Η μηχανή συσκευασίας μαχαιροπήρουνων είναι ένα αυτόματο σύστημα που μετράει, τακτοποιεί και τυλίγει πιρούνια, μαχαίρια, κουτάλια και καλαμάκια σε σφραγισμένες συσκευασίες φιλμ για διανομή. Αυτά τα μηχανήματα μπορούν να συσκευάσουν έναν τύπο σκευών ή σετ μαχαιροπήρουνων μικτών. Για παράδειγμα, ένα πακέτο μπορεί να περιλαμβάνει πιρούνι, μαχαίρι και χαρτοπετσέτα. Το μηχάνημα χρειάζεται διαφορετικές μεθόδους για μέτρηση, διάταξη και σφράγιση με βάση τον τύπο του προϊόντος.
Η χρήση των μαχαιροπήρουνων μιας χρήσης έχει αυξηθεί καθώς η παράδοση φαγητού, η τροφοδοσία αεροπορικών εταιρειών και η τραπεζαρία σε ιδρύματα έχουν επεκταθεί. Οι μηχανές χύτευσης με έγχυση μπορούν να παράγουν εκατοντάδες κομμάτια ανά λεπτό. Χωρίς αντίστοιχη διαδικασία συσκευασίας, τα τελικά μαχαιροπίρουνα μπορούν να συσσωρευτούν σε δοχεία χύδην. Τα μαχαιροπίρουνα επίσης δεν προστατεύονται και δεν μπορούν να αποσταλούν ως μεμονωμένες συσκευασίες. Μια μηχανή συσκευασίας λύνει αυτό το πρόβλημα.
Στάδιο 1 - Σίτιση και προσανατολισμός
Η πρώτη πρόκληση που επιλύει ένα μηχάνημα συσκευασίας μαχαιροπήρουνων είναι να μετακινήσει τα χαλαρά σκεύη σε μια γραμμή. Δύο τύποι τροφοδοσίας είναι κοινοί στη βιομηχανία:
Οι δονούμενοι τροφοδότες μπολ χρησιμοποιούν μια σπειροειδή τροχιά μέσα σε ένα μπολ σε σχήμα κώνου-. Η δόνηση μετακινεί τα σκεύη στην πίστα. Οι μηχανικοί οδηγοί σπρώχνουν τα εσφαλμένα τοποθετημένα κομμάτια πίσω στο μπολ. Μόνο τα σωστά τοποθετημένα σκεύη φτάνουν στον αγωγό εξόδου. Οι τροφοδότες μπολ λειτουργούν καλά με κουτάλια και πιρούνια. Τα μαχαίρια μπορεί να είναι πιο δύσκολο στο χειρισμό λόγω του σχήματός τους. Μπορεί να χρειάζονται ξεχωριστή λωρίδα.
Οι φυγόκεντροι τροφοδότες χρησιμοποιούν έναν κατακόρυφο δίσκο που περιστρέφεται με καθορισμένη ταχύτητα. Η φυγόκεντρη δύναμη κινεί τα σκεύη προς τον εξωτερικό δακτύλιο. Στη συνέχεια, τοποθετήστε τις τσέπες ή οδηγούς στη σωστή κατεύθυνση. Οι φυγόκεντροι τροφοδότες μπορούν να λειτουργήσουν πιο γρήγορα από τους τροφοδότες μπολ. Συχνά χειρίζονται 200–400 κομμάτια το λεπτό. Είναι πιο ευαίσθητα στο σχήμα του σκεύους. Χρειάζονται επίσης ακριβή εξαρτήματα αλλαγής όταν αλλάζει ο τύπος του προϊόντος.
Για μικτά πακέτα, πολλοί τροφοδότες μπορούν να λειτουργούν ταυτόχρονα. Κάθε τροφοδότης παρέχει έναν τύπο αντικειμένου. Ένας συνδυαστικός μεταφορέας ενώνει τα ρεύματα. Ένα πιρούνι, ένα μαχαίρι,
Στάδιο 2 - Καταμέτρηση και Ομαδοποίηση
Αφού τα σκεύη φύγουν από τον τροφοδότη, μετακινούνται στον σταθμό μέτρησης. Οπτικοί αισθητήρες, συνήθως υπέρυθροι φωτοηλεκτρικοί αισθητήρες, ανιχνεύουν κάθε κομμάτι καθώς περνά μέσα από τη δέσμη φωτός. Ο ελεγκτής προσθέτει έναν αριθμό για κάθε κομμάτι. Όταν επιτευχθεί ο καθορισμένος αριθμός, ο ελεγκτής σηματοδοτεί έναν εκτροπέα ή πύλη για να μετακινήσει την παρτίδα στο σταθμό περιτύλιξης.
