계량 충진기란 무엇인가? 산업 구매자를 위한 완벽한 가이드

계량 충전기란 무엇일까요? 계량 충전기(순중량 충전기 또는 계량 충전기라고도 함)는 제품을 무게에 따라 용기에 분배하는 자동 포장 장치입니다. 즉, 각 용기에 충전되는 동안 용기의 무게를 측정하여 목표 순중량에 도달하면 충전을 중단합니다. 이를 통해 모든 포장에 라벨에 명시된 정확한 양의 제품이 담겨 있는지 확인할 수 있습니다. 이러한 정밀 충전은 식음료, 제약, 화학 산업과 같이 과충전은 재료를 낭비하고 과충전은 규정 위반으로 이어지는 산업에서 매우 중요합니다. 계량 충전기는 충전 메커니즘에 저울이나 로드셀을 통합하여 제품의 일관성을 개선하고, 내용물 누설을 줄이며, 제품 품질에 대한 신뢰를 구축합니다. (이러한 기계는 시장에 따라 계량 충전기, 중량 충전기, 계량 포장기 또는 계량 포장기라고도 합니다.)

계량 충전기 작동 방식

계량 충진기는 벌크 제품 호퍼 또는 저장통과 정밀 계량 시스템, 그리고 배출 노즐 또는 밸브를 결합한 기계입니다. 작동 시, 빈 용기는 내장된 저울(종종 컨베이어 또는 플래튼의 일부) 위에 놓입니다. 기계는 중력, 펌프 또는 공급기를 통해 용기에 제품을 공급하는 동시에 무게를 지속적으로 모니터링합니다. 저울이 미리 설정된 목표 무게를 읽는 순간, 충진이 중단됩니다. 이 "충진-무게" 과정은 일반적으로 두 단계 방식을 사용합니다. 목표 무게에 빠르게 도달하기 위한 빠르고 거친 충진 후, 정확한 무게에 도달하기 위한 느리고 미세한 충진이 이어집니다. 각 단계는 일반적으로 다음과 같습니다.

1. 컨테이너 적재: 빈 용기를 통합 저울 위에 올려놓고 무게를 측정합니다(빈 용기의 무게는 0으로 설정됩니다).
2. 제품 분배: 제품은 호퍼에서 용기로 흘러 들어갑니다. 사이클 초기에는 원하는 무게에 도달하기 위해 빠른 충전이 사용됩니다.
3. 정밀 채우기: 저울이 목표 중량에 가까워지면 기계는 정밀한 제어를 위해 유량을 줄입니다. 계량 센서는 충전 중량을 지속적으로 추적합니다.
4. 채우기 중지: 정확한 순중량에 도달하면 밸브나 펌프가 닫히고 디스펜서가 닫힙니다. 액체가 새어 나오는 것을 방지하기 위해 누수 방지 장치가 설치되는 경우가 많습니다.
5. 컨테이너 제거: 채워진 용기는 밀봉이나 라벨 부착을 위해 꺼내고, 다음에 비어 있는 용기에 채워 넣습니다.

이 피드백 기반 방식은 제품 밀도나 점도에 관계없이 작동합니다. 충전 순서는 매우 빠르고 자동화될 수 있지만, 각 포장재가 중량 사양을 충족하도록 보장합니다. 실제로 이 기계는 "스마트"합니다. 실시간 중량 피드백을 기반으로 충전 시간과 유량을 조절하여 과충전을 최소화합니다.

계량 충전기의 종류

계량 필러는 다양한 제품과 용기에 맞게 여러 가지 특수 구성으로 제공됩니다. 일반적인 유형은 다음과 같습니다.

● 진동식(선형) 계량 필러: 분말, 과립 및 작은 입자에 적합합니다. 이 기계는 진동식 피더를 사용하여 제품을 호퍼에서 개별 계량 호퍼로 옮깁니다. 계량 호퍼에서는 배출 전 각 부분의 무게를 측정합니다. 진동을 조절하여 각 용기로의 유량을 제어합니다. 진동식 계량기는 유동성이 좋은 벌크 고형물에 적합하며 소형으로 제작되어 신뢰성이 높습니다.

