Упаковочное оборудование предприятий общественного питания

Термоформующее оборудование производят компании Dixie VAC Innovation, Cryovac, Multivac. Из отечественных производителей можно отметить полуавтоматическую формовочно-упаковочную установку ВУМ-9, выпускаемую «ФНПЦ «Прибор». На сегодняшний день лидером рынка является компания Multivac, поставщик машин и упаковочных материалов для вакуумной упаковки, чья продукция уже стала де-факто стандартом в отрасли.

Принципиальная схема  работы машин тата Multivac такова. Нижний слой упаковочного материала подается от размоточного устройства на станцию формования, где пленка нагревается и при помощи вакуума и/или сжатого воздуха формуется в подложки. Отформованная лента поступает к участку закладки, на котором подложки наполняются продуктом вручную либо при помощи загрузочных систем. После подачи верхней покрывающей пленки оба слоя попадают в узел удаления газа или вакуумирования с последующим наполнением инертным газом. Вся операция завершается термосваркой верхнего и нижнего слоев. После продольного и поперечного разрезания ленты с расфасованным продуктом готовые упаковки отводятся из автомата транспортером. Опционально машина может быть оборудована системами подачи рассола или соуса, блоками печати, этикетирования, термоусадочной станцией, отводными лентами для упаковок. Модульный принцип, реализуемый в построении машин, позволяет более гибко подстраиваться к различным типам упаковки. Кроме того, участок закладки продукта может быть увеличен за счет изменения длины подачи нижнего слоя пленки.

Среди вакуумных упаковщиков Multivac есть сравнительно недорогие компактные автоматы серии М 860 для производств малыми партиями, как, например, модели, работающие с лентами шириной в 285, 320, 355, 420 мм (максимальная глубина вытяжки подложки — до 130 мм). В зависимости от модели, в комплектацию входят программируемый блок управления с запоминающим устройством, системы подвода и отвода, нанесения рисунка и этикеток. Установка R 5200 рассчитана на упаковку средних и больших объемов продукции при ширине пленки от 320 до 620 мм. Еще более мощная машина R 530 способна создавать упаковку с глубиной вытяжки нижнего слоя ленты от 150 до 190 мм. Для изготовления упаковок Darfresh компания Multivac предлагает специальную модель CD 6000. Подогретая верхняя пленка Darfresh формуется после прохождения запирающей и сварной станции с помощью вакуума и подогревается до необходимой сварочной температуры. Регулируемая разница давления в камере вакуумирования пластифицированная пленка без давления обтягивает продукт. Одновременно происходит сварка верхней и нижней пленки по всей площади поверхности продукта. Главные события на рынке вакуумного упаковочного оборудования происходят сегодня именно в секторе термоформующих машин.

3. Сварщики ручные или упаковочные  машины флоу-пак

Считается, что название «флоу-пак» происходит от английского термина flowrapping («непрерывное обертывание»).

Оборудование, образующее упаковку "флоу-пак", очень распространено в мире, его выпускают многие предприятия, а по своей численности оно  уступает только вертикальным упаковочным  машинам воротникового типа.

Данное оборудование является (по направлению движения упаковочного материала в процессе образования упаковки) оборудованием  горизонтального типа и чаще всего - упаковочной машиной. И только в  тех случаях, когда машина комплектуется  каким-либо устройством для автоматической подачи упаковываемых предметов, оборудование может считаться автоматом. 

Лента упаковочного материала, разматываясь с рулона, через систему  направляющих и натяжных роликов  подходит к устройству формирования рукава, где сворачивается в рукав, в подавляющем большинстве случаев прямоугольного сечения. Упаковываемые предметы (или блоки предметов) движутся непрерывно через определенные промежутки и помещаются внутрь рукава. Сформированный рукав с помещенными предметами проходит через ролики, которые тянут его за сложенные вместе края, одновременно сваривая их.

Обычно устанавливается  несколько пар роликов; горячие  и холодные ролики чередуют, добиваясь  оптимального и соотношения производительности и качества шва упаковки. Нередко последняя пара роликов имеет косую поверхность, или вместо "косых" роликов устанавливают специальное приспособление. Такие ролики или специальное приспособление служат принудительному подгибу "гребешка" продольного шва к упаковке.

Установленные далее на роторах губки поперечной сварки образуют поперечные швы упаковки, запечатывая рукав с предметами в промежутках между последними. Одновременно с образованием поперечных швов происходит и разрезание упаковок. Готовые упаковки отводятся от губок.

Кроме "классической" - но значительно реже - встречаются и другие схемы горизонтальных машин, образующих упаковку "флоу-пак".

Существуют машины непрерывного действия с нижней установкой рулона упаковочного материала.

Машины с нижней подачей  материала наиболее удобно использовать для упаковывания предметов неопределенной формы или предметов, размеры которых могут меняться.

Существуют также машины периодического действия. Их используют в тех случаях, когда предметы упаковываются в материал, который  не может быть сварен постоянно нагретыми роликами или губками. Это, в частности, полимерные монопленки, например, полиэтиленовая, неориентированная полипропиленовая, высокопрозрачная полиолефиновая пленка.

