CC BY
42
УПАКОВКА И ЛОГИСТИКА
УДК 621.798
Ключевые слова: оборудование, формирование; упаковка; гофрокар-тонные короба; поддон; паллета; заклейка; термоусадка.
Оборудование по формированию и упаковке грузов -
на предприятиях ликероводочной, винодельческой и пивобезалкогольной промышленности
В.А. Трунов, канд. техн. наук, доц.
Московский государственный университет технологий и управления
Согласно статистике, среди всех случаев, когда можно было бы предотвратить ущерб при перевозках груза на большие расстояния, две трети составляют те, которые связаны с упаковкой. В последние годы требования к упаковке во многих странах резко возросли. Улучшая упаковку, производитель повышает свою конкурентоспособность.
Полностью автоматизированное оборудование по формированию и упаковке грузов практически исключает из производственного процесса человеческий фактор.
На сегодняшний день упаковка, складирование и транспортировка продукции на поддонах получает все большее распространение из-за очевидных преимуществ: удобства хранения и погрузочно-разгрузочных работ; строгого учета продукции; максимального обеспечения сохранности продук-
Депаллетайзер (снятие упаковок с сырьем и материалами с паллеты!
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦИКЛ
в гофрокороба (упаковка продукции в штучной упаковке в готовые короба!
Формирователь гофрокоробов
Групповая упаковка в термоусадочную полиэтиленовую пленку
f
Заклейщик коробов скотчем Обвязчик коробов страп-лентой
Паллетайзер (укладка коробов с продукцией на паллету!
Обвязчик паллет стягивающей
страп-лентой (закрепление груза между собой и на паллете без защиты от воздействия ОС!
Упаковщик паллет в термоусадочный полиэтиленовый мешок (закрепление единиц груза между собой и на паллете с защитой от воздействия ОС!
Упаковщик паллет в рукавную стретч-пленку - технология Stretch Hood (закрепление единиц груза между собой и на паллете с защитой от воздействия ОС!
Упаковщик паллет в стретч-пленку - полотно (закрепление единиц груза между собой и на паллете с защитой от воздействия ОС!
Автоматические линии для упаковки паллет
Паллетоупаковщик с вращающейся платформой
Рис. 1. Классификация упаковочного оборудования
ции при ее транспортировке и хранении; автоматизации и высокой производительности процесса упаковки; эстетичного внешнего вида упаковки и экономии упаковочных материалов.
Гофрокартонная упаковка для напитков стала признанным средством их продвижения и гарантом сохранности. Самый массовый вид транспортной упаковки для пивобезалкогольной и винодельческой промышленности - четырехклапанный ящик из гофрокартона по ГОСТ 13516-86.
В статье «Транспортная упаковка в индустрии напитков» [1] Светлана Борисова предлагает полную и интересную классификацию имеющегося в настоящее время упаковочного оборудования (рис. 1).
Далее рассмотрим назначение и принцип действия каждого вида упаковочного оборудования. Любая линия состоит из отдельных единиц упаковочного оборудования, которые для полноценного функционирования должны быть связаны между собой конвейерными системами различного типа.
Депаллетизаторы
Депаллетизация - начальный этап при построении упаковочной линии производства, применяется для автоматического снятия с поддонов и установки на конвейер всех видов тары: стеклянных или пластиковых бутылок, находящихся непосредственно на поддонах или в ящиках. Бутылки обычно снимают двумя способами: перетаскиванием слоя бутылок на промежуточный стол, затем на накопительный стол; захватом бутылок за горлышко и перемещением сразу на накопительный стол - транспортер.
По степени автоматизации депаллетизаторы делят на полуавтоматические и автоматические, а по конструктивному решению - на машины с системой смещения слоя продукции с помощью толкателя и на машины с пневматическими захватами.
На рис. 2 показан автоматический депаллетизатор модели MS/DB. Машина предназначена для депаллетизации новых бутылок с паллеты при помощи «системы сдвига». Производительность машины - 12000 бут/ч. Установленная мощность - 5 кВт, рабочее давление - 6 ати, потребление сжатого воздуха - 4,8 м3/ч. Габаритные размеры - 5860x2730x2800 мм.
