Uđite u bilo koju kuhinju brze{0}}hrane i školjkasta kutija ispod grijaće lampe izgleda neupadljivo. Ali preciznost koja je potrebna za njegovu-savijanje, prešanje i lijepljenje ravnog kartona u spremnik -otporan na masnoću,-siguran za hranu koji zadržava svoj oblik pod toplinom i vlagom-je sve samo ne jednostavna. Astroj za izradu kutija za hamburgereobavlja sve te korake sama. Tako ravno izrezani proizvod pretvara u gotovu kutiju brzinama koje ručno savijanje ne može dostići.
Poznavanje svakog koraka pomaže radnicima da dobiju više rezultata, pronađu probleme i naprave bolji izbor kada kupuju strojeve.
Ono s čime počinje stroj: -Cut Blank
Prije nego stroj pokrene čak i jedan ciklus, sirovina mora biti spremna. Dakle, ulaz je izrezani karton. Ovo je ravna ploča koja je već izrezana i izrezana u točan oblik gotove kutije. Većina praznih kutija za hamburgere izrađena je od bijelog ili kraft kartona od 250 do 400 g/m² za hranu-, obično s PE (polietilenom) laminacijom ili premazom otpornim-na masnoću nanesenim na površinu-koja dolazi u kontakt s hranom.
Pre-uzorak zarezivanja (nabiranja) je kritičan. Zarezne linije točno određuju gdje će se praznina saviti. Ako je dubina ureza ili položaj čak i malo odmaknut, rezultirajuća kutija će se ili saviti ispod kuta kalupa, ostavljajući vidljive nabore, ili će se potpuno oduprijeti presavijanju, blokirajući stanicu za oblikovanje.
Stroj ne urezuje-sama prazne delove-ova se operacija obično odvija uzvodno na zasebnom plošnom ili rotacijskom -rezaču. Hrpe -prerezanih praznina se zatim ubacuju u spremnik stroja za automatsko ulaganje.
Korak 1: Hranjenje i odvajanje slijepe probe
Proces počinje u spremniku, spremniku za slaganje koji istovremeno drži nekoliko stotina praznih komada. Mehanizam za uvlačenje praznina-koji se najčešće sastoji od vakuumskih usisnih čašica na servo-krakama-podiže najvišu prazninu iz hrpe i pomiče je u transportni put stroja.
Prazna separacija je mehanički najosjetljiviji dio ove postaje. Susjedne praznine imaju tendenciju prianjanja, osobito u vlažnim okruženjima ili kada premaz-nepropusni za masnoću ima visoku površinsku energiju. Sekundarni zračni udar ili mehanički prst sprječavaju dvostruka-uvlačenja prekidajući bilo kakvu adheziju između podignute praznine i one ispod.
Moderni servo{0}}sustavi na stroju za izradu kutija za hamburgere pohranjuju svaku praznu veličinu kao recept. Kada operater odabere veličinu proizvoda, duljina hoda mehanizma za uvlačenje, vrijeme i redoslijed vakuumskog ventila podešavaju se automatski-nije potrebno ručno mehaničko podešavanje.
Brzina dodavanja na stroju s jednom-trakom obično se kreće između 50 i 200 praznina u minuti, ovisno o geometriji kutije. Dublje kutije sa složenijim sekvencama savijanja rade sporije; ravne jedno-dijelne ladice rade brže.
Korak 2: Pre-aktivacija savijanja i nabiranja
Prije nego što obradak stigne do stanice za lijepljenje, vodilice i preklopne ploče počinju se savijati duž ucrtanih linija. Dakle, ova stanica za pred{1}}sklapanje obavlja dva posla. Prvo, kasnije se smanjuje sila potrebna na postaji za prešanje kalupa. Drugo, osigurava da uložak dođe do stanice za ljepilo u stabilnom, ponovljivom položaju.
Na većini strojeva ovaj korak uključuje statične sklopive vodilice-rampe i zakrivljene kanale kroz koje proizvod prolazi brzinom transporta. Kako se uložak pomiče prema naprijed, njegove bočne stranice postupno se savijaju prema gore duž linija ureza. Do trenutka kada izađe iz ove postaje, kutija je djelomično tro-dimenzionalna: bočne stijenke su uspravne, ali kutne pločice i preklopci baze još nisu zaključani.
Kvaliteta prije{0}}avijanja uvelike ovisi o kvaliteti rezultata blanka. Zarez koji je preplitak zahtijeva pretjeranu silu da bi se aktivirao, riskirajući kidanje blanka. Urez koji je predubok može uzrokovati prerano savijanje prije nego što blanko dosegne ispravan položaj na putu uvlačenja.
