19.2. Упаковочные машины

Большая номенклатура современного упаковочного оборудова­ния, обусловленная исключительным разнообразием функций и целей упаковки пищевых продуктов, тесно связана с их свойства­ми, а также видом и структурой упаковочных материалов. Для упаковывания продукции из гидробионтов применяют оборудова­ние периодического, непрерывного, полуавтоматического и авто­матического действия.

По конструкции упаковочные машины бывают линейные и ро­торные. В зависимости от вида обрабатываемого продукта разли- чают упаковочные машины для кусковых, жидких, вязких и сыпу­чих продуктов; по виду применяемого упаковочного материала — машины для упаковывания продукта в тару из картона, бумаги и материалов на их основе (картонажные машины), полимерной пленки, стекла и металла. Упаковка продукта может осуществ­ляться в вакууме и в контакте с окружающим воздухом.

По числу выполняемых операций различают упаковочные ма­шины и агрегаты. В машинах продукт только упаковывают, а агре­гаты формируют тару, наполняют ее продуктом и упаковывают. По расположению агрегаты бывают горизонтального и вертикаль­ного типов, с применением одного или двух рулонов упаковочно­го материала. В зависимости от рабочего давления продукт упако­вывают при атмосферном давлении и под вакуумом. Упаковочные машины применяют для упаковки штучной продукции и группо­вого упаковывания как отдельно (упаковочные и вакуум-упако­вочные машины, агрегаты), так и в виде упаковочных комплексов и поточных линий. Классификация упаковочного оборудования приведена на рис. 19.1.

Для упаковывания соленой, копченой и кулинарной рыбо­продукции широко используются вакуум-упаковочные .машины. По конструкции они бывают однокамерными, двухкамерными и ленточными, стационарными и передвижными. Основная часть этих машин — вакуумная камера, в которой осуществляются вакумирование пакета с продуктом и герметичная сварка шва па­кета. Технологическая схема упаковки на этих машинах одно­типна. Продукт вручную вкладывают в мешок (пакет) из поли­мерного материала (рис. 19.2), подвергаемого термической сварке. Наполненный пакет размещают в камере таким образом, чтобы его открытая часть (незапечатанный край) находилась на сварочном элементе. Крышку камеры закрывают, включают ва­куум-насос, который отсасывает из пакета воздух. Степень ваку-умирования 99,6...99,9 %. После отсоса воздуха включают нагре­вательные элементы, которые, соприкасаясь с пакетом, герме­тично его запечатывают.

В конструкции некоторых вакуум-упаковочных машин на крышке предусматривают эластичный специальный элемент, ко­торый при создании вакуума в вакуум-камере обхватывает пакет, способствуя более быстрому удалению воздуха из пакета. Некото­рые типы вакуумных камер снабжены нагревательными элемента­ми только с одной стороны камеры, другие — с двух противопо­ложных. У отдельных камер на крышке нагревательные элементы отсутствуют, а установлен только фторопластовый уплотнитель.

Однокамерная вакуум-упаковочная машина представляет собой прямоугольную камеру с крышкой, смонтированную в корпусе, внутри которого расположен вакуум-насос. По краям камеры ус­тановлены нагревательные элементы. Она оснащена приборами контроля и регулирования. Существуют конструкции сдвоенных

однокамерных машин, которые могут быть как с автоматическим, так и с ручным подъемом и опусканием крышки.

В двухкамерных вакуум-упаковочных машинах две расположен­ные рядом одинаковые камеры смонтированы на одной раме и ос­нащены одной поворотной крышкой, попеременно закрывающей то одну, то другую камеру. Одну камеру загружают заполненными пакетами, закрывают поворотной крышкой и начинается процесс вакуумной упаковки. Одновременно оператор загружает другую камеру. По окончании процесса в первой камере крышка автома- тически открывается, закрывая при этом другую камеру. Процесс повторяется непрерывно. Упаковочный цикл регулируется авто­матически. Отдельные стадии — вакуумирование и термосварка — регулируют бесступенчато с помощью реле времени. Двухкамер­ные упаковочные машины более производительны по сравнению с однокамерными, так как во время упаковывания пакетов в од­ной камере оператор загружает другую.