Για πακέτα πολλών-ειδών, κάθε λωρίδα τροφοδοσίας έχει τον δικό της μετρητή. Το μηχάνημα περιμένει έως ότου όλες οι λωρίδες παραδώσουν τις απαιτούμενες ποσότητες. Στη συνέχεια, η παρτίδα κινείται προς τα εμπρός. Τα σερβο{4}}συστήματα μπορούν να ελέγχουν την πύλη εκτροπέα με μεγαλύτερη ακρίβεια από τα παλαιότερα πνευματικά συστήματα. Οι σερβοκινητήρες μπορούν να τοποθετήσουν την πύλη με επαναληψιμότητα σε επίπεδο χιλιοστών-. Αυτό βοηθά στη μείωση των σφαλμάτων μέτρησης, των κοντών πακέτων και των επιπλέον κομματιών.
Ορισμένες προηγμένες μηχανές χρησιμοποιούν επίσης ένα σύστημα όρασης μετά την καταμέτρηση. Μια κάμερα λαμβάνει μια εικόνα του ομαδοποιημένου συνόλου. Το σύστημα συγκρίνει την εικόνα με μια εικόνα αναφοράς. Εάν λείπει ένα κουτάλι ή υπάρχει ένα επιπλέον πιρούνι, η παρτίδα μετακινείται σε ένα αγωγό απόρριψης. Αυτό αποτρέπει τη σφράγιση και αποστολή μιας λανθασμένης συσκευασίας.
Στάδιο 3 - Τροφοδοσία και Διαμόρφωση Ταινιών
Μια μηχανή συσκευασίας μαχαιροπήρουνων τυλίγει τα μετρημένα μαχαιροπίρουνα σε εύκαμπτη μεμβράνη από ένα συνεχές ρολό. Η ταινία συνήθως κινείται μέσα από αυτά τα βήματα:
Ξετυλίγω. Ένα μηχανοκίνητο καρούλι τροφοδοτεί το φιλμ με ταχύτητα που ταιριάζει με τον κύκλο του μηχανήματος. Ένας κύλινδρος χορευτής διατηρεί σταθερή την τάση του φιλμ. Αυτό βοηθά στην πρόληψη του τεντώματος και των ρυτίδων.
Εκτύπωση εγγραφής. Εάν το φιλμ έχει τυπωμένα γραφικά, ένας φωτοηλεκτρικός αισθητήρας διαβάζει τα σημάδια εγγραφής. Το σύστημα προσαρμόζει την τροφοδοσία φιλμ για να διατηρεί την εκτύπωση στη σωστή θέση σε κάθε πακέτο.
Διαμόρφωση. Η μεμβράνη περνά μέσα από ένα κολάρο που σχηματίζει. Αυτός ο μεταλλικός οδηγός σε σχήμα χοάνης-διπλώνει την επίπεδη μεμβράνη σε ένα σωλήνα γύρω από τα μαχαιροπίρουνα. Το μέγεθος του γιακά καθορίζει το πλάτος της συσκευασίας. Ένα διαφορετικό μέγεθος συσκευασίας μπορεί να χρειάζεται διαφορετικό κολάρο διαμόρφωσης και νέα ρύθμιση διαμήκους σφράγισης.
Διαμήκης σφραγίδα. Μια θερμαινόμενη ράβδος ή μια περιστροφική σιαγόνα στεγανοποίησης ενώνει τις επικαλυπτόμενες άκρες μεμβράνης κατά μήκος του σωλήνα. Αυτό δημιουργεί έναν συνεχή σφραγισμένο σωλήνα.
Για επίπεδες μαξιλαροθήκες, ένα άλλο ζευγάρι ράβδων στεγανοποίησης κλείνει και τα δύο άκρα. Για πακέτα με ραβδώσεις ή τρεις-πλευρικές-σφραγίδες, η μεμβράνη κόβεται σε μήκος πριν σχηματιστεί. Αυτό παρέχει περισσότερες επιλογές μορφής, αλλά μπορεί να μειώσει την ταχύτητα παραγωγής.
Στάδιο 4 - Σφράγιση και κοπή
Το τελικό στάδιο σφράγισης χωρίζει τα πακέτα και κλείνει τα άκρα. Δύο μέθοδοι είναι κοινές:
Η παλμική σφράγιση χρησιμοποιεί θερμότητα μόνο κατά τη διάρκεια του κύκλου σφράγισης. Ένα σύρμα νιχρώμου θερμαίνει το φιλμ στη θερμοκρασία σφράγισής του. Για το πολυπροπυλένιο, αυτή είναι συνήθως 150 μοίρες έως 190 μοίρες. Το μηχάνημα κρατά το φιλμ για 0,3 έως 1,5 δευτερόλεπτα με βάση το πάχος του φιλμ. Στη συνέχεια, η τσιμούχα ψύχεται υπό πίεση πριν την απελευθερώσει το μηχάνημα. Η παλμική σφράγιση δημιουργεί καθαρές και στενές γραμμές σφράγισης. Λειτουργεί επίσης καλά με ευαίσθητες σε θερμότητα φιλμ.