Korak 3: Nanošenje ljepila
S prazninom u djelomično presavijenom stanju, stanica za lijepljenje nanosi ljepilo na određena područja koja će se zalijepiti kada se pritisne. Za ambalažu-za hranu, ljepila na bazi-vode gotovo se univerzalno koriste u odnosu na ljepila s otapalima-su u skladu s propisima o materijalima koji dolaze u dodir s hranom i ne proizvode isparljive emisije tijekom rada.
Aplikator ljepila obično je pneumatski aktivirana mlaznica ili sustav valjaka koji nanosi precizan uzorak ljepila na kutne jezičke i područja preklapanja baze. Težina ljepila, širina kuglice i vrijeme nanošenja parametriraju se u PLC recepturi stroja. Neodgovarajući volumen ljepila jedan je od najčešćih uzroka neispravnih kutija: premalo ljepila proizvodi slabe spojeve koji se otvaraju tijekom uporabe; vidljivo se istiskuje previše ljepila, stvara rizik od kontaminacije i može uzrokovati da se susjedne gotove kutije zalijepe u izlazni hrp.
Neki strojevi koriste-topljivo ljepilo umjesto ljepila na bazi-vode za primjene gdje je potrebno brže vrijeme vezanja. Vruće{3}}ljepilo se stvrdnjava za 1 do 3 sekunde pod pritiskom, u usporedbi s 5 do 15 sekundi za ljepilo na bazi vode-. Kompromis-je veća složenost opreme: sustav-topljivog ljepila zahtijeva grijani spremnik, crijeva-kontrolirane temperature i mlaznice za nanošenje koje zahtijevaju više održavanja nego sustav-hladnog ljepila.
Journal of Packaging Technology and Research pokazao je da čvrstoća spoja u kartonskim kutijama za hranu uvelike ovisi o vrsti ljepila i površinskoj energiji premaza na kartonu. Dakle, PE-laminirane ploče obično trebaju mješavine ljepila koje su napravljene za niske-energetske površine kako bi se dobila jaka veza.
Korak 4: Prešanje i oblikovanje kalupa
Ovo je glavni korak u cijelom procesu. Ovdje ravna praznina postaje 3D kutija. Praznina, sada djelomično presavijena i s ljepilom na sebi, ide u stanicu za prešanje kalupa. Zatim odgovarajući gornji i donji kalup zatvorite oko praznine. Pa ga prešaju u konačni oblik kutije.
Kalup radi tri stvari istovremeno:
Dimenzionalno oblikovanje: stijenke kalupa guraju sve ploče, jezičke i preklope na njihova konačna mjesta. Tako su odredili točnu unutarnju veličinu kutije.
Lijepljenje: Pritisak iz kalupa pritišće zalijepljene spojeve. Dakle, ovo pokreće vezu ljepila i postavlja ga pod kontrolirani pritisak.
Strukturna postavka: za kutije izrađene od težeg kartona, kalup nakratko drži prazninu u položaju dovoljno dugo da se memorija presavijanja-tendencija materijala da se vrati u ravninu-da se djelomično rasprši.
Vrijeme zadržavanja kalupa ovisi o vrsti ljepila i težini ploče. Na sustavima ljepila na bazi vode- sa standardnom pločom od 300 g/m², zadržavanje od približno 0,5 do 1,5 sekundi pri potpunom zatvaranju osigurava odgovarajuću početnu čvrstoću spoja za transport kutije bez otvaranja. Na vruće-sustavima zadržavanje može biti kraće jer je vezivanje brže.
Preciznost poravnanja kalupa je važna. Prema tehničkim smjernicama Packaging Machinery Manufacturers Institute, tolerancije pozicioniranja kalupa za preklopne posude za hranu ne bi trebale prelaziti ±0,3 mm u bilo kojem smjeru kako bi se održala dosljedna geometrija kutije i spriječilo neporavnanje šarki na gotovom proizvodu.
Korak 5: Formiranje preklopnih šarki
Preklopna kutija za hamburger ima šarku koja omogućuje otvaranje i zatvaranje poklopca bez kidanja. Ovaj zglob se formira tijekom ili neposredno nakon koraka prešanja kalupa.
Ovisno o dizajnu stroja, šarke se izrađuju na jedan od dva načina. U stroju u jednom-koraku, sama geometrija kalupa oblikuje šarku-praznina se preša u oblik koji ostavlja čvrsti nabor na liniji šarke, koja postaje fleksibilna nakon kratkog perioda opuštanja. U više{4}}stroju, namjenska stanica za-oblikovanje šarke slijedi glavnu prešu, koristeći uži element za prešanje kako bi se precizno uspostavio nabor šarke.
