CC BY
38
УДК 621.798: 663.236 + 663.52
Современное оборудование для групповой упаковки
пивобезалкогольной и ликероводочной продукции
Е. В. Ильина, канд. техн. наук, доц.; И. Л. Славская, канд. техн. наук, доц.; С. Ю. Макаров, канд. техн. наук, доц.
Московский государственный университет технологий и управления
Групповая упаковка бывает нескольких типов: укладка бутылок в картонные ящики (предваряет эту операцию формирование коробки из картонного кроя, а также ее склейка клеевой лентой или скотчем); укладка бутылок в полимерные ящики; формирование блока из бутылок и обертывание ее полимерной пленкой; формирование из ящиков с бутылками «штабеля»; паллетизация штабелей из ящиков.
Формировщики гофрокоробов. Гофрокороб изготовляют из кроя (высечки): вручную (применяется для фасовочных линий малой производительности); полуавтоматически; автоматически; может быть встроен непосредственно в линию фасования.
Автоматические формовщики,
как правило, устанавливают в линию. При помощи рычага с присосками машина извлекает из магазина заготовку гофрокороба, формирует короб, складывает нижние клапаны и проклеивает низ короба скотчем. Ширина применяемого скотча 50 мм в стандартном исполнении и 75 мм в качестве опции. Максимальный наружный диаметр рулона скотча 410 мм. После этого следует укладка бутылок укладчиком, дозатором или оператором и поступление коробов с продукцией по конвейерам в заклейщик. Недостаток автоматических формовщиков — высокие требования к качеству заготовки.
Полуавтоматический формовщик. Для работы полуавтоматических формовщиков необходимо присутствие человека. Оператор берет из магазина заготовку гофрокороба, раскрывает ее и устанавливает нижней частью на рабочую поверхность машины. Формовщик складывает нижние клапаны короба и удержи-
Ключевые слова: группиратор, кейс-пакет, паллетизация, пивобезалкогольная продукция, потребительская упаковка, термоусадочная пленка, транспортная упаковка, укладка бутылок, формировщики гофрокоробов
вает короб для наполнения продукцией. После этого при помощи пнев-мотолкателя короб подается дальше по линии для заклейки скотчем.
В среднем производительность автоматических формирователей гофрокоробов превышает производительность полуавтоматических в 1,5 раза. При интегрировании таких машин в полуавтоматические линии производительность формовщиков снижается в зависимости от номенклатуры и количества единиц укладываемой продукции.
Кроме этого существуют автоматические машины для формирования гофрокороба из заготовки и заклеивания нижних клапанов короба термоплавким клеем (hot melt). Преимущество этих машин перед формовщиками, работающими с лентой типа скотч состоит в расширенном диапазоне температуры в рабочем помещении. При температурах, стремящихся к 0 °С, скотч теряет свои клеящие свойства. Основные недостатки таких машин — необходимость тщательного подбора состава клея под каждый тип заготовки короба и определенная сложность обслуживания клеящего узла.
Заклейщики гофрокоробов. Заклейщик — машина, предназначенная для заклейки упаковочной клейкой лентой типа скотч коробов из гофрокартона. Ширина применяемого скотча 50 мм в стандартном ис-
полнении и 75 мм в качестве опции. Максимальный наружный диаметр рулона скотча 410 мм. По желанию заказчика может использоваться скотч с нанесенным логотипом.
В зависимости от количества типоразмеров коробов, предназначенных для заклейки, заклейщики подразделяют на моноформатные и мультиформатные машины. В отличие от моноформатного мультифор-матный заклейщик может работать без остановки процесса заклейки (для изменения настроек машины) с гофрокоробами различных типоразмеров.
Кроме того, заклейщики гофро-коробов подразделяют на автоматические и полуавтоматические машины. Автоматический заклейщик гофрокоробов не требует при работе присутствия оператора и, как правило, встраивается в полностью автоматизированные линии. В отличие от автоматических для работы полуавтоматических машин требуется присутствие оператора, которому необходимо закрывать верхние клапаны гофрокороба перед заклейкой.
Интегрируясь с формовщиками (формирователями коробов) и укладчиками, заклейщики образуют автоматические и полуавтоматические линии по упаковке продукции в картонный короб.
Укладка бутылок в ящики. Различают два основных вида оборудования:
обеспечивающее изготовление пачки непосредственно из картонного кроя (высечки) с последующим фасованием продукта;
обеспечивающее изготовление пачки из кроя, предварительно склеенного по продольному шву.
