วิธีเลือกเครื่องบรรจุขนมที่เหมาะสม: ข้อพิจารณาทางวิศวกรรมสำหรับขนมประเภทต่างๆ

บทนำ

บรรจุภัณฑ์ขนมล้มเหลวในลักษณะเฉพาะ — และโหมดความล้มเหลวนั้นขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ทั้งหมด รอยขีดข่วนและเศษขนมแข็งภายใต้แรงกระแทกทางกล กัมมี่จะเกาะติดกันและติดกับพื้นผิวบรรจุภัณฑ์ที่อุณหภูมิไม่ถูกต้อง ระบบป้อนแยมอมยิ้มที่ออกแบบมาสำหรับชิ้นที่หลวม ช็อกโกแลตจะบานเมื่อสภาพแวดล้อมในบรรจุภัณฑ์ไม่ได้รับการควบคุมความชื้น เครื่องจักรที่ทำงานลูกกวาดแข็งด้วยความเร็ว 800 ชิ้นต่อนาทีไม่สามารถจัดการกับเยลลี่ได้ และในทางกลับกันก็เป็นจริงเช่นกัน

ความเฉพาะเจาะจงนั้นคือสิ่งที่ทำให้การเลือกเครื่องบรรจุภัณฑ์ลูกกวาดมีความต้องการมากกว่าประเภทบรรจุภัณฑ์ส่วนใหญ่ ความเร็วในการผลิตเป็นตัวแปรหนึ่ง ความไวต่ออุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ ความเปราะบางทางกล แนวโน้มที่จะเกาะติดหรือจับกันเป็นก้อน อัตราการดูดซับความชื้น และคุณสมบัติการกั้นของวัสดุบรรจุภัณฑ์เป็นอีกประการหนึ่ง และพวกมันจะมีปฏิกิริยาโต้ตอบกัน การทำผิดหนึ่งครั้งจะส่งผลต่อส่วนที่เหลือ

คู่มือนี้ครอบคลุมหลักการทางวิศวกรรมที่อยู่เบื้องหลังบรรจุภัณฑ์ขนม ตัวแปรที่ขับเคลื่อนการเลือกเครื่องจักรอย่างแท้จริง และวิธีการที่สายการผลิตบรรจุภัณฑ์ขนมสมัยใหม่สร้างสมดุลระหว่างปริมาณงาน การปกป้องผลิตภัณฑ์ และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของอาหาร โดยไม่ต้องแลกเปลี่ยนกัน

เหตุใดบรรจุภัณฑ์ขนมจึงมีความท้าทายมากกว่าบรรจุภัณฑ์อาหารส่วนใหญ่

แตกต่างจากผลิตภัณฑ์อาหารแห้งอื่นๆ ลูกอมเปลี่ยนแปลงลักษณะทางกายภาพอย่างต่อเนื่องตลอดการผลิต ปัจจัยต่างๆ เช่น การดูดซับความชื้น อุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ การเสียดสีที่พื้นผิว การสร้างฝุ่นน้ำตาล และรูปทรงของผลิตภัณฑ์ส่งผลโดยตรงต่อความเสถียรของบรรจุภัณฑ์

ด้วยเหตุผลนี้ ผู้ผลิตที่มีประสบการณ์มักจะเริ่มเลือกเครื่องจักรโดยการประเมินตัวผลิตภัณฑ์ ไม่ใช่เครื่องบรรจุภัณฑ์

ปัจจัยทางวิศวกรรมหลายประการเป็นตัวกำหนดว่าสายการบรรจุขนมจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่

• การดูดความชื้นและความเหนียวของพื้นผิว
  
• ความไวต่ออุณหภูมิ
  
• ความเปราะบางของผลิตภัณฑ์
  
• เรขาคณิตลูกกวาด
  
• ความมั่นคงในการให้อาหาร
  
• ความเข้ากันได้ของวัสดุบรรจุภัณฑ์
  
• ความชื้นในสิ่งแวดล้อม
  
• การซิงโครไนซ์สายการผลิต

การทำความเข้าใจปัจจัยเหล่านี้ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถเลือกระบบการให้อาหาร อุปกรณ์ชั่งน้ำหนัก วิธีการห่อ ระบบการตรวจสอบ และรูปแบบอัตโนมัติที่เหมาะสมได้

ข้อมูลเชิงลึกด้านวิศวกรรม: เหตุใดการดูดความชื้นจึงเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุด

การดูดความชื้น — แนวโน้มที่จะดูดซับความชื้นจากอากาศรอบๆ — อยู่ที่ต้นตอของปัญหาบรรจุภัณฑ์ลูกอมแบบเหนียว มาร์ชแมลโลว์ หมากฝรั่ง และเจลาตินส่วนใหญ่ ประเด็นนี้ไม่ใช่เรื่องดราม่า มันค่อยเป็นค่อยไป ความชื้นสัมพัทธ์เพิ่มขึ้นไม่กี่เปอร์เซ็นต์ ความชื้นสะสมบนพื้นผิวลูกอม ความเหนียวของพื้นผิวเพิ่มขึ้น และชิ้นงานที่ไหลอย่างอิสระเมื่อหนึ่งชั่วโมงที่แล้วขณะนี้กำลังเชื่อมอยู่ในถังหรือหลอมรวมเข้าด้วยกันในเครื่องชั่งน้ำหนัก

