Eine Besteckverpackungsmaschine ist ein automatisches System, das Gabeln, Messer, Löffel und Strohhalme zählt, ordnet und zur Verteilung in versiegelte Folienverpackungen verpackt. Diese Maschinen können eine Art von Utensilien oder gemischte Bestecksets verpacken. Eine Packung kann beispielsweise eine Gabel, ein Messer und eine Serviette enthalten. Je nach Produkttyp benötigt die Maschine unterschiedliche Methoden zum Zählen, Ordnen und Verschließen.
Die Verwendung von Einwegbesteck hat mit der Ausweitung der Lebensmittellieferungen, der Flugverpflegung und der Gastronomie in öffentlichen Einrichtungen zugenommen. Spritzgießmaschinen können Hunderte von Teilen pro Minute herstellen. Ohne einen passenden Verpackungsprozess kann sich das fertige Besteck in Großbehältern ansammeln. Das Besteck ist zudem nicht geschützt und kann nicht als Einzelverpackung versendet werden. Eine Verpackungsmaschine löst dieses Problem.
Stufe 1 - Fütterung und Orientierung
Die erste Herausforderung, die eine Besteckverpackungsmaschine löst, besteht darin, lose Utensilien in eine einzige Linie zu transportieren. In der Branche sind zwei Feeder-Typen üblich:
Vibrationsförderer verwenden eine Spiralbahn in einer kegelförmigen Schüssel. Durch Vibration werden die Utensilien entlang der Schiene nach oben bewegt. Mechanische Führungen drücken falsch platzierte Stücke zurück in die Schüssel. Nur richtig platzierte Utensilien gelangen in den Ausgabeschacht. Schüsselfütterer funktionieren gut mit Löffeln und Gabeln. Messer sind aufgrund ihrer Form möglicherweise schwieriger zu handhaben. Möglicherweise benötigen sie eine separate Spur.
Zentrifugalförderer verwenden eine vertikale Scheibe, die sich mit einer festgelegten Geschwindigkeit dreht. Die Zentrifugalkraft bewegt die Utensilien in Richtung des äußeren Rings. Taschen oder Führungen platzieren sie dann in der richtigen Richtung. Zentrifugalförderer können schneller laufen als Wendelförderer. Sie bewältigen oft 200–400 Teile pro Minute. Sie reagieren empfindlicher auf die Form von Utensilien. Außerdem benötigen sie präzise Umrüstteile, wenn sich der Produkttyp ändert.
Bei gemischten Packungen können mehrere Futterautomaten gleichzeitig laufen. Jeder Feeder liefert eine Artikelart. Ein Sammelband verbindet die Ströme. Eine Gabel, ein Messer,
Stufe 2 - Zählen und Gruppieren
Nachdem die Utensilien die Zuführung verlassen haben, gelangen sie zur Zählstation. Optische Sensoren, in der Regel fotoelektrische Infrarotsensoren, erkennen jedes Stück, während es den Lichtstrahl passiert. Der Controller zählt für jedes Stück eine Zählung. Wenn die eingestellte Anzahl erreicht ist, signalisiert die Steuerung einer Weiche oder einem Tor, die Charge zur Verpackungsstation zu bewegen.
Bei Paketen mit mehreren-Artikeln verfügt jede Feeder-Lane über einen eigenen Zähler. Die Maschine wartet, bis alle Bahnen die benötigten Mengen liefern. Anschließend wird der Stapel weiterbewegt. Servo-angetriebene Systeme können die Umlenkklappe genauer steuern als ältere pneumatische Systeme. Servomotoren können das Tor mit einer Wiederholgenauigkeit im Millimeterbereich positionieren. Dies trägt dazu bei, Zählfehler, zu geringe Packungen und zusätzliche Teile zu reduzieren.
Einige fortschrittliche Maschinen verwenden nach dem Zählen auch ein Bildverarbeitungssystem. Eine Kamera nimmt ein Bild des gruppierten Satzes auf. Das System vergleicht das Bild mit einem Referenzbild. Wenn ein Löffel fehlt oder eine zusätzliche Gabel vorhanden ist, gelangt die Charge in einen Ausschussschacht. Dadurch wird verhindert, dass eine falsche Packung versiegelt und versendet wird.
