Cum se integrează MAP și ambalarea în vid (VSP) în liniile de termoformare

Sisteme de termoformare cu două platforme în automatizarea industrială

Operațiunile de procesare a alimentelor cu volum mare de proteine și perisabile necesită o flexibilitate excepțională de producție, un control precis al atmosferei și o integritate fiabilă a etanșării. Facilitățile moderne de producție se îndepărtează din ce în ce mai mult de la mașinile de ambalare dedicate, cu un singur scop, în favoarea configurațiilor hibride. Integrarea ambalajului în atmosferă modificată (MAP) și ambalajului sub vid (VSP) într-un singur sistem automat Mașină de termoformat platforma oferă avantaje semnificative, maximizând utilizarea echipamentelor de capital, protejând în același timp calitatea produsului.

Această strategie cuprinzătoare de integrare tehnică detaliază ajustările de inginerie, mecanismele de control pneumatic, protocoalele de schimbare a sculelor și alegerile materialelor de barieră necesare pentru a opera cu succes atât procesele MAP, cât și VSP pe o linie continuă de termoformare alimentată cu bandă.

Ambalare în piele vs ambalare în vid: diferențe structurale

Evaluarea ambalajului pe piele în comparație cu ambalarea în vid necesită o privire atentă a modului în care filmele fizice interacționează cu produsul și cu banda de formare. În timp ce ambele metode elimină aerul atmosferic ambiental pentru a preveni alterarea aerobă, execuția lor mecanică și proprietățile structurale diferă semnificativ.

Ambalarea în vid standard atrage un vid într-un buzunar rigid sau semirigid preformat, sigilând o peliculă superioară plată peste flanșe. Acest proces lasă adesea goluri ambientale în spațiul capului dacă forma produsului nu se potrivește perfect cu conturul buzunarului. Poate avea loc migrarea lichidului, creând defecte vizuale și slăbind rezistența etanșării.

Spre deosebire de aceasta, ambalarea sub vid folosește o peliculă superioară specializată, înmuiată de o placă de încălzire în infraroșu sau de contact în interiorul camerei de etanșare. Pe măsură ce aerul este evacuat din cavitatea inferioară, presiunea atmosferică forțează filmul superior înmuiat în jos. Filmul se conformează exact formei produsului ca o a doua piele, fixându-l ferm pe banda inferioară fără a distorsiona structura sa naturală. Această metodă previne pierderea de umiditate, elimină mișcarea fluidului și permite ca ambalajul finit să fie afișat vertical.

Infrastructura pneumatică și controlul oxigenului rezidual

Integrarea proceselor MAP și VSP pe o singură linie de termoformare necesită un circuit pneumatic adaptabil, în mai multe etape. Când sistemul funcţionează ca echipamente de ambalare în atmosferă modificată , ciclul de ambalare presupune doua faze principale: evacuare rapida a aerului urmata de injectie controlata de gaz. Matrița de etanșare se închide, trage un vid profund până la 5 până la 10 mbar și apoi injectează un amestec precis de dioxid de carbon, azot sau oxigen prin colectoare de termoformare cu spălare cu gaz pentru a obține o conservare optimă a alimentelor.

Pentru a menține nivelurile de oxigen rezidual sub 0,5%, configurația sistemului trebuie să includă:

• Bare de injecție de gaz în mai multe puncte: Poziționat pe ambele părți ale camerei de etanșare pentru a distribui gazul în mod uniform și pentru a elimina pungile de aer ambiental.
• Supape de control proporționale a debitului: Acestea gestionează vitezele de injecție a gazului pentru a preveni deplasarea produsului sau ridicarea filmului în buzunarul inferior.
• Rezervoare tampon: Rezervoarele dedicate de reținere a gazului situate în apropierea stației de etanșare asigură o presiune constantă în timpul ciclurilor de injecție de gaz de mare viteză, cu mai multe benzi.

Trecerea liniei la ambalarea sub vid modifică cerințele pneumatice. VSP nu folosește o spălare cu gaz; în schimb, se bazează pe un proces de vid în două etape. Prima etapă elimină aerul din cupola de încălzire superioară pentru a ține filmul flexibil de placa de încălzire. A doua etapă evacuează rapid aerul din cavitatea inferioară a produsului, trăgând filmul în jos în jurul produsului. Acest lucru necesită pompe de vid cu palete rotative de mare capacitate combinate cu suflante pentru rădăcini pentru a face față scăderii rapide a presiunii fără a provoca întârzieri ale ciclului.

Proiectare scule VSP și inginerie matrițe de etanșare

Designul mecanic al stațiilor de etanșare și tăiere determină cât de cu succes poate procesa o linie de termoformare atât MAP, cât și VSP. Matrițele de etanșare MAP standard utilizează elemente plate de încălzire perimetrală care aplică presiune numai pe flanșele exterioare plate ale pachetului. Designul sculelor VSP necesită un aspect mai complex, încorporând o cameră superioară cu dom echipată cu plăci de încălzire integrate și bariere de izolare termică.