Η συνεχής περιστροφική στεγανοποίηση χρησιμοποιεί θερμαινόμενους τροχούς που περιστρέφονται ενάντια στο σωλήνα φιλμ καθώς κινείται. Οι τροχοί διατηρούν μια σταθερή θερμοκρασία. Αυτό επιτρέπει μεγαλύτερη ταχύτητα παραγωγής επειδή δεν υπάρχει παύση σφράγισης. Η περιστροφική στεγανοποίηση λειτουργεί καλά σε γραμμές υψηλής-ταχύτητας που χρησιμοποιούν ομοιόμορφη μεμβράνη από 80 έως 150 πακέτα ανά λεπτό. Παρέχει λιγότερη ευελιξία κατά την αλλαγή τύπων φιλμ.
Μετά τη σφράγιση, μια μηχανική ή υπερηχητική λεπίδα κοπής διαχωρίζει τα πακέτα. Το έτοιμο πακέτο μετακινείται σε έναν μεταφορέα εξόδου. Στη συνέχεια, μπορεί να περάσει από έναν ανιχνευτή μετάλλων και έναν έλεγχο ζύγισης πριν από τη συσκευασία.
Παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση της συσκευασίας
Η καλή λειτουργία αυτού του εξοπλισμού εξαρτάται από διάφορους παράγοντες που πρέπει να παρακολουθούν οι διαχειριστές εγκαταστάσεων:
Προδιαγραφές ταινίας.Το πολυπροπυλένιο (PP) είναι ένα κοινό υλικό περιτυλίγματος για μαχαιροπίρουνα μιας χρήσης. Προσφέρει καλή ακαμψία, διαύγεια και απόδοση θερμότητας-σφράγισης. Οι κανόνες σε πολλές αγορές αυξάνουν τη χρήση κομποστοποιήσιμων μεμβρανών. Οι μεμβράνες με πιστοποίηση EN 13432 ενδέχεται να χρειάζονται χαμηλότερες θερμοκρασίες σφράγισης και μεγαλύτερους χρόνους σφράγισης. Αυτό μπορεί να μειώσει την ταχύτητα παραγωγής κατά 15% έως 25% σε σύγκριση με το τυπικό φιλμ PP στο ίδιο μηχάνημα.
Συνοχή προϊόντος.Τα μαχαιροπίρουνα με έγχυση-μπορεί να έχουν φλας, το οποίο είναι λεπτό πλεονάζον υλικό κατά μήκος της γραμμής διαχωρισμού. Το φλας μπορεί να συσσωρευτεί στα κομμάτια του τροφοδότη και να προκαλέσει εμπλοκές ή σφάλματα μέτρησης. Η καλή ποιότητα καλουπιού βοηθά στη διατήρηση της ομαλής λειτουργίας της γραμμής συσκευασίας.
Περιβαλλοντικές συνθήκες.Η θερμοκρασία και η υγρασία μπορεί να επηρεάσουν την απόδοση του φιλμ. Οι εγκαταστάσεις χωρίς έλεγχο κλιματισμού ενδέχεται να δουν αλλαγές στην αντοχή στεγανοποίησης και στην τάση του φιλμ κατά τη διάρκεια διαφορετικών εποχών. Οι χειριστές μπορεί να χρειαστεί να προσαρμόσουν τις ρυθμίσεις θερμοκρασίας και την πίεση του κυλίνδρου χορευτή.
Κανονιστική συμμόρφωση.Στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι συσκευασίες τροφίμων-για επαφή καλύπτονται από το FDA 21 CFR Part 175 για κόλλες και επικαλύψεις και το 21 CFR Part 178 για ορισμένα πολυμερή και συναφή υλικά. Στην Ευρωπαϊκή Ένωση, ο κανονισμός (ΕΚ) αριθ. 1935/2004 ορίζει κανόνες για τα υλικά που έρχονται σε επαφή με τρόφιμα. Αυτά τα υλικά δεν πρέπει να απελευθερώνουν ουσίες σε επίπεδα που θα μπορούσαν να βλάψουν την ανθρώπινη υγεία. Τα μηχανήματα που χρησιμοποιούνται για αυτές τις αγορές θα πρέπει να χρησιμοποιούν κατάλληλο ανοξείδωτο χάλυβα,{10}}πολυμερή ποιότητας τροφίμων και λιπαντικά που πληρούν τους απαιτούμενους κανόνες.
