Įeikite į bet kurią greito-maisto virtuvę ir po šilumos lempa sėdinti dėžutė atrodo nepakartojama. Tačiau tikslumas, kurio reikia norint jį pagaminti, -lankstant, spaudžiant ir suklijuojant plokščią kartono ruošinį į riebalams-atsparų, maistui-saugų indą, kuris išlaiko formą esant karščiui ir drėgmei-, nėra paprastas. Amėsainių dėžučių gaminimo mašinavisus šiuos veiksmus atlieka pats. Taigi lygiai supjaustytą ruošinį jis paverčia baigta dėže tokiu greičiu, kurio nesutampa lankstymas rankomis.
Žinodami kiekvieną žingsnį, darbuotojai gali gauti daugiau našumo, rasti problemų ir geriau pasirinkti perkant mašinas.
Nuo ko prasideda mašina: štamp-iškirpti tuščią
Prieš mašinai paleidžiant nors vieną ciklą, žaliava turi būti paruošta. Taigi įvestis yra supjaustytas kartono ruošinys. Tai yra plokščias lakštas, kuris jau yra iškirptas ir išlygintas iki tikslios gatavos dėžutės formos. Dauguma mėsainių dėžučių ruošinių gaminami iš 250–400 g/m2 maistinio balto arba kraftkartono, paprastai su PE (polietilenu) laminuota arba riebalams{6} atsparia danga padengta ant maisto prisiliečiančio paviršiaus.
Išankstinio-taškymo (sulenkimo) modelis yra labai svarbus. Rezultatų linijos tiksliai apibrėžia, kur ruošinys bus sulankstytas. Jei įbrėžimo gylis arba padėtis yra net šiek tiek nukrypę, gauta dėžutė arba susilenks iki formos kampo, palikdama matomas raukšles, arba visiškai nesulenks, užstrigdama formavimo stotį.
Mašina nepjausto-pačios ruošinių-ši operacija paprastai atliekama prieš srovę naudojant atskirą plokščią arba rotacinį štampavimo-pjoviklį. Tada į mašinos dėtuves sukraunamos iš anksto-išpjautų ruošinių krūvos, kad būtų galima automatiškai tiekti.
1 veiksmas: tuščias šėrimas ir atskyrimas
Procesas prasideda nuo dėtuvės, krovimo bunkerio, kuriame vienu metu telpa keli šimtai ruošinių. Ruošinio padavimo mechanizmas-dažniausiai vakuuminiai siurbtukai ant servo-varomų svirčių-pakelia aukščiausią ruošinį iš rietuvės ir nukreipia jį į mašinos transportavimo kelią.
Tuščias atskyrimas yra mechaniškai jautriausia šios stoties dalis. Gretimi ruošiniai linkę prilipti, ypač drėgnoje aplinkoje arba kai riebalams atspari danga turi didelę paviršiaus energiją. Antrinis oro srautas arba mechaninis pirštas apsaugo nuo dvigubo padavimo-, nes sulaužo bet kokį sukibimą tarp pakelto ruošinio ir žemiau esančio.
Šiuolaikinės mėsainių dėžučių gamybos mašinos servo{0}}sistemos išsaugo kiekvieną tuščią dydį kaip receptą. Kai operatorius pasirenka gaminio dydį, padavimo mechanizmo eigos ilgis, laikas ir vakuuminio vožtuvo seka reguliuojasi automatiškai-nereikia rankinio mechaninio reguliavimo.
Priklausomai nuo dėžutės geometrijos, vienos{0}}juostos mašinos padavimo greitis paprastai yra nuo 50 iki 200 ruošinių per minutę. Gilesnės dėžės su sudėtingesnėmis lankstymo sekomis veikia lėčiau; plokšti vienetiniai-dėklai veikia greičiau.
2 veiksmas: išankstinis-lankstymo ir sulenkimo aktyvinimas
Prieš ruošiniui patenkant į klijavimo stotį, kreipiamieji bėgiai ir sulankstomos plokštės pradeda lenkti išilgai įbrėžtų linijų. Taigi ši iš anksto-lankstymo stotis atlieka du darbus. Pirma, jis sumažina jėgą, reikalingą formų preso stotyje vėliau. Antra, jis užtikrina, kad ruošinys patektų į klijų stotį pastovioje, kartojamoje padėtyje.
