Упаковочное оборудование предприятий общественного питания

По способу протяжки упаковочного материала воротниковые машины бывают двух видов: с тянущими губками поперечной сварки (с продольной встречаются реже) и с тянущими транспортерами. Иногда вместо транспортеров применяют ролики или захваты в виде щипцов, аналогичных тем, которые описаны в конструкции машины для образования «стик-пака».

Приведем пример.

Упаковочные машины фирмы Robert Bosch способны проиллюстрировать несколько разделов предложенной классификации. Так, в качестве возможных вариантов термосваривающих тянущих элементов вниманию читателей компания предлагает колодки (рис. I–II) и вакуумные ремни (рис. III–IV).

Рис. I. Принцип изготовления пакетов на машинах с тянущими термосварочными колодками (Robert Bosch): 1 - верхняя позиция поперечных термосварочных колодок; 2 - колодки соединены - начало сварки верхнего шва нижнего пакета  
и нижнего шва верхнего пакета, начало фасовки продукта в верхний пакет; 3 - движение поперечных термосварочных колодок вниз, протяжка упаковочного материала; 4 - конец сварки поперечных швов, отрезание нижнего пакета; 5 - нижняя позиция поперечных термосварочных колодок, колодки раскрыты; 6 - движение поперечных термосварочных колодок вверх, фасовка заканчивается перед схождением колодок (далее повторение позиций 1 и 2); 7 - продольная термосварочная колодка, время для образования продольного шва между позициями 5 и 2; 8 - рукав упаковочного материала; 9 - регулируемая длина протяжки упаковочного материала

Рис. II. Вертикальная рукавная  
машина периодического  
действия с тянущими  
термосварочными колодками  
(Bosch, тип SVZ 2500)

Кроме того, пакеты, образующиеся по схеме на рис. III, выпускаются с  зип-замком. Рис. V - наглядный пример вертикальной рукавной машины периодического действия с простыми тянущими ремнями. Вертикальная рукавная машина непрерывного действия с вакуумными тянущими ремнями, представленная на рис. VII, поможет производителям по-иному взглянуть на пакеты с проваренными кантами. Их внешний вид действительно стоит недополученного объема. Более высокая ценовая ниша упакованного в такой пакет продукта компенсирует и значительно превысит возможную прибыль, которую могли бы получить производители, упаковав на 30% больше продукта в пакет без кантов.

Рис. III. Принцип работы вертикальной рукавной машины Robert Bosch периодического действия с тянущими вакуумными ремнями, проваркой вертикальных кантов пакета, вставкой зип-замка (GmbH): 1 - подача упаковочного материала; 2 - рулон с зип-полосой; 3 - узел предварительной приварки зип-полосы; 4 - предварительно приваренная зип-полоса; 5 - формирующий воротник; 6 - продольная термосварочная колодка; 7 - вакуумные тянущие ремни; 8 - поперечные термосварочные колодки

 

Рис. IV. Вертикальная рукавная машина периодического действия с вакуумными тянущими ремнями для изготовления пакетов с проваренными вертикальными  кантами и зип-замком, чтобы повторно закрывать пакет (Bosch, тип SVB 3601 R)

Рис. V. Вертикальная рукавная машина периодического действия с простыми тянущими ремнями (Bosch, тип Теrra 25)

Рис. VI. Принцип изготовления пакетов  на машинах Robert Bosch непрерывного действия с вакуумными тянущими ремнями: A - вакуумные  тянущие ремни; B - продольная термосваривающая колодка; С - поперечные термосваривающие колодки; D - длина вертикального хода колодок; 1 - верхняя позиция поперечных термосварочных колодок (колодки разведены); 2 - колодки движутся вниз и сходятся; 3 - начало термосварки верхнего шва нижнего пакета и нижнего шва верхнего пакета; 4 - конец сварки поперечных швов, отрезание нижнего пакета, начало фасовки продукта на сведенные колодки; 5–9 - процесс фасовки (колодки разведены)

 

Рис. VII. Вертикальная рукавная машина непрерывного действия с вакуумными тянущими ремнями для изготовления пакетов с проваренными вертикальными кантами (Bosch, тип SVE 2510 QR)

·    С тянущими губками поперечной сварки, периодического действия. Работа такой машины схематически представлена на рис. 4. Сначала упаковочный материал с рулона 1 через систему натяжных роликов 2 поступает к рукавообразователю 3, при этом упаковочный материал перед рукавообразователем должен быть хорошо натянут. Далее упаковочный материал формируется в рукав вокруг трубы 4. Расположенная ниже губка продольной сварки 5, периодически прижимаясь к кромкам упаковочного материала, сваривает их, образуя продольный шов. Ниже губки продольной сварки и нижнего края трубы 4 расположены губки поперечной сварки 6 и 7, которые, начиная свое горизонтальное движение одновременно с губкой 5, сводятся, образуя поперечные швы: верхний - нижнего пакета и нижний - верхнего пакета. Затем губка 5 отходит от трубы 4, а губки 6 и 7 движутся вниз, протягивая рукав на нужную длину пакета. В губках поперечной сварки изготавливаются пазы, в одном из которых, как правило, задней губки 6, установлен нож 8. При сведенных губках 6 и 7 нож совершает движение, разрезая пакеты.

