Фасовочно-упаковочный автомат для формования тары и фасовки в нее пастообразных продуктов
Фасовочно-упаковочный автомат предназначен для формования тары из полистирольной ленты и фасовки в нее пастообразных плавленых сыров с запечатыванием алюминиевой фольгой, ламинированной термосваривающимся слоем (рис. 146). Формуемая на автоматах тара представляет собой коробки, имеющие форму усеченной четырехугольной пирамиды с отбортовкой сверху и вместимостью 100 г.
Формуемая пленка разматывается с рулона и, проходя ролики, образует петлю, создавая запас пленки для ее протягивания на один шаг. Когда штампы зажаты, пленка, находящаяся между нагревателями, прогревается до температуры формования.
После протягивания пленки на один шаг ее нагретый участок попадает в формовочный пресс, где пневматическим способом формуются шесть коробок. Полученные коробки по охлаждаемым водой направляющим подаются к дозатору, где заполняются продуктом.
Запечатывающая фольга разматывается с рулона и, проходя ролики, образует петлю, создавая запас фольги для ее протягивания на один шаг. При этом она проходит перед фотодатчиком механизма центрирования этикеток и попадает в штамп запечатывания, где сваривается с формуемой пленкой и закрывает наполненные продуктом коробки. Коробки подаются в штамп вырубки, отделяются от основного материала и через лоток попадают на отводящий конвейер.
Отходы в виде непрерывной ленты из остатков формуемой пленки и запечатывающей фольги наматываются на барабан.
Рис. 146. Фасовочно-упаковочный автомат для формования тары и фасовки в нее пастообразных продуктов:
1 – барабан; 2 – траверса; 3 – отводящий конвейер; 4 – штамп вырубки; 5 – штамп запечатывания; 6, 11 – рулоны; 7 – фотодатчик;
8, 12 – направляющие ролики, образующие петлю упаковывающего материала; 9 – дозирующее устройство; 10 – пуансон; 13 – нагреватели; 14 – формовочный пресс
Масло можно упаковывать в объемистые упаковки массой более 5 кг и в пачки от 10 г до 5 кг. В зависимости от типа упаковки используются различные типы машин. Машины обычно полностью автоматизированы. Обе машины – и порционирующую, и упаковочную – можно настроить на разные объемы, например, с 250 г на 500 г или с 10 г на 15 г.
Оберточный материал должен быть жиронепроницаемым, непроницаемым для света и ароматообразующих соединений. Он должен быть непроницаемым для влаги, в противном случае поверхность масла высохнет, и внешние слои станут более желтыми, чем остальное масло.
Масло обычно заворачивают в алюминиевую фольгу. Пергамент еще используется, но уже в большей степени заменен алюминиевой фольгой, которая гораздо менее проницаема.
Будучи завернутыми, упаковки в виде кружочка или брикета масла поступают на машину для упаковки в картонные коробки, которые затем загружают на поддоны и транспортируют на холодильный склад.
Особенности упаковки отдельных продуктов
Детское питание
Продукты для новорожденных и детей младшего возраста составляют особую группу. Для упаковки детского кефира, детского молока чаще всего используют пакеты «тетра-брик-асептик» четырех- или шестислойные. Они состоят из 2 или 4 слоев полиолефинов, слоя картона и слоя алюминиевой фольги. Каждый материал играет свою роль: картон придает жесткость и форму, фольга обеспечивает барьерные свойства, полиолефин – влагостойкость и герметичность.
Сухие молочные смеси для детского питания чаще всего упаковывают в картонные пачки с вкладышем из полимерных материалов типа цефлена. Вкладыш представляет собой трехслойную конструкцию из целлофана, алюминиевой фольги и полиэтилена.
Молоко и жидкие молочные продукты
Для молока и жидких молочных продуктов используют пластмассовые бутылки из поликарбоната (ПК) и полиолефинов, а также пакеты из комбинированных материалов «пюр-пак» и «элопак» (фирма Elopak), «тетра-пак», «тетра-брик» и др. в обычном и асептическом исполнении, которые отличаются структурой и формой упаковки.