В России аналогичные машины начала выпускать компания «Фруктонад Групп» (Москва). Производят их преимущественно зарубежные производители. Широкий спектр депаллетизато-ров и паллетизаторов высокого уровня успешно представляют в России итальянские машиностроительные компании Acmi, SIAT, ARCA, G.P. Engineering, Keber и германские Krones, KHS, MSK, Blume и многие другие [2].
Машины для формирования коробов
Машины для формирования коробов следует классифицировать по степени автоматизации: полуавтоматические и автоматические; по типу склеивающего средства для нижней части четырехклапанного короба: скотча, горячего клея; по производительности - 500, 800, 1000, 1200 и 1500 коробов/ч.
Формирователи - это автоматические машины для формирования картонных четырехклапанных коробов. Машина извлекает из магазина заготовку гофрокороба при помощи рычага с присосками, формирует короб, складывает нижние клапаны и проклеивает низ скотчем или горячим клеем.
упаковщик грузов Robot
PACKAGING AND LOGISTICS f Я
Ш
Для линий средней производительности разработана полуавтоматическая машина для закрывания нижних клапанов четырехклапанного короба (рис. 3). В линии она интегрируется с зак-лейщиком коробов, укладчиком и конвейерными системами.
Принцип работы: оператор берет плоскую заготовку из накопителя, «диагональным» движением придает ей объемную форму, помещает на машину и запускает процесс. Нижние клапаны автоматически закрываются и короб фиксируется за бока. Продукт укладывается в короб, который затем подается пневмотолкателем в заклейщик коробов скотчем (либо по конвейерам, либо напрямую). Средняя производительность - 500-800 коробов/ч.
На рис. 4. показан автоматический формирователь коробок для высокопроизводительных автоматических линий по групповой упаковке в гоф-ротару.
Машина в автоматическом режиме без оператора формирует короб, зак-
леивает короб скотчем снизу и подает далее по технологической линии. Автоматически подстраивается под размер коробов в зависимости от их размеров. Средняя производительность -1200 коробок/ч [3].
На рис. 5 представлен автоматический формирователь коробок горячим клеем (Hot-Melt).
Средняя производительность машины - 1500 коробов/ч. Емкость бака расплава - 5 кг. Расход клея - 9 кг/ч.
На рис. 6 представлен автоматический формирователь коробов, выпускаемый российским производителем транспортных систем и оборудования упаковки заводом PROFITRACT [3].
Машина предназначена для формирования коробов или поддонов из предварительно сложенных заготовок.
Рис. 5. Автоматический формирователь коробок модели НМ 145
Преимущества этой системы обусловлены точным и надежным движением механизмов при всех скоростях работы и снижением затрат на техническое обслуживание. Наличие картона в магазине отслеживается фотодатчиками с акустическим предупреждением. Машина имеет возможность работать с картоном различного размера, благодаря простому изменению, основанному на регулировках ручным колесиком с метрическим делением. Смена формата осуществляется в течение 3-5 мин. Машина оснащена магазином для заготовок на 80-100 коробок с ручной загрузкой. Извлечение короба осуществляется пневматически, загибание короба осуществляется пневмо-меха-нически. Заклейка клапанов осуществляется пневматическим прессом. Формировщик коробов модели Рго^гт НМ автоматически извлекает заготовку короба из магазина, собирает ее и заклеивает нижние клапаны горячим клеем (версия НМ).
Конвейеры
Конвейеры предназначены для соединения отдельных частей упаковочной линии.
Рольганги (приводные, пассивные, аккумуляторные) осуществляют транспортировку различных упаковок. Они могут быть стационарными со стальными и нейлоновыми роликами и рас-
тяжимыми (рис. 7). Последние могут растягиваться от 1,4 до 4,5 м и изгибаться до 180°, что позволяет использовать их при различных компоновочных решениях размещения оборудования в помещениях ограниченной площади [3, 4].
Выпускаются рольганги со специальными тормозящими устройствами, которые предотвращают столкновение коробов и одновременное поступление двух коробов к машине для их заклеивания.
Фирма ООО «Фруктонад Групп» выпускает компактные ленточные конвейеры для перемещения коробов.
Длина секции - 3000 мм, ширина - 500 мм и высота - 600800 мм, мощность привода 0,37 кВт.
