تحقیق مقاله ماشین های بسته‌بندی مواد غذایی

ماشینهای بسته‌بندی مواد غذایی

ماشینهای مورد استفاده جهت بسته‌بندی مواد غذایی امروزه در طرح تیپهای متفاوت ساخته و مورد استفاده قرار می‌گیرند بیان یک تقسیم‌بندی جامع و مانع برای همه ماشینها کاری مشکل است اما در ذیل سعی شده با ارائه یک تقسیم‌بندی با توجه به نحوه عمل کرد این ماشینهای شمای کلی از تنوع ماشینهای مورد استفاده در صنایع غذایی و بسته‌بندی مواد غذایی ارائه گردد.

1- ماشینهای پرکن:

این نوع ماشینها عملیات لازم برای پر کردن محصولات داخل ظرف را انجام می‌دهند با توجه به تنوع ظروف و بسته‌بندی مورد استفاده در بسته‌بندی مواد غذایی ممکن است عملیات پر کردن در بطری، قوطی، کیسه، بشکه، کارتن و... انجام شود. پرکردن مناسب علاوه بر جنبه‌های مثبت آن از نظر پذیرش مصرف کننده نقش مهمی در ماندگاری محصول دارد به همین دلیل امروزه از طریق سازمانهای ذیربط قوانین مربوط به میزان دقیق پر کردن ظروف وضع شده است. انتخاب یک ماشین پر کن بستگی به طبیعت محصول و سرعت تولید مورد نیاز ما دارد. دستگاه پرکن باید بطور صحیح ظروف را پر کنند . چنانچه دستگاه به گونه‌ای طراحی شود که توانایی پر کردن ظروف در اندازه‌های مختلف را داشته باشد این یک مزیت مهم برای دستگاه تلقی می‌گردد. در سال 1980 اوسبون انواع پر کن‌های وزنی، فشاری و تحت خلاء را شرح داده است که سیستم‌ها و اصول مورد استفاده در این نوع ماشینها مورد بحث قرار می‌گیرد.

1-1- پر کن مایعات:

در ماشینهای پر کن مایعات از یک روش یا ترکیباتی که از دو و چند روش ذیل برای پر کردن مایعات درون ظروف بسته‌بندی استفاده می‌شود این روشها عبارتند از:

1-1-1- پر کن های تحت خلاء:

پر کن های تحت خلاء تمیزترین و اقتصادی‌ترین روش پر کن برای بسیاری از مواد غذایی نظیر اکثر مایعات دقیق و با ویسکوزیته پایین می‌باشد البته باید توجه داشت این نوع پر کن ها برای محصولاتی که کف می‌کنند مناسب نیستند این پر کن ها دارای نازل هائی هستند که وارد ظرف شده ابتدا هوای ظرف را خالی و سپس ظرف را تا ارتفاع معینی پر می‌کند مهمترین ویژگی پر کن های تحت خلاء آن است که از پر کردن ظروف سوراخ شده، لبه بریده و شکسته بصورت اتومات خودداری می‌شود پر کن های تحت خلاء خود دارای سه سیستم هستند که عبارتند از:

1-1-1-1- پر کن ها تحت خلاء با سیستم چرخان:

در این روش هر بطری به تنهایی جابجا می‌شود و هر بطری در زیر میله پر کننده خود قرار می‌گیرد بطور اتومات بالا می‌آید و همانطوریکه حول ماشین مستقل از بطریهای دیگر می‌چرخد پر می‌شود.

1-1-1-2- پر کن های تحت خلاء با سیستم طبقی:

در این روش بطری‌ها در کنار هم در روی سینی قرار می‌گیرند و توسط نقاله زیر دهانه پر کن حرکت می‌کنند سرهای تغذیه کننده در این روش یک تا هشت مورد متغیر می‌باشد.(سرهای تغذیه کننده ثابت)

1-1-1-3- پرکن‌های تحت خلاء با سیستم تغذیه اتومات:

این سیستم دارای اهرمی است که بطری‌های پر شده را تخلیه و بطری‌های خالی را به زیر سرهای تغذیه کننده قرار می‌دهند. عموماً سیستم‌های تحت خلاء شامل یک تانک ذخیره است که در پایین قسمتی که بطری‌ها در آن پر می‌شوند قرار گرفته است و لوله‌های دارای نازل پر کننده به این تانک متصل است. زمانی که ماشین بکار می‌افتد پمپ خلاء روشن شده و خلاء را در ظرف مربوطه ایجاد می‌کنند با حرکت بطری‌ها و قرار گرفتن دهانه آن بر روی واشر پلاستیکی قسمت تغذیه کننده از ورود هوا به داخل بطری جلوگیری می‌شود زمانی که بطری سالم است و فاقد سوراخ و ترک می‌باشد به این ترتیب با عمل پمپ خلاء، خلاء‌ای در بطری به وجود می‌آید که این خلاء به نوبه خود موجب می‌شود مایع توسط نازل‌های مکنده از تانک ذخیره مکیده شده و در بطریهای پر شود زمانی که بطری در حد مورد نیاز پر می‌شود خلاء بطور اتومات شکسته می‌شود و این امر موجب توقف جریان مایع به داخل بطری می‌شود. امروزه ماشینهای پر کن با ظرفیت 250 عدد در دقیقه برای این منظور طراحی شده‌اند.