ความก้าวหน้าดังกล่าวเกิดขึ้นเร็วกว่าที่วิศวกรบรรจุภัณฑ์ที่ไม่ใช่ขนมหวานส่วนใหญ่คาดหวัง และเมื่อถึงเวลาที่ระบบการป้อนมีปัญหาอย่างเห็นได้ชัด สายการผลิตก็ทำงานได้ไม่ดีมาสักระยะหนึ่งแล้ว

คำตอบมีอยู่สองประการ: ควบคุมสภาพแวดล้อม หรือออกแบบพื้นผิวสัมผัส ทั้งสองอย่างจะดีที่สุด

โรงงานผลิตขนมส่วนใหญ่จะมีพื้นที่บรรจุภัณฑ์หลักอยู่ด้านล่าง ความชื้นสัมพัทธ์ 40–45% (RH). หากต่ำกว่าเกณฑ์ดังกล่าว การสะสมของความชื้นจะช้าพอที่จะทำให้สายการผลิตสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องมีการแทรกแซงอย่างต่อเนื่อง เหนือสิ่งอื่นใด ผลิตภัณฑ์เริ่มชนะการต่อสู้กับระบบบรรจุภัณฑ์

วิศวกรรมพื้นผิวสัมผัสจัดการกับสิ่งที่การควบคุมความชื้นไม่สามารถกำจัดได้ทั้งหมด เครื่องป้อนแบบสั่นสะเทือน ถังชั่งแบบหลายหัว และรางนำทางที่สร้างด้วย เคลือบไฟเบอร์ หรือพื้นผิวสแตนเลสนูนช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างขนมกับเครื่องจักรที่ความเหนียวขยายวงกว้างขึ้น ชิ้นที่จะยึดติดกับพื้นผิวเรียบเรียบเลื่อนไปบนชิ้นที่มีลายนูนหรือเคลือบ ไม่ใช่เพราะว่าขนมมีความเหนียวน้อยกว่า แต่เป็นเพราะพื้นที่สัมผัสระหว่างชิ้นกับพื้นผิวลดลง

หลักการออกแบบเป็นไปตามนั้น: ป้องกันความไม่มั่นคงที่เกี่ยวข้องกับความชื้นก่อนที่จะเข้าสู่ลำดับการบรรจุ แทนที่จะจัดการเมื่อมันรบกวนสายการผลิตแล้ว

เหตุใดการควบคุมอุณหภูมิจึงส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพบรรจุภัณฑ์

มุมมองทางวิศวกรรม: เหนียวที่ออกจากสายการฝากยังระบายความร้อนไม่เสร็จ ไม่ใช่ทั้งชิ้นที่เต็มไปด้วยช็อกโกแลตหรือลูกอมเนื้อนุ่มที่สดใหม่จากแม่พิมพ์ พื้นผิวอาจรู้สึกว่าเซ็ตตัวแล้ว แต่อุณหภูมิภายในยังคงลดลง และในระหว่างการลดลงนั้น ผลิตภัณฑ์ยังคงเปลี่ยนรูปได้ภายใต้แรงกดดัน

ป้อนเข้าไปในระบบบรรจุภัณฑ์ความเร็วสูงในขั้นตอนนั้น และผลที่ตามมาจะตามมาอย่างคาดเดาได้ แรงเสียดทานจากตัวป้อนแบบสั่นทำให้ขอบบิดเบี้ยว การบีบอัดในเครื่องชั่งน้ำหนักจะทำให้ลวดลายพื้นผิวที่ยกขึ้นเรียบขึ้น การสัมผัสทางกลที่กระดาษห่อจะทำให้ชิ้นส่วนที่ยังไม่เสถียรเปลี่ยนรูป สิ่งที่เข้าสู่ลำดับการบรรจุเมื่อผลิตภัณฑ์ที่มีรูปแบบถูกต้องออกจากการคัดแยก หรือแย่กว่านั้นคือบรรจุภัณฑ์ที่ดูยอมรับได้แต่ไม่ผ่านการตรวจสอบคุณภาพขั้นปลายน้ำ

ก อุโมงค์ระบายความร้อน แทรกไว้ก่อนที่ส่วนบรรจุภัณฑ์จะกล่าวถึงเรื่องนี้ที่แหล่งที่มา วิศวกรรมไม่เพียงแต่เกี่ยวกับการทำให้ผลิตภัณฑ์เย็นเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวกับการทำให้ทุกชิ้นมีอุณหภูมิภายในเท่ากันก่อนที่จะเข้าสู่ระบบการป้อน การกระจายลมจะกำหนดว่าจุดศูนย์กลางของชิ้นงานที่มีความหนาแน่นจะเย็นลงในอัตราเดียวกันกับพื้นผิวหรือไม่ เวลาพักเป็นตัวกำหนดว่าความยาวของอุโมงค์ตรงกับความเร็วของเส้นโดยไม่สร้างปัญหาคอขวดหรือไม่ ความสามารถในการทำความเย็นเป็นตัวกำหนดว่าระบบจะรักษาเอาต์พุตที่เสถียรตลอดกะการผลิตทั้งหมดหรือไม่ แทนที่จะค่อยๆ อุ่นเครื่องเมื่อความร้อนโดยรอบสะสม