Машины для укладки бутылок с продукцией в гофрокороба
Укладчик бутылок предназначен для автоматического укладывания бутылок в коробки.
Машины можно классифицировать по различным признакам, например:
по конструкции рабочего органа (с захватами или сталкивающими и направляющими устройствами);
по конструкции захватных устройств (с индивидуальными и рядными);
по количеству рабочих органов -захватных головок (с одной, двумя, тремя, четырьмя).
Различают эти машины и по типу привода (с механическим, пневматическим и гидромеханическим приводом), по производительности их условно делят на машины малой (до 6000 бут/ч), средней (до 12000 бут/ч) и высокой (24000 бут/ч) производительности.
На рис. 8 показан укладчик бутылок в гофрокороба модели 1Т, изготовляемый в Подмосковье на заводе PROFITRACT инжиниринговой компании «Фруктонад Групп» (Москва). Укладчики серии PRO CRATE предназначены для укладки в короба широкого спектра продукции (бутылки, ПЭТ-бутылки, банки, аэрозоли и т.д.). Пред-
УПАКОВКА И ЛОГИСТИКА
приятие выпускает машины моделей 1Т, 2Т, 3Т с соответствующей производительностью 500, 1000 и 1500 коробов/ч.
Машины моделей УБК и УБ-2К выпускает в России «Завод упаковочного оборудования ООО «ННХС» (г. Нижний Новгород) производительностью 540 и 660 коробов/ч. Машины устанавливаются в линии розлива производительностью 6000 и 12000 бут/ч.
С принципом действия машин, их техническими характеристиками и машинами, поставляемыми фирмами OFFICINE AVE S.p.A, GP «Инжиниринг» (Италия), Sick (Германия) и другими можно ознакомиться в литературе [5].
Оборудование для упаковки бутылок в термоусадочную пленку
Упаковка в тормоусадочную пленку - одна из самых популярных для штучной и групповой упаковки товаров, это простой, недорогой и функциональный вид упаковки. Для упаковки хрупкой продукции - стеклянных бутылок, банок и ПЭТ-бутылок- предпочтительны комбинированная упаковка, когда наряду с термоусадочной пленкой используется изделие из гофрокартона, например подложка, поддон или картонная коробка.
Рабочая температура сварки - от 80 до 120 °С, толщина пленки - от 20 до
200 мкм. Степень термоусадки - от 10 до 35 % [6].
Классифицировать эти машины можно по производительности (3, 6, 9, 12, 15 и 18 упаковок/мин); по режиму работы (ручные, полуавтоматические и автоматические); по способу формирования пакета бутылок (без подложки, с подложкой без бортов, с подложкой с бортами, в гофротаре); по степени автоматизации операций, необходимых для создания пакета бутылок и обтяжки его пленкой.
Процесс упаковывания бутылок в термоусадочную пленку включает следующие операции: группирование бутылок (на подложке или без нее); упаковывание группы бутылок термоусадочной пленкой, поступающей из рулонов с термосваркой пакета и обрезкой пленки; обдув пакета бутылок горячим воздухом в термоусадочном туннеле с целью усадки пленки и обтяжки бутылок; транспортировку пакета с одновременным охлаждением пленки.
На рис. 9 показан общий вид автоматической упаковочной машины.
Среди производителей автоматических упаковочных машин следует отметить предприятия АООТ «Таурас-Феникс», ООО «Ленпродмаш» (Санкт-Петербург), ЗАО «Стеклопак» (г. Орел), предприятия «Нижновхимсервис» (г. Н. Новгород), ГУП ФНПЦ «Прибор» (Москва), ОАО «Мелитопольпрод-маш» (г. Мелитополь) и др.
С техническими характеристиками и принципом действия автоматических упаковочных машин можно ознакомиться в литературе [4, 6].
Машина для заклейки гофрокоробов (заклейщики)
Заклейщики интегрируются с формирователями коробов, образуя автоматическую линию по формированию гофрокоробов, упаковке и заклейке скотчем картонного короба с продукцией. Используя недорогие расходные материалы, аппарат обеспечивает высокое качество упаковки, надежно заклеит короб с одной или двух сторон, автоматически регулируя давление роликов на клапаны короба. Обладая
различной степенью автоматизации, оборудование данного типа может регулироваться по высоте и ширине коробов как вручную, так и автоматически. Существуют модели, предназначенные специально для тяжелых коробов, а также автоматически закрывающие верхние клапаны гофрокороба.