Constrângerile fizice ale manipulării ambalajului cu piele sub vid pentru carne și proteine ​​​​cu oase necesită plăci de sprijin specializate pentru cavitatea inferioară. Dacă un produs se extinde deasupra liniei flanșei, matrița de etanșare superioară trebuie să furnizeze căldură radiantă uniformă pe întreaga suprafață a filmului, fără a crea puncte fierbinți care ar putea arde materialul. Tabelul de mai jos prezintă specificațiile mecanice de bază necesare pentru stațiile hibride de etanșare:

Tehnologia filmului de barieră și interacțiunea materialelor

Selectarea structurii corecte a filmului este esențială pentru menținerea duratei de valabilitate a produsului și pentru asigurarea unei performanțe bune a mașinii. Atât MAP, cât și VSP se bazează pe tehnologia avansată a filmului de barieră pentru a bloca transportul gazului, dar proprietățile mecanice necesare ale peliculelor diferă substanțial între cele două formate.

Pentru configurațiile MAP, banda superioară trebuie să rămână plată, clară și suficient de rigidă pentru a rezista la deformarea sub presiunea internă a gazului. Aceste filme folosesc în mod obișnuit structuri co-extrudate de alcool etilen vinil (EVOH) intercalate între straturile de etanșare din polietilenă (PE) și fețele structurale exterioare din poliester (PET). Banda de formare trebuie să ofere proprietăți excelente de barieră împotriva gazelor pe întreaga sa adâncime de tragere pentru a preveni intrarea oxigenului prin colțurile subțiri.

Operațiunile VSP necesită folii superioare extrem de flexibile, cu elasticitate și memorie excelente. Materialul trebuie să se înmoaie uniform la anumite temperaturi, să se întindă peste produse cu profil înalt, fără a perfora și să se micșoreze strâns în colțuri. Ionoplastul sau amestecurile specializate de metalocen-polietilenă sunt adesea folosite ca straturi de bază, asociate cu un strat flexibil de barieră de gaz EVOH. De asemenea, pelicula trebuie să se etanșeze în mod fiabil prin reziduurile de grăsime, sânge și umezeală de pe flanșele inferioare ale benzii, ceea ce este critic la configurare. ambalare sub vid pentru carne aplicatii.

Optimizarea parametrilor de producție pentru carne și proteine proaspete

Procesarea proteinelor proaspete necesită un control precis asupra variabilelor de temperatură și presiune în cadrul sistemului de ambalare de termoformare. Pentru carnea roșie, carnea de pasăre și fructele de mare, alegerea între MAP și VSP modifică atât producția, cât și prezentarea produsului.

Când se utilizează ambalarea mașinii de hărți metode pentru carnea de vită proaspătă, amestecul de gaz necesită de obicei concentrații mari de oxigen (până la 80 la sută) combinate cu dioxid de carbon (20 la sută) pentru a menține culoarea roșie aprinsă a oximioglobinei. Această configurație necesită protocoale stricte de siguranță, inclusiv pompe de vid specializate, fără ulei, clasificate pentru oxigen și sisteme de evacuare rezistente la explozie. Presiunea de etanșare trebuie distribuită uniform pe zona flanșei pentru a preveni scurgerile de gaz în timp.

Atunci când configurați sistemul pentru procesarea cărnii VSP, întreținerea culorii se bazează în schimb pe excluderea completă a oxigenului. Sistemul de vid elimină tot aerul ambiant, determinând carnea să capete o nuanță de deoximioglobină mov naturală mai închisă, care devine rapid roșu aprins odată ce consumatorul deschide ambalajul. Principalele provocări operaționale se concentrează pe gestionarea temperaturii filmului și a timpului de vid. Dacă pelicula superioară este încălzită prea mult timp, poate provoca uzuri de suprafață pe proteinele delicate. În schimb, încălzirea insuficientă împiedică formarea corectă a peliculei în razele colțurilor, ceea ce duce la micro-goluri desigilate care reduc eficiența mașinilor de extindere a duratei de depozitare.

Integrarea sistemului, schimbarea și analiza rentabilității investiției

Actualizarea unei linii standard de termoformare la o platformă hibridă MAP/VSP necesită o coordonare atentă a hardware-ului fizic și a software-ului de control. Controlerul logic programabil (PLC) trebuie să includă rețete preprogramate care stochează profiluri specifice pentru profile de încălzire, niveluri de vid, presiuni de spălare cu gaz și timp de tranziție pentru fiecare stil de ambalare. Această automatizare software reduce erorile umane în timpul tranzițiilor de producție.

Pentru a optimiza eficiența producției, hardware-ul mecanic ar trebui să încorporeze sisteme de matriță cu schimbare rapidă. Distribuitoarele pneumatice de andocare și conectorii electrici în mai multe puncte permit operatorilor să schimbe inserțiile inferioare ale buzunarelor și plăcile de etanșare superioare fără a utiliza unelte manuale. Această integrare reduce timpii de schimbare de la ore la mai puțin de douăzeci de minute, asigurând o disponibilitate ridicată a liniei chiar și atunci când rulează diverse loturi de produse.

Justificarea financiară pentru alegerea unei linii cu două scopuri peste două mașini de ambalare separate este clară atunci când se analizează cheltuielile de capital și amprenta operațională. Un sistem hibrid elimină necesitatea stațiilor de formare redundante, a desfășurării filmului și a ansamblurilor de tăiere. Acest lucru reduce investiția inițială în utilaje cu până la 35% și economisește spațiu valoros în camera curată, permițând în același timp instalațiilor de procesare să răspundă rapid la cerințele pieței în schimbare între produsele MAP și VSP.

Întrebări tehnice frecvente