Современные пакеты «пюр-пак» (в виде прямоугольной пирамиды с двухскатным верхом и квадратным основанием) вместимостью 0,1…1 л и «тетра-пак» (прямоугольной формы) изготовляют: в первом случае из трехслойного материала ПЭВД I (14 г/м2)/картон (320 г/м2)/ПЭВД (26 г/м2), во втором случае из ПЭВД (15 г/м2)/бумага (180…230 г/м2)/ПЭВД (75г/м2). Срок хранения молока в таких пакетах в домашних холодильниках до 10 сут. С целью увеличения срока хранения используют четырехслойный материал со слоем алюминиевой фольги толщиной 9 мкм. Иногда добавляют иономеры, например, сурлин (до 16 г/м2). Срок хранения в таких упаковках увеличивается до 1 месяца.
Упаковки «пюр-пак», «тетра-брик» и им подобные гигиеничны и надежны с микробиологической точки зрения. При асептическом розливе упаковочный материал подвергается обработке (тепловая, бактерицидная и др.), что снижает обсемененность микрофлорой практически до нулевой и делает продукт безопасным для употребления.
Прекрасно зарекомендовала себя при транспортировке разливного молока новая асептическая упаковка bag-in-box («пакет в коробке»), которая заменяет традиционные молочные цистерны. Она состоит из внешней картонной коробки и внутреннего пакета из полимерного материала. Пакет-вкладыш должен обладать влагозащитными свойствами, низкой газопроницаемостью, выдерживать вакуум и повышенную температуру, легко заполняться, подвергаться асептической обработке и нанесению печати. Вместимость такой упаковки составляет от 3 до 1500 л и более. Однако упаковки «пакет-в-коробке» не предназначены для штабелирования в несколько ярусов.
Подобная транспортная тара имеет сложную конструкцию и включает: питающий бак, подающий насос, поверхностный нагреватель, изолированную питательную трубу, охладитель, клапанную систему, узел асептического дозирования продукта в пакет; систему водоохлаждения; емкость для хранения продукта; компрессор, трубопроводы и панель управления. Стерилизуют такую систему горячей водой или острым водяным паром. По завершении стерилизации клапанная система завинчивается.
Для упаковки кисломолочных продуктов широко используют многослойные и комбинированные материалы, например, трехслойные, полученные соэкструзией ПЭВД с добавлением белого пигмента (диоксида титана) в наружные слои и черной сажи – в средний слой. Этот материал полностью непрозрачен и надежно защищает продукт от воздействия света, обладает высокими барьерными свойствами.
Большой популярностью пользуется потребительская тара в виде стаканчиков и коробочек небольшой вместимости из ПВХ, УПС и ПП, которые производят методом термоформования из листов. В качестве листового материала при получении термоформованной тары высокой степени прозрачности для упаковки жидких кисломолочных продуктов используют также композиции на основе ПЭТ (торговая марка Hi-Clear). Листы из аморфного материла на основе ПЭТ на 3 % прозрачнее листового ПВХ. Они обладают высокой механической прочностью, жесткостью и формоустойчивостью, легко формуются, могут подвергаться стерилизации облучением, пероксидом водорода и т.д.
Творожная продукция и сливочное масло
Для упаковки творога, сливочного масла широко применяется пергамент.
В Российской Федерации пергамент высокого качества выпускает Троицкая бумажная фабрика в соответствии с ГОСТ 1341 – 84 трех марок: А, Б и В. Для упаковывания сливочного масла, маргарина и других жирсодержащих продуктов используется марка А. Обычно пергамент выпускается белого цвета, но может иметь различную цветовую гамму. Из небеленой целлюлозы изготовляется крафт-пергамент.
Разработаны и выпускаются различные сорта и марки бумаги для упаковки сливочного масла, маргарина, творога и творожно-сырковых изделий (П-50Б, П-60Н, П-53БЖ, П-50БС).
Для фасования различных видов творожной продукции используют также мягкую тару в виде пакетов из термопластов, ламинатов на основе бумаги и термопластов, бумаги и фольги двух- и трехслойной конструкции, полужесткую тару из ламинатов на основе картона и полимерных материалов, обладающих жиростойкими свойствами (ПВХ, ПВХД, ПС, ОПП и БОПП, ПЭТ и др.).
Для мороженого традиционной является упаковка на основе бумаги (пергамент, пергамин, подпергамент, парафинированные и ламинированные материалы в сочетании с термопластами, алюминиевой фольгой и др.). Брикеты мороженого могут быть упакованы в пленку толщиной 30 мкм из ориентированного полипропилена (ОПП) с металлизированным слоем.