Συχνές Ερωτήσεις
Πόσο γρήγορα μπορεί να λειτουργήσει μια μηχανή συσκευασίας μαχαιροπήρουνων;Σειρές μεμονωμένων-ειδών που χρησιμοποιούν φιλμ πολυπροπυλενίου μπορούν να φτάσουν τα 80 έως 120 πακέτα ανά λεπτό με συνεχή περιστροφική σφράγιση. Οι γραμμές μικτών-πακέτων εκτελούνται συνήθως από 40 έως 70 πακέτα ανά λεπτό. Λειτουργούν πιο αργά επειδή πολλές λωρίδες τροφοδοσίας πρέπει να συνεργάζονται πριν από κάθε κύκλο.
Μπορεί ένα μηχάνημα να χειριστεί τα πιρούνια, τα μαχαίρια και τα κουτάλια εναλλακτικά;Ναι, εντός ενός καθορισμένου εύρους μεγέθους. Τα μέρη τροφοδοσίας και τα κολάρα διαμόρφωσης μπορούν να ρυθμιστούν ή να αντικατασταθούν. Η εναλλαγή από ένα πιρούνι γλυκού σε ένα κουτάλι σούπας μπορεί να απαιτεί αλλαγή μπολ τροφοδοσίας. Αυτό μπορεί να διαρκέσει 20 έως 40 λεπτά. Η αλλαγή του μεγέθους της συσκευασίας μπορεί να απαιτεί νέο κολάρο διαμόρφωσης και ρύθμιση της πίεσης της ράβδου στεγανοποίησης.
Ποιοι τύποι φιλμ είναι συμβατοί;Τα περισσότερα μηχανήματα μπορούν να επεξεργάζονται πολυπροπυλένιο, πολυαιθυλένιο και πολυστρωματικές μεμβράνες. Χρησιμοποιούνται επίσης κομποστοποιήσιμες μεμβράνες με πιστοποίηση EN 13432. Αυτές οι μεμβράνες χρειάζονται διαφορετικές ρυθμίσεις σφράγισης. Τα ελάσματα με βάση το χαρτί-χρησιμοποιούνται επίσης ως περιορισμοί πλαστικών μίας-χρήσης βάσει της Οδηγίας (ΕΕ) 2019/904 αύξησης.
Πόση συντήρηση χρειάζεται το μηχάνημα;Η καθημερινή συντήρηση περιλαμβάνει καθαρισμό υπολειμμάτων μεμβράνης από τις ράβδους στεγανοποίησης και έλεγχο φθοράς των τροχιών τροφοδοσίας. Οι εβδομαδιαίοι έλεγχοι θα πρέπει να περιλαμβάνουν την ευθυγράμμιση του σερβομηχανισμού, τη λειτουργία του αισθητήρα και την ευκρίνεια της λεπίδας κοπής. Οι σιαγόνες στεγανοποίησης και τα μπολ τροφοδοσίας είναι κοινά μέρη φθοράς. Η διάρκεια ζωής τους είναι συνήθως 6 έως 18 μήνες με βάση τον όγκο παραγωγής.
Πηγές
- Ευρωπαϊκή Επιτροπή Τυποποίησης. EN 13432:2000 – Απαιτήσεις για συσκευασίες που μπορούν να ανακτηθούν μέσω κομποστοποίησης και βιοαποδόμησης. CEN, 2000.
- Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο και Συμβούλιο. Οδηγία (ΕΕ) 2019/904 για τη μείωση των επιπτώσεων ορισμένων πλαστικών προϊόντων στο περιβάλλον. Επίσημη Εφημερίδα της Ευρωπαϊκής Ένωσης, 2019.
- Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο και Συμβούλιο. Κανονισμός (ΕΚ) αριθ. 1935/2004 για υλικά και αντικείμενα που προορίζονται να έρθουν σε επαφή με τρόφιμα. Επίσημη Εφημερίδα της Ευρωπαϊκής Ένωσης, 2004.
- US Food and Drug Administration. 21 CFR Part 175 – Έμμεσα πρόσθετα τροφίμων: κόλλες και συστατικά επικαλύψεων. Κώδικας Ομοσπονδιακών Κανονισμών.
- US Food and Drug Administration. 21 CFR Part 178 – Έμμεσα πρόσθετα τροφίμων: Πολυμερή. Κώδικας Ομοσπονδιακών Κανονισμών.
- Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης. ISO 22000:2018 – Συστήματα διαχείρισης ασφάλειας τροφίμων: Απαιτήσεις για κάθε οργανισμό στον