Ранее изготовляли оборудование еще одного вида, который совершенно не удовлетворяет современным требованиям. Это оборудование, которое непосредственно изготавливает крой из рулонного картона. Отказ от дальнейших работ по такому оборудованию вызван его сложностью, наличием операций, которые прекрасно выполняют изготовители кроя, и низкой производительностью.
Оборудование первого типа в настоящее время встречается редко. Как правило, оно выполнено по роторной (карусельной) или роторно-линейной схеме периодического действия. Оно характеризуется до-
статочно сложной кинематикои, наличием большого количества исполнительных механизмов с приводом от кулачков, что сдерживает возможности увеличения производительности.
Оборудование, изготовляющее пачки из высечки, предварительно склеенной по продольному шву, имеет часто непрерывный принцип действия, хотя и периодический принцип действия тоже встречается. В оборудовании непрерывного действия все операции по формированию пачки, фасованию продукта и т.д. проводятся «на ходу», без остановки транспортирующего органа, что резко снижает (в сравнении с оборудованием периодического действия) динамические нагрузки и обеспечивает возможности увеличения производительности.
Технологическая схема формирования ящика из гофрокартона и помещение в него блока (штабеля) потребительских упаковок представлены на рис. 1.
Бутылки потоком поступают с линии розлива и оформления 1. Они группой отсекаются от потока 2, выталкиваются из ряда, и из них формируется штабель 3. Заготовки ящиков 4 захватываются по одной 5 и переносятся, чаще вакуумными за-
4 / , 3
Ч
11 8 7 6 5 £
14
13
/
Рис. 1. Технологическая схема формирования ящика из гофрокартона и помещение в него блока (штабеля) потребительских упаковок
Группиратор
Кейс-пакер
Паллетоукладчик
Рис. 3. Принципиальная схема групповой упаковки в картонные ящики
хватами. На некотором этапе переноса совместными действиями захватов и каких-либо механических приспособлений производится раскрытие заготовки, тем самым формируется корпус ящика 6. Механические устройства, помогающие за-
хватам раскрывать заготовку, могут быть разной конструкции, например стержни, вводимые в щель чуть приоткрытой заготовки. Эти стержни разворачиваются, раскрывая заготовку. Затем закрываются боковые створки дна 7 и длинные створки
дна, а створки верха 8, наоборот, раскрываются. Ящик перемещается на позицию загрузки 9, где в него помещается штабель потребительских заготовок 10. Заполненный ящик возвращается на предыдущую позицию 11. А вот в дальнейшем движении заполненного ящика возможны два варианта: первый, при котором ящик 12 направляется на позицию поворота, где переворачивается на 90°, становится на дно 13 и уже в вертикальном положении движется на дальнейшие операции 14; второй — когда переворота ящика не производится, и дальше он «катится» на боку.
Общий вид устройства укладки бутылок в ящики фирмы «Кронес» показан на рис. 2.
Операции заделки клапанов дна и верха заполненного ящика из гофрокартона одинаковы вне зависимости от того, перемещается он на боку или на дне (в вертикальном или горизонтальном положении). Для связи с предыдущей схемой рассмотрим вариант, когда ящик движется в вертикальном положении (рис. 3).
Допустим, что по рольгангу заполненный бутылками гофроящик 1 движется. При его движении закрываются боковые (короткие) створки верха 2. Передняя боковая створка при движении ящика натыкается на неподвижную направляющую, которая закрывает створку, а закрытие задней короткой створки осуществляется поворотом рычага. Затем при дальнейшем движении длинные створки верха ящика 3 соприкасаются с неподвижными шинами, которые при прохождении ящика под ними
2 • 2009
10
9
4
55
закрывают их. Далее на пути гоф-роящика встречаются два (верхний и нижний) механизма нанесения клейкой ленты.
Чтобы нижний механизм мог работать, часть дальнейшего пути ящик движется по роликам, между торцами которых имеется промежуток. В момент соприкосновения ящика с клейкой лентой ролики ее нанесения находятся выше и ниже передних горизонтальных ребер ящика, тем самым клейкие ленты начинают наноситься на переднюю (по движению) боковую стенку ящика 4а. Затем ролик верхнего механизма нанесения клейкой ленты приподнимается, а ролик нижнего опускается, и они прокатываются по дну и верху гофроящика, тем самым, нанося ленту на стыки длинных клапанов дна и верха ящиков 4б. Когда под роликами проходят задние горизонтальные ребра ящика, ролики механизмов нижнего поднимаются, а верхнего опускаются, заводя концы лент на заднюю боковую стенку ящика. Заполненный и заклеенный ящик из гофрированного картона выходит из автомата заклейки 5.