● 순중량(정적) 필러: 이 제품은 고전적인 계량 충진기입니다. 각 용기는 설정된 목표 중량에 도달할 때까지 충전되어 순중량의 정확성을 보장합니다. 기계는 먼저 빈 용기의 용기 중량을 기록한 후, 제품을 배출하고 용기 중량을 차감하여 정확한 순중량을 계산합니다. 순중량 충진기는 정확한 중량이 중요한 식품, 화학, 농업 포장에 널리 사용됩니다.

● 오거 웨이트 필러: 분말 및 미세 과립용으로 설계되었습니다. 실린더 내부의 오거 스크류가 용기에 담긴 제품의 양을 측정하는 동안, 그 아래의 로드셀이 무게를 측정합니다. 모터 구동 장치 아래에서 오거가 회전하면서 재료가 안정적으로 공급되고 저울이 정확한 무게에 도달하면 스크류를 멈춥니다. 이 방법은 밀가루, 향신료, 화학 물질과 같이 자유롭게 흐르는 분말에 매우 정확하며, 식품 및 제약 분야에서 널리 사용됩니다.

● 반자동 계량 충전기: 이러한 충전에는 약간의 수동 개입이 필요합니다. 작업자는 각 용기를 저울 위에 올려놓고 (보통 풋 페달이나 버튼을 사용하여) 충전을 시작합니다. 목표 중량에 도달하면 기계가 자동으로 멈춥니다. 반자동 충전은 비용이 저렴하고 유연하며, 완전 자동화가 필요하지 않은 소량 생산이나 저속 라인에 적합합니다.

● 벌크(케이스/토트) 무게 필러: 이 기계는 대형 용기(상자, 플라스틱 통, 드럼 또는 토트)에 적합한 고하중 시스템입니다. 예를 들어, 컨베이어 방식의 벌크 계량 충전기는 빈 케이스나 통을 자동으로 색인화한 후, 밸브를 열어 각 통에 지정된 무게만큼 채웁니다. 이 기계는 대형 골판지 상자, 드럼 또는 토트에 제품을 무게 단위로 채울 수 있으며, 시간당 수십 개의 용기를 채우는 경우가 많습니다. 벌크 계량 충전기는 식품 원료, 반려동물 사료, 농산물 포장재(예: 무게 기준 5~50kg 포장재)에 널리 사용됩니다.

● 중력(선형) 계량 필러: 일부 설계에서는 제품이 중력에 의해 계량 호퍼를 통해 용기로 흘러들어가도록 합니다. 이러한 선형 계량기는 매우 빠르게 채워지며, 자유롭게 흐르는 액체나 과립에 적합합니다. 용기가 제품 배출구 아래에서 선형으로 움직이기 때문에 "선형"이라고 합니다. 예를 들어, 액체 중력 충전기(때로는 오픈 마우스 계량 충전기라고도 함)는 중력을 이용하여 액체를 용기에 붓고 저울을 사용하여 목표 중량에서 멈춥니다. 이러한 시스템은 빠른 속도와 정밀성을 자랑하지만, 자유롭게 흐르는 제품이 필요합니다(끈적거리거나 덩어리진 물질은 중력 공급을 막을 수 있습니다).

멀티헤드(조합) 계량기

최신 계량 충전 시스템은 매우 높은 처리량을 위해 다중 헤드 조합 계량기(종종 다중 헤드 계량기 또는 조합 저울이라고 함)를 사용할 수 있습니다. 이러한 기계에서는 벌크 공급 컨베이어가 제품을 중앙 호퍼에 투입하면, 여러 개의 계량 헤드(일반적으로 8개, 10개, 14개 또는 그 이상)가 각 저울에 제품을 분배합니다. 그런 다음 제어 장치는 합산 중량이 목표 충전 중량과 정확히 일치하는 헤드 조합을 선택합니다. 작동 시, 선택된 모든 헤드가 동시에 포장재에 투입됩니다. 이러한 다중 헤드 방식은 매우 빠른 속도(분당 수백 회의 충전)를 달성하면서도 정확한 중량을 보장합니다. 다중 헤드 시스템은 소량의 제품을 매우 빠르게 계량해야 하는 스낵, 사탕, 냉동식품 포장 라인에서 흔히 사용됩니다.

