Может ли машина для заполнения и герметизации готовых пакетов работать с гранулированными и жидкими материалами?

Гранулированные продукты, такие как специи, смеси для кормления домашних животных и протеиновые порошки, ведут себя по-разному в зависимости от размера и массы отдельных гранул, а также от того, приобретают ли они электростатический заряд. Например, мелкий порошок может вести себя подобно жидкости и вызывать неравномерное наполнение контейнеров. Напротив, более крупные гранулы могут вызвать засорение бункера хранения и препятствовать свободному течению продукта. Для решения этих проблем производители часто используют шнековые системы или объёмные дозаторы с функциями предотвращения образования сводов. Для некоторых продуктов также может быть актуальной задача контроля влажности. Заполнение и герметизация жидких продуктов зависят от их вязкости. Например, маловязкие жидкости, такие как масла, лучше всего дозировать с помощью систем подачи под действием силы тяжести, оснащённых специальными каплеудерживающими насадками. В отличие от них, дозаторы для соусов и гелеобразных продуктов должны быть поршневыми, что обеспечивает контролируемое дозирование и снижает контакт продукта с воздухом.

Нам нужен готовый фасовочный аппарат для пакетов, который объединял бы различные компоненты более эффективно, чем простое их крепление к базовой машине. С самого начала проектирования система должна быть создана на основе полностью интегрированных компонентов. Для работы с крайне агрессивными химическими веществами и другими коррозионно-активными средами некоторые компоненты должны обладать износостойкостью. В случае оборудования, перерабатывающего порошкообразные материалы и генерирующего большое количество пыли, обоснованными являются требования к использованию герметичных транспортных желобов и пылезащищенных поверхностей для контроля статического электричества.

Заголовок: Риски перекрестного загрязнения в средах совместной переработки различных продуктов: почему управление остаточными количествами имеет важное значение

С расширением спектра услуг производителям также необходимо управлять рисками, связанными с многократными изменениями в процессах обработки жидких и порошкообразных продуктов. Остаточные скопления порошка над дозаторами жидкости часто приводят к их засорению, а масла, оставшиеся от предыдущих партий жидких продуктов, способствуют образованию пылевых отложений при переходе процесса на сухую обработку. Предприятиям также приходится более тщательно соблюдать ограничения, установленные Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и лекарств (FDA). Аудиты показывают, что до 32 % всех отзывов упаковочной продукции в прошлом году были вызваны перекрёстным аллергенным загрязнением из-за смены оборудования. Чтобы снизить риски перекрёстного загрязнения при работе с несколькими потоками продукции, производителям следует попытаться интегрировать следующие три подхода:

Конструирование модульных компонентов для быстрой замены насадок дозаторов и путей перемещения герметичных продуктов

Автоматизированные циклы продувки с использованием сжатого воздуха или пищевых растворителей для удаления остаточных загрязнений

Конструкции, обеспечивающие гигиеническое исполнение, включая нержавеющую сталь с шероховатостью Ra менее 0,8 мкм в соответствии с требованиями к чистоте, установленными в CFR 117.130

С помощью вышеупомянутых подходов можно исключить до 40 % операций очистки, необходимых для соблюдения нормативных требований.

Дозирование с помощью шнека и объёмной технологии для сухих гранулированных продуктов — специи — корма для домашних животных — БАДы

Шнековый дозатор работает за счет перемещения порошка по винтовой системе и обеспечивает точность дозирования белка в пределах 1 %. Это отлично подходит для контроля пылеобразования и обеспечения одинакового объема порций. Для продуктов, которые плохо текут, отличной альтернативой являются объемные дозаторы с мерными стаканами. Такие объемные дозаторы подходят для кормов для домашних животных, гранулированных кормов (kibbles) и покрытых гранул и обеспечивают стабильный объем дозы без разрушения гранул. Оба типа оборудования оснащены функциями, помогающими решать типичные проблемы, такие как прилипание материала, статическое электричество и переполнение бункеров — явления, часто возникающие при высокоскоростном производстве. Интеграция этих функций в одну систему позволяет без проблем переключаться между различными производственными линиями, сохраняя при этом соответствие строгим требованиям FDA.

Принцип работы поршневых, перистальтических и гравитационных дозаторов для жидкостей, соусов и гелей

Для наполнения контейнеров, заправок для салатов и фармацевтических гелей применяются поршневые дозаторы, использующие метод вытеснения объёма (positive displacement), который обеспечивает наполнение контейнеров без захвата воздуха и предотвращает проблемы окисления при каждом цикле наполнения. Перистальтические насосы отлично подходят для наполнения контейнеров продуктами, чувствительными к грубому обращению: они идеальны для косметических гелей, суспензий пробиотиков и других подобных продуктов, поскольку единственной частью оборудования, контактирующей с продуктом, является трубка. При наполнении контейнеров сыпучими продуктами, такими как сок, растительное масло и т.д., наиболее эффективны гравитационные дозаторы. Они позволяют сыпучим продуктам естественным образом заполнять контейнеры со скоростью более 40 раз в минуту и отлично подходят для работы с сыпучими материалами. В конце производственных циклов большинство моделей оснащены съёмными насадками и съёмными лотками, что значительно ускоряет очистку после завершения цикла. Удаление остатков герметизирующего состава для предварительно подготовленных партий с целью повторного использования одного и того же оборудования для дозирования является стандартной процедурой у всех производителей жидкостных дозаторов и одинаково применяется во всех технологических процессах. Устаревшее оборудование с ограниченным доступом к зонам очистки и более сложными процедурами очистки заменяется новым оборудованием, оснащённым более совершенными системами очистки, что упрощает процесс очистки между партиями.