เมื่อทำผิดทั้งสามข้อแล้วอุโมงค์ก็มีอยู่แต่ไม่สามารถแก้ปัญหาได้

สำหรับผลิตภัณฑ์ขนมระดับพรีเมียม — ผลิตภัณฑ์ที่การตกแต่งพื้นผิวและความแม่นยำของขนาดเป็นส่วนหนึ่งของการนำเสนอคุณค่า — การควบคุมอุณหภูมิไม่ใช่ขั้นตอนการควบคุมคุณภาพที่เกิดขึ้นกับอุปกรณ์ เป็นข้อกำหนดทางวิศวกรรมที่สายการบรรจุได้รับการออกแบบมา

รูปทรงของผลิตภัณฑ์เป็นตัวกำหนดการออกแบบเครื่องจักร

มุมมองทางวิศวกรรม: เรขาคณิตจะกำหนดวิธีการจัดการก่อนที่จะพิจารณาตัวแปรอื่นๆ อมยิ้มทรงกลมม้วนอย่างคาดเดาไม่ได้บนสายพานลำเลียงแบบแบนและติดขัดในช่องป้อนที่ออกแบบมาสำหรับชิ้นส่วนที่หลวม ลูกอมเคี้ยวหนึบรูปหมอนต้องมีการวางแนวสม่ำเสมอในการป้อนอาหารโดยไม่ต้องเชื่อม เม็ดมิ้นต์ที่ถูกบีบอัดมีความเสถียรในมิติ แต่มีรอยแตกที่ขอบภายใต้การกระแทกด้านข้าง คาราเมลทรงสี่เหลี่ยมวางซ้อนกันและเชื่อมต่อกันในลักษณะที่รบกวนรูปแบบการป้อนแบบสั่นสะเทือน

ประเภทสายการบรรจุภัณฑ์เดียวกัน ปัญหาทางวิศวกรรมที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงสี่ประการ

ตัวอย่างเช่น:

กัมมี่

นุ่ม ยืดหยุ่น และเหนียวเล็กน้อย

อุปกรณ์ทั่วไป:

• เครื่องชั่งหลายหัว
  
• เครื่องป้อนแบบสั่นสะเทือน
  
• ถังเคลือบเทฟล่อน

ฮาร์ดแคนดี้

แข็งแต่เปราะ

ข้อควรพิจารณาทางวิศวกรรม ได้แก่:

• การเกิดฝุ่นน้ำตาล
  
• สินค้าแตกหัก
  
• การถ่ายทอดอย่างอ่อนโยน
  
• ความสูงต่ำ

สายการผลิตจำนวนมากรักษาระดับความสูงในการถ่ายโอนไว้ด้านล่าง 50 มม เพื่อลดแรงกระแทกและลดการบิ่นของลูกกวาด อาจติดตั้งตะแกรงแบบสั่นก่อนชั่งน้ำหนักอุปกรณ์เพื่อกำจัดฝุ่นน้ำตาลและเศษเล็กๆ ที่อาจรบกวนการปิดผนึกบรรจุภัณฑ์

เม็ดขนมอัด

ผลิตภัณฑ์ เช่น เม็ดมินต์ ต้องการการป้อนที่มีความเสถียรสูง เนื่องจากความสม่ำเสมอของขนาดส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการนับและการนำเสนอบรรจุภัณฑ์

อมยิ้ม

Lollipops เป็นหนึ่งในการใช้งานบรรจุภัณฑ์ที่ท้าทายที่สุด

ซึ่งแตกต่างจากขนมทั่วไป จุดศูนย์ถ่วงถูกชดเชยด้วยแท่งพลาสติก ซึ่งทำให้การป้อนปริมาณมากแบบธรรมดาไม่เหมาะสม

โดยทั่วไปแล้วผู้ผลิตจะใช้เฉพาะแทน เครื่องวางแนวอมยิ้ม ที่จัดเรียงสินค้าด้วยแท่งไม้ก่อนขนย้ายเข้า เครื่องห่อแบบบิด หรือ เครื่องพันหมอน.

การเลือกระบบการป้อนที่ไม่ถูกต้องสำหรับผลิตภัณฑ์ประเภทนี้มักทำให้เกิดปัญหากระดาษติด ข้อผิดพลาดในการวางแนว และลดประสิทธิภาพของบรรจุภัณฑ์

เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ควรปรับให้เข้ากับผลิตภัณฑ์ — ไม่ใช่อย่างอื่น

มุมมองทางวิศวกรรม: ข้อผิดพลาดในการซื้อบรรจุภัณฑ์ขนมที่พบบ่อยที่สุดไม่ใช่การซื้อเครื่องจักรผิด เป็นการเลือกเครื่องจักรก่อนที่ผลิตภัณฑ์จะเข้าใจอย่างถ่องแท้ จากนั้นจะค้นพบความไม่ตรงกันระหว่างการทดสอบเดินเครื่อง เมื่อการเปลี่ยนทิศทางมีราคาแพง

ความเร็วในการผลิตคือสเป็คที่ถูกเปรียบเทียบก่อน ยังเป็นจุดเริ่มต้นที่มีประโยชน์น้อยที่สุดอีกด้วย เครื่องจักรที่ทำงานด้วยความเร็ว 800 ชิ้นต่อนาทีสำหรับฮาร์ดแคนดี้ทำงานในอัตราเสี้ยวหนึ่งของกัมมี่ ไม่ใช่เพราะพิกัดความเร็วไม่ถูกต้อง แต่เป็นเพราะการดูดความชื้น แรงเสียดทานของพื้นผิว และรูปทรงของผลิตภัณฑ์ไม่เคยถูกนำมาพิจารณาในการเลือก