Daugumoje mašinų šis veiksmas apima statinius sulankstomus kreipiklius-ir lenktus kanalus, per kuriuos ruošinys važiuoja transportavimo greičiu. Ruošiniui judant į priekį, jo šoninės plokštės palaipsniui susilenkia į viršų išilgai įbrėžimų. Tuo metu, kai ji išeina iš šios stoties, dėžutė yra iš dalies trimatė-: šoninės sienelės yra vertikalios, bet kampiniai skirtukai ir pagrindo atvartai dar neužrakinti.
Išankstinio-lankstymo kokybė labai priklauso nuo ruošinio balų kokybės. Pernelyg sekli bala reikalauja per didelės jėgos, kad suaktyvintų, o tai gali sukelti tuščią plyšimą. Per gilus įbrėžimas gali sukelti priešlaikinį susilankstymą, kol ruošinys nepasiekia reikiamos padėties tiekimo kelyje.
3 veiksmas: klijų taikymas
Kai ruošinys iš dalies sulankstytas, klijavimo stotis klijuoja tam tikras vietas, kurios sukibs paspaudus. Maisto-paslaugoms pakuoti vandens-klijai yra beveik visuotinai naudojami, o ne tirpikliai,-jie atitinka su maistu besiliečiančių medžiagų reglamentus ir veikimo metu neišskiria lakiųjų medžiagų.
Klijų aplikatorius paprastai yra pneumatiniu būdu aktyvuojamas antgalis arba ritinėlių sistema, kuri užtepa tikslų klijų raštą ant kampinių skirtukų ir pagrindo persidengimo sričių. Klijų svoris, rutulio plotis ir uždėjimo laikas yra parametruojami mašinos PLC recepte. Netinkamas klijų kiekis yra viena iš dažniausių dėžių gedimo priežasčių: per mažai klijų susidaro silpnos sujungimo vietos, kurios atsidaro naudojant; per daug klijų matomai išsispaudžia, kyla užteršimo rizika ir gali prilipti prie išvesties krūvos gretimų gatavų dėžių.
Kai kuriose mašinose naudojami karšto -lydymosi klijai, o ne vandens-klijai, kai reikalingas greitesnis sukibimo laikas. Karšto-lydymosi klijai veikiant slėgiui sutvirtėja per 1–3 sekundes, o vandens -klijai per 5–15 sekundžių. Kompromisas-yra sudėtingesnė įranga: karšto{11}}lydymosi sistemai reikalingas šildomas rezervuaras, kontroliuojamos temperatūros žarnos ir aplikatoriaus purkštukai, kuriems reikia daugiau priežiūros nei šaltų klijų sistemai.
Žurnalas „Journal of Packaging Technology and Research“ parodė, kad kartoninių maisto dėžučių sukibimo stiprumas labai priklauso ir nuo klijų tipo, ir nuo kartono dangos paviršiaus energijos. Taigi PE-laminuotosioms plokštėms paprastai reikia klijų mišinių, skirtų mažai-energijos paviršiams, kad būtų stiprus sukibimas.
4 veiksmas: formų presavimas ir formavimas
Tai yra pagrindinis viso proceso žingsnis. Čia plokščias ruošinys tampa 3D dėžute. Ruošinys, dabar iš dalies sulankstytas ir su klijais, patenka į formų presavimo stotį. Tada aplink ruošinį užsidaro suderinta viršutinė ir apatinė forma. Taigi jie įspaudžia jį į galutinę dėžutės formą.
Forma vienu metu atlieka tris dalykus:
Matmenų formavimas: Formos sienelės įstumia visas plokštes, skirtukus ir atvartus į galutines vietas. Taigi jie nustato tikslų dėžutės vidinį dydį.