Для облегчения загрузки и выгрузки продуктов камерные машины с длиной сварочных элементов более 650 мм снабжа­ются ленточными конвейерами. Они получили название лен­точные вакуум-упаковочные машины.

ленточные вакуум-упако­вочные машины (рис. 19.3) по сравнению с камерными бо­лее производительны, так как в них подача наполнен­ных мешков в вакуум-каме­ру и отвод упакованной про­дукции автоматизированы. Заполненные пакеты укла­дывают на ленту конвейера, который за счет шаговой по­дачи отводит упакованную продукцию и одновременно вводит заполненные пакеты в зону вакуумирования и сварки. При остановке кон­вейера крышка камеры авто­матически опускается — на­чинается вакуумирование мешков с последующей их заваркой. По окончании

процесса крышка поднимается с одновременным включением конвейера, выводящего упакованную продукцию из зоны каме­ры, в это же время подается следующая партия мешков с про­дуктом.

В конструкции крышки предусмотрены перфорирующие ножи на верхней сварочной планке. При вакуумировании пакетов, не­правильно уложенных в камеру или на конвейерную ленту, когда открытый край мешка выходит за границу камеры, после закрыва­ния крышки с помощью этих ножей в пакете образуется отвер­стие, через которое и выполняется его вакуумирование. По окон­чании вакуумирования пакет герметично заваривается двойной сваркой.

Пакеты могут быть из различных термосвариваемых полимер­ных и комбинированных материалов. В случае применения паке­тов из термоусадочной пленки после вакуум-упаковочной ма­шины целесообразно устанавливать усадочную камеру. В связи с тем что круглые или очень легкие упаковываемые продукты при быстром пуске конвейера могут скатываться с ленты, для большинства ленточных машин предусмотрено две скорости конвейера.

Камерные вакуумные упаковочные машины конструктивно мало различаются. Основная тенденция в совершенствовании ва­куумного упаковывания — использование новых пленок, что обес­печивает увеличение сроков хранения продукции. При использо­вании пленок толщиной менее 15мкм и подаче горячего воздуха при укупорке на продукте образуется прочная искусственная обо­лочка. Это способ упаковывания получил название VSP или «ва­куум — скин — упаковка».

Фасовочно-укупорочный автомат периодического действия ис­пользуют для упаковывания продукта в готовые стаканчики из комбинированного материала и укупоривания их полистирольны -ми крышками.

При повороте карусельного стола (рис. 19.4) на 45° в каждом гнезде одновременно выполняются следующие операции. Отдели­тель стаканчиков извлекает по одному стаканчику от общей стоп­ки в кассете стаканчиков, а присоска вакуум-головки опускает его вниз и устанавливает в гнездо карусельного стола. Вместимость готовых стаканчиков 500 мл. Упор дататора опускается вниз на дно стаканчика, а дататор, поднимаясь вверх, наносит дату на на­ружной стороне дна стаканчика. Дозатор выдает заданную пор­цию продукта, которая составляет 400 или 500 г.

Вакуум-присоска механизма подачи крышек отделяет крышку от общей стопки в кассете крышек и, повернувшись на 180°, наде­вает ее на верхний борт стаканчика, образующий вместе с бортом крышки замок. Иглы механизма подачи клея наносят клей на крышку стаканчика в двух точках. Вакуум-присоска механизма подачи этикеток отделяет этикетку от общей стопки в кассете эти- кеток и, повернувшись на 180°, накладывает ее на поверхность крышки. Упаковочные единицы выталкивателем поднимаются вверх, съемником стаканчиков подаются на конвейер и отводятся от ав­томата на группирующий конвейер автомата групповой упаковки или на стол-накопитель при укладке вручную. Производитель­ность автомата 2100 упаковочных единиц в минуту, установлен­ная мощность электропривода 1,6 кВт, габаритные размеры 2840 х 1460 х1900 мм, масса 1000 кг. При упаковке продуктов в пленочные материалы, в том числе металлизированные, для формования, наполнения и укупорки тары используют агрегаты горизонтального и вертикального типов с одним или двумя рулонами упаковочного материала. Агрегаты укомплектовывают узлами различного технологического назначе­ния — вакуумирования, подачи смеси инертных газов, дозирова­ния, нагрева, растягивания и стерилизации пленки.