ตัวแปรที่กำหนดว่าสายการบรรจุมีประสิทธิภาพจริงหรือไม่:

ความสามารถในการไหลของผลิตภัณฑ์ — ความสม่ำเสมอที่ชิ้นงานเคลื่อนที่ผ่านระบบป้อนแบบสั่นสะเทือน สายพาน หรือแรงโน้มถ่วงโดยไม่เกิดการติดกันหรือจับกันเป็นก้อน

แรงเสียดทานพื้นผิว — ไม่ว่าพื้นผิวของลูกอมจะจับหรือเลื่อนไปบนพื้นผิวสัมผัส และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือความชื้นจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร

การดูดความชื้น — ผลิตภัณฑ์ดูดซับความชื้นได้เร็วเพียงใด และการดูดซึมนั้นขัดขวางการป้อนและการปิดผนึกได้เร็วเพียงใด

ความเสถียรของอุณหภูมิ — พิสัยที่ผลิตภัณฑ์คงรูปทรงไว้ภายใต้การสัมผัสทางกล

เรขาคณิตของผลิตภัณฑ์ — ไม่ว่ารูปร่างจะป้อน หมุน และพันอย่างสม่ำเสมอ หรือต้องมีการจัดการแบบพิเศษในแต่ละขั้นตอน

วิธีการให้อาหาร — ไม่ว่าผลิตภัณฑ์นั้นต้องการอุปกรณ์สั่นสะเทือน สายพาน ลิฟต์ หรืออุปกรณ์ปรับทิศทางแบบกำหนดเองเพื่อเข้าสู่ลำดับการบรรจุได้อย่างน่าเชื่อถือ

วัสดุบรรจุภัณฑ์ — คุณสมบัติการกั้นของฟิล์ม อุณหภูมิการซีล และลักษณะพื้นผิว ตรงกับความต้องการของผลิตภัณฑ์หรือไม่

สภาพแวดล้อม — ความชื้นและอุณหภูมิโดยรอบที่สายการผลิตทำงาน และไม่ว่าโรงงานจะควบคุมหรือต้องออกแบบวิศวกรโดยรอบ

หลังจากที่ตัวแปรทั้งแปดนั้นแมปกับผลิตภัณฑ์แล้วเท่านั้น จึงควรเลือกหมวดหมู่เครื่องจักร เช่น VFFS, เครื่องห่อไหลแนวนอน, เครื่องห่อแบบบิด, ระบบถุงสำเร็จรูป หรือสายการผลิตแบบครบวงจร ประเภทเครื่องจักรเป็นไปตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ มันไม่ได้นำหน้าพวกเขา

ลำดับดังกล่าว — ผลิตภัณฑ์มาก่อน เครื่องจักรที่สอง — คือจุดที่ได้รับการออกแบบการหยุดทำงานแทนที่จะจัดการหลังการติดตั้ง

เหตุใดเค้าโครงสายการบรรจุจึงมีความสำคัญมากกว่าความเร็วของเครื่องจักร

มุมมองทางวิศวกรรม: ผู้ผลิตหลายรายให้ความสำคัญกับความเร็วของเครื่องจักรเมื่อเลือกอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์ขนม อย่างไรก็ตาม วิศวกรบรรจุภัณฑ์ที่มีประสบการณ์รู้ดีว่าประสิทธิภาพการผลิตขึ้นอยู่กับสายการบรรจุทั้งหมด ไม่ใช่เครื่องจักรเพียงเครื่องเดียว

เครื่องบรรจุภัณฑ์ความเร็วสูงไม่สามารถชดเชยการป้อนที่ไม่เสถียร การไหลของผลิตภัณฑ์ที่ไม่ดี ปัญหาคอขวด หรือการจัดวางอุปกรณ์ที่ไม่มีประสิทธิภาพ ในโรงงานขนมหลายแห่ง การสูญเสียการผลิตเกิดจากการสมดุลของสายการผลิตที่ไม่เหมาะสม มากกว่าความเร็วการบรรจุที่ไม่เพียงพอ

สายการบรรจุขนมที่มีประสิทธิภาพควรได้รับการออกแบบให้เหมาะสมที่สุด ประสิทธิผลของอุปกรณ์โดยรวม (OEE) โดยการสร้างสมดุลการไหลของผลิตภัณฑ์ ลดการหยุดทำงาน ลดความเสี่ยงในการปนเปื้อน และช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถบำรุงรักษาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ข้อมูลเชิงลึกทางวิศวกรรม: การแบ่งเขตสุขอนามัยช่วยปกป้องความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์

มุมมองทางวิศวกรรม: บรรจุภัณฑ์ขนมหลักต่างจากการดำเนินการบรรจุภัณฑ์รองตรงที่ต้องสัมผัสกับอาหารโดยตรง

ด้วยเหตุนี้ โรงงานขนมสมัยใหม่จึงมักแบ่งพื้นที่การผลิตออกเป็นโซนสุขอนามัยต่างๆ

ขั้นตอนการผลิตโดยทั่วไปมีดังนี้:

การผลิตลูกกวาด → การทำความเย็นผลิตภัณฑ์ → การให้อาหารและบรรจุภัณฑ์หลัก → การตรวจสอบ → บรรจุภัณฑ์รอง → การบรรจุกล่อง → การจัดเรียงบนพาเลท