Klijavimas: Formos spaudimas suspaudžia klijuotas jungtis. Taigi tai pradeda klijų jungtį ir nustato kontroliuojamą slėgį.
Struktūrinis nustatymas: dėžėse, pagamintose iš sunkesnio kartono, forma trumpam išlaiko ruošinį pakankamai ilgai, kad iš dalies išsisklaidytų -medžiagos polinkis grįžti į plokščią padėtį.
Pelėsių išlikimo laikas priklauso nuo klijų tipo ir plokštės svorio. Vandens pagrindo klijų sistemose su standartine 300 gsm plokšte maždaug 0,5–1,5 sekundės išlikimas visiškai uždarant užtikrina pakankamą pradinį sukibimo stiprumą, kad dėžė būtų transportuojama neatidarant. Karšto lydymo sistemose išlikimas gali būti trumpesnis, nes sukibimas greitesnis.
Svarbus formų išlyginimo tikslumas. Remiantis Pakavimo mašinų gamintojų instituto techninėmis gairėmis, atverčiamų maisto indų formų padėties leistini nuokrypiai jokia kryptimi neturi viršyti ±0,3 mm, kad būtų išlaikyta vienoda dėžutės geometrija ir būtų išvengta galutinio produkto vyrių nesutapimo.
5 veiksmas: atverčiamojo vyrio formavimas
Mėsainio atverčiamoji dėžutė turi vyrį, leidžiantį atidaryti ir uždaryti dangtelį be plyšimo. Šis vyris susidaro presavimo formos metu arba iškart po jo.
Priklausomai nuo mašinos konstrukcijos, vyriai sukuriami vienu iš dviejų būdų. Vieno{1}}veiksmo įrenginyje pati formos geometrija sudaro vyrį-ruošinys suspaudžiamas į formą, kuri ties vyrių linija palieka tvirtą raukšlę, kuri po trumpo atsipalaidavimo tampa lanksti. Kelių{4}}pakopų mašinoje speciali vyrių formavimo stotis seka pagrindinį presą, naudojant siauresnį presavimo elementą, kad būtų tiksliai nustatyta vyrių raukšlė.
Vyrių ilgaamžiškumas yra vienas iš svarbiausių mėsainių dėžutės veikimo kriterijų. Straipsnyje „Food Packaging and Shelf Life“ (Elsevier) paskelbta gedimų lauko analizė parodė, kad vyrių įtrūkimai sudaro didelę skundų dėl maisto talpyklų greito-aptarnavimo restoranuose, o dauguma gedimų atsiranda dėl nepakankamo įbrėžimo gylio ties vyrių linija, o ne dėl klijų ar medžiagų gedimų kitur dėžutėje.
6 veiksmas: kokybės kontrolė ir išvesties perdavimas
Kai suformuotos dėžės išeina iš liejimo stoties, mechaninių kreiptuvų, jutiklių ir konvejerių derinys tvarko kokybės patikrinimą ir produkcijos valdymą.
Optiniai arba artumo jutikliai tikrina, ar nėra:
Ar dėžutė visiškai suformuota (plokščios{0}}dėžutės atmetimas)
Ar dangtis išlygintas tolerancijos ribose
ar vyrių ar dangčio sėdimoje vietoje nėra išspaustų{0}}klijų
Laukeliai, kuriems nepavyksta atlikti šių patikrinimų, nukreipiami iš pagrindinio išvesties srauto. Šiuolaikiniuose įrenginiuose su IIoT ryšiu šie atmetimo įvykiai registruojami su laiko žymomis ir susiejami su konkrečiais mašinos parametrais,{1}}kurie įgalina modelio analizę, kuri gali nustatyti lėtai blogėjančią formų išlygiavimą, susidėvėjusius kreiptuvo komponentus arba klijų tiekimo poslinkį, kol jie netampa pilno masto gamybos problemomis.
Priimtos dėžės keliauja į išvesties konvejerį, kur paprastai sukraunamos suskaičiuotomis grupėmis ir iškraunamos, kad būtų galima sugrupuoti arba tiesiogiai pakrauti į gabenimo dėžes.
