Uđite u bilo koju{0}}kuhinju brze hrane i kutija na preklop ispod grijaće lampe izgleda neupadljivo. Ali preciznost potrebna da se proizvede-savijanje, presovanje i lijepljenje ravnog kartona u kontejner-otporan na mast, siguran za hranu-koji drži oblik pod toplinom i vlagom-je sve samo ne jednostavna. Amašina za pravljenje kutija za hamburgereobavlja sve ove korake sam. Dakle, pretvara ravno rezanu zatvor u gotovu kutiju pri brzinama kojima se ručno sklapanje ne može mjeriti.
Poznavanje svakog koraka pomaže radnicima da ostvare veći učinak, pronađu probleme i donesu bolji izbor kada kupuju mašine.
Čime mašina počinje: reza{0}}sloj
Prije nego što mašina pokrene makar jedan ciklus, sirovina mora biti spremna. Dakle, ulaz je izrezani kartonski prazni. Ovo je ravna ploča koja je već izrezana i narezana na tačan oblik gotove kutije. Većina praznih kutija za hamburger je napravljena od 250 do 400 g/m2 bijelog ili kraft kartona za hranu-vrsta, obično sa PE (polietilenskom) laminacijom ili premazom otpornim na mast-nanesenom na površinu-kontaktnu hranu.
Pre-obrazac bodovanja (naboranja) je kritičan. Porezne linije određuju tačno gdje će se praznina savijati. Ako je dubina ili pozicija čak i neznatno odmaknuta, rezultirajuća kutija će se ili savijati ispod ugla kalupa, ostavljajući vidljive nabore, ili će se oduprijeti potpunom savijanju, zaglavljujući stanicu za formiranje.
Mašina ne obrađuje-seče prazne dijelove-ova operacija se obično odvija uzvodno na zasebnom ravnom ili rotacionom matrici-. Hrpe prethodno isečenih praznina se zatim ubacuju u magacin mašine za automatsko punjenje.
Korak 1: Hranjenje u prazno i odvajanje
Proces počinje u spremniku, spremniku za slaganje koji sadrži nekoliko stotina praznih komada odjednom. Mehanizam za uvlačenje praznog materijala-najčešće vakuumske usisne čaše na servo-ručicama-podiže najvišu praznu ploču sa hrpe i pomiče je u transportni put mašine.
Prazno odvajanje je mehanički najosjetljiviji dio ove stanice. Susjedne ploče imaju tendenciju prianjanja, posebno u vlažnim okruženjima ili kada premaz otporan na mast{1}}ima visoku površinsku energiju. Sekundarni zračni udar ili mehanički prst sprječavaju dvostruko -ulaganje tako što razbija bilo kakvo prianjanje između podignutog blanka i onog ispod.
Moderni servo{0}}sistemi na mašini za pravljenje kutije za hamburger pohranjuju svaku praznu veličinu kao recept. Kada operater odabere veličinu proizvoda, dužina hoda mehanizma za dovod, vrijeme i redoslijed vakuumskog ventila se automatski prilagođavaju-nije potrebno ručno mehaničko podešavanje.
Brzina pomaka na jednoj- mašini obično radi između 50 i 200 blankova u minuti u zavisnosti od geometrije kutije. Dublje kutije sa složenijim sekvencama preklapanja rade sporije; ravne jednodelne-delne tacne rade brže.
Korak 2: Pre-aktivacija preklapanja i savijanja
Prije nego što blanko stigne do stanice za lijepljenje, vodilice i preklopne ploče počinju se savijati po zacrtanim linijama. Dakle, ova pred-sklopiva stanica radi dva posla. Prvo, smanjuje snagu potrebnu na stanici za presovanje kalupa kasnije. Drugo, osigurava da blanko dođe do stanice za lijepljenje u stabilnom, ponovljivom položaju.
Na većini mašina, ovaj korak uključuje statičke preklopne vodilice-rampe i zakrivljene kanale kroz koje praznina prolazi pri brzini transporta. Kako se blank pomiče naprijed, njegovi bočni paneli se progresivno savijaju prema gore duž linija zareza. U trenutku kada izađe iz ove stanice, kutija je djelimično trodimenzionalna: bočni zidovi su uspravni, ali ugaoni jezičci i poklopci baze još nisu zaključani.
Kvalitet pre-savijanja uvelike zavisi od kvaliteta rezultata blanka. Previše plitak rezultat zahtijeva prekomjernu silu da bi se aktivirao, rizikujući prazne kidanje. Preduboka zarez može uzrokovati prerano savijanje prije nego što blanko dostigne ispravan položaj na putu uvlačenja.