계량 필러 vs. 기타 충전 기술

표: 계량 충전기와 다른 일반적인 충전기의 주요 차이점

요약하자면, 계량 충진기는 탁월한 중량 정확도를 위해 속도를 다소 희생합니다. 고정된 부피에 의존하는 체적 충진기나 중력 충진기와 달리, 계량 충진기는 각 배치의 정확한 밀도에 맞춰 충진량을 동적으로 조절하므로 정밀성이 최우선인 경우 필수적인 장치입니다.

계량 충전기의 핵심 구성 요소

일반적인 계량 충전기에는 몇 가지 필수 부품이 포함되어 있습니다.

● 벌크 호퍼 또는 저장소: 채우기 전에 제품(액체, 분말 또는 과립)을 벌크로 보관합니다.
● 공급 메커니즘: 중력 슈트, 진동 컨베이어 또는 펌프로, 호퍼에서 저울이나 충전 밸브로 제품을 이동합니다.
● 무게 센서(로드 셀): 각 용기 또는 충전 헤드 아래에 있는 정밀 저울 요소로, 분배된 제품의 실제 무게를 측정합니다.
● 배출 노즐 또는 밸브: 용기로 들어가는 제품의 흐름을 제어합니다. 제어 시스템은 이 밸브에 신호를 보내 흐름을 열거나 닫거나 조절합니다.
● 제어 시스템(PLC/HMI): 기계의 "두뇌"입니다. PLC(프로그래밍 가능 논리 제어기)와 사용자 인터페이스는 로드셀 출력을 모니터링하고, 2단계 충전(고속 + 저속)을 실행하며, 목표 중량에서 충전을 중지합니다.
● 컨테이너 취급: 컨베이어 벨트, 인덱싱 테이블 또는 턴테이블을 통해 컨테이너를 필러 아래에 위치시킵니다. 컨베이어의 일부로 플랫폼 저울이나 암 저울이 포함되는 경우가 많습니다.
● 보조 장치: 누수 방지 밸브, 호퍼 내 레벨 센서, 기계식 믹서(슬러리용), 그리고 위생 처리를 위한 CIP(Clean-in-Place) 분무 시스템 등이 포함될 수 있습니다. 제품과 접촉하는 모든 부품은 일반적으로 스테인리스강(식품/제약 위생용 316L)으로 제작됩니다.

이러한 구성 요소들은 함께 작동합니다. 제품이 분배 밸브로 공급되고, 로드셀이 지속적으로 무게를 측정하며, 제어 시스템이 공급 속도를 조절하고 설정값에서 멈춥니다. 일부 모델은 속도 향상 및 검증을 위해 다중 헤드 저울이나 인라인 중량 선별기를 제공하기도 합니다.

계량 충진기를 사용하는 산업

계량 충진기는 다재다능하고 정확하기 때문에 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 일반적인 산업 분야는 다음과 같습니다.

● 음식 및 음료: 소스, 식용유, 잼, 유제품 및 음료는 정확한 충전 중량이 필요합니다. 제조업체는 병, 항아리 및 대형 식품 포장재에 계량용 충진기를 사용합니다.
● 의약품: 알약, 정제, 분말 혼합물 및 주사액은 엄격한 투여량 규정을 준수하기 위해 중량 단위로 포장됩니다. 건강기능식품 및 보충제(구미 비타민, 단백질 파우더)도 중량 충전기를 사용하여 포장됩니다.
● 화학적인: 산업용 화학물질, 용제, 산, 페인트는 안전성과 일관성을 위해 무게별로 통, 드럼 또는 토트백에 일괄적으로 담는 경우가 많습니다. 살충제나 세척액과 같은 유해 물질의 정확한 용량을 통해 안전성을 확보하고 낭비를 최소화합니다.
● 농업: 비료, 가축 사료, 씨앗, 토양 개량제는 봉지나 큰 통에 담습니다. 비료 봉지에 작은 실수라도 생기면 작물 수확량에 영향을 미칠 수 있으므로, 계량 담당자는 각 봉지의 무게가 정확히 규정된 무게인지 확인합니다.
● 화장품 및 개인 관리: 병이나 용기에 담긴 로션, 크림, 샴푸, 목욕 제품은 제조 과정마다 일관성을 유지해야 합니다. 계량 충전 업체는 소비자가 기대하는 품질을 보장합니다.
● 광업 및 광물: 석탄, 광석, 광물은 종종 무게 단위로 포장됩니다. 중량 충전 작업자는 무거운 벌크 제품의 경우 입구가 열린 백을 채울 수 있습니다.