Valdymo sistema ir perjungimas
Šiuolaikinį mėsainių dėžučių gaminimo aparatą valdo PLC su jutikliniu ekranu HMI, kuriame saugomi produktų receptai. Recepte yra visa tam tikro dėžutės dydžio parametrinė informacija: padavimo eiga, išankstinio-lankstymo laikas, klijų užtepimo raštas ir tūris, formos presavimo laikas ir išvesties konvejerio greitis.
Dėžutės dydžių perjungimas apima du elementus: recepto pasirinkimą (atliekamas per kelias sekundes naudojant HMI) ir fizinės formos keitimą. Servo{1}}varomų mašinų formų keitimas naudojant standartinius įrankius paprastai trunka 15–30 minučių. Mašinose, skirtose greitam pelėsių keitimui, naudojamos -neįrankio formos montavimo sistemos, kurios gali sutrumpinti tai iki mažiau nei 10 minučių.
Dėl šio lankstumo mėsainių dėžučių gaminimo aparatas yra praktiškas atliekant operacijas, kuriose per vieną pamainą vykdomi keli produktų SKU.
Medžiagos ir jų poveikis mašinos veikimui
Ne visas kartonas toje pačioje mašinoje veikia vienodai. Trys medžiagos kintamieji turi didžiausią įtaką išvesties nuoseklumui:
Lentos svoris (gsm): lengvesnės lentos (200–280 g/m²) lengviau sulankstomos, tačiau jos pagamina ne tokias tvirtas dėžes. Dėl sunkesnių lentų (350–450 g/m²) talpyklos yra standesnės, tačiau reikalauja didesnės presavimo jėgos ir gali prireikti šiek tiek ilgesnio laikymo laiko.
Drėgmės kiekis: kartonas stabiliausiai veikia esant 4–8 procentų drėgmei. Mažiau nei 4 proc. lentos tampa trapios ir lengvai lūžta ties taškų linija. Virš 8 procentų plokštės tampa minkštos ir gali neišlaikyti prispaustos formos pakankamai ilgai, kad klijai sustingtų.
Dangos tipas ir paviršiaus energija: PE-laminuotos plokštės ir riebalais-dengtos barjerinės plokštės turi skirtingą paviršiaus energiją. Taigi tai turi įtakos ir tai, kaip jie susilanksto (kietesnis lankstymas nei nepadengtos plokštės), ir kaip gerai prie jų prilimpa klijai. Kai kurios riebalams{4}}atsparios dangos neveikia su standartiniais vandens -pagrindo PVAc klijais. Taigi, norint gauti tvirtą sukibimą, reikia specialių klijų mišinių.
Dažnos gamybos problemos ir priežastys
| problema | Tipinė pagrindinė priežastis | Rekomenduojamas patikrinimas |
|---|---|---|
| Dėžutė atsidaro kampe po formavimo | Nepakankamas klijų kiekis; trumpas buvimo laikas | Patikrinkite klijų granulių svorį; padidinti pelėsių išlikimą |
| Tuščios ašaros sulankstymo metu | Per mažas rezultatas; plokštės drėgmė per maža | Dar kartą patikrinkite štampavimo{0}}įrankius; išmatuoti lentos drėgmę |
| Naudojimo metu įtrūkę vyriai | Nepakankamas įpjovos gylis ties vyrių linija | Patikrinkite prieš srovę štampavimo-pjovimą; koreguoti balo taisyklės gylį |
| Dangčio nesutapimas | Pelėsių susidėvėjimas arba nesutapimas; kreipiamojo bėgio dreifas | Patikrinkite pelėsių padėtį; iš naujo sukalibruoti kreipiamuosius bėgius |
| Dvigubas{0}}tiekimas | Ruošiniai prilipę krūvoje; siurbtuko nusidėvėjimas | Padidinti oro srauto slėgį; pakeisti susidėvėjusius puodelius |
| Klijų išspaudimas- | Per didelis klijų kiekis; neteisingas karoliukų išdėstymas | Sumažinti klijų svorio nustatymą; patikrinkite purkštuko padėtį |
DUK
Kokių tipų dėžes gali pagaminti ta pati mašina?