การไหลของผลิตภัณฑ์แบบทางเดียวนี้ช่วยลดความเป็นไปได้ของการปนเปื้อนข้ามระหว่างขนมที่สัมผัสและวัสดุบรรจุภัณฑ์ภายนอก

พื้นที่บรรจุภัณฑ์หลักมักจะดำเนินการภายใต้ ความกดอากาศเชิงบวกป้องกันฝุ่น เส้นใยกระดาษ และอนุภาคในอากาศที่เกิดขึ้นระหว่างการจัดการกล่องไม่ให้เข้าสู่โซนผลิตภัณฑ์ที่เปิดโล่ง

เพื่อให้สอดคล้องกับระบบการจัดการความปลอดภัยของอาหาร เช่น HACCP, GMPและ บีอาร์ซีจีเอสโดยทั่วไปอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์จะถูกจัดเตรียมเพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานและวัสดุบรรจุภัณฑ์ปฏิบัติตามเส้นทางการจราจรที่แยกจากกันทุกครั้งที่เป็นไปได้

การแบ่งเขตสุขอนามัยที่ดีไม่ได้เป็นเพียงข้อกำหนดในการออกแบบสถานที่เท่านั้น แต่ยังส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ อายุการเก็บรักษา และการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของอาหาร

เหตุใดจึงใช้หุ่นยนต์เดลต้าสำหรับบรรจุภัณฑ์ขนม

การวางตำแหน่งทางกลไกจะทำงานเมื่อผลิตภัณฑ์มีความสม่ำเสมอและป้อนเข้าอย่างสม่ำเสมอ กัมมี่ ลูกอมเคี้ยวหนึบ ลูกอมเนื้อนุ่ม ชิ้นช็อกโกแลต เม็ดมิ้นต์ ซึ่งไม่มี พวกเขามาถึงสถานีบรรจุในทิศทางสุ่ม ระยะห่างแบบสุ่ม และบางครั้งก็สุ่มรูปร่างภายในชุดเดียวกัน รางนำทางเชิงกลที่ออกแบบมาเพื่อปรับทิศทางการกำหนดค่าหนึ่งที่ติดขัดเมื่อชิ้นงานมาถึงต่างกัน

หุ่นยนต์เดลต้า — บางครั้งเรียกว่าหุ่นยนต์แมงมุม — แก้ปัญหานั้นด้วยการมองเห็นมากกว่าการใช้ข้อจำกัดทางกล กล้องอุตสาหกรรมจะอ่านสายพานลำเลียงแบบเรียลไทม์ โดยระบุตำแหน่งและทิศทางของชิ้นส่วนแต่ละชิ้นขณะเคลื่อนที่ ตัวควบคุมการมองเห็นจะประมวลผลข้อมูลนั้นและส่งพิกัดการเลือกไปยังหุ่นยนต์ แขนหุ่นยนต์คำนวณเส้นทางที่เหมาะสมที่สุด หยิบชิ้นส่วน และวางลงในถาด กล่อง หรือบรรจุภัณฑ์ที่ขึ้นรูปด้วยความร้อน ในขณะที่สายพานลำเลียงยังคงเคลื่อนที่อยู่ข้างใต้

ระบบ Pick-and-Place โดยทั่วไปประกอบด้วย:

• หุ่นยนต์เดลต้า
  
• กล้องอุตสาหกรรม
  
• ไฟ LED วิชั่น
  
• ตัวเข้ารหัสการติดตามสายพานลำเลียง
  
• ตัวควบคุมการมองเห็น

ระบบวิชันซิสเต็มจะระบุตำแหน่งและการวางแนวของผลิตภัณฑ์ที่กระจายแบบสุ่ม

จากนั้นหุ่นยนต์จะคำนวณเส้นทางการหยิบที่เหมาะสมที่สุดและขนถ่ายผลิตภัณฑ์ลงในถาด กล่อง หรือบรรจุภัณฑ์ที่ขึ้นรูปด้วยความร้อน โดยไม่รบกวนการเคลื่อนไหวของสายพานลำเลียง

เมื่อเปรียบเทียบกับรถหยิบเชิงกลแบบดั้งเดิม Delta Robots ให้:

• มีความยืดหยุ่นสูง
  
• การเปลี่ยนผลิตภัณฑ์เร็วขึ้น
  
• การจัดการกับผลิตภัณฑ์ที่ผิดปกติได้ดีขึ้น
  
• ลดความซับซ้อนทางกล

สำหรับผู้ผลิตที่ผลิตลูกอมหลายสายพันธุ์ ระบบหยิบและวางด้วยหุ่นยนต์ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการผลิตได้อย่างมาก

ระบบการตรวจสอบเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการบรรจุภัณฑ์

สายการบรรจุขนมที่พันเฉพาะผลิตภัณฑ์นั้นสูญเสียฟังก์ชันไปครึ่งหนึ่ง บรรจุภัณฑ์ทุกชิ้นที่ออกจากสายการผลิตถือเป็นการตัดสินใจด้านการควบคุมคุณภาพด้วย โดยจะทำโดยระบบตรวจสอบอัตโนมัติหรือโดยใครก็ตามที่เปิดบรรจุภัณฑ์ที่ปลายอีกด้านของห่วงโซ่อุปทาน

