Come una linea automatica di cartonaggio dei macaroni migliora l'efficienza dell'imballaggio della pasta
Per i produttori industriali di pasta, il confezionamento non è più semplicemente l'ultimo passaggio dopo la produzione. Influenza direttamente la qualità del prodotto, i requisiti di manodopera, la tracciabilità, l'efficienza del magazzino e la capacità di rispondere ai diversi formati di vendita al dettaglio.
Maccheroni, penne, fusilli e altri prodotti di pasta corta possono essere confezionati in sacchetti interni, vassoi, fasci o direttamente in cartoni idonei. Ogni formato crea requisiti diversi per l'alimentazione, il controllo della porzione, l'allineamento del prodotto, il caricamento del cartone e la gestione di fine linea.
Una linea automatica di inscatolamento per maccheroni collega queste singole operazioni in un unico sistema coordinato. Dall'alimentazione della pasta e dal raggruppamento robotizzato all'ispezione del cartone, al confezionamento in astucci e alla pallettizzazione, l'intera linea è progettata per ridurre la manipolazione manuale ripetuta, mantenendo al contempo una qualità di confezionamento costante.
Il concetto di linea di confezionamento SieracTech integra la manipolazione robotizzata guidata da visione, l'inscatolamento automatico, la codifica, il controllo del peso, il confezionamento in astucci e la gestione dei pallet all'interno di un'architettura di produzione modulare. La soluzione tecnica di riferimento include una piattaforma di inscatolamento con una capacità fino a 75 cartoni al minuto, insieme al caricamento robotizzato, all'ispezione e alle attrezzature automatiche di fine linea. Le prestazioni effettive dipendono dal formato della pasta, dalle dimensioni del cartone, dallo schema di caricamento e dall'alimentazione del prodotto a monte.
La pasta corta può sembrare facile da manipolare, ma le sue caratteristiche fisiche possono creare diverse sfide di confezionamento.
Diverse forme di pasta hanno diverse densità apparenti e comportamenti di flusso. I maccheroni a gomito possono muoversi agevolmente attraverso un sistema di alimentazione, mentre i fusilli possono agganciarsi e le penne possono creare ponti all'interno di canali stretti. La pasta secca è anche vulnerabile alla rottura quando le altezze di trasferimento, le velocità dei nastri trasportatori o gli impatti meccanici non sono controllati correttamente.
I produttori devono quindi considerare più della capacità nominale della macchina inscatolare. Una linea stabile deve anche gestire:
- Alimentazione continua del prodotto dal processo a monte
- Conteggio o pesatura accurati
- Accumulo controllato del prodotto
- Orientamento corretto della confezione
- Apertura affidabile del cartone
- Inserimento delicato del prodotto
- Codifica e verifica della qualità
- Confezionamento in astucci e logistica dei pallet
Se una sezione non riesce a soddisfare la capacità richiesta, l'intera linea potrebbe subire frequenti arresti, anche se la inscatolare principale è in grado di funzionare più velocemente.
Una linea completa di confezionamento per maccheroni segue normalmente una sequenza coordinata.
I prodotti di pasta o le buste di pasta sigillate entrano nella linea attraverso un nastro trasportatore compatibile con gli alimenti. A seconda del formato del prodotto, la sezione di alimentazione può includere un elevatore, un distributore vibrante, un nastro di accumulo, un nastro trasportatore multi-corsia o un collegamento a una macchina insaccatrice esistente.
Il sistema di allineamento crea uno spazio controllato prima che i prodotti entrino nella sezione di conteggio o raggruppamento. Sensori fotoelettrici monitorano la presenza del prodotto e il carico del nastro trasportatore.
Dove le buste di pasta finite arrivano in posizioni casuali, una telecamera aerea può identificarne le coordinate e l'orientamento. Un robot parallelo preleva quindi le buste dal nastro trasportatore in movimento e le posiziona nello schema di caricamento richiesto.
Questo approccio guidato dalla visione è utile quando il prodotto deve essere ruotato, alternato o organizzato in più strati prima dell'inscatolamento.
Il metodo di conteggio dipende dal formato di confezionamento.
I maccheroni sfusi possono essere porzionati per peso, dosaggio volumetrico o un sistema di conteggio dedicato. Le buste, i vassoi o i fasci finiti possono essere contati utilizzando sensori fotoelettrici e indicizzazione servo-controllata.
Una volta confermata la quantità richiesta, l'unità di raccolta dispone i prodotti secondo la ricetta di caricamento del cartone. I prodotti possono essere posizionati:
- Affiancati
- In più strati
- In orientamenti alternati
- In uno schema di buste impilate
- In un vassoio o supporto
Il gruppo completato viene rilasciato solo dopo che la quantità e la posizione programmate sono state verificate.
Cartoni piatti e pre-incollati vengono caricati in un magazzino. Un sensore di basso livello di cartoni monitora la scorta rimanente e avvisa l'operatore quando è necessaria la ricarica.
