Паперове-упакування харчових продуктів стало дуже популярним у сфері громадського харчування. Це тому, що підприємства позбавляються-одноразового пластику. У центрі цієї зміни — тип машини, яка перетворює плоскі картонні заготовки на готові харчові-контейнери. Цю машину часто називають aпаперова харчова коробка машина. Отже, знання того, як ці машини працюють від початку до кінця, допомагає покупцям, інженерам з упаковки та операторам харчових продуктів робити кращий вибір щодо потужності, місця отримання матеріалів і планування технічного обслуговування.
Що входить: Технічні характеристики матеріалів
Перед першим механічним рухом якість сировини визначає стелю для всього, що йде далі. Сучасні паперові харчові контейнери покладаються на картон SBS (суцільний вибілений сульфат) або FBB (складений коробковий картон), зазвичай у діапазоні 170–350 г/кв.м залежно від передбачуваної глибини ящика та вимог-до навантаження.
Для гарячої їжі-ящики для смаженої курки, миски для рису, контейнери для локшини-субстрат повинен містити функціональний бар’єрний шар. Одностороннє -покриття PE (поліетилен) у діапазоні 12–18 г/м² є найпоширенішою конфігурацією, що забезпечує вологостійкість на поверхні, що контактує з харчовими-продуктами, зберігаючи зовнішню сторону для друку. Жиростійкі сорти додають структурі волокна додаткову мінеральну обробку- без фтору, що відповідає ASTM F119-82 та еквівалентним протоколам випробувань із європейського законодавства щодо контакту з харчовими продуктами.
Заготовки надходять або попередньо-розрізаними та-нарізаними під час окремої операції переробки, або машина для паперових коробок для харчових продуктів приймає рулонний-матеріал і виконує поточне висічення-. Вбудовані конфігурації скорочують кроки обробки, але вимагають більш жорсткого керування натягом котушки та ускладнюють інструменти.
Етап 1 - холостого живлення та сепарації
Виробничий цикл починається в магазині або бункері, де в черзі чекає вертикальний або похилий стос попередньо-заготівель. Вакуумна{2}}забиральна головка-зазвичай дві-чотири присоски, розташовані над найбільшою панеллю-підіймають верхню заготовку зі стосу. Механізм поділу повинен надійно ізолювати окремий аркуш, навіть коли статична електрика викликає злипання сусідніх заготовок; анти-іонізуючі планки є стандартним пристосуванням на високо-швидкісних лініях.
Оптичні датчики підтверджують один-порожній вибір перед тим, як передавальна рейка покажеться вперед. Помилка-подвійного-забирання чи відсутності-забирання-спрацьовує автоматичну зупинку та відхилення воріт, а не дозволяє застряганню потрапити каскадом у формувальний інструмент.
Швидкість подачі на-обладнанні середнього класу зазвичай становить від 40 до 120 циклів на хвилину. Платформи з-сервоприводом-вищого класу досягають 180–220 циклів на хвилину завдяки запуску двосмугового-інструменту в шаховому порядку, фактично подвоюючи продуктивність однієї машини.
Етап 2 - Активація результатів і попередній-розрив
Плоский картон не складається чітко без кондиціювання. Лінії згину, натиснуті на етапі перетворення, активуються набором попередніх-розривних валиків або пластин із кулачковим{-приводом, які злегка згинають заготовку за межі пружності вздовж кожного надрізу. Це контрольовано порушує структуру волокна на лінії згину, гарантуючи, що наступні станції згинання створюють щільні, послідовні кути, а не неправильні розриви чи закруглені краї.
Геометрію попереднього руйнування необхідно відкалібрувати відповідно до супорта дошки та вмісту вологи. Кондиціонування картону до відносної вологості 45–55 % рекомендовано в Міжнародних інструкціях з-пакувальної промисловості на основі волокна, щоб звести до мінімуму розтріскування в глибоких-згинах-особливо важливого параметра в-контрольованих кліматичних приміщеннях або{-висотних приміщеннях.
Етап 3 - Нанесення клею
Після того, як заготовку попередньо-розламано, на клапани клею наносять клей. У більшості конструкцій паперових харчових ящиків використовується одна з двох систем клею:
Термоплавкий клей (EVA або поліолефін-): цей клей наноситься за температури 150–180 градусів через маленькі сопла. Таким чином, відкритий час зазвичай становить 1–3 секунди. Швидко налаштована швидкість дозволяє швидше виконувати цикли. Але цей клей потребує підігріву системи шлангів, щоб підтримувати його течією, і спеціального догляду, щоб запобігти блокуванню сопел.