Korak 3: Nanošenje ljepila
Sa blankom u svom delimično presavijenom stanju, stanica za lepljenje nanosi lepak na određena područja koja će se zalepiti kada se pritisnu. Za{1}}uslužna ambalaža za hranu, ljepila na bazi vode- se gotovo univerzalno koriste u odnosu na ljepila sa rastvaračima-oni su u skladu sa propisima o materijalima u kontaktu s hranom i ne proizvode isparljive emisije tokom rada.
Aplikator ljepila je tipično pneumatski aktivirana mlaznica ili sistem valjaka koji nanosi precizan uzorak ljepila na kutne jezičke i područja preklapanja baze. Težina ljepila, širina kuglice i vrijeme nanošenja su svi parametrizirani u PLC receptu mašine. Nepravilan volumen ljepila jedan je od najčešćih uzroka neispravnih kutija: premalo ljepila stvara slabe spojeve koji se otvaraju prilikom upotrebe; previše ljepila se vidljivo istiskuje, stvara rizik od kontaminacije i može uzrokovati da se susjedne gotove kutije zalijepe u izlazni snop.
Neke mašine koriste vruće{0}}ljepilo za topljenje umjesto ljepila na bazi vode-za primjene gdje je potrebno brže vrijeme vezivanja. Toplo{3}}ljepilo se veže za 1 do 3 sekunde pod pritiskom, u poređenju sa 5 do 15 sekundi za ljepilo na{8}} bazi vode. Kompromis-je veća složenost opreme: sistem vrućeg{11}}toplog materijala zahtijeva grijani rezervoar, crijeva{12}}kontrolisana temperaturom i mlaznice aplikatora koje zahtijevaju više održavanja nego sistem hladnog{13}}ljepila.
Journal of Packaging Technology and Research je pokazao da snaga vezivanja u kartonskim kutijama za hranu uvelike ovisi i o vrsti ljepila i o površinskoj energiji premaza na kartonu. Dakle, PE{1}}laminiranim pločama obično su potrebne mješavine ljepila koje su napravljene za nisko{2}}energetske površine kako bi se dobila jaka veza.
Korak 4: Prešanje i oblikovanje kalupa
Ovo je glavni korak u cijelom procesu. Ovo je mjesto gdje ravna praznina postaje 3D kutija. Prazan, sada delimično presavijen i sa lepkom, ide u stanicu za presovanje kalupa. Zatim se upareni gornji i donji kalup zatvore oko praznine. Tako da ga utisnu u konačni oblik kutije.
Kalup radi tri stvari istovremeno:
Dimenzionalno oblikovanje: Zidovi kalupa guraju sve ploče, jezičke i klapne na njihova konačna mjesta. Tako su postavili tačnu unutrašnju veličinu kutije.
Ljepljenje: Pritisak iz kalupa pritiska zalijepljene spojeve zajedno. Dakle, ovo pokreće vezu ljepila i postavlja ga pod kontrolirani pritisak.
Strukturna postavka: Za kutije napravljene od težeg kartona, kalup nakratko drži blanko u položaju dovoljno dugo da se memorija preklapanja-tendencija materijala vraća nazad u ravno-da bi se djelimično raspršila.
Vrijeme zadržavanja kalupa ovisi o vrsti ljepila i težini ploče. Na adhezivnim sistemima{1}}baziranim na vodi sa standardnom pločom od 300 g/m2, zadržavanje od približno 0,5 do 1,5 sekunde pri potpunom zatvaranju pruža adekvatnu početnu čvrstoću prianjanja za kutiju koja se prenosi bez otvaranja. Na sistemima za topljenje{6}}zastoj može biti kraći jer je veza brži.
Preciznost poravnanja kalupa je važna. Prema tehničkim smjernicama Instituta za proizvođače mašina za pakovanje, tolerancije pozicioniranja kalupa za preklopne posude za hranu ne bi smjele prelaziti ±0,3 mm u bilo kojem smjeru kako bi se održala konzistentna geometrija kutije i spriječilo neusklađenost šarki na gotovom proizvodu.
Korak 5: Formiranje preklopne šarke
Kutija na preklop za hamburger ima šarku koja omogućava da se poklopac otvara i zatvara bez kidanja. Ova šarka se formira tokom ili neposredno nakon koraka presovanja kalupa.
U zavisnosti od dizajna mašine, šarka se izrađuje na jedan od dva načina. U jednom-mašini, sama geometrija kalupa formira šarku-zamjenjik se utiskuje u oblik koji ostavlja čvrst preklop na liniji šarke, koji postaje fleksibilan nakon kratkog perioda opuštanja. U više{4}}mašini, posebna stanica za formiranje šarki- prati glavnu presu, koristeći uži pritisni element za precizno uspostavljanje pregiba šarke.