Заклеивание гофрокоробов на полуавтоматическом или автоматическом оборудовании в настоящее время производится клейкими лентами, изготовленными на основе биаксильно ориентированного полипропилена (скотч). Общая толщина ленты - 40, 43, 45, 50 и 65 мкм; ширина - 48, 50 и 75 мм; длина - 20, 25, 36, 60, 66, 100, 150, 600, 700, 900 и 990 м; цвет - прозрачный, тонированный, красный, синий, зеленый, желтый и золотой [7].
На рис. 10 представлены модели S2 (а) и SM11-P (б).
Полуавтоматическая машина S2 предназначена для заклейки коробов одного формата. Производительность 800 коробов/ч. Размеры коробов 150x140x110 мм (min) и 500x500 мм (max). Для закрытия верхних створок короба требуется оператор.
Модель SM11-P работает полностью в автоматическом режиме без оператора. Закрывает створки короба и заклеивает короб сверху и снизу. Производительность машины - до 1000 коробок/ч, энергозатраты - 0,26 кВт/ч. Размеры коробок (мм): ширина - 120 (min), 500 (max); высота - 120 (min), 500 (max); длина - 200 (min), 600 (max). Габаритные размеры - 1915х х905х1400 мм, масса - 232 кг.
Устанавливается в линии после подающего конвейера AG-21 (прерывателя), который предотвращает попадание одновременно двух коробов в зак-лейщик.
С устройством машины для заклейки гофрокоробов и техническими характеристиками отечественных и зарубежных машин, поставляемых в Россию компаниями ЗАО «АФС Автоматика», ООО МПФ «Союзупак», «МЕРПАСА» («Современные упаковочные технологии»), компанией ЗАО «Упаковочные системы» и другими, подробно можно ознакомиться в литературе [4, 7].
PACKAGING AND LOGISTICS
Паллетайзеры (паллетоукладчики)
Паллетайзер - оборудование, предназначенное для автоматического формирования груза на паллете. Оно незаменимо в случаях, когда необходимо сформировать высокую паллету или когда груз имеет большую массу. Пал-летайзеры различаются по своим техническим характеристикам и степени автоматизации: на одних оператор вручную укладывает на платформу паллетайзера, и далее идет формирование рядов, на других оператор подает паллету, и паллетайзер формирует груз на ней автоматически, после чего оператор забирает сформированную паллету с помощью автопогрузчика или ручной гидравлической тележки. Существуют и полностью автоматизи-
рованные модели с магазином для пустых паллет, которые не требуют присутствия оператора. Такие модели пал-летайзеров укладывают продукцию на паллете согласно заданной программе. При этом программа может быть достаточно сложной, со сложным расположением продукции на паллете -паллетайзер сам поворачивает продукцию в нужном направлении для укладки [1].
Формирование пакетов на поддонах производится по следующим схемам: сборка ящиков и коробов в стопки и последующая установка их на поддон; сборка ящиков и коробов в горизонтальные ряды и укладка их один на другой в несколько рядов с последующей установкой пакета на поддон; сборка ящиков и коробов в горизонтальные ряды и укладка их на поддон сверху в несколько рядов [8].
На рис. 11 показана машина производительностью до 1500 коробов/ч.
Обвязчик паллет стягивающей страп-лентой
Существуют модели страп-оборудо-вания, которые позволяют скрепить транспортные упаковки любого типа между собой и закрепить их на паллете. Данное оборудование утягивает груз на паллете жесткой полипропиленовой или полиэстеровой страп-лентой в автоматическом режиме согласно программе в горизонтальном или в вертикальном направлении. В случае необходимости закрепления груза и в том, и в
другом направлении в линию устанавливаются обе единицы оборудования -с горизонтальной и с вертикальной аркой. Производительность такого оборудования - до 50 циклов/ мин.
Данный способ упаковки закрепляет груз на паллете очень прочно, идеально подходит для грузов большой тяжести, однако не защищает их от воздействия окружающей среды.