Клей на водній- основі (декстрин або ПВА): наноситься холодним або теплим (40–60 градусів), відкритий час 5–15 секунд. Краще підходить для зовнішніх клапанів,-що контактують із харчовими продуктами, де виникає занепокоєння через-утворення залишків розчинника. Повільніше налаштування обмежує максимальну швидкість лінії, але спрощує обслуговування.
Розташування сопла серво{0}}індексується відповідно до лінійної позиції заготовки в межах ±0,3 мм. Над-нанесення витрачає клей і ризикує видавлювати-забруднити зону контакту з харчовими-продуктами; під-застосування спричиняє відшарування в куті готової коробки-режим відбракування найвищої якості під час перевірок комерційного виробництва.
Етап 4 - складання та формування
Це механічно складне ядро машини для паперових коробок для їжі. Послідовність складаних плугів, напрямних рейок і формувальних оправок перетворює плоску, попередньо-склеєну заготовку на три-вимірний контейнер за допомогою координованого руху:
Зведення бічної стінки: дві протилежні складні важелі повертають довгі бічні панелі вгору, зазвичай на 90 градусів, проти фіксованої оправки, яка визначає геометрію внутрішньої коробки.
Кутова фіксація: короткі торцеві панелі складаються всередину, притискаючи кутові виступи або клейові клапани до вже-вертикальних бічних стінок.
Формування основи: для відкритих{0}}верхніх лотків основою є просто розгорнута центральна панель, яка стримується оправкою. Для конструкцій із кришкою та-з відкидною верхньою частиною друга станція формування обробляє геометрію кришки в тому самому циклі руху.
Тривалість стиснення: зібрану заготовку тримають під контрольованим тиском-зазвичай 0,2–0,6 МПа-протягом часу витримки, який відповідає встановленій швидкості клею. Серво-електричні приводи пресів дозволяють програмувати час витримки з кроком у 10-мілісекунд, що є критичним для систем з гарячим-розплавом, де розвиток міцності з’єднання залежить від часу.
Допуск на оправку є ключовою змінною якості. Згідно з опублікованими дослідженнями в Journal of Packaging Technology and Research, зміна розмірів сформованих картонних коробок найбільше корелює зі зносом оправки та тепловим розширенням формувальних інструментів-обидва, які можна вирішити за допомогою поверхонь оправок-з-покриттям з карбіду вольфраму та-інструментальної сталі з термокомпенсацією.
Етап 5 - Перевірка якості та відхилення
Безпосередньо за течією від станції формування вбудовані інспекційні системи перевіряють:
Прямоугольність кутів: лазерні датчики відстані перевіряють розміри діагоналей. Тому допуск зазвичай становить ±0,5 мм на стандартних коробках для виносу.
Міцність з’єднання клапанів: датчики тиску в пресовій пластині відчувають, чи опір занадто низький. Потім позначають ящики зі слабкими зв'язками.
Розмірна висота: контактний датчик або лазерний датчик перевіряє висоту ящика на ціль.
Відбраковані ящики відсуваються вбік фліпером із-пневматичним приводом, перш ніж вони потраплять на вихідний конвеєр. Таким чином, рівень відхилень нижче 0,5% можливий на добре-лініях, які проходять по правильній дошці. Але показники вище 2% зазвичай означають, що інструменти зношені, температура клею низька або товщина плити непостійна.
Етап 6 - укладання, підрахунок і вихід
Прийняті коробки переміщуються до станції штабелювання, де лічильник-обертовий фіксатор укладає їх у стопку до попередньо встановленої кількості-зазвичай 25, 50 або 100 на пачку. Модулі для автоматичного-загортання стрічки або рукава-можна інтегрувати в лінію, щоб виготовляти готові-пакунки без ручного використання.
Контрольовані ПЛК-лічильники відстежують загальну продуктивність за зміну, за типом коробки та за рулон або партію матеріалу, що надходить. Таким чином, ці дані надходять на інформаційні панелі OEE (Загальна ефективність обладнання). Потім команди технічного обслуговування та виробництва використовують ці інформаційні панелі, щоб знайти місця, де простої трапляються знову і знову. Добре налаштована машина для паперових коробок для харчових продуктів, яка працює з одним типом коробок на хорошій дошці, може отримати значення OEE у діапазоні 78–88%. Такі дані отримані від Інституту виробників пакувального обладнання.
