Como uma Linha Automática de Cartuchamento de Macarrão Melhora a Eficiência da Embalagem de Massas
Para os fabricantes de massas industriais, a embalagem não é mais simplesmente a etapa final após a produção. Afeta diretamente a qualidade do produto, os requisitos de mão de obra, a rastreabilidade, a eficiência do armazém e a capacidade de responder às mudanças nos formatos de varejo.
Macarrão, penne, fusilli e outros produtos de massa curta podem ser embalados em sacos internos, bandejas, fardos ou diretamente em caixas adequadas. Cada formato cria requisitos diferentes para alimentação, controle de porções, alinhamento de produtos, carregamento de caixas e manuseio no final da linha.
Uma linha automática de embalagem de macarrão conecta essas operações individuais em um sistema coordenado. Da alimentação de massas e agrupamento robótico à inspeção de caixas, embalagem de caixas e paletização, a linha completa foi projetada para reduzir o manuseio manual repetido, mantendo ao mesmo tempo uma qualidade de embalagem consistente.
O conceito da linha SieracTech Packaging integra manuseio robótico guiado por visão, encartuchamento automático, codificação, verificação de peso, embalagem de caixas e manuseio de paletes dentro de uma arquitetura de produção modular. A solução técnica de referência inclui uma plataforma de embalagem com capacidade para até 75 caixas por minuto, juntamente com carregamento robótico, inspeção e equipamentos automatizados de fim de linha. O desempenho real depende do formato da massa, do tamanho da caixa, do padrão de carregamento e do fornecimento do produto a montante
A massa curta pode parecer fácil de manusear, mas suas características físicas podem criar vários desafios de embalagem.
Diferentes formatos de massa têm diferentes densidades aparentes e comportamentos de fluxo. O macarrão de cotovelo pode mover-se suavemente através de um sistema de alimentação, enquanto o fusilli pode se interligar e o penne pode fazer ponte dentro de canais estreitos. A massa seca também é vulnerável à quebra quando as alturas de transferência, as velocidades do transportador ou os impactos mecânicos não são controlados adequadamente.
Os fabricantes devem, portanto, considerar mais do que a produção nominal da máquina de encadernação. Uma linha estável também deve gerenciar:
- Fornecimento contínuo de produtos do processo upstream
- Contagem ou pesagem precisa
- Acumulação controlada de produtos
- Orientação correta da embalagem
- Abertura confiável da caixa
- Inserção suave do produto
- Codificação e verificação de qualidade
- Embalagem de caixas e logística de paletes
Se uma seção não corresponder à capacidade necessária, a linha completa poderá sofrer paradas frequentes, mesmo quando a encartuchadora principal for capaz de operar mais rapidamente.
Uma linha completa de embalagem de macarrão normalmente segue uma sequência coordenada.
Produtos de massa ou embalagens de massa seladas entram na linha através de um transportador compatível com alimentos. Dependendo do formato do produto, a seção de alimentação pode incluir elevador, distribuidor vibratório, esteira de acumulação, transportador multipistas ou conexão a uma ensacadora existente.
O sistema de alinhamento cria um espaçamento controlado antes dos produtos entrarem na seção de contagem ou agrupamento. Sensores fotoelétricos monitoram a presença do produto e o carregamento do transportador.
Onde os pacotes de massa pronta chegam em posições aleatórias, uma câmera suspensa pode identificar suas coordenadas e orientação. Um robô paralelo retira então as bolsas do transportador móvel e as coloca no padrão de carregamento necessário.
Essa abordagem orientada pela visão é útil quando o produto precisa ser girado, alternado ou organizado em múltiplas camadas antes de ser embalado.
O método de contagem depende do formato da embalagem.
O macarrão solto pode ser porcionado por peso, dosagem volumétrica ou sistema de contagem dedicado. Bolsas, bandejas ou pacotes acabados podem ser contados usando sensores fotoelétricos e indexação servo-controlada.
Uma vez confirmada a quantidade necessária, a unidade de separação organiza os produtos de acordo com a receita de carregamento da caixa. Os produtos poderão ser colocados:
- Lado a lado
- Em múltiplas camadas
- Em orientações alternadas
- Em um padrão de bolsa empilhada
- Em uma bandeja ou transportadora
O grupo concluído é liberado somente após a verificação da quantidade e posição programadas.
Caixas planas e pré-coladas são carregadas em um magazine. Um sensor de pouca caixa monitora o suprimento restante e alerta o operador quando é necessário reabastecer.
