CC BY
65
18. Evseev A.V. Automatic mixers for the synthesis of functional mixtures with desired properties from small batches // IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1260 (2019). 032015. DOI: 10.1088/1742-6596/ 1260/3/ 032015
19. Евсеев А.В., Парамонова М.С., Прейс В.В., Лобанов А.В. Экспериментальная проверка математической модели детерминированного формирования однородности смеси для алмазного инструмента // Цветные металлы, 2019. №1 (913). С.78-87. DOI: 10.17580/tsm.2019.01.12.
20. Патент 2129911 РФ. Способ смешения сыпучих компонентов и устройство для его реализации / А.Н. Лукаш, И. А. Клусов, А.В. Евсеев. Опубл. 10.05.99.
21. Патент 2271243 РФ. Способ смешения сыпучих компонентов и устройство для его реализации / А.Н. Лукаш, А.В. Евсеев, Т. А. Овчинникова, К.В. Власов, О.В.Карпухина. Опубл. 10.03.06.
Евсеев Алексей Владимирович, канд. техн. наук, доцент, ews19 72@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
NONMIXING A. V. Evseev
The author proposes a new approach to the analysis of the theory and equipment for the preparation of mixtures of bulk and wet materials.
Key words: bulk material, mixture, mixer, mixing equipment, quality of mixture.
Yevseev Alexey Vladimirovich, candidate of technical sciences, docent, ews19 72@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.768
ОСОБЕННОСТИ УПАКОВКИ МУКИ В БУМАЖНЫЕ ПАКЕТЫ
НА ФАСОВОЧНО-УПАКОВОЧНОМ ОБОРУДОВАНИИ
И.А. Красная
Рассмотрены этапы, основные операции и особенности распространенных способов упаковки муки в бумажные пакеты при помощи фасовочно-упаковочного оборудования.
Ключевые слова: бумажная упаковка, бумажный пакет, мука, фасовочно-упаковочное оборудование, дозирование, биговка, конвейер, ротор.
При выборе какого-либо товара в магазине потребитель не всегда имеет возможность оценить сам товар, находящийся внутри тары. Поэтому о качестве упакованного товара во многом может судить его упаковка.
36
Мука как продовольственный продукт широко распространена и при соблюдении условий долго сохраняет свои свойства. В настоящее время на полках магазинов почти не встречаются обычные серо-одноцветные пакеты с мукой, так как производители стараются придать упаковке красивый и современный вид, показать прочность и надежность, привлекая покупателей. Таким образом, упаковочные пакеты для муки становятся едва ли не главным критерием, по которому потребитель выбирает данный продукт из предложенных продавцом (таблица).
_Современные бумажные пакеты для упаковки муки_
Тип пакета
«Домик»
«С гребешком»
«Стандартный брикет»
Схема упаковки
Пример упаковки
Процесс фасовки и упаковки муки отличается от упаковки остальных сыпучих продуктов и напрямую влияет на соблюдение требований хранения данного продукта.
Центральное положение при выполнении этих условий занимает сама упаковка - тара, непосредственно в которую будет насыпаться мука. Выбор упаковки для муки обуславливается определенными факторами.
Упаковка для муки обязательно должна быть воздухопроницаемой, продукт обязан «дышать», это может быть бумага или картон, но не полиэтиленовый пакет - в нем мука плохо хранится и быстро приходит в негодность, возникают плесень и сырость.
Также упаковочный материал должен соответствовать требованиям экологической безопасности. Бумажную упаковку можно отправлять в переработку, а срок разложения такой тары составляет не более 2 лет, что выгодно отличает ее от пластиковой и полиэтиленовой упаковки.
Пакет для муки должен быть прочным и надежным для недопущения повреждения и потерь при транспортировке, иногда во время изготовления пакета дополнительно усиливают дно.
Упаковка обязательно должна обеспечивать герметичность - недопустимо попадание вредителей, посторонних веществ и просыпание муки.
В настоящее время наблюдается преимущество бумажного пакета над картонной упаковкой. Картонные пачки для фасования муки невыгодны: по стоимости их заготовки дороже бумажных, а для обеспечения гер-
37
метичности упаковки требуется внутренний вкладыш, изготовление которого по совершению операций похоже на производство бумажного пакета. Большинство производителей для потребительской упаковки с мукой используют бумажные пакеты из-за доступной цены, нетрудоемкости и быстроты изготовления.
В настоящее время чаще всего на полках магазинов мы можем наблюдать муку, расфасованную в бумажные пакеты по 2 или по 1 кг. Такой объем позволяет своевременно использовать продукт, не увеличивая длительность хранения. В противном случае при определенных условиях мука начинает портиться, поглощая кислород и выделяя тепло, влагу и углекислый газ [2].