간단히 말해, 중량 기준으로 판매되거나 규제되는 모든 제품은 중량 필러를 통해 이점을 얻을 수 있습니다. 특히 과충전/미충전으로 인해 규정 준수 문제, 수익 손실 또는 고객 불만족 위험이 있는 산업에서 중량 필러의 중요성이 더욱 커집니다.

 호환되는 컨테이너 유형

계량 충전기는 작은 병부터 큰 통까지 다양한 용기에 사용할 수 있습니다. 일반적으로 호환되는 용기는 다음과 같습니다.

● 병 및 주전자: 유리 또는 플라스틱 병(몇 밀리리터부터 5~30리터 주전자까지). 많은 액체 계량 충전 업체는 1~5갤런 용량의 병과 용기를 취급합니다.
● 제리캔과 페일: 단단한 플라스틱이나 금속 페일(10~30L)과 제리캔은 특히 화학 및 식품 산업에서 흔히 볼 수 있습니다.
● 드럼(배럴): 석유, 화학 물질 또는 대용량 액체를 위한 표준 200L(55갤런) 강철 또는 플라스틱 드럼. 계량기는 이러한 무거운 용기에 정확한 순중량까지 정확하게 채울 수 있습니다.
● 중형 벌크 용기(IBC): 화학 물질이나 식품 원료에 사용되는 대형 토트 탱크(최대 1,000L). 산업용 계량 충진기는 IBC가 채워질 때 전체 IBC를 들어 올려 무게를 측정할 수 있습니다.
● 입구가 있는 백/상자: 분말 또는 과립용 고강도 백(폴리우레탄, 종이)은 백 저울에 담아 채울 수 있습니다. 골판지 상자나 플라스틱 통(고형물용)도 무게에 따라 채울 수 있습니다.
● 소형 포장: 일부 계량기는 소형 포장 기계와 통합됩니다. 예를 들어, 중량에 따라 성형-충전-봉인 라인에서 파우치나 스탠드업 백을 채웁니다.

설계상, 계량 충전 라인은 컨베이어, 리프트 테이블 또는 고정 장치를 사용하여 거의 모든 형태의 용기를 처리할 수 있도록 구성될 수 있습니다. 핵심 요건은 각 용기를 저울이나 계량대에 올려놓아 충전 중 증가하는 중량을 기계가 측정할 수 있도록 하는 것입니다.

계량(Weighmetric) 충전기의 장점

무게(순중량) 필러를 사용하면 다른 방법에 비해 여러 가지 중요한 이점이 있습니다.

● 높은 정확도 및 일관성: 이 기계는 각 포장재가 목표 중량을 정확하게 유지하도록 보장합니다. 이러한 일관성은 제품 품질 및 규정 준수에 필수적이며, 비용이 많이 드는 과충전을 방지합니다.
● 제품 낭비 감소: 정확한 중량에서 충전이 중단되므로 과도한 낭비가 최소화됩니다. 시간이 지남에 따라 재료비를 크게 절감하고 수율을 향상시킬 수 있습니다.
자동화 및 속도: 최신 계량 충진기는 매우 지루한 수동 작업을 자동화합니다. 노동력을 절감하는 동시에 높은 처리량(특히 다중 헤드 모델)으로 작동할 수 있습니다.
● 다재다능함: 단일 계량-충전 시스템은 모듈이나 헤드를 교체하여 액체, 분말, 과립 또는 페이스트 형태의 제품을 처리할 수 있습니다. 간단한 교체만으로 다양한 유형과 크기의 용기를 충전할 수 있습니다.
● 제품 변경에 따른 적응성: 무게에 따라 충전되므로 제품 점도나 밀도의 변화가 정확도에 영향을 미치지 않습니다. 동일한 기계로 제품이 약간 더 두껍거나 얇더라도 정확하게 충전할 수 있으며, 이는 고정 용량 충전기에 비해 확실한 장점입니다.
● 향상된 품질 관리: 자동 로드셀 피드백을 통해 잘못된 주입이나 막힘을 즉시 감지합니다. 많은 시스템에는 중량 검사기가 통합되어 있어 중량 사양을 벗어난 패키지를 거부합니다.
● 규정 준수: 많은 지역에서 포장 제품에 중량 기반 라벨링을 요구합니다. 중량 충전기는 설계상 이러한 기준을 충족합니다.

