Принцип работы машины для наполнения и герметизации готовых пакетов
А машина для наполнения и герметизации готовых пакетов принимает готовые пакеты — стоячие, плоские, с застежкой-молнией или со штуцером — и автоматизирует процессы их открывания, наполнения и герметизации на скорости производства. В отличие от машин «формовка-заполнение-герметизация», которые изготавливают пакеты из рулонного материала, эти машины работают с пакетами, произведенными вне линии, как правило, обладающими более сложными функциями: повторно закрываемыми застежками-молниями, фигурными вырубками, штуцерами. Компромисс заключается в работе с предварительно сформированным пакетом вместо непрерывной пленки, что требует принципиально иного механического подхода.
Узлы обработки пакетов, наполнения и герметизации
Винтовой машина для наполнения и герметизации готовых пакетов использует вращающийся карусельный механизм с несколькими станциями, на которых установлены захваты, удерживающие пакеты за края. Всасывающая рука забирает пакеты из магазина. Датчик проверяет наличие и ориентацию пакета. Механизмы с использованием сжатого воздуха или вакуума открывают горловину пакета. На станции наполнения продукт — жидкость, порошок, гранулы или твёрдые частицы — подаётся через сопло. Вибрационное уплотняющее устройство уплотняет содержимое перед герметизацией. На станции герметизации верхняя часть пакета закрывается термосварочными барьерами, которые сплавляют внутренний полиэтиленовый слой ламината.
Пример из практики — кофейная компания добавляет функцию вакуумной упаковки
Итальянский специализированный обжарщик кофе упаковывал целые зёрна в стоячие пакеты по 250 граммов с помощью стандартной машина для наполнения и герметизации готовых пакетов только с возможностью термосварки. Срок годности на розничной полке составлял примерно 4 недели до заметного ухудшения вкуса — этого недостаточно для экспортных рынков, где требуется срок годности от 8 до 12 недель. Обжарщик модернизировал оборудование, установив двухступенчатую систему герметизации: вакуумная продувка азотом для вытеснения кислорода из головного пространства, за которой сразу следует термосварка. Содержание кислорода в головном пространстве снизилось с 21 % до менее чем 2 %. Срок годности увеличился до 10–12 недель. Дополнительные капитальные затраты на установку вакуумной системы с продувкой газом составили приблизительно 15 %; они были компенсированы за счёт снижения количества возвратов и выхода на экспортные рынки.
Вакуумная упаковка и упаковка в модифицированной атмосфере
Вакуумная упаковка и продувка газом — два подхода к удалению кислорода
А машина для наполнения и герметизации готовых пакетов снижает содержание кислорода двумя способами. Вакуум-ассистированная герметизация создает частичный вакуум в свободном пространстве пакета (headspace) перед тем, как зажимные элементы (seal bars) закрываются, физически удаляя воздух. Этот метод подходит для твердых, нехрупких продуктов — кофейных зерен, орехов, крепежных изделий — когда пакет может частично сжаться без повреждения содержимого. Газовая продувка — упаковка в модифицированной атмосфере (MAP) — подает инертный газ (азот или CO₂) в свободное пространство пакета, вытесняя кислород без создания вакуума. Этот метод предпочтителен для хрупких продуктов — чипсов, кондитерских изделий — которые могут быть раздавлены при вакуумировании. Некоторые конфигурации предусматривают оба метода последовательно: сначала вакуум для удаления окружающего воздуха, затем инжекция азота — что позволяет достичь остаточного содержания кислорода менее 1%.
