В динамичной и требовательной пищевой отрасли упаковка сыпучих продуктов в мешки весом от 5 до 25 кг является важнейшим звеном в цепочке поставок. От шоколадных драже, которые придают сладость промышленной выпечке, до муки, являющейся основой бесчисленного множества продуктов, включая сахар, подсластители, хлебопекарные смеси, добавки (ароматизаторы, красители, связующие вещества), кулинарные смеси или какао-порошок — разнообразие продукции столь же широко, как и потребности профессионалов.

Несмотря на этот обширный ассортимент, линии гибкой промышленной упаковки, работающие с этими форматами, объединены рядом важнейших общих черт, обусловленных стремлением к эффективности, безопасности пищевых продуктов, автоматизации и экологической устойчивости.

Независимо от конкретной используемой технологии цель всегда одна и та же: гарантировать, что продукт дойдет до конечного потребителя в оптимальном состоянии, при этом сохраняя производительность, безопасность пищевых продуктов и промышленную эффективность. В этой статье мы расскажем о том, что, по нашему мнению, является основными ключевыми аспектами промышленной упаковки, на которые следует обратить внимание.

Отправная точка: прием и точное дозирование.

Приемка и подготовка продукта.

Любая линия упаковки начинается с приемки и подготовки продукта. Хотя этот этап является частью процесса производства продукта, понимание того, как он поступит на линию упаковки, имеет огромное значение для предотвращения повреждений продукта, таких как сегрегация, поломки и деформации зерен, а также для обеспечения постоянного потока в систему дозирования и взвешивания.

Также важно понимать, как ведется производство: с небольшими партиями или в режиме непрерывного производства, с одним видом продукции или несколькими, какие процессы очистки необходимо применять и т. д. Эти и другие факторы определят выбор последующего упаковочного оборудования.

Дозирование продукта.

Этап дозирования является одним из самых критических на любой линии розлива пищевых продуктов с точки зрения точности и рентабельности.

Учитывая разнообразие продуктов, системы взвешивания должны быть универсальными и точными. Для гранулированных продуктов, таких как шоколадные драже, сахар, зерновые или экструдированные продукты, дозирование с помощью гравитационного или вибрационного канала (или их комбинация) обеспечивает исключительную скорость и точность.

В свою очередь, для порошкообразных продуктов, таких как мука, какао, подсластители или добавки, дозирование с помощью шнека, как в горизонтальной, так и в вертикальной конфигурации, является более подходящим, поскольку позволяет контролировать поток продукта даже при очень низкой сыпучести.

Далее выбор между системами дозирования по чистому весу, брутто-весу или по потере веса будет зависеть от требуемой производительности, желаемой точности и конкретных характеристик продукта.

Здесь повторяемость и минимизация «потерь» продукта из-за перевеса, потерь или значительных отклонений от заданного весаявляются первостепенными задачами, напрямую влияющими на маржу прибыли.

Фасовка в мешки как центральный процесс на конце производственной линии.

После дозирования продукта мешконаполнитель становится операционным центром всей установки.

Несмотря на наличие различных конфигураций, на большинстве промышленных упаковочных линий предпочитают решения, обеспечивающие баланс между скоростью и целостностью упаковки. К наиболее распространенным технологиям фасовки в мешки относятся:

• Упаковочные машины с открытым горлом: это наиболее гибкий и распространённый вариант. Эти машины раскрывают и позиционируют мешок (обычно из многослойной бумаги или пластиковых ламинатов), наполняют его, стабилизируют продукт внутри и, наконец, передают в систему запечатывания. Они идеально подходят для широкого спектра продуктов и отличаются большой универсальностью.
• Мешконаполнители FFS (Form-Fill-Seal): для продуктов, требующих повышенной защиты от влаги или кислорода, либо для оптимизации использования упаковочного материала, машины FFS являются эффективной альтернативой. Они используют рулон плоской пленки или трубчатый рулон, формируют мешок, наполняют его и запечатывают в непрерывном процессе, обеспечивая высокую скорость и превосходный защитный барьер. Использование трубчатой рулоны может упростить процесс формирования мешка и сократить количество дополнительных точек запечатывания.
• Упаковочные машины с клапаном: Специально разработанные для порошкообразных или мелкозернистых продуктов, таких как некоторые виды сахара или подсластителей в порошкообразной форме, эти мешки имеют загрузочное отверстие (клапан) в одном из верхних углов. Продукт засыпается под давлением с помощью воздуха, и после наполнения внутреннее давление закрывает клапан, хотя в пищевой промышленности для большей безопасности почти всегда требуется дополнительная ультразвуковая сварка.
• Машины для наполнения биг-бэгов: или FIBC, bulk bags, jumbo bags… Они становятся всё более распространёнными в промышленных условиях, как для внутренних процессов, так и для операций B2B. Они ставят перед упаковщиками задачи, почти столь же сложные, как и при розливе в мешки весом от 5 до 25 кг.