전반적으로 계량 충전 기계는 정밀성, 효율성, 그리고 비용 절감 효과를 제공합니다. 모든 제품이 정확하게 충전되도록 보장함으로써 제조업체가 라벨에 표시된 요구사항을 충족하고 신뢰할 수 있는 브랜드 평판을 유지하는 데 도움이 됩니다.

구매 가이드: 적합한 계량 충전기 선택

계량 충전기를 선택할 때는 생산 요구 사항에 맞는 장비를 선택하기 위해 몇 가지 주요 요소를 고려하세요.

● 제품 특성: 점도, 입자 크기, 연마성, 그리고 거품 발생은 모두 중요합니다. 매우 묽은 액체, 걸쭉한 페이스트 및 분말은 다른 충전 방식(기어 펌프, 피스톤, 진동 방식)이 필요할 수 있습니다. 제품에 맞는 기계 헤드가 필요합니다. 예를 들어 분말에는 오거 피더, 저점도 액체에는 기어 펌프, 부식성 유체에는 전자기식 유동 펌프가 필요합니다.
● 채우기 범위 및 컨테이너 크기: 최소 및 최대 충전 중량을 확인하세요. 소량(그램) 충전에는 고해상도 저울이 필요하고, 대량(수십 킬로그램) 충전에는 견고한 저울과 안정적인 플랫폼이 필요합니다. 또한 용기의 용량과 모양도 고려하세요. 라인에 병, 드럼 또는 비닐봉지를 넣을 수 있나요?
● 필요한 정확도: 허용 가능한 중량 편차를 확인하세요. 일부 산업(예: 제약)에서는 ±0.1%의 정확도를 요구하고, 다른 산업에서는 ±0.5% 이상을 허용할 수 있습니다. 정확도가 더 높은 기계(멀티헤드, 고해상도 저울)는 비용이 더 많이 들 수 있으므로, 기계 성능을 품질 사양에 맞춰 조정하세요.
● 처리량(속도): 분당/시간당 몇 개의 용기를 채워야 합니까? 매우 빠른 속도가 필요한 경우 다중 헤드 계량기 또는 여러 개의 충전 헤드를 고려하십시오. 중간 속도의 경우 단일 헤드 간헐 계량 필러로 충분할 수 있습니다. 계량 필러는 중량 안정화에 필요한 시간 때문에 단순 체적식 필러보다 속도가 느린 경우가 많으므로, 라인 출력에 맞게 기계 크기를 조정하십시오.
● 자동화 및 통합: 독립형 필러가 필요하신가요? 아니면 병 헹굼기, 캡퍼, 라벨러 등 더 큰 라인에 통합해야 할까요? 수동, 반자동 또는 완전 자동(연속) 작동 방식을 선택하세요. 또한 프로그래밍 기능(배치 레시피, 원격 모니터링 등)과 PLC가 시스템과 어떻게 연동되는지 고려하세요.
● 구성 재료: 식품, 의약품 또는 부식성 화학물질의 경우, 기계는 FDA 승인 재질(316L 스테인리스 스틸 접촉부, 위생 부속품)을 사용해야 합니다. 폭발성 분진이나 증기의 경우, ATEX 또는 방폭 규정을 준수해야 합니다.
● 교체 및 청소: 제품이나 용기를 교체하는 것이 얼마나 쉬운가요? 퀵 릴리스 노즐, 로드셀 자동 용기 계량, 그리고 세척을 위한 개방형 설계는 가동 중단 시간을 줄여줍니다. 액체나 끈적끈적한 제품의 경우 CIP 기능이 중요할 수 있습니다.
● 예산 및 총 소유 비용: 기계 구매 가격 외에도 유지 보수, 에너지 소비량, 예비 부품 비용 등을 고려해야 합니다. 더 복잡한 멀티헤드 시스템은 초기 비용이 더 높지만, 속도와 폐기물 절감 측면에서 타당할 수 있습니다. 용량이 적을 때는 간단한 반자동 필러가 더 경제적일 수 있습니다.
● 공급업체 지원: 우수한 서비스, 교육 및 예비 부품 공급을 제공하는 평판 좋은 제조업체를 선택하십시오. 계량기는 정밀한 저울과 제어 장치에 의존하며, 장기적인 정확도는 교정 및 유지보수 지원에 달려 있습니다.