Um mecanismo servo-acionado de alimentação de caixas avança uma peça bruta de cada vez. Ventosas a vácuo removem a caixa do magazine e puxam-na através das guias de formação para que ela se abra no formato correto.
Sensores verificam se a caixa foi aberta com sucesso antes de ser transferida para a estação de carregamento. Caixas formadas incorretamente podem ser interrompidas ou rejeitadas antes da inserção do produto.
Na estação de carregamento, o sistema de controle confirma que tanto o grupo de produtos quanto a caixa estão prontos.
Os produtos são inseridos usando um servo empurrador, mecanismo de carregamento robótico ou unidade de transferência de carga superior. As guias de posicionamento estabilizam a caixa durante o carregamento e ajudam a evitar danos às abas da caixa.
Uma estratégia coordenada de controle sem produto/sem caixa ajuda a reduzir o desperdício de material de embalagem:
- Nenhum produto disponível: a máquina não abre uma caixa desnecessariamente.
- Nenhuma caixa presente: o grupo de produtos não é empurrado para a área de carregamento.
- Quantidade de grupo incorreta: o grupo afetado é retido ou rejeitado.
O movimento servo permite que a velocidade de carregamento, a aceleração e a distância percorrida sejam ajustadas de acordo com a receita do produto.
Quando necessário, um inseridor de folhetos pode colocar instruções de cozimento, receitas, folhetos promocionais ou informações de conformidade na embalagem.
Após o carregamento, a caixa passa pela seção de fechamento. As abas contra poeira e as abas principais são dobradas na sequência correta. As opções de fechamento podem incluir:
- Fechamento com aba dobrada
- Selagem com cola quente
- Estruturas de bloqueio personalizadas
- Projetos de caixas invioláveis
O método selecionado depende da construção da caixa, dos requisitos do varejista, das preferências adesivas e das necessidades de proteção do produto.
Uma impressora aplica informações de produção variáveis, como:
- Data de produção
- Data de validade
- Número do lote
- Código de turno
- Código de fábrica
- Código de barras ou matriz de dados
Jato de tinta contínuo, jato de tinta térmico, codificação a laser e etiquetagem de impressão e aplicação podem ser integrados de acordo com o material da caixa e os requisitos de qualidade de impressão.
Uma estação de inspeção visual pode então verificar as informações impressas, a orientação da caixa, a legibilidade do código de barras, a posição da etiqueta e a condição da aba. As caixas com falha são rastreadas até uma estação de rejeição automática.
A verificação de peso dinâmica fornece um método adicional de detecção de quantidades de produtos faltantes ou incorretas.
A proposta de referência inclui um controlador de peso de caixas com capacidade acima de 75 caixas por minuto e comunicação MODBUS TCP. Tolerâncias de peso, velocidade da esteira e limites de rejeição podem ser armazenados como receitas de produtos.
O desempenho da verificação de peso é influenciado por:
- Peso do produto
- Dimensões da caixa
- Estabilidade do transportador
- Espaçamento do produto
- Movimento do ar
- Vibração de fábrica
- Precisão de pesagem necessária
O controlador de peso deve, portanto, ser selecionado de acordo com o produto embalado real e não apenas com a velocidade máxima da máquina.
As caixas de varejo aceitas são acumuladas e organizadas para embalagem secundária.
Um montador automático de caixas forma caixas de transporte corrugadas. A empacotadora então carrega o número necessário de caixas de acordo com a linha selecionada e o padrão de camada. Após o carregamento, a caixa é fechada com fita adesiva ou adesivo hot-melt.
Uma etiqueta logística pode ser impressa e aplicada na caixa acabada. A verificação de peso opcional da caixa fornece outra etapa de verificação antes da paletização.
Na estação de paletização, um robô colaborativo ou industrial empilha as caixas de acordo com um padrão de palete armazenado. Um dispensador automático de paletes e um transportador de paletes podem ser adicionados para reduzir o manuseio manual de paletes.
A contagem manual, o agrupamento, o carregamento de caixas e o empilhamento de paletes exigem vários operadores e podem criar resultados inconsistentes durante longos turnos de produção.
A automatização destas tarefas permite que os operadores se concentrem no reabastecimento de materiais, na monitorização da qualidade e na gestão da produção, em vez de no manuseamento repetitivo.