Лента упаковочного материала  разматывается с рулона и через  систему роликов подается к устройству формирования, где сворачивается в рукав. Упаковываемые предметы периодически подаются внутрь сформированного рукава. Рукав с помещенными в нем предметами периодически протягивается одной или двумя включаемыми и выключаемыми парами роликов. В момент, когда рукав не протягивается, термоимпульсные губки продольной сварки сходятся и образуют продольный шов будущих упаковок. В момент остановки протягивания сводятся и губки поперечной сварки, образуя поперечные швы упаковок и отрезая готовые упаковки. Готовая упаковка отводится от машины.

В принципе, машины периодического действия могут использоваться и  для комбинированных и многослойных материалов, только в этом случае надо применять сварку постоянно нагретыми  элементами (роликами и губками). Преимущество машин периодического действия для упаковывания в многослойные и комбинированные материалы - в том, что, работая на них, легче регулировать длину упаковки в зависимости от длины предметов. Но по производительности они заметно проигрывают машинам непрерывного действия, что снижает значение указанного преимущества. 

Упаковывание продуктов  в модифицированной среде на машинах "флоу-пак" производить гораздо  сложнее, нежели при многих других способах упаковывания. В отличие от других машин, где продукт помещается в полностью или частично готовый пакет, на машинах "флоу-пак" пакет образуется одновременно с помещением в него продукта. Продольный шов образуется после помещения предметов, а поперечные швы - в промежутках между предметами, находящимися внутри рукава. Слишком много возможностей у специального газа улетучиться до того, как упаковка будет полностью готова. Как минимум, возрастает расход газа.

Работы над созданием  машины "флоу-пак", позволяющей  упаковывать продукты в среде  специальных газов, начались еще в 1970-е гг. Во всяком случае, первые патентные материалы ведущих фирм по этой проблеме относятся именно к этому периоду. Кстати, материалов, касающихся этой проблемы, в патентной литературе весьма немного, что лишний раз подчеркивает ее сложность.

Но, вместе с тем, обращает на себя внимание оригинальность большинства  патентуемых решений. Вот, например, как задумала упаковывать продукты в модифицированной среде одна японская компания. В машине "флоу-пак" с  нижним расположением рулона на упаковочный материал в момент помещения на него предметов, в промежутки между ними наносится капля сжиженного газа. Испаряясь и вытесняя частично воздух из рукава, газ и создает модифицированную среду. В пример можно привести такие машины как Shamal (кстати, также с нижней подачей упаковочного материала) итальянской компании PFM для упаковывания в модифицированной газовой среде и машину такого же назначения модели Delta компании Ilapak (Швейцария – Италия).

Еще одним, очень редким, исполнением упаковочных машин "флоу-пак" являются машины многоручьевого исполнения. Здесь встречаются два варианта. Либо на машине устанавливаются несколько рулонов упаковочного материала, либо упаковочный материал с одного рулона в процессе движения разрезается вдоль на несколько полос. Каждая полоса материала сворачивается в рукав и в результате с машины за один цикл ее работы сходит несколько (по числу полос или рулонов) упаковок. Понятно, что такие многоручьевые машины предназначены для самых крупных предприятий, выпускающих продукцию в очень больших объемах. 

4. Горизонтальные и вертикальные  упаковочные машины

Несмотря на многообразие моделей автоматов, упаковывающих  товар в термосвариваемые пакеты, их вполне можно свести к нескольким типовым схемам. Отдельные особенности  конструкций различных автоматов принципиально эти схемы не изменяют.

Существенно отличаются они прежде всего по типу изготавливаемого пакета, который бывает объемным и  плоским.

Машины, образующие объемный пакет

Объемный пакет «подушечка» (ГОСТ 12302 - тип 1–11) с тремя сварными швами, c боковыми складками или без них, предназначен для фасования продуктов дозой от 200 до 5000 см3. Для получения объемного пакета упаковочный материал сначала сворачивается в рукав с круглым, овальным или прямоугольным сечением. Как правило, образование рукава производится с помощью детали, называемой из-за характерного внешнего вида «воротником». По его наличию или отсутствию и, соответственно, по способу образования рукава упаковочные части автоматов подразделяют на воротниковые и безворотниковые.

Первый промышленный образец безворотникового автомата для фасования продуктов в  пакеты из термосвариваемых материалов был изготовлен в 1952 г. В настоящее  время безворотниковые автоматы встречаются значительно реже воротниковых. Они применяются для формирования пакета как из многослойных композиционных материалов (ламинированный полиэтиленом картон), так и из пленок. Причем последнее целесообразно лишь при малой дозе фасуемого продукта. Принципиальные отличия в конструкцию безворотниковых автоматов вносит устройство, протягивающее свернутый в рукав упаковочный материал. Автомат может быть оснащен тянущими губками или другими элементами (чаще всего захватами в виде щипцов).