Un meccanismo di alimentazione cartoni servo-controllato avanza un cartone alla volta. Ventose a vuoto rimuovono il cartone dal magazzino e lo trascinano attraverso guide di formatura in modo che si apra nella forma corretta.
I sensori verificano che il cartone si sia aperto correttamente prima di essere trasferito alla stazione di caricamento. I cartoni formati in modo errato possono essere fermati o scartati prima dell'inserimento del prodotto.
Alla stazione di caricamento, il sistema di controllo conferma che sia il gruppo di prodotti che il cartone sono pronti.
I prodotti vengono inseriti utilizzando un spintore servo, un meccanismo di caricamento robotizzato o un'unità di trasferimento a caricamento dall'alto. Guide di posizionamento stabilizzano il cartone durante il caricamento e aiutano a prevenire danni alle alette del cartone.
Una strategia coordinata di controllo no-product/no-carton aiuta a ridurre lo spreco di materiale di imballaggio:
- Nessun prodotto disponibile: la macchina non apre inutilmente un cartone.
- Nessun cartone presente: il gruppo di prodotti non viene spinto nell'area di caricamento.
- Quantità di gruppo errata: il gruppo interessato viene trattenuto o scartato.
Il movimento servo consente di regolare la velocità di caricamento, l'accelerazione e la distanza di percorrenza in base alla ricetta del prodotto.
Ove richiesto, un inseritore di foglietti può inserire nel cartone istruzioni di cottura, ricette, fogli promozionali o informazioni di conformità.
Dopo il caricamento, il cartone passa attraverso la sezione di chiusura. Le alette antipolvere e le alette principali vengono piegate nella sequenza corretta. Le opzioni di chiusura possono includere:
- Chiusura a linguetta a incastro
- Sigillatura con colla a caldo
- Strutture di bloccaggio personalizzate
- Design di cartoni antimanomissione
Il metodo selezionato dipende dalla costruzione del cartone, dai requisiti del rivenditore, dalle preferenze adesive e dalle esigenze di protezione del prodotto.
Una stampante applica informazioni di produzione variabili come:
- Data di produzione
- Data di scadenza
- Numero di lotto
- Codice turno
- Codice stabilimento
- Codice a barre o data matrix
La stampa a getto d'inchiostro continuo, a getto d'inchiostro termico, la codifica laser e l'etichettatura print-and-apply possono essere integrate in base al materiale del cartone e ai requisiti di qualità di stampa.
Una stazione di ispezione visiva può quindi verificare le informazioni stampate, l'orientamento del cartone, la leggibilità del codice a barre, la posizione dell'etichetta e le condizioni delle alette. I cartoni non conformi vengono indirizzati a una stazione di scarto automatico.
Il controllo dinamico del peso fornisce un ulteriore metodo per rilevare quantità di prodotto mancanti o errate.
La proposta di riferimento include un controllo del peso per cartoni con una capacità superiore a 75 cartoni al minuto e comunicazione MODBUS TCP. Le tolleranze di peso, la velocità del nastro e i limiti di scarto possono essere memorizzati come ricette di prodotto.
Le prestazioni del controllo del peso sono influenzate da:
- Peso del prodotto
- Dimensioni del cartone
- Stabilità del nastro trasportatore
- Spaziatura del prodotto
- Movimento dell'aria
- Vibrazioni dello stabilimento
- Precisione di pesatura richiesta
Il controllo del peso dovrebbe quindi essere selezionato in base al prodotto confezionato effettivo piuttosto che solo alla velocità massima della macchina.
I cartoni da vendita accettati vengono accumulati e disposti per il confezionamento secondario.
Un inscatolatore automatico di astucci forma astucci di spedizione in cartone ondulato. L'inscatolare quindi carica il numero richiesto di cartoni secondo lo schema di file e strati selezionato. Dopo il caricamento, l'astuccio viene chiuso utilizzando nastro adesivo o colla a caldo.
Un'etichetta logistica può essere stampata e applicata all'astuccio finito. Il controllo del peso opzionale dell'astuccio fornisce un'ulteriore fase di verifica prima della pallettizzazione.
Alla stazione di pallettizzazione, un robot collaborativo o industriale impila gli astucci secondo uno schema di pallet memorizzato. Un dispensatore automatico di pallet e un nastro trasportatore per pallet possono essere aggiunti per ridurre la movimentazione manuale dei pallet.
Il conteggio manuale, il raggruppamento, il caricamento dei cartoni e l'impilamento dei pallet richiedono più operatori e possono creare una produzione incoerente durante lunghi turni di produzione.
Automatizzare questi compiti consente agli operatori di concentrarsi sul rifornimento dei materiali, sul monitoraggio della qualità e sulla gestione della produzione piuttosto che sulla manipolazione ripetitiva.