Dauguma mašinų gali pagaminti įvairių formatų maisto konteinerius, pakeitę formų rinkinį ir įkeldami atitinkamą receptą. Be mėsainių lukštų, dažniausiai naudojami prancūziškų kepinių dėžutės, dešrainių padėklai, vienetinės-dėžės išsinešimui ir vištienos kibirų dangčiai. Mašinos ruošinio dydžio diapazonas nustato, kas įmanoma.
Kiek laiko tarnauja formų rinkinys?
Plieninės formos gerai{0}}techniškai prižiūrimoje mašinoje paprastai atlaiko 3–5 milijonus ciklų. Susidėvėjimas pirmiausia pasireiškia kaip laisva-kraštų geometrija, o vėliau kaip išmatuojamas matmenų poslinkis. Pelėsių paviršiaus patikra kas 500 000 ciklų yra pagrįstas priežiūros intervalas.
Ar mašinai reikia suspausto oro?
Taip. Pneumatinės sistemos valdo tuščius siurbimo puodelius, oro srauto atskyrimą ir kai kurių modelių preso paleidimą. Standartinis darbinis slėgis yra 0,5–0,8 MPa, o oro suvartojimas yra maždaug 300–500 litrų per minutę visu gamybos greičiu.
Kiek ploto užima įprasta mašina?
Vienos{0}}juostos mašina užima apie 3 600 mm x 1 500 mm grindų ploto. Taigi palikite daugiau vietos ruošiniams pakrauti, išvesties konvejeriui ir prieiti prie priežiūros skydų.
Kuo servo{0}}varoma mašina skiriasi nuo kumštelio-ir{2}}pavaros mechanizmo?
Servo{0}}varomos mašinos leidžia pagal receptą-pagrįstą parametrų reguliavimą be mechaninio įsikišimo, sumažinant perjungimo laiką ir leidžiant tiksliau reguliuoti procesą. Kam-ir-pavarų mašinos yra mechaniškai paprastesnės ir dažnai tvirtesnės atšiaurioje aplinkoje, tačiau kiekvieną parametro pakeitimą reikia fiziškai reguliuoti.
Išvada
Mėsainių dėžučių gamybos mašina plokščią kartono ruošinį paverčia gatavu atraminiu konteineriu atlikdama šešis suderintus veiksmus: padavimą ir atskyrimą, išankstinį -lankstymą, klijų užtepimą, formų presavimą, vyrių formavimą ir produkcijos transportavimą. Kiekvienas veiksmas turi savo gedimo režimus, savo pagrindinius parametrus ir savo ryšį su priešsrovinio ruošinio kokybe, kurią gauna mašina.
Operatoriams suprasti šią seką reiškia tiksliai žinoti, kur ieškoti, kai nukrypsta išvesties kokybė. Pirkėjams, nurodant naują įrangą, reikia užduoti tinkamus klausimus apie servo galimybes, pelėsių keitimo laiką, klijų sistemos suderinamumą ir receptų valdymą. Mechanika nesudėtinga,-tačiau detalės svarbios.
Šaltiniai:
- Pakavimo mašinų gamintojų institutas - Formos padėties leistinos nuokrypos ir techniniai standartai, taikomi atverčiamų maisto talpyklų formavimo įrangai.
- Žurnalas „Journal of Packaging Technology and Research“ - Klijų sukibimo stiprumo analizė PE-laminuoto kartono maisto induose.
- Maisto pakavimas ir tinkamumo laikas (Elsevier) - Lankstų įtrūkimų lauko gedimų analizė greitojo aptarnavimo{1}}restoranų atverčiamuose konteineriuose.
- Pramoninės pakavimo automatikos apžvalga - Dėžučių formavimo mašinų servo pavaros sistemos veikimo etalonas.
- Tarptautinė pakuočių inovacijų taryba - Su maistu besiliečiančių medžiagų reglamentai ir vandens{1}}pagrindų klijų atitikties gairės, taikomos popierinėms maisto pakuotėms.