Stufe 3 - Filmzufuhr und -formung
Eine Besteckverpackungsmaschine verpackt abgezähltes Besteck von einer Endlosrolle in flexible Folie. Der Film durchläuft normalerweise diese Schritte:
Entspannen Sie sich. Eine motorisierte Spule führt den Film mit einer Geschwindigkeit zu, die dem Maschinenzyklus entspricht. Eine Tänzerrolle hält die Folienspannung stabil. Dies hilft, Dehnungen und Falten vorzubeugen.
Registrierung drucken. Wenn auf dem Film Grafiken aufgedruckt sind, liest ein fotoelektrischer Sensor die Passmarken. Das System passt den Folienvorschub an, um den Aufdruck auf jeder Packung in der richtigen Position zu halten.
Bildung. Die Folie durchläuft einen Formkragen. Diese trichterförmige Metallführung faltet die flache Folie zu einem Schlauch um das Besteck. Die Kragenweite bestimmt die Packweite. Eine andere Packungsgröße erfordert möglicherweise einen anderen Formkragen und eine neue Einstellung der Längsnaht.
Längsdichtung. Eine beheizte Stange oder rotierende Siegelbacke verbindet die überlappenden Folienkanten entlang des Schlauchs. Dadurch entsteht ein durchgehendes, versiegeltes Rohr.
Bei Flachkissenverpackungen verschließt ein weiteres Siegelstangenpaar beide Enden. Bei Packungen mit Seitenfalten oder drei{1}Seitensiegelungen- wird die Folie vor dem Formen auf die richtige Länge zugeschnitten. Dies bietet mehr Formatoptionen, kann jedoch die Produktionsgeschwindigkeit verringern.
Stufe 4 - Versiegeln und Schneiden
Der letzte Versiegelungsschritt trennt die Packungen und verschließt die Enden. Zwei Methoden sind üblich:
Bei der Impulsversiegelung wird Wärme nur während des Versiegelungszyklus verwendet. Ein Nichromdraht erhitzt die Folie auf ihre Siegeltemperatur. Bei Polypropylen beträgt dieser üblicherweise 150 bis 190 Grad. Die Maschine hält die Folie je nach Foliendicke 0,3 bis 1,5 Sekunden lang. Anschließend kühlt die Dichtung unter Druck ab, bevor die Maschine sie freigibt. Durch die Impulsversiegelung entstehen saubere und schmale Versiegelungslinien. Es funktioniert auch gut mit hitzeempfindlichen Filmen-.
Beim kontinuierlichen Rotationssiegeln werden beheizte Räder verwendet, die sich bei der Bewegung gegen den Folienschlauch drehen. Die Räder halten eine konstante Temperatur. Dies ermöglicht eine höhere Produktionsgeschwindigkeit, da keine Siegelpause erfolgt. Die Rotationsversiegelung funktioniert gut auf Hochgeschwindigkeitslinien, die eine gleichmäßige Folie mit 80 bis 150 Packungen pro Minute verwenden. Es bietet weniger Flexibilität beim Wechsel des Filmtyps.
Nach dem Verschließen trennt ein mechanisches oder Ultraschall-Schneidmesser die Packungen. Die fertige Packung gelangt auf ein Auslaufband. Anschließend kann es vor dem Verpacken in Kartons einen Metalldetektor und eine Kontrollwaage durchlaufen.
Faktoren, die die Verpackungsleistung beeinflussen
Der ordnungsgemäße Betrieb dieser Geräte hängt von mehreren Faktoren ab, die Facility Manager überwachen sollten:
Filmspezifikation.Polypropylen (PP) ist ein gängiges Verpackungsmaterial für Einwegbesteck. Es bietet eine gute Steifigkeit, Klarheit und Heißsiegelleistung-. In vielen Märkten gibt es Vorschriften, die den Einsatz kompostierbarer Folien erhöhen. Nach EN 13432 zertifizierte Folien erfordern möglicherweise niedrigere Siegeltemperaturen und längere Siegelzeiten. Dadurch kann die Produktionsgeschwindigkeit im Vergleich zu Standard-PP-Folie auf derselben Maschine um 15 bis 25 % reduziert werden.
Produktkonsistenz.Spritzgegossenes Besteck kann Grate aufweisen, bei denen es sich um dünnes überschüssiges Material entlang der Trennlinie handelt. In den Zuführschienen können sich Grate bilden, die zu Staus oder Zählfehlern führen können. Eine gute Formqualität trägt dazu bei, dass die Verpackungslinie reibungslos läuft.