·  С тянущими губками, непрерывного действия. В качестве примера возьмем технологическую схему упаковочной части фасовочного автомата для жидких продуктов в термосвариваемые материалы, разработанного фирмой Tetra Pak, или автомата АП1Н (его советского аналога). И хотя на них изготавливались пакеты не в форме подушечки, а в форме тетраэдра, по этой схеме можно получать и пакеты другой конфигурации (рис. 1). Безворотниковый способ получения пакета заключается в том, что упаковочный материал с рулона 1 через натяжной ролик 2 протаскивается через формирующие кольца: большое 3 и малое 4, на которых сворачивается в рукав. Кромки упаковочного материала проходят через нагреватель 5 и прогреваются до температуры плавления термосвариваемого слоя, после чего сдавливаются холодным роликом 6 и образуют продольный шов. Ниже по движению упаковочного материала под углом 90° расположены две пары цепных транспортеров 7 и 8 (на рис. 1 - по одному из каждой пары). На транспортерах прикреплены тепловые губки поперечной сварки 9 и 10, которые, сходясь, образуют поперечный шов. Доза продукта поступает внутрь рукава в тот момент, когда поперечный шов уже есть. Следующая пара поперечных губок запечатывает наполненный пакет и образует поперечный шов следующего пакета. Двигаясь вниз, губки протягивают упаковочный материал, образуя гирлянду наполненных пакетов. Ниже транспортеров 7, 8 под углом 90° установлены две пары роторов отрезки 11, на одной из которых расположены четыре ножа 12, а на другой - пластины. Сходясь, ножи разрезают гирлянду - и один наполненный пакет 13 готов.

Рис. 1. Схема безворотниковой  
упаковочной машины непрерывного  
действия с тянущими губками  
поперечной сварки, образующей  
пакет «тетра-классик»

·  С тянущими захватами, периодического действия. Примером этого типа могут служить автоматы, образующие упаковку «стик-пак», предназначенную для небольших доз продукта. Обычно эти машины выпускаются многоручьевого исполнения (рис. 2). Упаковочный материал с рулона 1 разматывается через систему натяжных роликов 2, и дисковыми ножами 3 разрезается вдоль на полосы. Число полос и ручьев может достигать восьми и даже двенадцати. Каждая полоса сворачивается в рукав вокруг трубы продуктовода 4. Кольцо 5 предотвращает расхождение кромок упаковочного материала при сварке продольного шва рукава. Расположенные ниже губки продольной сварки 6, периодически прижимаясь к рукаву, производят сваривание кромок упаковочного материала, образуя продольные швы. Под нижним краем трубы 4 располагаются губки поперечной сварки (обычно одна пара на все ручьи): задняя 7 и передняя 8. Сходясь, они сдавливают рукав и образуют поперечные швы. Встроенный в одну из поперечных губок (чаще заднюю 7) нож 9 отрезает готовый наполненный продуктом пакет 11. Когда губки 6 отведены, а губки 7 и 8 разведены, захваты в виде щипцов 10 накладываются на рукав и, двигаясь вниз, протягивают его на длину пакета. При последующем сведении губок створки щипцов разводятся, и щипцы поднимаются вверх, возвращаясь в исходное положение.

Рис. 2. Схема безворотниковой  
упаковочной машины периодиче- 
ского действия с тянущими захва- 
тами, образующей упаковку «стик»

·  С тянущими губками, периодического действия. Такие автоматы близки по конструкции к предыдущему оборудованию. В них отсутствуют захваты-щипцы, а протягивание рукава осуществляют губки поперечной сварки, которые в момент отведения продольной губки остаются сведенными и движутся вниз, протягивая рукав.

Рис. 3. Руковообразователь - 
воротник с заходной  
поверхностью (а) и без нее (б)

Наиболее ранний из обнаруженных автором патентов, относящихся к  способу получения рукава с помощью  детали, внешне напоминающей матросский воротник, зарегистрирован в 1954 г. (рис. 3а). С середины 50-х гг. воротниковые автоматы начали широко распространяться. Несмотря на внешнюю простоту, деталь «воротник-рукавообразователь» сложна и в расчетах, и в изготовлении. Существует несколько теорий расчета заходной поверхности (воротника) и рукавообразующей линии, по которой пересекаются конусная поверхность воротника и цилиндрическая поверхность трубы. Для достижения высокой производительности автомата необходимо правильно подобрать угол наклона заходной поверхности. Величина угла, как правило, зависит от толщины и жесткости упаковочного материала. Рукавообразователи бывают круглого, прямоугольного, квадратного и овального сечения. Рукавообразователи овального сечения можно увидеть на упаковочных машинах, где пленка, свернутая в рукав, протягивается на требуемую длину пакета вручную. Рукавообразователи прямоугольного сечения встречаются чаще и используются, например, на упаковочных машинах, образующих пакет с прокаткой или проваркой продольных швов пакета. Существует рукавообразователь и без заходной поверхности (рис. 3б) - например, на автоматах компании «Теко». Тем не менее, автоматы с рукавообразователем подобной конструкции относят к воротниковым с низкой производительностью, так как функции воротника выполняются последним натяжным роликом и рукавообразующей линией на цилиндре.