Современные машиностроительные предприятия выпускают автоматизированные упаковочные линии для муки, достаточно удобные и легкие в эксплуатации. Это оборудование не трудозатратно, экономит время и энергоресурсы производителей. В то же время для получения качественного изделия на выходе следует понимать, что фасовка и упаковка муки на конвейерной линии имеют ряд особенностей, характерных именно для этого продукта.
С точки зрения фасовки и упаковки мука - один из самых сложных продуктов по части фасовки и упаковки, так как она имеет свойство налипать, зависать и рассыпаться. Из-за такого зависания и налипания происходит некое сводообразование из муки на стенах и крыше бункера при производственных операциях. При засыпке муки в пакет поднимается вихрь из частичек продукта, и требуется ожидание оседания мучной пыли перед следующим этапом производства. Именно поэтому высыпной патрубок дозатора располагают как можно ближе к упаковке. При фасовоч-но-упаковочных операциях с мукой любое действие с этим продуктом приводит к сильному пылению. Это негативно сказывается на заклейке упаковки и, помимо этого, попадание мучной пыли на детали оборудования часто выводит из строя механизмы конвейерной линии.
Особого внимания заслуживает стадия дозирования, так как из-за специфичных особенностей муки, в частности, налипания, бывают моменты, когда прилипшая часть муки к концу дозирующего шнека сваливается в пакет, нарушая установленную дозу. Поэтому для качественной и бесперебойной работы упаковочной линии на нее устанавливается устройство контроля массы продукта в таре.
В процессе упаковки любых сыпучих продуктов рекомендуется операция утряски продукта в таре, а в случае упаковки муки этот этап совершенно необходим. В результате утряски мука деаэрируется, уплотняется и ссыпается со стенок пакета, образуя плотную, утрамбованную массу. Без операции утряски получить правильно сформированную и заклеенную упаковку муки очень сложно - как было отмечено, мука очень пылящий
продукт и в противном случае оставшиеся частички продукта на стенках пакета не дадут качественно завернуть верхний край пакета, обжать и заклеить упаковку, что нарушит ее герметичность и форму.
Для нормальной эксплуатации фасовочно-упаковочного оборудования необходимо снабжение линии системой аспирации для своевременного удаления мучной пыли.
Для упаковки муки в бумажные пакеты обычно используется фасо-вочно-упаковочное оборудование, которое отличается по нескольким признакам. Это оборудование может работать с готовыми пакетами, вынимая их из кассеты в начале конвейерной линии, а также существует оборудование, производящее пакеты из полотна, подающегося с рулона. В настоящее время чаще используют линии, предполагающие использование готовых пакетов. Оборудование разделяется и по вариантам запечатывания пакетов. Различаются заделки упаковок - «с гребешком», с четко очерченным «домиком», с приклеиванием верхней кромки к пакету, загибом уголков (таблица). Более удобны при формировании групповых упаковок два последних способа заделки верха пакета, так как образуется четкая форма параллелепипеда. Также следует принимать во внимание разделение фасовочно-упаковочных машин по конструктивным особенностям.
На рис. 1 представлена стандартная схема работы фасовочной машины линейного типа с весовым дозированием для пакетов с мукой типа «домик». Готовые пакеты, заранее помещенные в кассету 1, забираются 2, передвигаются, раскрываются и надеваются на воронку 3. Боковая сторона воронки растягивает пакет, а устройство прижима тесно прижимает его к воронке, засыпая муку. Следом пакет переносится на стол приема 4, где сдвигается немного в сторону. Устройство подачи передает его на устройство подъема 5, которое перемещает его к конвейеру 6. На конвейере есть станция утряски 7, после которой пакет обжимается 8, заправляются внутрь боковые фальцы на верху пакета 9, и следом горловина пакета смыкается 10. Следующим этапом бигуется и срезается верхняя кромка пакета 11 и наносится клей 12, делаются первый 13 и второй 14 перегибы. На завершающем этапе к согнутой верхней кромке прижимаются две нагретые губки, в результате чего происходит склеивание 15. Готовая упаковка муки сходит с конвейера 16.