Umgebungsbedingungen.Temperatur und Luftfeuchtigkeit können die Folienleistung beeinträchtigen. In Einrichtungen ohne Klimaanlage kann es im Laufe der Jahreszeiten zu Veränderungen der Siegelfestigkeit und der Folienspannung kommen. Möglicherweise müssen die Bediener die Temperatureinstellungen und den Tänzerwalzendruck anpassen.
Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.In den Vereinigten Staaten fallen Lebensmittelkontaktverpackungen unter FDA 21 CFR Part 175 für Klebstoffe und Beschichtungen und 21 CFR Part 178 für bestimmte Polymere und verwandte Materialien. In der Europäischen Union legt die Verordnung (EG) Nr. 1935/2004 Regeln für Materialien fest, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen. Diese Materialien dürfen keine Stoffe in Mengen freisetzen, die der menschlichen Gesundheit schaden könnten. Maschinen, die für diese Märkte verwendet werden, sollten geeigneten Edelstahl, Polymere in Lebensmittelqualität und Schmiermittel verwenden, die den erforderlichen Vorschriften entsprechen.
Häufig gestellte Fragen
Wie schnell kann eine Besteckverpackungsmaschine arbeiten?Einzelartikellinien mit Polypropylenfolie können bei kontinuierlicher Rotationsversiegelung 80 bis 120 Packungen pro Minute erreichen. Mischverpackungslinien laufen normalerweise mit 40 bis 70 Packungen pro Minute. Sie laufen langsamer, da vor jedem Zyklus mehrere Zubringerbahnen zusammenarbeiten müssen.
Kann eine Maschine Gabeln, Messer und Löffel austauschbar verarbeiten?Ja, innerhalb eines festgelegten Größenbereichs. Speiserteile und Formringe können angepasst oder ausgetauscht werden. Der Wechsel von einer Dessertgabel zu einem Suppenlöffel erfordert möglicherweise einen Wechsel der Futterschüssel. Dies kann 20 bis 40 Minuten dauern. Eine Änderung der Packungsgröße erfordert möglicherweise einen neuen Formring und eine neue Einstellung des Schweißbalkendrucks.
Welche Filmtypen sind kompatibel?Die meisten Maschinen können Polypropylen-, Polyethylen- und Verbundfolien verarbeiten. Es kommen auch kompostierbare, nach EN 13432 zertifizierte Folien zum Einsatz. Diese Folien benötigen unterschiedliche Siegeleinstellungen. Laminate auf Papierbasis-werden auch verwendet, da die Beschränkungen für Einwegplastik gemäß der Richtlinie (EU) 2019/904 zunehmen.
Wie viel Wartung benötigt die Maschine?Zu den täglichen Wartungsarbeiten gehört das Entfernen von Folienrückständen von den Siegelschienen und das Überprüfen der Zuführungsschienen auf Verschleiß. Wöchentliche Kontrollen sollten die Servoausrichtung, den Sensorbetrieb und die Schärfe des Schneidmessers umfassen. Siegelbacken und Einzugsbehälter sind häufige Verschleißteile. Ihre Lebensdauer beträgt je nach Produktionsmenge in der Regel 6 bis 18 Monate.
Quellen
- Europäisches Komitee für Normung. EN 13432:2000 – Anforderungen an Verpackungen, die durch Kompostierung und biologischen Abbau verwertbar sind. CEN, 2000.
- Europäisches Parlament und Rat. Richtlinie (EU) 2019/904 zur Verringerung der Auswirkungen bestimmter Kunststoffprodukte auf die Umwelt. Amtsblatt der Europäischen Union, 2019.
- Europäisches Parlament und Rat. Verordnung (EG) Nr. 1935/2004 über Materialien und Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen. Amtsblatt der Europäischen Union, 2004.
- US-amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde. 21 CFR Part 175 – Indirekte Lebensmittelzusatzstoffe: Klebstoffe und Komponenten von Beschichtungen. Code of Federal Regulations.
- US-amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde. 21 CFR Teil 178 – Indirekte Lebensmittelzusatzstoffe: Polymere. Code of Federal Regulations.
- Internationale Organisation für Normung. ISO 22000:2018 – Managementsysteme für Lebensmittelsicherheit: Anforderungen an jede Organisation in diesem Bereich