Uma linha de embalagem coordenada corresponde à velocidade operacional de cada estação. Transportadores de acumulação, intertravamentos de linha e sensores de produto ajudam a manter um fluxo contínuo entre o equipamento upstream, a encartuchadora e as máquinas de final de linha.
O resultado não é apenas uma velocidade nominal mais alta, mas também menos paradas curtas causadas por falta de produto ou congestionamento a jusante.
O carregamento servocontrolado, os ajustes baseados em receitas e a inspeção automática proporcionam um processo mais repetível do que o empacotamento manual.
A abertura da caixa, a colocação do produto, o fechamento da aba e a codificação são realizados de acordo com parâmetros definidos. Isso ajuda a melhorar a aparência das caixas de varejo e a reduzir defeitos de embalagem.
Contagem, inspeção visual, verificação de código de barras, detecção de metais e verificação de peso podem ser combinadas de acordo com a estratégia de segurança alimentar e controle de qualidade do cliente.
Cada tecnologia de inspeção tem uma finalidade diferente. Um controlador de peso não substitui um sistema de visão e a inspeção visual não substitui a detecção de metais. A combinação correta deve basear-se numa análise dos riscos reais da embalagem.
Uma linha modular de embalagens de macarrão pode ser configurada para diversos produtos e tamanhos de embalagens cartonadas.
As configurações usadas com frequência podem ser armazenadas como receitas, incluindo:
- Velocidade do transportador
- Contando quantidade
- Padrão de robô
- Posição servo
- Critérios de inspeção
- Tolerância de peso
- Rejeitar atraso
- Padrão de palete
Peças de formato mecânico ainda podem ser necessárias quando as dimensões da caixa diferem significativamente, mas ajustes sem ferramentas e volantes dimensionados podem reduzir o tempo de troca.
As linhas de embalagem modernas podem trocar dados com sistemas MES, ERP, SCADA e sistemas de armazém.
As informações disponíveis podem incluir:
- Ordem de produção ativa
- Receita do produto
- Número do lote
- Produção total
- Rejeitar quantidade
- Histórico de alarmes
- Resultados do verificador de peso
- Resultados da inspeção
- Registros de tempo de inatividade
Essas informações ajudam os fabricantes a melhorar a rastreabilidade, analisar perdas de produção e planejar manutenções preventivas.
Uma proposta confiável requer mais informações do que a velocidade de produção desejada.
Antes de selecionar uma linha automática de embalagem de macarrão, o fabricante deve fornecer:
- Tipo de massa e amostras físicas
- Formato de embalagem primária
- Dimensões do produto ou bolsa
- Peso do produto
- Desenhos de caixas e amostras físicas
- Número de produtos por caixa
- Caixas necessárias por minuto
- Método de fechamento de caixa
- Requisitos de codificação e inspeção
- Padrão de embalagem de caixa
- Tamanho do palete e padrão de paletização
- Informações existentes sobre equipamentos upstream
- Layout de fábrica e altura do teto
- Tensão disponível e ar comprimido
- Marcas preferidas de componentes elétricos
O teste de amostras físicas é especialmente importante para produtos de massas alimentícias. Ele permite que a equipe de engenharia avalie o fluxo do produto, pontes, quebra, aderência, carregamento da caixa e qualidade da embalagem final antes que o projeto da máquina seja finalizado.
A máquina de encartuchamento principal é apenas uma parte de um projeto de embalagem de macarrão bem-sucedido.
A estabilidade da alimentação, o manuseio do produto, a inspeção, a embalagem, a comunicação e a logística de paletes influenciam o desempenho geral. Selecionar cada máquina separadamente sem considerar o equilíbrio da linha pode resultar em gargalos, acúmulo excessivo e tempo de inatividade desnecessário.
A SieracTech Packaging desenvolve soluções modulares de embalagem de massas com base no produto real, caixa, capacidade de produção e condições de fábrica do cliente. A linha pode ser configurada desde um sistema de embalagem independente até uma solução completa pronta para uso, abrangendo alimentação de produtos, agrupamento robótico, inspeção, embalagem de caixas e paletização.
A maneira mais eficaz de desenvolver uma linha automática de embalagem de macarrão é começar com materiais de produção representativos.
Envie à SieracTech Packaging suas amostras de massas, embalagens acabadas, desenhos de caixas, dimensões da caixa, velocidade alvo e layout de fábrica. A equipe de engenharia pode então preparar um conceito de processo personalizado, lista de equipamentos, layout preliminar e proposta técnica para suas necessidades de produção.
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