Упаковщик паллет в термоусадочный полиэтиленовый мешок
Технология скрепления грузов термоусадочной пленкой подробно изучена у нас в стране, и этот метод с успехом применяется уже на протяжении многих лет.
Паллета с грузом подается на конвейер, сверху на нее надевается полиэтиленовый мешок, который отматывается и отрезается от специально подготовленного рулона полиэтиленовой пленки. Затем на паллету с грузом опускается термоусадочная камера, подающая горячий воздух и усаживающая пленку на паллете. На выходе мы получаем плотно утянутый груз, со всех сторон защищенный пленкой [1].
Упаковщик паллет в рукавную стретч-пленку (технология Stretch Hood)
Подобная установка принимает с конвейера паллету с грузом, автоматически измеряет ее высоту, после чего отмеряет пленку необходимой длины и надевает ее на паллету как мешок. Затем стретч-пленка сжимается без использования тепла, только за счет своего физического свойства усаживаться после растяжения. Производительность этого оборудования - до 150 паллет.
Паллетные машины для упаковки поддонов с продукцией стретч-пленкой
Ротационное обертывание грузов растягивающейся пленкой - достаточно новый метод групповой упаковки в России, и тонкие стретч-пленки становятся серьезными конкурентами термоусадочным пленкам.
Стретч-пленка устойчива к воздействию при температурах от 35 до 85 °С, не подвержена воздействию дождя и кислот, гибкая и прочная, не повреждается при растяжении, не рвется на острых углах.
Для машинной упаковки выпускается пленка шириной полотна от 300 до 500 мм, толщиной от 12 до 35 мк [9].
Для упаковки поддонов стретч-пленкой обычно используется вращающийся стол, на котором перемещается поддон с обертываемым грузом. На одной
стороне стола устанавливается вертикальная стойка, на которой перемещается каретка с закрепленным на ней рулоном пленки. Конец стретч-пленки крепится ко дну поддона, столу придается вращение, а каретка с пленкой перемещается вверх и вниз до тех пор, пока не будет намотано требуемое число слоев пленки.
На рис. 12 показана автоматическая паллетная машина фирмы АООТ «Таурас-Феникс» (Санкт-Петербург), она выпускается двух модификаций: с прижимом и без прижима. Машина быстро настраивается на необходимую высоту штабеля, снабжена механической регулировкой растяжения пленки. Производительность машины - 20 упаковок/ч, размер упаковки - 1200х200х2000 мм, максимальная масса паллеты - 1500 кг. Установленная мощность - 1,7 кВт. Габаритные размеры - 2400х1300х х2700 мм, масса - 400 кг.
В литературе [9] можно ознакомиться с конструкцией и техническими возможностями как отечественных, так и зарубежных машин производительностью от 10 до 35 упаковок/ч.
ЛИТЕРАТУРА
1. Борисова С. Транспортная упаковка в индустрии напитков // Индустрия напитков. 2006. № 6. С. 58-61.
2. Макаров С.Ю., Ильина Е.В., Славс-кая И.Л. Оборудование для депаллети-зации и выемки бутылок из ящиков на предприятиях бродильной промыш-ленности//Пиво и напитки. 2009. №1. С. 52-54.
3. Информационные проспекты фирм: ЗАО «Упаковочные системы», ООО «Союзупак», Компания «МЕРПА-СА», Компания «Фруктонад Групп».
4. Зайчик Ц.Р., Трунов В.А. Упаковывание тихих напитков в бутылки. - М.: ДеЛи, 2000.
5. Трунов В.А. Машины для укладки бутылок с продукцией в гофрокороба //Пиво и напитки. 2006. № 4. С. 94-96.
6. Трунов В.А. Оборудование для упаковки бутылок и банок в термоусадочную пленку//Пищевая промышленность. 2003. № 6. С. 50-53.
7. Трунов В.А., Ильина Е.В. Машины для заклейки гофрокоробов//Пище-вая промышленность. 2006. № 99. С. 6-8.
8. Зайчик Ц.Р. Технологическое оборудование. Ч. 1. Технологическое оборудование винодельческих предприятий. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: КолосС. 2007.
9. Трунов В.А. Паллетные машины для упаковки поддонов с продукцией стретч-пленкой//Пищевая промышленность. 2003. № 2. С. 36-39.
Рис. 12. Автоматическая паллетная машина