Izdržljivost šarki jedan je od najvažnijih kriterija izvedbe kutije za hamburger. Analiza kvarova na terenu objavljena u Food Packaging and Shelf Life (Elsevier) otkrila je da je pucanje šarki uzrok značajnog udjela pritužbi na spremnike hrane u aplikacijama restorana s brzom{1}}uslugom, pri čemu je većina kvarova povezana s nedovoljnom dubinom ureza na liniji šarki, a ne s kvarovima na ljepilu ili materijalu negdje drugdje u kutiji.
Korak 6: Kontrola kvalitete i prijenos izlaza
Dok oblikovane kutije izlaze iz kalupne stanice, kombinacija mehaničkih vodiča, senzora i transportera upravlja provjerom kvalitete i upravljanjem izlazom.
Optički senzori ili senzori blizine provjeravaju sljedeće:
Je li kutija potpuno oblikovana (odbijanje ravne-kutije)
Je li poklopac poravnat unutar tolerancije
Je li ljepilo koje se isti-prisutno u području šarke ili poklopca
Kutije koje ne prođu ove provjere preusmjeravaju se iz glavnog izlaznog toka. Na modernim strojevima s IIoT vezom, ti se događaji odbijanja bilježe s vremenskim oznakama i povezuju s određenim parametrima stroja-omogućujući analizu uzorka koja može identificirati polagano degradirajuće poravnanje kalupa, istrošene komponente vodilice ili pomak isporuke ljepila prije nego što postanu problemi-proizvodnje punog obima.
Prihvaćene kutije putuju do izlazne transportne trake, gdje se obično slažu u prebrojane skupine i ispuštaju za nizvodno vezivanje ili izravno utovarivanje u kutije za otpremu.
Kontrolni sustav i promjena
Modernim strojem za izradu kutija za hamburgere upravlja PLC s HMI zaslonom osjetljivim na dodir koji pohranjuje recepte proizvoda. Recept sadrži sve parametre za određenu veličinu kutije: hod uvlačenja, vrijeme pre-savijanja, uzorak i volumen nanošenja ljepila, vrijeme zadržavanja kalupa i brzinu izlazne pokretne trake.
Promjena veličine kutije uključuje dva elementa: odabir recepta (obavlja se u nekoliko sekundi na HMI) i fizičku zamjenu kalupa. Zamjena kalupa na servo -strojevima obično traje 15 do 30 minuta sa standardnim alatima. Strojevi dizajnirani za brzu promjenu kalupa koriste-sustave za montiranje kalupa bez alata koji to mogu smanjiti na manje od 10 minuta.
Ova fleksibilnost čini stroj za izradu kutija za hamburgere praktičnim za operacije koje koriste više SKU-ova proizvoda u jednoj smjeni.
Materijali i njihov učinak na performanse stroja
Ne radi svaki karton identično na istom stroju. Tri materijalne varijable imaju najveći utjecaj na dosljednost rezultata:
Težina ploče (gsm): Lakše ploče (200 do 280 gsm) se lakše savijaju, ali proizvode manje krute kutije. Teže ploče (350 do 450 gsm) proizvode čvršće spremnike, ali zahtijevaju veću silu prešanja kalupa i možda će trebati malo duže vrijeme zadržavanja.
Sadržaj vlage: Karton radi najstabilnije pri 4 do 8 posto vlage. Ispod 4 posto, daske postaju krte i lako se lome na linijama zarezivanja. Iznad 8 posto, ploče postaju mekane i možda neće zadržati svoj prešani oblik dovoljno dugo da se ljepilo stegne.
Vrsta premaza i površinska energija: PE-laminirane ploče i masno{1}}obložene ploče imaju različite površinske energije. Dakle, to utječe i na način na koji se savijaju (tvrđe savijanje od nepremazane ploče) i na to koliko se ljepilo lijepi na njih. Neki premazi-otporni na masnoću ne funkcioniraju sa standardnim PVAc ljepilima-na bazi vode. Dakle, potrebne su vam posebne mješavine ljepila da biste dobili čvrstu vezu.