Независимо от типа упаковочной машины, адаптируемость к различным материалам мешков и способность работать с продуктами различной плотности являются общими и важнейшими характеристиками.

Кроме того, способность адаптироваться к смене формата между мешками весом от 5 до 25 кг становится всё более востребованной, позволяя производителям удовлетворять разнообразные потребности рынка с помощью одной и той же производственной линии, сводя к минимуму простои, связанные с перенастройкой.

Процесс запечатывания мешка для обеспечения целостности упаковки.

В сфере упаковки пищевых продуктов закрытие определяет защиту продукта, его сохранность и безопасность при транспортировке и хранении. Некачественное закрытие может поставить под угрозу пищевую безопасность, срок годности продукта и имидж бренда.

В этом отношении упаковочные линии объединяют надёжные и прочные решения:

• Сшивание: для мешков с открытым верхом промышленные швейные машины являются традиционным стандартом. Оснащённые высокоскоростными и прочными сшивающими головками, они создают прочное и простое закрытие, которое можно дополнить подгибкой или окантовкой горловины мешка. Недостаток: закрытие не является на 100 % герметичным, а проколы в мешке от нити могут стать источником загрязнения продукта, особенно при вскрытии мешка.
• Термосварка: для пластиковых или ламинированных мешков основную роль играют термосварочные машины (термосварки), создающие герметичное уплотнение, которое защищает продукт от внешних факторов, таких как влага, кислород или свет. Однако герметичность такого типа уплотнения требует предварительного удаления остаточного воздуха изнутри мешка, чтобы обеспечить стабильную укладку на поддоны.
• Pinch Top: эта система закрытия бумажных мешков с открытым верхом и внутренним покрытием складывает и запечатывает верхнюю часть мешка с помощью тепла и давления, сочетая эстетичный вид с надёжной защитой. Требует высокой точности при передаче мешка с места розлива.
• Двойной сгиб + нанесение термосварной ленты: независимо от того, включает ли она термосварку внутренней пленки в бумажных мешках, эта система является одной из самых надёжных и обеспечивающих наилучшее качество отделки, хотя и сопряжена с более высокими эксплуатационными затратами на расходные материалы и большей сложностью.
• Сшивание + термосварка: для обеспечения максимальной безопасности и дополнительного барьера от влаги на некоторых линиях сшивание бумажного мешка сочетается с последующей термосваркой внутренней пленки. Этот метод обеспечивает хороший баланс между производительностью и простотой, не уступая при этом требованиям безопасности пищевых продуктов.
• Ультразвук: это предпочтительная технология для мешков с клапаном, при которой высокочастотные колебания генерируют локальное тепло для сплавления материала клапана, создавая аккуратное и герметичное уплотнение без необходимости применения избыточного внешнего тепла.

Способность обеспечить неприкосновенность упаковки за счет герметичного и надёжного уплотнения является общим фактором, имеющим решающее значение для сохранения продукта, предотвращения утечек и загрязнения.

Последний этап: идентификация, отслеживаемость, укладка на поддоны и защита поддона.

Идентификация и отслеживаемость.

После запечатывания мешка начинается ещё один критически важный этап: идентификация, контроль и отслеживаемость.

В пищевой промышленности индивидуальный контроль каждой единицы стал операционным стандартом. Системы проверки веса, детекторы посторонних предметов, рентгеновский контроль или проверка наличия позволяют гарантировать, что каждый мешок соответствует заданным спецификациям, прежде чем он поступит в систему идентификации и отслеживания.

Системы маркировки и идентификации мешков, такие как автоматическая этикетировка, печать TTO или струйная печать непосредственно на мешке, а также системы лазерной маркировки, наносят важную информацию: номер партии, дату изготовления, срок годности, состав и инструкции, а также, зачастую, штрих-коды или QR-коды для полной прослеживаемости по всей цепочке поставок, что является обязательным требованием законодательства и безопасности в пищевой промышленности.

Выбор между этими технологиями маркировки будет зависеть от материала мешка, а также от требуемой долговечности и читаемости маркировки.

Укладка на поддоны и защита поддонов.

После этого контроля качества наступает этап паллетирования. Автоматические паллетизаторы, будь то роботизированные (обеспечивающие исключительную гибкость и адаптируемость), слойные (разработанные для работы на высоких скоростях с фиксированными схемами укладки) или гибридные (сочетающие манипуляционные захваты с формированием слоев), обеспечивают эффективную и устойчивую укладку мешков на поддоны.

Затем системы обвязки или упаковки в стретч-пленку (stretch wrapping) фиксируют груз для транспортировки, предотвращая смещение и повреждения. Также можно предусмотреть дополнительную защиту путем вставки листа гофрированного картона между поддоном и пленкой.