Для групповой упаковки в картонные коробки широко представлены укладчики в готовые короба и укладчики с встроенными формов-щиками-заклейщиками (см. рис. 3). Компания «Фруктонад» представляет три серии машин компании Apsol: MCP — механический моноблок для укладки с кулачковым управлением; MCFP — упаковочный моноблок со встроенным формовщиком с заклейкой нижнего клапана; RCP — многофункциональный автомат для упаковки в картонные коробки с сервоприводом.
Автоматические формовщики и упаковщики коробок «Молопак 300» и «Молопак 500» фирмы Keber производительностью соответственно 300 и 500 кор / ч представляют собой робототехнические системы, состоящие из двух модулей: формовщика и робота-укладчика. Простой, надежный и компактный автоматический укладчик бутылок в картонные коробки Jnnpack может быть полезен многим сравнительно небольшим предприятиям. Программируемый робот-манипулятор оснащен упаковочной головкой с двумя рядами по девять захватов в каждом ряду, может укладывать одновременно по шесть бутылок в три картонные коробки, обеспечивая достаточно
высокую производительность — до 1800 коробок или 10 800 бутылок в час. Запечатывание коробок с бутылками производится в автоматическом заклейщике коробок Jnnpack.
Богатый выбор картонных автоматов системы Квйпвг предлагает Кго-nes. Получившие мировое признание формировщики отличаются высоким качеством и надежностью клеевых соединений, хорошей защитой упакованной продукции. Автомат KAF 2400 выполняет все операции изготовления прямоугольных и восьмиугольных картонных коробок в диапазоне производительности от 1500 до 4500 коробок в час; автоматический формовщик картонных лотков формирует и склеивает горячим клеем плоские картонные лотки различной формы, в том числе восьмиугольные с быстрой переналадкой на другие формы. Его производительность — до 2600 лотков в час. Запечатывающий двухдорожный автомат НД 3600-1 непрерывного действия обеспечивает производительность до 7200 кор/ч.
Укладка бутылок в полимерные ящики. В современных высокоскоростных линиях производительностью свыше 30 000 бут/ч групповая упаковка в полимерные ящики осуществляется робототех-ническими системами непрерывного действия. Наиболее эффективны для этого системы КвИпвг «Конти-пак», «Роундпак» и др., в том числе применяемые для извлечения из ящиков. Роторный робот с шестью грейферными головками (рис. 4) «Ро-ундпак II», тип У64 непрерывно вращается в вертикальной плоскости.
Бутылки и ящики движутся синхронно по транспортерам, расположенным на разных уровнях в одной плоскости. Каждая головка робота оснащена двадцатью сменными захватами, подбираемыми под любую бутылку. Производительность робота до 6000 ящиков в час или до 120 000 бут/ч. КЖ выпускает карусельную машину Jnnpack CR для укладки, выемки бутылок с шестью головками. Ротор с захватами вращается в горизонтальной плоскости, а бутылки и ящики перемещаются на параллельных транспортерах.
Формирование блока из бутылок и обертывание его полимерной пленкой. Здесь надо иметь в виду два варианта упаковывания: первый — блок завертывается в ма-
териал, второй — блок помещается между слоями материала.
Завертывание блока в гибкий тер-мосвариваемый материал характерно при создании групповой упаковки (блока) сигарет. В качестве упаковочного материала в этом случае чаще всего используется лакированный (другое название — дублированный) целлофан. Для других упаковываемых предметов можно использовать и другие материалы с двусторонней свариваемостью. При необходимости для скрепления краев листа упаковочного материала можно применять специальные клеи, например термоплавкий клей.
Этот способ не получил распространения в бродильной промыш-
Рис. 4. Роторный робот «Роундпак» для укладки бутылок в ящики
ленности, так как не обеспечивает неподвижность бутылок при транспортировке и возможно нарушение упаковки из-за большой тяжести груза.