Trajnost šarki jedan je od najvažnijih kriterija performansi kutije za hamburger. Analiza kvarova na terenu objavljena u Food Packaging and Shelf Life (Elsevier) otkrila je da pucanje na šarkama predstavlja značajan dio pritužbi na posude za hranu u aplikacijama u restoranima s brzim{1}}usluživanjem, pri čemu je većina kvarova povezana s nedovoljnom dubinom rezultata na liniji šarki, a ne kvarovima na ljepilu ili materijalu na drugim mjestima u kutiji.
Korak 6: Kontrola kvaliteta i prenošenje izlaza
Kako formirane kutije izlaze iz kalupne stanice, kombinacija mehaničkih vodilica, senzora i transportera upravlja verifikacijom kvaliteta i upravljanjem izlazom.
Optički ili senzori blizine provjeravaju sljedeće:
Da li je kutija u potpunosti formirana (odbijanje ravne-kutije)
Da li je poklopac poravnat unutar tolerancije
Da li je došlo do istiskivanja-ljepila u području za sjedenje šarke ili poklopca
Kutije koje ne prođu ove provjere se preusmjeravaju iz glavnog izlaznog toka. Na modernim mašinama sa IIoT vezom, ovi događaji odbijanja se bilježe s vremenskim oznakama i povezuju sa specifičnim parametrima mašine-omogućujući analizu uzoraka koja može identificirati sporo degradirajuće poravnanje kalupa, istrošene komponente vodiča ili odstupanje ljepila prije nego što postanu potpuni-problemi u proizvodnji.
Prihvaćene kutije putuju do izlaznog transportera, gdje se obično slažu u izbrojane grupe i ispuštaju za nizvodno pakiranje ili direktno utovar u sanduke za otpremu.
Kontrolni sistem i promjena
Modernom mašinom za pravljenje kutija za hamburger upravlja PLC sa ekranom osetljivim na dodir HMI koji čuva recepte proizvoda. Recept sadrži sve parametarske informacije za datu veličinu kutije: hod uvlačenja, vrijeme pre-preklapanja, uzorak i zapreminu nanošenja ljepila, vrijeme zadržavanja kalupa i brzinu izlaznog transportera.
Promjena između veličina kutije uključuje dva elementa: odabir recepta (učinjeno u sekundi na HMI) i fizičku zamjenu kalupa. Zamjena kalupa na servo{1}}mašinama obično traje 15 do 30 minuta sa standardnim alatom. Mašine dizajnirane za brzu promjenu kalupa koriste-sisteme za montažu kalupa bez alata koji ovo mogu smanjiti na manje od 10 minuta.
Ova fleksibilnost čini mašinu za pravljenje kutija za hamburger praktičnom za operacije koje pokreću više SKU proizvoda u jednoj smeni.
Materijali i njihov uticaj na performanse mašine
Ne radi sav karton identično na istoj mašini. Tri materijalne varijable imaju najveći utjecaj na konzistentnost izlaza:
Težina ploče (gsm): Lakše ploče (200 do 280 gsm) se lakše sklapaju, ali proizvode manje krute kutije. Teže ploče (350 do 450 gsm) proizvode čvršće posude, ali zahtijevaju veću silu pritiska kalupa i možda će trebati nešto duže vrijeme zadržavanja.
Sadržaj vlage: Karton najstabilnije radi na 4 do 8 posto vlage. Ispod 4 posto, ploče postaju lomljive i lako se lome na linijama rezultata. Iznad 8 posto, ploče postaju mekane i možda neće zadržati svoj pritisnuti oblik dovoljno dugo da se ljepilo stegne.
Vrsta premaza i površinska energija: PE-laminirane ploče i mašću{1}}obložene ploče imaju različite površinske energije. Dakle, ovo utiče i na način na koji se savijaju (tvrđi savijanje od neobložene ploče) i na to koliko se ljepilo lijepi za njih. Neki premazi{4}}otporni na mast ne funkcioniraju sa standardnim PVAc ljepilima na bazi vode-. Dakle, potrebne su vam posebne mješavine ljepila da biste dobili jaku vezu.