Una linea di confezionamento coordinata corrisponde alla velocità operativa di ogni stazione. Nastri trasportatori di accumulo, interblocchi di linea e sensori di prodotto aiutano a mantenere un flusso continuo tra le attrezzature a monte, la inscatolare e le macchine di fine linea.
Il risultato non è solo una velocità nominale più elevata, ma anche meno arresti brevi causati da carenza di prodotto o congestione a valle.
Il caricamento servo-controllato, le regolazioni basate su ricette e l'ispezione automatica forniscono un processo più ripetibile rispetto al confezionamento manuale.
L'apertura del cartone, il posizionamento del prodotto, la chiusura delle alette e la codifica vengono eseguite secondo parametri definiti. Ciò contribuisce a migliorare l'aspetto dei cartoni da vendita al dettaglio e a ridurre i difetti di confezionamento.
Il conteggio, l'ispezione visiva, la verifica del codice a barre, il rilevamento metalli e il controllo del peso possono essere combinati in base alla strategia di sicurezza alimentare e controllo qualità del cliente.
Ogni tecnologia di ispezione serve a uno scopo diverso. Un controllo del peso non sostituisce un sistema di visione, e l'ispezione visiva non sostituisce il rilevamento metalli. La combinazione corretta dovrebbe basarsi su un'analisi dei rischi di confezionamento effettivi.
Una linea di confezionamento modulare per maccheroni può essere configurata per diversi prodotti e dimensioni di cartone.
Le impostazioni utilizzate frequentemente possono essere memorizzate come ricette, tra cui:
- Velocità del nastro trasportatore
- Quantità di conteggio
- Schema robot
- Posizione servo
- Criteri di ispezione
- Tolleranza di peso
- Ritardo di scarto
- Schema pallet
Potrebbero essere ancora necessari parti di formato meccaniche quando le dimensioni dei cartoni differiscono in modo significativo, ma le regolazioni senza attrezzi e le ruote a mano graduate possono ridurre i tempi di cambio.
Le moderne linee di confezionamento possono scambiare dati con sistemi MES, ERP, SCADA e di magazzino.
Le informazioni disponibili possono includere:
- Ordine di produzione attivo
- Ricetta del prodotto
- Numero di lotto
- Produzione totale
- Quantità scartata
- Cronologia allarmi
- Risultati controllo peso
- Risultati ispezione
- Registri tempi di fermo
Queste informazioni aiutano i produttori a migliorare la tracciabilità, analizzare le perdite di produzione e pianificare la manutenzione preventiva.
Una proposta affidabile richiede più informazioni della velocità di produzione target.
Prima di selezionare una linea automatica di inscatolamento per maccheroni, il produttore dovrebbe fornire:
- Tipo di pasta e campioni fisici
- Formato del confezionamento primario
- Dimensioni del prodotto o della busta
- Peso del prodotto
- Disegni e campioni fisici dei cartoni
- Numero di prodotti per cartone
- Cartoni richiesti al minuto
- Metodo di chiusura del cartone
- Requisiti di codifica e ispezione
- Schema di confezionamento in astucci
- Dimensioni del pallet e schema di pallettizzazione
- Informazioni sulle attrezzature a monte esistenti
- Layout della fabbrica e altezza del soffitto
- Tensione e aria compressa disponibili
- Marche preferite di componenti elettrici
Il test dei campioni fisici è particolarmente importante per i prodotti di pasta. Consente al team di ingegneria di valutare il flusso del prodotto, la formazione di ponti, la rottura, la presa, il caricamento del cartone e la qualità del confezionamento finale prima che la progettazione della macchina sia completata.
La macchina inscatolare principale è solo una parte di un progetto di confezionamento di maccheroni di successo.
La stabilità dell'alimentazione, la manipolazione del prodotto, l'ispezione, il confezionamento in astucci, la comunicazione e la logistica dei pallet influenzano tutti le prestazioni complessive. Selezionare ogni macchina separatamente senza considerare l'equilibrio della linea può causare colli di bottiglia, accumulo eccessivo e tempi di fermo non necessari.
SieracTech Packaging sviluppa soluzioni modulari di confezionamento per pasta basate sul prodotto effettivo del cliente, sul cartone, sulla capacità produttiva e sulle condizioni della fabbrica. La linea può essere configurata da un sistema di inscatolamento autonomo a una soluzione chiavi in mano completa che copre l'alimentazione del prodotto, il raggruppamento robotizzato, l'ispezione, il confezionamento in astucci e la pallettizzazione.
Il modo più efficace per sviluppare una linea automatica di inscatolamento per maccheroni è iniziare con materiali di produzione rappresentativi.
Inviare a SieracTech Packaging i campioni di pasta, le buste finite, i disegni dei cartoni, le dimensioni degli astucci, la velocità target e il layout della fabbrica. Il team di ingegneria potrà quindi preparare un concetto di processo personalizzato, un elenco delle attrezzature, un layout preliminare e una proposta tecnica per le vostre esigenze di produzione.
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