เครื่องตรวจจับโลหะ

ทุกหน่วยบรรจุภัณฑ์จะผ่านเครื่องตรวจจับก่อนบรรจุภัณฑ์รอง การปนเปื้อนของเหล็ก อโลหะ และเหล็กกล้าไร้สนิม ล้วนมีความสำคัญ — สแตนเลสมีความเกี่ยวข้องมากที่สุดในการผลิตขนม โดยที่พื้นผิวของอุปกรณ์แปรรูปมีแนวโน้มว่าจะเป็นแหล่งปนเปื้อนมากที่สุด การตรวจจับในขั้นตอนนี้หมายความว่าหน่วยที่ได้รับผลกระทบจะออกจากเส้นแทนที่จะออกจากสิ่งอำนวยความสะดวก

ระบบตรวจสอบเอ็กซ์เรย์

เครื่องตรวจจับโลหะค้นหาโลหะ ระบบเอ็กซเรย์ค้นหาสิ่งอื่นๆ ที่เครื่องตรวจจับโลหะพลาด เช่น เศษแก้ว พลาสติกที่มีความหนาแน่น หิน และเศษลูกกวาดที่ขยับเข้าไปในกระดาษห่อหุ้มหรือหายไปทั้งหมด สำหรับขนมระดับพรีเมียมที่น้ำหนักบรรจุภัณฑ์และความสมบูรณ์ของชิ้นเป็นส่วนหนึ่งของมาตรฐานผลิตภัณฑ์ การตรวจเอ็กซเรย์ทันทีหลังจากบรรจุภัณฑ์หลักตรวจพบสิ่งที่ซีลของกระดาษห่อเพียงอย่างเดียวไม่สามารถยืนยันได้

เครื่องตรวจสอบน้ำหนักบนสายพาน

เครื่องชั่งน้ำหนักแบบหลายหัวจะจ่ายสารได้อย่างแม่นยำภายใต้สภาวะปกติ ชิ้นส่วนที่หายไป การป้อนหยุดชะงัก และผลิตภัณฑ์แตกหักระหว่างการห่อ ล้วนสร้างบรรจุภัณฑ์ที่มีน้ำหนักน้อยเกินไปซึ่งผู้ชั่งน้ำหนักไม่เคยเห็นมาก่อน เนื่องจากปัญหาเกิดขึ้นหลังจากขั้นตอนการชั่งน้ำหนัก เครื่องตรวจสอบน้ำหนักบนสายพานที่ทำงานแบบอินไลน์หลังจากบรรจุภัณฑ์จะจับบรรจุภัณฑ์เหล่านั้นก่อนจะเข้าสู่กล่อง ทุกหน่วยได้รับการชั่งน้ำหนัก ความอดทนภายนอกเหล่านั้นจะปฏิเสธโดยอัตโนมัติ

ระบบตรวจสอบด้วยภาพ

ความสมบูรณ์ของซีล ตำแหน่งฉลาก ผลิตภัณฑ์ที่ขาดหายไป ความสามารถในการอ่านรหัสชุดงาน การตรวจสอบรหัสวันที่ การตรวจสอบบาร์โค้ดและรหัส QR — ระบบวิชันตรวจสอบสิ่งที่เทคโนโลยีการตรวจสอบอื่นๆ ไม่ครอบคลุม บรรจุภัณฑ์ที่ผ่านการตรวจจับโลหะ การเอ็กซเรย์ และการตรวจสอบน้ำหนักยังคงสามารถออกจากบรรทัดโดยมีรหัสวันที่อ่านผิดหรือซีลที่ปิดผนึกแต่ไม่ตรง การตรวจสอบด้วยภาพเป็นชั้นที่ตรวจจับการนำเสนอและความล้มเหลวในการตรวจสอบย้อนกลับที่ระบบการตรวจสอบทางกายภาพไม่ได้ออกแบบมาเพื่อค้นหา

เมื่อรวมกันแล้ว ระบบทั้งสี่นี้จะไม่เพิ่มการตรวจสอบในสายการบรรจุ พวกเขาทำการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่ห่อแรกจนถึงกรณีสุดท้าย โดยไม่ต้องอาศัยการสุ่มตัวอย่างเป็นระยะหรือการตรวจสอบที่สิ้นสุดสายการผลิตเพื่อค้นหาสิ่งที่บรรจุไม่ถูกต้อง

ข้อมูลเชิงลึกทางวิศวกรรม: การเข้าถึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตในระยะยาว

ผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพของสายการผลิตบรรจุภัณฑ์ไม่ได้เป็นเพียงความเร็วที่กำหนดเท่านั้น แต่ยังคูณด้วยความเร็วที่กำหนดด้วยเปอร์เซ็นต์ของเวลาที่สายการผลิตทำงานจริงอีกด้วย เวลาหยุดทำงานของการบำรุงรักษา เวลาเปลี่ยน และเวลาทำความสะอาด ทั้งหมดจะถูกลบออกจากตัวเลขนั้น อุปกรณ์ที่เข้าถึงได้ยากทำให้แต่ละกิจกรรมยาวนานเกินความจำเป็น

การเปลี่ยนฟิล์ม การทำความสะอาด การเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ การตรวจสอบรายวัน การบำรุงรักษาเชิงป้องกัน สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นในทุกสายการผลิต ทุกกะ คำถามไม่ใช่ว่าจะเกิดขึ้นหรือไม่ แต่อยู่ที่ว่าจะเกิดขึ้นนานแค่ไหน ปากจับซีลที่ต้องถอดชิ้นส่วนบางส่วนเพื่อทำความสะอาดจะใช้เวลานานกว่าขากรรไกรที่ออกแบบให้เข้าถึงได้อย่างรวดเร็วถึงสามเท่า ความแตกต่างดังกล่าวเกิดขึ้นซ้ำๆ ในทุกรอบการทำความสะอาดตลอดทั้งปี ทำให้เกิดช่องว่างที่วัดได้ในผลผลิตจริง