Для того чтобы этого избежать, при упаковывании блока между предметами используют упаковочные материалы со специальными свойствами. Это могут быть пленки с обтягивающими свойствами. Упаковка с применением таких пленок в среде упаковщиков часто носит название «скин». Но чаще при этом способе упаковывания используют термоусадочные пленки. Оборудование, осуществляющее упаковывание, в этом случае пополняется термоусадочной камерой или тоннелем, находясь в которых термоусадочная пленка под действием тепла «садится», плотно обтягивая упакованные предметы (рис. 5). Если отсутствуют требования к герметичности групповой упаковки, то продольные швы не делают, после усадки предметы не выпадут из упаковки.
Рис. б. Технологическая схема создания групповой упаковки образованием штабеля потребительских упаковок и помещением его в ящик из гофрокартона
Машины для групповой упаковки продукции в термоусадочную пленку выпускает фирма Kettner: высокопроизводительный автоматический группирователь блоков бутылок и банок Wrapapac 1 /III обертыванием на подложке, картонном лотке или без подложки производительностью до 1500 бут/ч; Schrink-pac — автомат для формирования в рукавную пленку блоков из самой различной тары; Traypac — высокопроизводительный полностью автоматический группирователь блоков на картонных подложках или лотках. Машина Multimaster предназначена для групповой упаковки самых разных бутылочек, флаконов, банок от двух до 20 шт. в удобные для потребителя эксклюзивные картонные коробки разных размеров и оформления. Производительность машины от 600 до 21 600 блоков в час.
Укладка ящиков в штабель. На рис. 6 представлена технологическая схема формирования штабеля из ящиков и помещения его в групповой ящик из гофрированного картона. Оборудование, технологическая схема которого была взята для основы данной схемы, выпускалось в нашей стране еще в 70-е годы прошлого века. Но ни схема, ни оборудование с технической и, пожалуй, экономической точек зрения не являются устаревшими. Некоторые операции, в частности формирование штабеля, до сих пор выполняются так же, а недорогое, простое в эксплуатации полуавтоматическое оборудование, осуществляющее групповое упаковывание и работающее по этой схеме,
вполне бы нашло покупателей среди мелких и средних товаропроизводителей. Тем более что управление операциями производится от простейших концевых выключателей, на которые нажимают в определенном положении либо сами потребительские упаковки, либо детали оборудования. Части оборудования приводятся в движение от пневмо-цилиндров с небольшим ходом.
Заклеенные ящики с бутылками 1 поступают от фасовочной машины, например, по склизу 2 и заходят на горизонтальную площадку нижнего толкателя 4. Верхний толкатель 3 формирователя штабеля отсекает от сплошного потока ряд ящиков и сталкивает его подвижный стол 5 (этап I). Верхний толкатель после этого возвращается в исходное положение, подвижный стол опускается на расстояние, равное высоте потребительских упаковок.
Следующий ряд ящиков, поступивший на горизонтальный участок
нижнего толкателя, сталкивается верхним толкателем уже на предыдущий ряд упаковок (этап II). Когда подвижный стол опустится в свое нижнее положение, на нем образуется полный первый ряд штабеля, оба толкателя совместным движением переталкивают первый ряд штабеля потребительских упаковок на стол штабеля 6 (этап III). Операции по созданию рядов штабеля повторяются. Ящик из гофрированного картона 8 (условно показан прозрачным) вручную формируется из заготовки (кроя) оператором и устанавливается на платформе 7 таким образом, что его створки разводятся специальными приспособлениями (этап IV). Когда заданное число рядов попадает в ящик, платформа поворачивается на 90°, вместе с ней ящик, упаковки ложатся на дно ящика. Дно ящика оказывается на транспортирующем органе, который переносит ящик на дальнейшие операции. <&
Вниманию специалистов винодельческих предприятий
В ГУ «Всероссийский научно-исследовательский институт
пивоваренной,безалкогольной и винодельческой промышленности» (ГУ «ВНИИ ПБиВП») разработана и утверждена Инструкция по микробиологическому контролю винодельческого производства
ИК 9170-1128-00334600-07 с датой введения 09.02.07 взамен ранее действовавшей ИК 10-04-05-40-89.
Приобрести инструкцию можно по адресу: 119021, Москва, ул. Россолимо, 7. ГУ «ВНИИ ПБиВП» Тел./факс (495) 247-00-21, тел. (495) 247-01-10.
2•2009
ПИ
НАПИТКИ
57