Мороженое, содержащее не менее 5 % молочного жира и 7,5 % других твердых веществ, фасуют в стаканчики из ПП с нанесением офсетной печати (2 и более цвета). Существенным преимуществом упаковок из ПП является то, что они достаточно легко герметизируются склеиванием горячим и холодным способами. Упаковочные материалы из ПП выпускаются в различном исполнении: белый ПП, жемчужный ПП, прозрачный ПП, металлизированный ПП.
Сычужные и плавленые сыры
Для упаковки сыров применяют: парафинированные композиции; монопленки из полимерных материалов, в том числе обладающих высокой степенью усадки; комбинированные материалы с различными структурами и сочетанием слоев; расплавы, растворы и водные дисперсии из высокомолекулярных соединений различной химической природы.
Парафинированные покрытия создают надежную защиту продукта. На основе парафинов разработаны и используются защитные парафинированные (парафиновые) композиции для сыров и других пищевых продуктов. Введение полимеров снижает проницаемость и повышает эластичность композиции.
В нашей стране разработаны защитные парафинированные покрытия различного состава, включающие очищенный парафин, моноглицерид, сорбиновую кислоту и содержащие пищевой парафин, церезин, бутилкаучук и наполнитель.
Полимерные пленочные материалы находят широкое применение для упаковки блоков или головок твердого сыра массой от 6,5 до 11 кг в связи с переходом от традиционного метода созревания на созревание в пленке. Наибольшее распространение для этих целей получили пленки из ПВХ, ПВДХ (саран), ПА (упаковка по типу Cryovak или Suprovak). Для проведения созревания в полимерной пленке с целью предотвращения возможного высыхания и коркообразования головку сыра упаковывают в усадочную пленку под вакуумом на специальных машинах.
Для порционной упаковки свежего сыра твердых сортов применяют модифицированную или регулируемую газовую среду состава 100 % N2 или СО2, либо 30 % N2 и 70 % СО2. Упаковка в среде СО2 предохраняет продукт от окисления и бактериального загрязнения в течение 60 сут, в атмосфере азота – 30 сут. Особенно распространен этот способ для мягких сыров с запахом типа «Рокфор», «Горгонцола» и др., которые после созревания продолжают «дышать», выделяя газы (главным образом СО2, пары воды).
Для упаковки специальных видов сыров с плесенью разработан новый полимер, проницаемый для О2 и непроницаемый для паров воды. В состав такого материала входит смола, набухающая при впитывании влаги, что обеспечивает высокое качество сыра в процессе его созревания.
В качестве перспективного полимерного материала для порционной упаковки сыров в виде ломтиков, кусочков для предприятий общественного питания предложена прозрачная пленка на основе поликарбоната – макролон, которая обладает достаточной прочностью на растяжение и разрыв.
Комбинированные материалы различных конструкций и сочетания слоев. Многослойные композиции для упаковывания сыров получают чаще всего с использованием ПВХ и ПВДХ, ПА, ПЭВД, СЭВ, СЭВОН и др.
Расплавы, растворы и дисперсии различных высокомолекулярных соединений (латексы). Латексные защитные покрытия наносят на сычужные сыры различной степени твердости и рассольные сыры. Для создания покрытий применяют водные дисперсии, полученные методом эмульсионной или суспензионной полимеризации. В качестве мономеров используют винилхлорид, винилиденхлорид, винилацетат, винилпропионат, эфиры акриловой и метакриловой кислот, бутилкаучук, полиизобутилен и др. Известны их фирменные названия: видропласт, фудпласт, стимультекс, остпласт, а также отечественные фунгико-лор, полисвэд, парасвэд и др.
Технологический процесс формирования латексного покрытия на сырах очень прост и осуществляется одним из трех способов: окунанием головки сыра в водную дисперсию; нанесением ее на поверхность кистью; напылением с последующей сушкой. В зависимости от требуемой толщины покрытие наносят в 1…2 слоя. Отличительной особенностью латексной технологии является то, что покрытие формируется в процессе сушки после его нанесения на поверхность продукта. Качество покрытия, формируемого из водных дисперсий, считается нормальным, если оно не отслаивается от поверхности сыра, не растрескивается и не липнет.