Продукт от дозатора поступает внутрь пакета по трубе 4 в тот период, когда  губки 6 и 7 сошлись или совершают движение вниз, либо когда расходятся. Выбор момента дозирования зависит от свойств упаковочного материала и продукта, а также от массы дозы. После окончания движения вниз губки 6 и 7 расходятся, и готовый наполненный пакет 9 поступает на дальнейшие технологические операции, а губки поперечной сварки возвращаются в верхнее положение, и цикл повторяется.

Рис. 4. Схема воротниковой  
упаковочной машины  
периодического действия с  
тянущими губками  
поперечной сварки

·    С тянущими губками продольной сварки, периодического действия. Очень редко для протягивания рукава используются губки продольной сварки. Пример такой конструкции - упаковочная часть автомата, фасующего продукты в пакеты с проваркой продольных углов (рис. 5). Здесь упаковочный материал 1 через ролик 2 подводится к рукавообразователю прямоугольного сечения 3, где оборачивается вокруг трубы 4. Совмещение кромок упаковочного материала производится в одном из углов прямоугольной трубы. Четыре пары продольных губок 5, 6 и 7 (четвертая пара не показана) сдавливают кромки рукава и, двигаясь вниз, протягивают и сваривают материал. Три угловых шва придают пакету жесткость, а четвертый образует продольный шов. Таким образом, традиционный продольный шов объемного пакета оказывается спрятан в одном из углов. Когда движение вниз закончено, губки продольной сварки разводятся и возвращаются в верхнее положение. В это время губки поперечной сварки 8 и 9 сдавливают рукав, образуя поперечные швы. Когда они сведены, встроенный в одну из губок нож 10 отделяет готовый наполненный пакет 11. Пакет со сваркой продольных углов чаще всего выполняется со складкой. У зарубежных производителей такой стоячий пакет носит название stable-bag.

Рис. 5. Схема воротниковой 
упаковочной машины  
периодического действия с  
тянущими губками  
продольной сварки

·    С тянущими губками поперечной сварки, непрерывного действия. Технологическая схема, позволившая значительно увеличить производительность упаковочных частей автоматов, была известна еще в 60-х гг. В несколько модифицированном виде - протяжка осуществляется не с помощью роликов, а с помощью губок - она представлена на рис. 6. Отличие этого автомата от машины, изображенной на рис. 4, состоит в том, что вместо губок продольной сварки устанавливается устройство непрерывной сварки 5, а вместо одной пары губок поперечной сварки установлены две пары: 6–7 и 8–9. Сварку продольного шва обеспечивают следующие устройства: горячий ролик, комбинация неподвижного нагревателя и холодного ролика (рис. 1), горячая лента или устройства сварки нагретым газом, ТВЧ, ультразвуком. Движение пар губок взаимосвязано: когда одна пара расходится, вторая - сходится. Так осуществляется непрерывное движение упаковочного материала.

Описанные выше схемы  воротниковых машин (кроме автомата с тянущими губками продольной сварки) начали широко использовать уже к концу 60-х гг. В первой половине 80-х гг. считалось, что ни одна из рассмотренных схем не способна обеспечить производительность упаковочной части автоматов периодического действия свыше 100 пакетов/мин, так как на сведение/разведение губок и образование швов требовалось дополнительное время. Ограничивали производительность некоторые свойства упаковочных материалов (прочность, растяжение, скольжение) и малопроизводительные дозаторы. Новые упаковочные материалы (ПП, ПЭТ) и комбинационный дозатор японской фирмы Ishida при наличии упаковочных машин с высокой производительностью могли бы значительно улучшить ситуацию. Впрочем, она могла измениться и намного раньше, если бы известные схемы немного оптимизировать. Компании Robert Bosch (Германия) это удалось. Они разработали упаковочную машину непрерывного действия с вакуумными тянущими транспортерами SVK2500 производительностью до 160 пакетов/мин. Протяжка рукава с помощью вакуума является одним из условий обеспечения высокой скорости. Robert Bosch первой в мире (патент был заявлен в апреле 1981 г.) применила протяжку рукава с помощью транспортеров, в специальных отверстиях которых создается вакуум.