Uobičajeni problemi i uzroci proizvodnje
| Izdati | Tipični temeljni uzrok | Preporučena provjera |
|---|---|---|
| Kutija se otvara na kutu nakon oblikovanja | Nedovoljan volumen ljepila; kratko vrijeme zadržavanja | Provjerite težinu kuglice ljepila; povećati zadržavanje plijesni |
| Prazne suze tijekom savijanja | Bod je preplitak; preniska vlažnost ploče | Ponovno provjerite -alate za izrez; izmjerite vlagu ploče |
| Pukotine na šarkama u uporabi | Nedovoljna dubina ureza na liniji zgloba | Pregledajte uzvodno -rezanje; prilagodite dubinu pravila rezultata |
| Neusklađenost poklopca | Istrošenost ili neusklađenost kalupa; zanošenje vodilice | Provjerite položaj kalupa; ponovno kalibrirajte vodilice |
| Duplo-uvlačenje | Praznine slijepljene u hrpi; istrošenost usisne čašice | Povećajte tlak zraka; zamijeniti istrošene čašice |
| Istiskivanje ljepila{0}} | Višak volumena ljepila; nepravilno postavljanje zrna | Smanjite postavku težine ljepila; provjerite položaj mlaznice |
FAQ
Koje vrste kutija može proizvesti isti stroj?
Većina strojeva može proizvesti niz formata spremnika za hranu promjenom kompleta kalupa i učitavanjem odgovarajućeg recepta. Osim školjki za hamburgere, uobičajeni formati uključuju kartonske kutije za pomfrit, pladnjeve za hrenovke, kutije za van od jednog-komada i poklopce za kante za piletinu. Raspon prazne veličine stroja određuje što je moguće.
Koliko dugo traje set kalupa?
Čelični kalupi na dobro-održavanom stroju obično traju 3 do 5 milijuna ciklusa. Istrošenost se prvo očituje kao-labava geometrija rubova, a zatim kao mjerljivo dimenzionalno pomicanje. Provjera površine kalupa svakih 500.000 ciklusa je razuman interval održavanja.
Je li stroju potreban komprimirani zrak?
Da. Pneumatski sustavi upravljaju praznim vakuumskim čašicama, odvajanjem mlazom zraka, au nekim izvedbama i aktiviranjem preše za kalupe. Standardni radni tlak je 0,5 do 0,8 MPa uz potrošnju zraka od približno 300 do 500 litara po minuti pri punoj brzini proizvodnje.
Koliko prostora zauzima tipičan stroj?
Jedno{0}}stroj zauzima oko 3600 mm x 1500 mm prostora na podu. Stoga ostavite dodatni prostor za utovar praznina, za izlaznu traku i za dolazak do ploča za održavanje.
Kakav je servo{0}}stroj u usporedbi sa strojevom s bregastim-i-zupčanicima?
Servo{0}}strojevi omogućuju podešavanje parametara-temeljeno na receptu bez mehaničke intervencije, smanjujući vrijeme prebacivanja i omogućavajući finije podešavanje procesa. Strojevi s bregastim-i-zupčanicima mehanički su jednostavniji i često robusniji u teškim okruženjima, ali zahtijevaju fizičko podešavanje za svaku promjenu parametra.
Zaključak
Stroj za izradu kutija za hamburgere pretvara ravnu kartonsku zalihu u gotov spremnik u obliku školjke kroz šest koordiniranih koraka: hranjenje i odvajanje, prethodno-savijanje, nanošenje ljepila, prešanje kalupa, formiranje šarki i prijenos izlaza. Svaki korak ima svoje vlastite načine kvara, svoje ključne parametre i svoj odnos prema kvaliteti uzvodne slijepe probe koju stroj prima.
Za operatere, razumijevanje ovog slijeda znači točno znati gdje tražiti kada kvaliteta izlaza odstupa. Za kupce koji specificiraju novu opremu, to znači postavljanje pravih pitanja o servo sposobnostima, vremenu promjene kalupa, kompatibilnosti sustava ljepila i upravljanju receptima. Mehanika nije komplicirana,-ali detalji su važni.
Izvori:
- Packaging Machinery Manufacturers Institute - Tolerancije pozicioniranja kalupa i tehnički standardi za opremu za oblikovanje preklopnih spremnika za hranu.
- Journal of Packaging Technology and Research - Analiza čvrstoće ljepila u PE-laminiranim kartonskim posudama za hranu.
- Pakiranje hrane i rok trajanja (Elsevier) - Analiza kvarova na terenu zbog pucanja šarki u preklopnim spremnicima restorana brze-usluge.
- Pregled industrijske automatizacije pakiranja - Referentne vrijednosti sustava servo pogona za strojeve za oblikovanje kutija.
- Međunarodno vijeće za inovacije pakiranja - Propisi o materijalima koji dolaze u kontakt s hranom i smjernice o usklađenosti-ljepila na bazi vode za papirnato pakiranje hrane.