Однорулонные агрегаты горизонтального типа работают на тер­моусадочных, предварительно растянутых, рукавных, вспененных,

слоистых и сетчатых рулонных материалах. Агрегаты выполняют следующие операции: формирование и подачу пакетов на напол­нение, частичное или полное обертывание продукта пленкой, за­варивание лотка мембранным покрытием, нанесение этикеток. При обертывании с герметизацией продукт подают внутрь рукава, который заваривается внахлест, встык, с образованием гребенча­того шва. Агрегаты работают с верхней и нижней подачей. Более компактными по сравнению с агрегатами рулонного типа являют­ся машины, формующие U-образный пакет путем перегиба плен­ки на продукте. Кроме того, при таком способе обеспечивается рациональное пространство для нанесения маркировки.

Двухрулонные агрегаты горизонтального типа работают на жест­ких, полужестких и гибких упаковочных материалах. В зависимос­ти от типа пленки в агрегатах используют следующие способы формования: сжатый воздух или вакуум для тонких пленок, холод­ная и горячая штамповка для жестких и полужестких материалов. В зависимости от свойств упаковочной пленки и размера формуе­мой тары агрегаты разделяют на три группы. К первой группе от­носится оборудование, в котором из ламинатов формуется тара глубиной более 80 мм. Вторая группа машин работает на жестких полимерных материалах с образованием тары глубиной до 60...80 мм. В третьей группе машин нижняя пленка используется практически как подложка и глубина формования не превышает 20 мм. Машины, формующие тару средней глубины вытяжки, по­лучили широкое распространение для упаковки консервной, пре-сервной и пастообразной продукции.

Фасовочно-наполнителъно-укупорочный агрегат линейного, гори­зонтального типа периодического действия служит для формования тары из полимерных материалов, фасования и упаковывания в нее вязких продуктов порциями по 200 и 250 г с последующим запеча­тыванием. Упаковка представляет собой коробку в виде усеченной пирамиды с отбортовкой сверху, запечатанную алюминиевой фоль­гой, ламинированной термосваривающимся слоем.

Цикл работы агрегата можно разделить на три части (рис. 19.5). В первой части разматывается и нагревается упаковоч­ная пленка. Коробки формуются в формовочном прессе, заполня­ются продуктом с помощью дозатора, закрываются запечатываю­щим материалом и термосвариваются с материалом коробок в штампе. Готовые упаковки вырубаются штампом и отводятся. Об­разовавшиеся при этом отходы наматываются на барабан. Во второй части протягиваются упаковочная пленка, запеча­тывающий материал и отходы, а также отформованные и запол­ненные коробки. При помощи подающего и прижимного роликов упаковочная пленка по направляющим роликам 10 разматывается из рулона. Пленка, пройдя через протяжной ролик, образует пет­лю А, компенсирующую расход упаковочной пленки при протяги­вании ее на один шаг (236 мм).

В третьей части запечатывающий материал по направляющим роликам 3 и 14 разматывается из рулона. С помощью натяжного ролика 4 образуется петля Б, компенсирующая расход запечатыва­ющего материала при протягивании его (вместе с упаковочной пленкой) на один шаг. Отходы подаются на барабан отходов. Из петли Б выбирается запечатывающий материал и поступает в штамп запечатывания. Производительность агрегата 40...58 упако­вок в минуту, установленная мощность электропривода 10,5 кВт, габаритные размеры 4850 х 1305 х 2560 мм, масса 2420 кг.