Надежность уплотнения для различных типов материалов: предотвращение утечек, проникновения пыли и отказов уплотнения

Уплотнение при нагреве с содержимым, склонным к воздействию влаги, масла или пыли

Прочность термосварного шва зависит от типа материала. Рассмотрим, например, порошки с гигроскопическими свойствами, такие как компоненты витаминных добавок. Для их надежного уплотнения требуются строго определённые температуры. При низких температурах образуются слабые швы, не обеспечивающие герметичности; при высоких — возможно повреждение защитных барьеров и/или чрезмерное сжатие защитной плёнки. Маслянистые продукты обычно уплотняются с помощью бар-уплотнителей с антипригарным покрытием. В случае отсутствия такого покрытия липкость снижается за счёт накопления остатков, что ослабляет уплотнение. Пыль также создаёт проблемы при уплотнении: она может оседать в микрозазорах уплотняющих губок. После уплотнения через эти зазоры в полость может проникнуть воздух, поступит кислород, что приведёт к окислению и росту микроорганизмов.

Современные автоматизированные машины для упаковки в готовые пакеты интегрируют все эти факторы за счёт автоматических циклов очистки захватов, захватов с двойной герметизацией и регулированием давления, а также контроля температуры в реальном времени. В условиях, регулируемых Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), достижение показателя утечек менее одного процента зависит от трёх строгих требований:

- Корректировка температурного профиля нагрева в зависимости от типа материала с использованием термодатчиков.

- Визуальный контроль каждой герметизированной линии для проверки её непрерывности и однородности.

- Случайные разрушающие испытания в соответствии со стандартами ASTM F88 и F1140.

При оптимизации данного метода количество отказов герметизации снижается до 95 %, даже при использовании вязких или пыльных наполняющих материалов. Этот метод поддерживает заявленные сроки хранения и предотвращает отзыв продукции в пищевой, фармацевтической и нутрицевтической отраслях.

Реальные данные: двухрежимная функциональность машин для заполнения и герметизации готовых пакетов на предприятиях, соответствующих требованиям FDA

Кейс-стади: линии упаковки напитков и соусов против линий упаковки порошков (аудит 2023 г.)

Три аудита 2023 года на предприятиях, соответствующих требованиям FDA, оценивали эффективность ведущих двухрежимных автоматов для наполнения и герметизации готовых пакетов в условиях реального производственного цикла. Один из таких автоматов — поршневой дозатор — продемонстрировал точность 99,2 % и отсутствие отказов в герметизации в течение 120 часов непрерывной работы. При наполнении порошкообразных БАД этот автомат обеспечивал точность 100 % и стабильность массы с отклонением ±0,5 %, даже при работе с порошками, содержащими мелкие частицы (<500 мкм). Кроме того, отличительной особенностью этого автомата стало время переналадки под заполнение различных типов продуктов: лёгких порошков и тяжёлых жидкостей — менее 30 минут и остаточное количество продукта менее 0,01 %. Такие показатели легко соответствуют требованиям FDA и обусловлены наличием автоматического цикла очистки, полной совместимости с системами CIP, а также встроенной системы контроля пыли и статического электричества, предотвращающей фильтрацию порошка.

Часто задаваемые вопросы

С какими проблемами обычно сталкиваются при наполнении и герметизации гранулированных продуктов?
У гранулированных продуктов возникают проблемы, такие как неравномерное заполнение из-за различий в размере частиц и слёживание в бункерах хранения. Для поддержания текучести необходимо контролировать влажность и статическое электричество.
В чём различия между системами, используемыми для розлива жидкостей и для фасовки гранулированных материалов?
Розлив жидкостей требует применения специализированных систем, основанных на вязкости наполняемой жидкости. Например, системы с питанием за счёт силы тяжести подходят для маловязких жидкостей, тогда как для вязких жидкостей требуются поршневые дозаторы, обеспечивающие точный контроль объёма наполнения и минимизирующие контакт наполняемого продукта с атмосферой.
Почему перекрёстное загрязнение продуктов является серьёзной проблемой в условиях производства двух разных типов продукции?
Перекрёстное загрязнение представляет угрозу, поскольку переход от порошкообразных продуктов к жидкостным и наоборот может привести к загрязнению последующих партий вследствие непреднамеренного смешивания аллергенов. Риски загрязнения снижаются за счёт применения модульной конструкции оборудования, циклов продувки и санитарного исполнения.
Какие методы используют машины для наполнения готовых пакетов, чтобы избежать дефектов наполнения?
Машины для наполнения готовых пакетов используют заранее заданные температурные профили для типа материала, подлежащего герметизации, системы контроля, а выявленные дефекты наполнения устраняются в режиме реального времени, что обеспечивает достижение показателя утечек менее 1 %. Это служит обоснованием для заявления о сроке годности и снижает риск отзывов продукции.