Подобный принцип работы используется на фасовочно-упаковочном оборудовании роторного-линейного типа для упаковки муки в бумажный пакет «с гребешком» (рис. 2). На начальном этапе производства находится кассета с пакетами 1. При неподвижном состоянии ротора пакет отделяется от кассеты и помещается в гнездо ротора 2, где его верх раскрывается и фиксируется прижимами. Следом в раскрытую часть пакета подается сжатый воздух, и пакет 3 расправляется весь. При продвижении пакета на стадию дозирования может происходить контроль нахождения пакета в гнезде. В следующей точке операции во время остановки па-
кета осуществляется отпуск в пакет заданной дозы муки 4. Заполненный пакет во время движения ротора подается вниз на конвейер 5, который отправляет пакет с мукой на устройство свертывания верха. От модификации пакета зависит последующий процесс. Для пакетов с шестиугольным основанием осуществляется растяжка пакета, на пакетах с прямоугольным основанием происходит образование боковых складок 6 и в дальнейшем -сплющивание 7. На следующем конвейерном этапе 8 пакет обжимается сверху цепями или непрерывными лентами конвейера, происходят биговка и отсечение верхней кромки 9 и применяется клей 10. В завершающей фазе производства конвейерные операции включают в себя первый 11 и второй
12 перегибы верхней части пакета и заключительный обжим верхушки -
13 и 14. Изготовленный пакет муки транспортером при необходимости переводится на другие операции или выпускается с конвейера [1].
Рис. 1. Схема работы фасовочного автомата линейного типа для фасовки и упаковки муки в бумажные пакеты типа «домик»
Описанные выше при помощи схем упаковочные линии фасовали муку уже в сделанные бумажные пакеты. Рассмотрим пример работы типового упаковочного автомата, когда бумажный пакет производится сразу на линии из рулона бумаги. Такое оборудование, как правило, используется на крупных фасовочных производствах с большими объемами выпуска.
На рис. 3 показана схема работы фасовочного автомата с двумя операционными роторами для упаковки муки в бумажные пакеты типа «стандартный брикет». Бумага для производства пакетов подается лентой 1, протягивается через печатную платформу, на которой наносится изоб-
ражение 2 и проходит через устройство нанесения клея 3. После нарезки заготовок 4, эти отрезки бумаги отправляются на оправки, находящиеся на первом операционном роторе. Там бумага обжимается 5 и происходит склеивание продольного шва 6. На следующих этапах осуществляются закрытие и формирование дна пакета 7 и 8 и прижима дна пакета 9. После снятия пакета с оправки 10 специальное приспособление передает и располагает пакет вертикально 11, устраивая его в гнездо второго операционного ротора 12, где начинается фаза упаковки. Во время движения ротора поэтапно осуществляются наполнение пакета мукой 13, утряска упаковки 14 и 15, контроль уровня продукта 16, при необходимости испорченный пакет выдвигается с линии 17. Прошедший контроль пакет поступает на операцию утрамбовки продукта 18, после чего начинается запаковка пакета. В этой стадии на упаковочной линии происходят загиб первого узкого клапана и разведение широких клапанов пакета 19 и загиб второго узкого клапана пакета и разведение широких клапанов пакета 20. Каждая последующая операция включает в себя внутреннюю проклейку пакета 21 с прижиманием заделанных клапанов 22, внешнюю проклейку пакета 23 и обработку заднего 24 и переднего 25 уголков. В конце пакет 26 прижимается сверху, и механизм выставляет его из роторного гнезда 27 на конвейерную ленту 28. При движении на конвейере для более крепкой и плотной заклейки упаковки прижимаются верхним конвейером 29. Результатом всего процесса является готовая упаковка с мукой, которая посредством выдающего устройства сходит с конвейера либо отправляется на последующие стадии производства 30.
Рис. 2. Схема работы фасовочно-упаковочного автомата роторно-линейного типа с закрытием бумажного пакета «с гребешком» на конвейере
Таким образом, принцип работы фасовочно-упаковочного оборудования можно описать следующими этапами.
41
Одной из основных стадий является дозирование муки. При дозировании муки используется объемный шнековый дозатор. Он применяется чаще всего при двойном дозировании и при дозировании с досыпкой при изготовлении упаковок муки массой 2 кг. Если использовать за раз большую дозу продукта, то возникающая при засыпке пыль может препятствовать качественной заклейке упаковки. Поэтому двойная засыпка с промежуточной утряской пакета помогает существенно уменьшить запыление стенок пакета.
Рис. 3. Схема работы фасовочно-упаковочного автомата с двумя операционными роторами для упаковки муки в бумажные пакеты типа «стандартный брикет»
Все манипуляции, осуществляющие захват и выведение сложенного пакета из кассеты, подачу его на рабочую линию для последующего его формирования и использования, выполняются, как правило, вакуумными захватами. В некоторых случаях расправление пакета происходит не только при помощи таких вакуум-присосок, но и при подаче внутрь сжатого воздуха.