Конфигурация машины для вакуумных пакетов
Конструкция зажимных элементов (seal bars), требования к рабочей камере и совместимость с пленками
Добавление возможности вакуумирования требует использования герметичной камеры — крышки, опускающейся на верхнюю часть пакета перед началом цикла вакуумирования. Камера герметизирует пакет с помощью мягкого силиконового уплотнительного кольца. Вакуумный насос — роторно-лопастного или жидкостно-кольцевого типа — должен обеспечивать заданный уровень вакуума (обычно 50–100 мбар абсолютного давления) в пределах циклового времени машины. Если насос не способен откачать воздух в течение времени простоя поворотной станции, скорость линии необходимо снизить. Совместимость пленки также имеет важное значение: ламинат пакета должен содержать барьерный слой — алюминиевую фольгу, ЭВОХ или металлизированный ПЭТ — для предотвращения повторного проникновения кислорода через пленку. Внутренний слой для герметизации должен быть устойчивым к загрязнениям, поскольку любые остатки продукта в зоне герметизации создают пути утечки.
Оценка возможностей вакуумной герметизации
Пять вопросов, которые следует задать перед определением технических требований
Во-первых, какой остаточный уровень кислорода требуется для данного продукта? Для кофе и орехов — ниже 2 %; для свежего мяса — ниже 0,5 %. Во-вторых, подвержен ли продукт сдавливанию? Если да, необходима газовая продувка. В-третьих, способен ли вакуумный насос откачать воздух из камеры в течение заданного цикла упаковки? В-четвёртых, содержит ли ламинат пакета соответствующий барьерный слой? В-пятых, защищена ли зона герметизации от загрязнения продуктом во время наполнения, поскольку остатки порошка или жидкости в зоне герметизации создают пути утечки независимо от качества вакуума? A машина для наполнения и герметизации готовых пакетов система с вакуумной функцией представляет собой интегрированное решение — станция герметизации, мощность вакуумного насоса, пленка для пакетов и конструкция станции наполнения должны быть согласованы совместно.
Часто задаваемые вопросы
Может ли машина для заполнения и герметизации готовых пакетов выполнять вакуумную герметизацию?
Да, a машина для наполнения и герметизации готовых пакетов выполняет вакуумную герметизацию при оснащении герметизационной камерой, вакуумным насосом и системой управления, обеспечивающей последовательную вакуумную откачку перед термогерметизацией. Это подходит для твёрдых, нехрупких продуктов.
В чём разница между вакуумной герметизацией и газовой продувкой?
Вакуумная герметизация физически удаляет воздух из свободного пространства над продуктом. Газовая продувка вводит инертный газ для вытеснения кислорода без применения вакуума. Вакуумная герметизация подходит для немягких твёрдых продуктов; газовая продувка — для легко деформируемых изделий. При комбинированном применении остаточное содержание кислорода снижается ниже 1%.
Какого уровня остаточного содержания кислорода можно достичь?
Правильно настроенная машина для наполнения и герметизации готовых пакетов сочетание вакуумной герметизации и газовой продувки обеспечивает остаточное содержание кислорода ниже 2%, а при оптимизированной последовательности операций — ниже 1%, в зависимости от производительности вакуумного насоса и герметичности упаковочного шва.
Какие пленки для пакетов требуются при вакуумной герметизации?
Пакеты для вакуумной герметизации должны содержать барьерный слой — алюминиевую фольгу, сополимер этилена и винилового спирта (EVOH) или металлизированный полиэтилентерефталат (металлизированный PET), а также внутренний слой для формирования герметичного шва, устойчивый к загрязнениям (ЛПЭНП или метALLOCЕНовый ПЭ), чтобы предотвратить утечки из-за остатков продукта в зоне запайки.
Приводит ли добавление функции вакуумной герметизации к снижению скорости работы машины?
Да, если вакуумный насос не способен откачать воздух из камеры в течение времени пребывания на станции. машина для наполнения и герметизации готовых пакетов производительность насоса должна соответствовать объёму камеры и требуемой циклической скорости.
Как вакуумная герметизация увеличивает срок хранения продукта?
Вакуумная упаковка удаляет кислород, вызывающий окисление липидов, рост плесени и бактериальную порчу. Кофе, упакованный в условиях содержания кислорода в головном пространстве менее 2 %, сохраняет свой вкус в течение 10–12 недель по сравнению с 4 неделями для кофе в пакетах, запечатанных на открытом воздухе.