Машина групповой упаковки (рис. 19.6) укладывает картонные пачки (максимальный наружный размер 116 х 116 мм, высота 46, 33, 26 мм) с консервными банками в картонные ящики № 66. Ее устанавливают в линии упаковывания рыбопродукции в банки из ламистера.

В корзину опрокидывателя вставляют картонный ящик, фик­сируют его верхние клапаны и перемещают опрокидыватель в

горизонтальное положение до включения конечного выключателя разрешающего подачу ряда пачек в ящик. Одновременно пачки выходящие из машины укладки банок из ламистера с рыбопро­дукцией в картонные пачки, поступают на конвейер, по которо­му они перемещаются на рабочий подъемный стол формировате­ля ряда.

Когда набирается слой из четырех пачек, первая из них воздей­ствует своей торцевой поверхностью на флажок преобразователя, после срабатывания которого включается пневмораспределитель с электромагнитным клапаном. Подъемный стол формирователя ряда в процессе своего движения выталкивает вверх набранный слой пачек, при этом ролики, перемещаясь по кулачкам, раздви­гают створки. В крайнем верхнем положении шток воздействует на преобразователь, срабатывает воздухораспределитель, стол воз­вращается в исходную позицию, открывается приемное окно для следующего слоя пачек и циклы повторяются. Расход сжатого воз­духа 2,8 м³/ч при давлении в пневмосистеме 0,4 МПа.

В зависимости от высоты пачек ряды формируются соответ­ственно из 5, 7 или 10 слоев. При наборе ряда срабатывают

дублированные преобразовате­ли, которые вызывают пере­мещение штока верхнего ци­линдра механизма толкателя пачек, и набранный ряд сталкивается со стола на приемную площадку кассе­ты: подъемный стол в это время находится в верхнем положении. При перемеще­нии ряда преобразователи отключаются и вызывают обратный ход толкателя, подъемный стол опускается и начинается формирование второго ряда. Цикл работы повторяется. Высота ввода пачек в машину 900. а выво­да ящика из машины 700 мм. На этом цикл заканчивается. 106 пачек в минуту, установ-1.25 кВт, габаритные размеры

Производительность машины 55.. ленная мощность электропривода 2600 х 1750 х 3650 мм. масса 975 кг.

Автомат линейного типа (рис. 19.7) предназначен для груп­пового упаковывания стаканчиков с продуктом в ящики. Пол­ный рабочий цикл автомата проходит в такой последовательно­сти. Стаканчики с продуктом подают в приемную ячейку груп­пирующего конвейера. При накоплении в ячейке трех стаканчиков конвейер перемещает их на один шаг для заполне­ния следующей ячейки. После заполнения четырех ячеек ста­канчиками с продуктом вакуум-головка с присосками укладоч­ного механизма опускается на сгруппированный блок, приса­сывает стаканчики, возвращается в верхнее положение, поднимая блок стаканчиков, переносит их и опускает в ящик, в обратном порядке возвращается в исходное положение над группирующим конвейером.

Расход воздуха при работе автомата 0,074 м³/мин. Число упа­ковочных единиц в одном ряду равно 3, а всего в ящике 12. Мас­са заполненного ящика 8 кг. Вид укладывания упаковочных еди­ниц в ящик — в четыре и в один слой по высоте. Ящик со стакан­чиками, расположенными рядами, в заданном количестве отводится конвейером, а на его место подается пустой. Произво­дительность автомата 35...54 упаковочных единиц в минуту, уста­новленная мощность электропривода 1.2 кВт, габаритные размеры 250 х 900 х 1500 мм. масса 330 кг.

Контрольные вопросы и задания

1. В чем заключается упаковывание'' 2. Какие материалы применяют для упа­ковывания гидробионтов и продукции из них' 3. Как классифицируют упаковоч­ные машины? 4. Как классифицируют вакуум-упаковочные машины? 5. Как уст­роена и работает вакуум-упаковочная машина.' 6. Как устроен и работает фасо-вочно-укупорочный агрегат'.' 7. Как устроен и работает упаковочный агрегат? 8. Как устроена и работает машина группового упаковывания?