Во избежание брака и потери продукта на оборудовании выполняется такая операция, как контроль наличия пакета. Это происходит непосредственно перед засыпкой дозы продукта и выполняется фотоэлементом.
Нанесение биговок или биговка выполняет задачу образования точных, выделенных сгибов на пакете, при помощи которых впоследствии будет сворачиваться верх упаковки перед заклейкой. Биговка происходит за
счет прохождения бумажного пакета посередине двух роликов, на одном из которых имеются впадины, а на другом выступы. Также операция биговки часто комбинируется с процессом отреза верхней кромки бумажного пакета.
Перегиб верха пакета (одинарный) для формирования верха упаковки - гребня осуществляется в две фазы: в первой происходит взаимодействие двух лапок, одна из которых опирается в биговку, а вторая гнет незанятый участок пакета до прямого угла, потом, когда первая лапка отведена, происходит сворачивание. Для получения двойного перегиба эти манипуляции дублируются.
Нанесение клея во время заделки упаковки с мукой осуществляется клеевыми механизмами, которые один за другим соприкасаются с бумагой и валом, набирающим клей в клеевой емкости.
На конвейерной линии фасовочно-упаковочных машин обязательно есть этап выравнивания пакетов по верхнему уровню продукта. Эта стадия проходит на оборудовании перед операциями складывания, биговки и отреза верхней части пакета и нацелена она на то, чтобы получить верные границы незанятой верхней части упаковки, рассчитанной на дальнейший перегиб и склейку. Для качественного перегиба и проклейки необходимо, чтобы размер от верхнего уровня муки в упаковке до верхней кромки был равный во всех пакетах.
Операция нанесения переменных реквизитов (маркировки), куда входит информация о дате фасовки, сроках хранения, номере смены, делается краской или при помощи получения оттиска цифр и букв на бумажном пакете через красящую ленту.
Для получения на выходе качественного, аккуратного пакета с мукой происходит операция обжатия пакета с продуктом специальным устройством. Этому же служит и процедура утряски пакета с продуктом. По дну наполненной упаковки производятся ударные или совершаются колебательные движения, в связи с чем мука уплотняется и перегибать и заклеивать пакет становится легче [3].
Чтобы транспортировка и хранение были практичны и удобны, потребительские бумажные пакеты с мукой собирают, формируя групповую упаковку. Образование групповой упаковки осуществляется при помощи обертывания брикета из пакетов с мукой термоусадочной пленкой или растягивающейся пленкой. Чтобы мука «дышала», полимерную пленку не рекомендуется использовать для сплошного обертывания, достаточно лишь прочно скрепить брикет из отдельных бумажных упаковок. Блок из отдельных пакетов с мукой, как правило, включает в себя 6 - 8 упаковок продукта. Часто станция для групповой упаковки уже является частью упаковочного конвейера, формируя законченную линию упаковывания муки.
Для безопасной транспортировки упаковок с мукой термоусадочная пленка представляется идеальным решением, так как она, являясь крепким материалом, предохраняет бумажные пакеты от механических поврежде-
ний. К тому же, будучи влагоустойчивой, такая упаковка защищает муку от попадания воды, продлевая срок хранения. На сегодняшний день использование термоусадочной пленки является самым надежным, экономичным и распространенным способом пакования. Готовые блоки попадают на паллеты, где обматываются стрейч-пленкой. Такие паллеты уже окончательно пригодны для транспортировки.
В настоящее время многообразие современных упаковок муки с ярким и оригинальным внешним видом даёт представление о стремительном развитии фасовочно-упаковочного оборудования. Через упаковку изготовитель может донести до потребителя нужную информацию, привлечь и практически подтолкнуть взять с полки магазина именно этот пакет с мукой.
Список литературы
1. Пантюхина Е.В., Котляров В.С., Пантюхин О.В. Перспективные технологии изготовления пищевой упаковки: учебник. Тула: Изд-во ТулГУ, 2018. 212 с.
2. Полянский Н.Н. Основы полиграфического производства: учебник для полиграфических специализированных вузов. М.: Книга, 1991. 350 с.
3. Кирван Марк Дж. Упаковка на основе бумаги и картона. СПб.: Профессия, 2008. 488 с.
Красная Ирина Александровна, магистрант, i. magenta@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
PECULIARITIES OF PACKING FLOUR IN PAPER PACKAGES ON FILLING AND PACKAGING EQUIPMENT
I.A. Krasnaya
The article discusses the stages, basic operations and features of the common methods ofpacking flour in paper bags using filling and packaging equipment.
Key words: paper packaging, paper bag, flour, packaging equipment, dosing, creasing, conveyor, rotor.
Krasnaya Irina Aleksandrovna, masters, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
