도
- 물성에 따른 충진 방식의 차이:
- 액체 충진: 저~중점도의 액체는 펌프 등을 통해 탱크에서 배관을 통해 흡입하여 충진합니다.
- 점도 충진: 잼, 마요네즈와 같은 고점도 제품은 호퍼라는 용기에 투입하여 일정량을 공급하면서 충진합니다.
- 분말 충진: 분말은 스크류 피더를 사용하여 탈기 또는 진공 흡입을 통해 분말의 확산을 억제하면서 충진합니다.
- 고체 충진: 후리가케, 콩 등 건조물은 진동 컨베이어나 컵, 마스를 사용하여 계량하면서 충진합니다.
- 계량 방식에 따른 차이:
- 중량식: 웨이트 체커를 이용한 방식.
- 용량식: 실린더를 이용한 일정 스트로크 방식.
- 유량식: 유체의 펄스 신호로 질량 유량을 측정하여 충진하는 방식.
충진기의 가격
충진기는 충진하는 내용물과 사양이 다양하기 때문에 내용물에 맞춰 기종을 선택합니다. 가격은 사양에 따라 매우 큰 차이가 있습니다. 톤 단위로 충전하는 기종의 경우, 주변 장치나 충진기 사양에 따라 달라집니다.
일반적으로 식품 제조 현장에서 사용되는 크기의 충진기는 약 1500만 원부터 시작합니다. 이는 본체만의 참고 가격이며, 장치 운반 비용, 설치 공사 비용은 별도로 발생합니다.
충전기 선택 포인트
1. 물성: 위에 언급한 대로, 물성에 따라 충전 방식이 완전히 다르므로 어떤 것을 충전할지 명확히 합니다. 액체라면 거품 발생, 고체라면 부서지기 쉬운 정도도 고려해야 합니다.
2. 충전량, 정밀도: 몇 그램에서 톤 단위까지, 라인업에 큰 폭이 있는 것도 충전기의 특징입니다.
3. 충전 용기: 충전 용기도 충전기 선택에 중요한 포인트입니다. 병인지, 컵인지, 봉투인지, 주입구의 형태에 따라 달라집니다.
4. 처리량: 소형 탁상형부터 플랜트에서 사용되는 대형까지, 처리량도 다양합니다. 하루 처리량, 한 번의 충전량, 충전 속도, 그리고 전후 공정과의 균형에 따라 기종을 선택합니다.
충전기 도입 후의 문제 사례와 사전 대책 포인트
트러블 사례: 피스톤식 충전기에서 충전량이 안정되지 않으며, 피스톤 실린더 부위에서 충전물 액체 누출이 발생함.
원인 1: 충전물을 밀어내는 피스톤 끝의 피스톤 링이 마모되어 밀봉성이 저하됨.
원인 2: 충전기 도입 시부터 피스톤 링 교체를 하지 않았으며, 충전기 도입 후 1년이 경과함.
대책 1: 피스톤 링을 교체함.
대책 2: 피스톤 링은 소모품으로서 예방 보전 차원에서 교체함.
※ 피스톤 링은 실리콘 등의 고무 재질로 되어 있는 경우가 많아, 파손되면 제품에 파편이 혼입될 수 있으며, 혼입 가능성이 있는 오염 범위를 특정하기 매우 어렵습니다. 사전 교체가 중요합니다.