ความกว้างของทางเดินในการบำรุงรักษาคือจุดเริ่มต้น แผนสิ่งอำนวยความสะดวกขนมส่วนใหญ่ 800–1,000 มม ระหว่างเครื่องจักร — เพียงพอสำหรับผู้ปฏิบัติงานในการทำงานบนด้านใดด้านหนึ่งของชิ้นส่วนอุปกรณ์โดยไม่ต้องเปลี่ยนตำแหน่งเครื่องจักรที่อยู่ติดกันเพื่อให้เข้าถึงได้ ทางเดินที่แคบกว่าจะดูมีประสิทธิภาพบนแผนผังชั้นและลดต้นทุนเวลาดำเนินการในทุกเหตุการณ์การบำรุงรักษา

หลักการของ SMED — การแลกเปลี่ยนแม่พิมพ์ในหนึ่งนาที — ใช้โดยตรงกับการเปลี่ยนอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์ เครื่องมือแบบเปลี่ยนเร็ว ชุดประกอบรางสไลด์ และการปรับโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือ ให้ผู้ปฏิบัติงานเปลี่ยนท่อขึ้นรูป ปากซีล รางนำ และเปลี่ยนชิ้นส่วนภายในไม่กี่นาทีแทนที่จะใช้เวลาเป็นชั่วโมง ข้อกำหนดทางวิศวกรรมคือชิ้นส่วนที่ต้องเปลี่ยนระหว่างการเปลี่ยนควรสามารถเข้าถึงได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือ ถอดออกได้โดยไม่รบกวนส่วนประกอบที่อยู่ติดกัน และสามารถเปลี่ยนได้โดยไม่ต้องปรับเทียบใหม่

สำหรับผู้ผลิตขนมที่ใช้ผลิตภัณฑ์ตามฤดูกาล บรรจุภัณฑ์เพื่อการส่งเสริมการขาย หรือรสชาติที่หลากหลาย ความถี่ในการเปลี่ยนแปลงจะสูงพอที่จะประหยัดเวลาต่อการเปลี่ยนแปลงสารประกอบอย่างรวดเร็วเพื่อนำกำลังการผลิตกลับมาใช้ใหม่ ไม่ใช่เป็นการปรับปรุง OEE ตามทฤษฎี แต่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติม สายการผลิตจึงสามารถดำเนินการได้จริง

การเลือกเครื่องบรรจุขนมที่เหมาะสมสำหรับผลิตภัณฑ์ต่างๆ

ผลิตภัณฑ์ขนมที่แตกต่างกันต้องใช้เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกัน

ความเร็วคือข้อมูลจำเพาะที่ได้รับการเปรียบเทียบเป็นอันดับแรกในการประเมินอุปกรณ์ส่วนใหญ่ นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญน้อยที่สุดในการแยกออกจากกัน ผลิตภัณฑ์ที่ทำงานเร็วกว่าเครื่องจักรที่ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมที่ไม่ได้ออกแบบมาให้ ไม่สามารถซิงโครไนซ์กับผลิตภัณฑ์ได้ สร้างการคัดแยกต่อชั่วโมงมากขึ้น ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมากขึ้น

การประเมินที่นำไปสู่สายการผลิตที่ทำงานจริงครอบคลุมถึงคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ กำลังการผลิต รูปแบบบรรจุภัณฑ์ ข้อกำหนดด้านสุขอนามัย ระบบการตรวจสอบ และช่องว่างด้านบน ตัวแปรแต่ละตัวส่งผลต่อโหมดความล้มเหลวที่แตกต่างกัน การทำให้ถูกต้องโดยรวมคือสิ่งที่แยกสายการผลิตที่ทำงานด้วยความจุสูงสุดออกจากสายการผลิตที่วิ่งเพียงเศษเสี้ยวในขณะที่ทีมวิศวกรหาสาเหตุว่าทำไม

สายการผลิตที่ออกแบบโดยคำนึงถึงผลิตภัณฑ์ตั้งแต่เริ่มต้นมีประสิทธิภาพเหนือกว่าสายการผลิตที่ประกอบจากเครื่องจักรที่ทำงานรวดเร็วทีละเครื่อง ความแตกต่างไม่ได้แสดงอยู่ในการเปรียบเทียบแผ่นข้อมูลจำเพาะ แต่เป็นผลผลิตจริงในรอบการผลิตสิบสองเดือน

สายการบรรจุขนมที่สมบูรณ์

สายการบรรจุขนมอัตโนมัติเต็มรูปแบบอาจรวมถึง:

ระบบทำอาหาร
↓
อุโมงค์ระบายความร้อน
↓
เครื่องป้อนแบบสั่นสะเทือน
↓
เครื่องชั่งหลายหัว / เครื่องนับ
↓
วีเอฟเอฟเอส หรือ เครื่องห่อไหลแนวนอน
↓
เครื่องตรวจจับโลหะ
↓
เครื่องตรวจสอบน้ำหนักบนสายพาน
↓
ระบบตรวจสอบ
↓
เครื่องบรรจุกล่อง
↓
เคสแพ็คเกอร์
↓
เครื่องจัดเรียงพาเลท

เครื่องจักรแต่ละเครื่องมีส่วนช่วยในเรื่องประสิทธิภาพการผลิต คุณภาพบรรจุภัณฑ์ ความปลอดภัยของอาหาร และการตรวจสอบย้อนกลับของผลิตภัณฑ์

โซลูชันการบรรจุที่ดีที่สุดจึงไม่ใช่เครื่องจักรเพียงเครื่องเดียว แต่เป็นระบบบรรจุภัณฑ์แบบครบวงจรที่ออกแบบโดยคำนึงถึงคุณลักษณะเฉพาะของลูกอม

ทำไมต้องเลือก ZONESUN?

ZONESUNอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์ขนมของครอบคลุมลำดับการผลิตทั้งหมด — ระบบการให้อาหาร เครื่องชั่งแบบหลายหัว เครื่องนับ เครื่องบรรจุภัณฑ์ VFFS เครื่องห่อไหลแนวนอน เครื่องบรรจุกล่อง เครื่องตรวจสอบน้ำหนักบนสายพาน เครื่องตรวจจับโลหะ และสายการผลิตอัตโนมัติที่สมบูรณ์ กัมมี่ ลูกอมชนิดแข็ง อมยิ้ม มิ้นต์ ช็อกโกแลต ลูกอมเคี้ยวหนึบ กลุ่มผลิตภัณฑ์ของอุปกรณ์ต่างๆ สะท้อนให้เห็นถึงความแตกต่างทางวิศวกรรมระหว่างผลิตภัณฑ์เหล่านี้ ไม่ใช่รูปแบบเดียวที่ปรับให้เข้ากับผลิตภัณฑ์ทั้งหมด

กระบวนการประเมินเริ่มต้นด้วยผลิตภัณฑ์ ซึ่งสอดคล้องกับสิ่งที่คู่มือนี้ครอบคลุม ประเภทของลูกอม ความสามารถในการไหล ความสามารถในการดูดความชื้น รูปแบบบรรจุภัณฑ์ กำลังการผลิต แผนการขยาย สิ่งเหล่านี้ได้รับการแมปก่อนที่จะระบุอุปกรณ์ บรรทัดที่แนะนำโดยไม่มีการแม็ปนั้นคือบรรทัดที่แนะนำโดยไม่เข้าใจว่าสิ่งใดจะทำงานบนนั้น

การอัพเกรดไลน์ที่มีอยู่หรือสร้างไลน์ใหม่ — จุดเริ่มต้นก็เหมือนเดิม ส่งรายละเอียดการสมัคร: ประเภทลูกอม ปริมาณการผลิต รูปแบบบรรจุภัณฑ์ เงื่อนไขของโรงงาน และข้อกำหนดในการตรวจสอบหรือตรวจสอบย้อนกลับที่เฉพาะเจาะจงใดๆ การกำหนดค่าอุปกรณ์เป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะเหล่านั้น

สำรวจ ZONESUNโซลูชั่นบรรจุภัณฑ์ขนมของที่ www.zonesuntech.com.

บทสรุป

ความท้าทายทางวิศวกรรมที่คู่มือนี้กล่าวถึงนั้นไม่ใช่ทฤษฎี กัมมี่ดูดความชื้นที่ติดอยู่ในฮอปเปอร์, ช็อกโกแลตที่ไวต่ออุณหภูมิเปลี่ยนรูปภายใต้การสัมผัสทางกล, ลูกอมแข็งเปราะที่บิ่นผ่านเครื่องป้อนความเร็วสูง, อมยิ้มที่มีรูปทรงไม่สม่ำเสมอติดขัดในระบบการวางแนว - ปัญหาเหล่านี้คือปัญหาการผลิตที่เกิดขึ้นในสายการผลิตซึ่งมีการเลือกอุปกรณ์ก่อนที่จะเข้าใจผลิตภัณฑ์อย่างสมบูรณ์

ตัวแปรที่กำหนดว่าสายการบรรจุลูกอมทำงานอย่างสม่ำเสมอหรือไม่ — ความสามารถในการไหล การควบคุมความชื้น ข้อกำหนดในการทำความเย็น การแบ่งเขตที่ถูกสุขลักษณะ ความจุบัฟเฟอร์ ความครอบคลุมในการตรวจสอบ การซิงโครไนซ์สายการผลิต — ตัวแปรแต่ละตัวส่งผลต่อโหมดความล้มเหลวที่แตกต่างกัน เส้นที่ทำให้ถูกต้องทั้งหมดไม่เพียงแต่วิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น โดยจะใช้เวลานานขึ้น โดยมีการคัดแยกน้อยลง การหยุดโดยไม่ได้วางแผนน้อยลง และต้นทุนต่อหน่วยบรรจุภัณฑ์ที่ต่ำกว่าตลอดอายุการใช้งาน

เครื่องจักรที่เร็วที่สุดในตลาด ซึ่งติดตั้งบนสายการผลิตที่ไม่ได้ออกแบบมาให้เหมาะกับผลิตภัณฑ์ที่กำลังทำงานอยู่ มีประสิทธิภาพต่ำกว่าเครื่องจักรที่ช้ากว่าในสายการผลิตเดิม นั่นคือข้อสรุปที่หลักฐานทางวิศวกรรมในคู่มือนี้ชี้ให้เห็น — และเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการลงทุนบรรจุภัณฑ์ขนมที่คุ้มค่า