Uobičajeni proizvodni problemi i uzroci
| Issue | Tipični osnovni uzrok | Preporučena provjera |
|---|---|---|
| Kutija se otvara u uglu nakon formiranja | Nedovoljna zapremina lepka; kratko vreme zadržavanja | Provjerite težinu kuglica ljepila; povećati zadržavanje plijesni |
| Prazne suze tokom preklapanja | Rezultat je previše plitak; preniska vlažnost ploče | Ponovo provjerite{0}}olate za izrezivanje; izmjeriti vlažnost ploča |
| Pukotine na šarkama u upotrebi | Nedovoljna dubina ureza na liniji šarke | Pregledajte uzvodno-oštrenje; podesite dubinu pravila rezultata |
| Neusklađenost poklopca | Istrošenost ili neusklađenost kalupa; drift vodilice | Provjerite pozicioniranje kalupa; ponovo kalibrirati vodilice |
| Dvostruki{0}}feed | Prilijepljene praznine u hrpu; habanje usisne čašice | Povećati pritisak vazduha; zamijenite istrošene čaše |
| Istisnuti{0}}ljepilo | Višak volumena ljepila; pogrešno postavljanje perli | Smanjite podešavanje težine ljepila; provjerite položaj mlaznice |
FAQ
Koje vrste kutija može proizvesti ista mašina?
Većina mašina može proizvesti niz formata posuda za hranu promjenom seta kalupa i učitavanjem odgovarajućeg recepta. Osim školjki na preklop za hamburgere, uobičajeni formati uključuju kartone za pomfrit, poslužavnike za hot dog, jednodijelne-kutije za ponijeti i poklopce kanti za piletinu. Opseg veličine praznine mašine određuje šta je moguće.
Koliko dugo traje set kalupa?
Čelični kalupi na dobro-održavanoj mašini obično traju 3 do 5 miliona ciklusa. Habanje se ispoljava prvo kao labava-geometrija ivica, a zatim kao mjerljivi dimenzionalni pomak. Pregled površine kalupa svakih 500.000 ciklusa je razuman interval održavanja.
Da li je mašini potreban komprimovani vazduh?
Da. Pneumatski sistemi upravljaju praznim usisnim čašama, odvajanjem zračnim mlazom, a u nekim izvedbama i aktiviranjem presa za kalupe. Standardni radni pritisak je 0,5 do 0,8 MPa sa potrošnjom vazduha od približno 300 do 500 litara u minuti pri punoj brzini proizvodnje.
Koliko prostora na podu zauzima tipična mašina?
Jedna-mašina sa jednom trakom zauzima oko 3.600 mm x 1.500 mm površine poda. Dakle, ostavite dodatni prostor za utovar praznina, za izlazni transporter i za dolazak do panela za održavanje.
Kako se servo{0}}mašina može porediti sa mašinom-i-zupčanikom?
Servo{0}}mašine omogućavaju podešavanje parametara{1}}zasnovano na receptu bez mehaničke intervencije, smanjujući vrijeme promjene i omogućavajući finije podešavanje procesa. Mašine s bregastim{3}}i-mašinom su mehanički jednostavnije i često robusnije u teškim okruženjima, ali zahtijevaju fizičko podešavanje za svaku promjenu parametra.
Zaključak
Mašina za pravljenje kutije za hamburger pretvara ravnu kartonsku praznu kutiju u gotovu preklopnu posudu kroz šest koordinisanih koraka: unošenje i odvajanje, prethodno{0}}savijanje, nanošenje ljepila, presovanje kalupa, formiranje šarki i prenošenje izlaza. Svaki korak ima svoje vlastite načine kvara, svoje ključne parametre i vlastiti odnos prema kvaliteti upstream blanka koji mašina prima.
Za operatere, razumijevanje ovog niza znači tačno znati gdje tražiti kada kvalitet izlaza odstupi. Za kupce koji specificiraju novu opremu, to znači postavljanje pravih pitanja o servo sposobnostima, vremenu promjene kalupa, kompatibilnosti adhezivnog sistema i upravljanju receptima. Mehanika nije komplikovana-ali detalji su važni.
Izvori:
- Institut za proizvođače mašina za pakovanje - Tolerancije pozicioniranja kalupa i tehnički standardi za opremu za formiranje kontejnera za hranu na preklop.
- Journal of Packaging Technology and Research - Analiza čvrstoće prianjanja u PE-laminiranim kartonskim kontejnerima za hranu.
- Pakovanje hrane i rok trajanja (Elsevier) - Analiza kvara na terenu zbog pucanja šarki u kontejnerima na preklop za brze-servisne restorane.
- Pregled automatizacije industrijske ambalaže - Reperi performansi sistema servo pogona za mašine za formiranje kutija.
- Međunarodno vijeće za inovacije u ambalaži - Propisi o materijalima u kontaktu s hranom i smjernicama o usklađenosti ljepila na bazi vode-za papirnu ambalažu za hranu.