Что объединяет современные предприятия по производству пищевых продуктов.

Несмотря на различия между продуктами, форматами или технологиями фасовки в мешки, современные предприятия по упаковке пищевых продуктов руководствуются одной и той же производственной логикой, которая сводится к следующим пунктам:

Гигиена и безопасность пищевых продуктов (APPCC/HACCP).

Это, без сомнения, наиболее важный общий момент.

Конструкция оборудования должна быть гигиеничной, с гладкими, легко очищаемыми поверхностями, изготовленными из материалов, пригодных для использования в пищевой промышленности, и с удобными точками доступа для осмотра и дезинфекции.

Предотвращение перекрёстного загрязнения является постоянным приоритетом, особенно в случае таких продуктов, как пищевые красители, ароматизаторы или подсластители, которые требуют строгого контроля аллергенов и чистоты для предотвращения образования остатков.

Возможность использования автоматических систем CIP (Clean-In-Place) для внутренней очистки оборудования является важнейшим преимуществом, особенно для продуктов, при производстве которых могут образовываться прилипшие остатки.

Обнаружение посторонних предметов.

Идентификация и отделение посторонних предметов — это обязательный этап контроля качества.

Такие технологии, как магнитные сепараторы, металлодетекторы или рентгеновские системы, интегрированные в линию, гарантируют, что любой потенциальный загрязнитель будет обнаружен и отсеян до того, как продукт покинет завод, обеспечивая безопасность потребителя и репутацию бренда.

Автоматизация и управление.

Интеграция ПЛК (программируемых логических контроллеров) и ЧМИ (человеко-машинных интерфейсов), часто подключенных к вышестоящим системам управления, обеспечивает полный контроль над линией, мониторинг в режиме реального времени, диагностику неисправностей и оптимизацию параметров, снижая зависимость от ручного труда и человеческих ошибок.

Использование открытых протоколов связи, таких как OPC-UA, и стандартизированного промышленного языка облегчает достижение этой цели.

Эффективность работы (OEE).

Измерение OEE (Overall Equipment Effectiveness) является ключевым показателем. Цель состоит в том, чтобы максимизировать скорость и время безотказной работы, а также минимизировать время простоев и отходы для обеспечения рентабельности.

Гибкость.

Способность осуществлять быструю смену формата или продукта ценится всё больше, позволяя предприятиям оперативно адаптироваться к требованиям рынка.

Устойчивое развитие.

В связи с растущим экологическим сознанием линии проектируются так, чтобы сократить потребление энергии и воды, оптимизировать использование упаковочных материалов и облегчить применение перерабатываемых или биоразлагаемых материалов в мешках.

Документация.

Этот аспект часто «упускается из виду» в других отраслях, но имеет жизненно важное значение в пищевой промышленности. Чётко определённые и задокументированные процессы гарантируют поддержание стабильного и постоянного уровня производительности и безопасности на протяжении длительного времени.

Адаптация и инновации — ключи к успеху в сфере упаковки пищевых продуктов.

Линии по упаковке в мешки, хотя и адаптированные к особенностям каждого пищевого продукта и промышленной среды, демонстрируют значительную синергию в своих операционных и технологических принципах.

Стремление к точности дозирования и взвешивания (что имеет основополагающее значение для продуктов с высокой добавленной стоимостью), эффективность фасовки в мешки с помощью различных технологий, таких как «открытый рот», FFS или клапан, безопасность и прослеживаемость упаковки, автоматизация паллетирования и оптимальная защита паллеты при транспортировке — все это является общими основополагающими принципами.

Однако именно понимание и интеграция гигиены пищевых продуктов на различных уровнях производственной линии, контроль и идентификация мешков, операционная эффективность и экологическая устойчивость — вот что действительно определяет успех этих установок.

Инвестиции в передовые технологии и тщательно разработанные процессы не только гарантируют качество и безопасность продукции, поступающей в наши дома и на предприятия, но и создают для пищевых компаний условия для процветания на рынке, который становится всё более конкурентным и ориентированным на экологическую ответственность.

В TMI каждый проект исходит именно из этой глобальной концепции: интегрировать дозирование, фасовку в мешки, контроль, паллетирование и отслеживаемость в единую систему, направленную на обеспечение безопасности пищевых продуктов, стабильности работы и долгосрочной эффективности.

Автор: Херард Мартинес Ксуригера

Менеджер по работе с ключевыми клиентами / Региональный менеджер по продажам

Если вы разрабатываете новый проект по упаковке пищевых продуктов или хотите оптимизировать свою текущую линию по фасовке и паллетированию, техническая команда TMI поможет вам определить решение, наиболее подходящее для ваших требований в области производства, гигиены и отслеживаемости. Свяжитесь с нами.