Короткий огляд ключових параметрів продуктивності
| Параметр | Типовий діапазон |
|---|---|
| Швидкість виробництва | 40–220 ящиків/хв |
| Картон діапазон gsm | 170–350 г/кв.м |
| Вага ПЕ покриття | 12–18 g/m² |
| Толерантність до нанесення клею | ±0,3 мм |
| Допуск прямокутності кута | ±0,5 мм |
| Тиск витримки стиснення | 0,2–0,6 МПа |
| OEE на одному-SKU | 78–88% |
Загальні види несправностей і способи усунення
| Режим відмови | Основна причина | Коригувальні дії |
|---|---|---|
| Подвійний-порожній прийом | Статичний заряд, зношені присоски | встановити іонізатор; замінити чашки за графіком |
| Розшарування кутів | Недостатня-доза клею або прострочений відкритий час | Перекалібруйте сопло; зменшити швидкість лінії |
| Висота ящика нестандартна | Знос оправки або теплове розширення | Замінити оправку; встановити температурну компенсацію |
| Рвані лінії згину | Низька вологість дошки; неправильна перед{0}}глибина розбивання | Умови дошки до 45–55% RH; відрегулювати кулачок |
| Клапан видавлюється-назовні | Над-доза клею | Зменшіть час перебування сопла на 5–10 мс |
Інтеграція з передовим і вихідним обладнанням
Автономна машина для паперових коробок для харчових продуктів, як правило, є одним вузлом у ширшій виробничій клітині. Попередньо заготовки готуються на роторній висічці-або плоскому пресі. Після цього автоматичний пакувальний робот або картонар завантажує готові коробки в ящики для транспортування. Якщо потрібен вбудований друк-для кодів лотів, заяв про алергени або QR-кодів-струменеві або термопереносні-друкуючі головки встановлюються між станцією перевірки та укладачем.
Балансування лінії має значення: якщо формувальна машина працює зі швидкістю 120 циклів/хв, а подальша картонна машина обробляє лише 80 пачок/хв, потрібен буферний конвеєр із накопичувальною довжиною щонайменше на 60 секунд виробництва, щоб запобігти зворотному тиску вгорі.
Часті запитання
Який картон GSM найкраще підходить для стандартної коробки для рису на винос?Для більшості виробів із рису та локшини використовується плита з одно-PE- покриттям щільністю 210–280 г/кв.м. Більш важкі сорти понад 300 г/кв.м покращують міцність укладання, але збільшують вартість матеріалів і можуть вимагати попереднього-регулювання розривного кулачка.
Чи може одна машина виготовляти коробки кількох розмірів?так Швидко{1}}змінні набори оправок і серво-регульовані напрямні складання дозволяють змінювати розмір за 20–45 хвилин на сучасних платформах. Параметри рецепта-швидкість, витримка клею,-глибина попереднього зламування-зберігаються в ПЛК і викликаються за номером SKU.
Як забезпечується дотримання вимог безпеки харчових продуктів під час виробництва?Поверхня, що контактує з їжею, звернена всередину й ніколи не контактує з машинним інструментом після етапу формування. Адгезивні системи мають відповідати обмеженням-міграції для харчових продуктів відповідно до чинних нормативних актів (FDA 21 CFR для ринку США; Регламент ЄС 10/2011 для європейського ринку). Регулярні гігієнічні перевірки клейових насадок і формувальних оправок є стандартною практикою.
Який типовий слід машини?Машини з однією-формою займають приблизно 3–5 м у довжину та 1–1,5 м у ширину. Дво-високошвидкісні-конфігурації поширюються на 6–8 м, включаючи інтегровані блоки штабелювання та стрічки.
Що сприяє підвищенню кількості відмов? The three most frequently cited causes in industry maintenance surveys are: incoming board caliper inconsistency (>±5% deviation from spec), adhesive temperature drift (>±5 градусів від заданої точки), а знос формувальної оправки перевищує відхилення поверхні на 0,1 мм.
Список літератури
Інститут виробників пакувального обладнання - Звіт про порівняльний аналіз: стандарти OEE для ліній формування контейнерів для твердого паперу
Journal of Packaging Technology and Research - "Dimensional Accuracy in Paperboard Box Forming: Tooling Variables and Compensation Methods"
Упаковка харчових продуктів і термін придатності (Elsevier) - «Функціональні бар’єрні покриття для харчових контейнерів з картону: ефективність під впливом тепла та вологості»
Міжнародні правила пакування на основі волокон- - Стандарти якості кондиціонування та згинання картону
Пакувальні технології та наука - "Режими руйнування клею у високо-швидкісному виробництві контейнерів для паперу: статистичний аналіз"