XBCZG-8A 자동 계량 충전기 식품, 의약품, 화장품, 화학공업 등 드럼형 액체 계량용 서브패키징

이러한 고려 사항을 신중하게 고려하면(말장난은 의도하지 않았습니다) 제품 유형, 처리량, 정확도 요구 사항 및 예산에 맞는 계량 충전 시스템을 선택할 수 있습니다. 계량 충전 시스템은 일관성과 규정 준수가 최우선일 때 효과적입니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

1. 계량 충전기란 무엇이고, 체적 충전기와 어떻게 다릅니까?
계량 충전기(순중량 충전기 또는 계량 충전기라고도 함)는 로드셀을 사용하여 각 용기에 주입되는 제품의 정확한 무게를 측정합니다. 고정된 용량을 공급하는 체적 충전기(예: 피스톤 또는 유량계 기반)와 달리, 계량 충전기는 실시간 무게 피드백을 기반으로 충전량을 조절합니다. 이를 통해 정확한 순중량을 보장하고, 내용물의 누설을 줄이며, 규정 준수를 유지할 수 있습니다.

2. 어떤 산업이 순중량 충전기로부터 가장 큰 혜택을 볼까요?
순중량 충진기는 정확성과 일관성이 중요한 모든 분야에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 대표적인 산업 분야는 다음과 같습니다.
● 식품 및 음료: 오일, 소스, 파우더 및 음료
● 의약품 및 건강기능식품: 액상 의약품, 보충제 및 분말
● 화학 및 농약: 용매, 살충제, 비료
● 화장품 및 개인 관리: 크림, 로션, 샴푸
액체, 반죽, 과립, 분말 등을 다룰 수 있는 능력 덕분에 저울은 매우 다재다능합니다.

3. 어떤 용기 유형이 중량식 충전기에 적합합니까?
중량 측정 충전기는 광범위한 포장에 맞게 구성할 수 있습니다.
● 병 및 주전자: 플라스틱 또는 유리, 소형에서 수리터 크기까지
● 드럼 및 배럴: 20~200L 강철 또는 플라스틱
● 중간 벌크 컨테이너(IBC): 최대 1,000L 토트
● 가방 및 상자: 분말용 오픈 마우스 백, 유연한 파우치
적응형 고정 장치와 컨베이어 스케일을 사용하면 포맷 간의 빠른 전환이 가능합니다.

4. 웨이트 필러의 정확도는 어느 정도입니까?
최첨단 계량 필러는 목표 중량의 ±0.1~0.3% 이내의 정확도를 달성합니다. 정확도는 저울 분해능, 충전 메커니즘(오거, 펌프, 중력), 그리고 재료 특성 등의 요인에 따라 달라집니다. 고정밀 요구 사항(예: 의약품)의 경우, 다중 헤드 계량 솔루션은 매우 엄격한 허용 오차를 제공할 수 있습니다.

5. 계량 포장기를 선택할 때 무엇을 고려해야 합니까?
주요 선정 기준은 다음과 같습니다.
● 제품특성 : 점도, 밀도, 입자크기
● 충전 범위: 최소 및 최대 순중량 필요
● 처리량: 분당 또는 시간당 컨테이너
● 요구 정확도 : 허용 분산 (예: ±0.2%)
● 자동화 수준: 수동, 반자동 또는 완전 통합 라인
● 위생 및 규정 준수: 구성 재료(예: 316L 스테인리스 스틸), CIP 기능
이러한 요소를 평가하면 생산 목표와 예산을 충족하는 올바른 계량 충전기를 선택할 수 있습니다.