Рис. 6. Схема воротниковой 
упаковочной машины непрерывного  
действия с тянущими губками  
поперечной сварки

·    С тянущими транспортерами, периодического действия. Образование и заполнение пакета на такой машине происходит в соответствии со схемой (рис. 7). Упаковочный материал с рулона 1 через систему натяжных роликов 2 поступает к рукавообразователю 3, на котором вокруг трубы 4 формируется рукав. Два транспортера 5 периодически протягивают рукав на длину пакета. В некоторых конструкциях транспортер движется постоянно, соприкасаясь с рукавом только в момент протяжки. Встречаются также и автоматы, оснащенные транспортером с непрерывно движущейся перфорированной лентой, под которой периодически создается вакуум, притягивающий упаковочный материал. Когда транспортеры 5 не протягивают рукав, с трубой 4 соприкасается губка продольной сварки 6, образующая продольный шов пакета. Губки поперечной сварки 7 и 8 практически одновременно с губками продольной сварки образуют поперечные швы пакетов. В губках поперечной сварки изготавливаются пазы, в одном из которых установлен нож 9, разрезающий материал при сведенных губках. Когда губки 7 и 8 расходятся, губка 6 отходит от трубы 4 и наполненный пакет 10 отводится от автомата. Транспортеры протяжки включаются, и цикл повторяется. Иногда вместо тянущих транспортеров применяются ролики.

Рис. 7. Схема воротниковой  
упаковочной машины  
периодического действия с  
тянущими транспортерами

Конструктивные решения

В машине Vegatronic 3000 (Ilapak) использованы следующие конструктивные решения:

• сплошным с заданной грамматурой;
• принудительная размотка пленки: шестеренчатый привод позволяет сохранять натяжение пленки в установленных диапазонах, исключает необходимость механического торможения;
• ролики принудительной подачи пленки подают пленку без задержки к формообразующему воротнику;
• вакуумные ремни протяжки пленки равномерно протягивают пленку по воротнику и вниз по формообразующей трубе, предотвращают проскальзывание между ремнями и пленкой, обеспечивают точную длину пакета с минимальным износом ремней и простой системой разведения прижатия ремней сжатым воздухом;
• горизонтальные сваривающие зажимы с изменяемой скоростью, степенью разведения и давления;
• вращающийся сваривающий ремень для тяжелых ламинатов и коэкструдированных пленок полностью синхронизирован с подачей пленки;
• сваривающий брусок для простых термосвариваемых пленок;
• сварка горячим воздухом для полиэтилена;
• вертикальное возвратно-поступательное перемещение зажимов обеспечивает полную синхронизацию зажимов со скоростью движения пленки;
• время сварки самое продолжительное из всех доступных на рынке и подходит для тяжелых ламинатов, коэкструдированных и полиэтиленовых пленок.

·    С тянущими транспортерами и двумя (или более) парами губок поперечной сварки, непрерывного действия. Данную схему в патенте ФРГ с приоритетом от 20 декабря 1985 г. предложила немецкая фирма Rovema. В совокупности с рядом других решений, зарегистрированных позже, специалисты создали высокопроизводительную упаковочную машину Rotoseal производительностью до 270 пакетов/мин. Технологическая схема машины Rotoseal соединила два типа упаковочных частей воротниковых автоматов: непрерывного действия с тянущими губками и с протяжкой транспортерами. Протяжка рукава осуществляется транспортерами, а поперечная сварка губками, которые, сопровождая непрерывно движущийся рукав, производят соединение пленки и отрезание пакета. Работа такой машины осуществляется в соответствии со схемой, представленной на рис. 8. Упаковочный материал 1 с рулона через систему натяжных роликов 2 поступает к рукавообразователю 3, где вокруг трубы 4 формируется рукав. Далее материал протягивается постоянно движущимися транспортерами 5, устройство непрерывной сварки 6 сваривает края, образуя продольный шов пакетов. На высокопроизводительных упаковочных машинах для образования продольных швов чаще всего используется сварка горячей лентой. Две пары поперечных губок 7–8 и 9–10, сходясь поочередно, образуют поперечные швы, а встроенные в губки ножи 11 и 12 отделяют готовый пакет 13. Схожие решения были заявлены фирмой Ilapak в патентах с приоритетом от 27 января 1986 г., 31 июля 1986 г. и 21 января 1986 г. Вскоре подобную конструкцию запатентовала и Robert Bosch.

 

Рис. 8. Схема воротниковой  
упаковочной машины непрерывного  
действия с тянущими транспорте- 
рами и двумя парами губок  
поперечной сварки

 

 

·    С тянущими транспортерами и одной парой поперечных губок, непрерывного действия (рис. 9). Отличие данной схемы от предыдущей в том, что на автомате вместо двух - одна пара губок поперечной сварки 7 и 8, которые, сойдясь, сопровождают пакет, а после расхождения поднимаются вверх и снова сходятся. Немного измененная технологическая схема упаковочной части воротникового автомата представлена на рис. 10. Разница в том, что здесь продольный шов пакетов образуется с помощью губки продольной сварки 7, а не устройства непрерывной сварки. Губка движется синхронно с губками продольной сварки 8 и 9, сопровождая края свернутого в рукав упаковочного материала. Упаковочная машина Vegatroniс 3000 компании Ilapak производительностью до 220 пакетов/мин., работает по схеме, изображенной на рис. 10.

 

Рис. 9. Схема воротниковой 
упаковочной машины непреры- 
вного действия с тянущими  
транспорте рами и одной  
парой поперечных губок