1-1-2- پرکن های حجمی:

در این روش هر واحد پر کن به صورت یک سیلندر و پیستون می‌باشد. هنگامی که ظروف دقیقاً به محل پر کن می‌رسد. دریچه تحویل دهنده مایع باز شده و دریچه ذخیره بسته می‌شود و با حرکت برگشت پیستون مایع به داخل ظروف تخلیه می‌شود با حرکت بعدی پیستون دریچه تحویل دهنده بسته و دریچه ذخیره باز می‌شود به این طریق پیستون برای پر کردن بعدی شارژ می‌شود. این سیستم نیز برای پر کردن مایعات رقیق و غلیظ مناسب و مقدار مایع تخلیه شده بوسیله تنظیم حرکت پیستون کنترل می‌شود.( مانند شکل زیر)

1-1-3- پرکن های وزنی:

این پرکن ها با دو مکانیزم ذیل کار می‌کنند در یک نمونه ظرف در محل سر پر کن قرار گرفته و باعث باز شدن مایع برای مدت مشخصی می‌شود پس از اتمام زمان دریچه بسته و ظرف به محل بعدی منتقل می‌شود. در نمونه دوم با باز شدن دریچه ابتدا مقداری از محصول وارد محفظه شده و آنرا پر می‌کنند وقتی که ظرف در محل سر پر کن قرار گرفت دریچه تحویل باز شده و محتوی محفظه وارد ظرف می‌شود.

1-1-4- پرکن های تحت فشار:

این سیستم مشابه پرکن های وزنی از نوع محفظه‌ای می‌باشد با این تفاوت که توسط یک پمپ مایع داخل محفظه برای تسریع در امر تخلیه تحت فشار می‌باشد. پرکن های وزنی و تحت فشار مناسب‌ترین روش سریع پر کردن برای مایعات با ویسکوزیته کم می‌باشند.

1-2- پر کردن محصولات پودری و گرانولی:

دو روش اصلی برای پر کردن مواد پودری و گرانولی وجود دارد که عبارتند از:

1-2-1- پرکن های حجمی:

این پرکن ها در سال 1963 به بازار عرضه شدند در حال حاضر به روشهای گوناگون طراحی و مورد استفاده قرار گرفته‌اند مهمترین روشهای حجمی برای پر کردن مواد گرانولی و پودری عبارتند از:

1-2-1-1- پرکن های مته ای:

یک هیلسی در قسمت پایین قیف‌های حاوی محصول گرانولی قرار گرفته و هیلسی با توجه به نوع محصولی که می‌خواهند استفاده کنند طراحی شده است مقدار ماده جهت پر کردن بوسیله تعداد چرخشهای هیلسی در یک سیکل کنترل می‌شود. شکل زیر پرکن مته ای را نشان می‌دهد.

1-2-1-2- پرکن های فنجانی( فلاسکی)

این نوع پرکن ها برای مواد گرانولی و پودری قابل استفاده‌اند ابتدا فنجانها محصول را از قیف ذخیره دریافت و پر می‌شوند سپس این فنجانها محتوی خود را برای پر کردن ظروف تخلیه می‌کنند. شکل زیر شمای این نوع پرکن را نشان می‌دهند.

1-2-1-3- پرکن های تحت خلاء:

ظرف تا سر پرکن بالا آمده و با تماس با آن مکانیسم خلاء فعال و نازلهای پرکن محصول را به درون ظرف می‌ریزند با پر شدن ظرف مکانسیم خلاء قطع و نازل پرکن نیز از عمل باز می‌ماند.

1-2-2- پرکن های وزنی:

بدیهی است که این روش بهترین و مناسبترین راه برای توزین و اندازه‌گیری است در عمل محصول از طریق دهانه مخصوص بر روی کفه ترازو ریخته و با رسیدن وزنه به مقدار مورد تنظیم عمل ریزش از دهانه مخصوص قطع و محصول توزین شده به داخل ظرف تخلیه می‌شود. شکل زیر مکانیسم عمل در این پرکن ها را نشان می‌دهد.

2- ماشینهای تمیز کننده:

بیشترین کاربرد ماشینهای تمیز کننده و شوینده در صنایع لبنیات و نوشابه که در آن بطری‌های کثیف به کارخانه مجدداً برمی‌گردند می‌باشد دستگاههای شوینده دو نوع هستند:

الف) Hydro               ب)Seaker – Hydro

که در اولی جهت‌های آب بکار رفته اما در روی بطریهای بطور کامل در آب فرو برده می‌شوند. دستگاه شوینده گاهی اوقات به برس های چرخنده نیز ممکن است مجهز باشند سرعت عمل این دستگاهها 200 تا 600 عدد در دقیقه می‌باشد.

ساده‌ترین شکل دستگاههای تمیز کننده جهت‌های هوای فشرده یا بخار می‌باشد فشار PSI 60 حداقل فشار لازم برای این است که بطری بطور کامل تمیز شود. شکل زیر مراحل کار دستگاه شستشوی بطری را نشان می‌دهد.

3- ماشینهای دوخت:

دوخت‌ها ضعیف‌ترین قسمت یک بسته می‌باشند و دوخت ناقص موجب کوتاه شدن طول عمر انباری مواد غذایی می‌شود ماشینهایی که عملیات دوخت دربندی و بستن را در بسته‌بندی مواد غذایی انجام می‌دهند بسیار متنوع هستند در ذیل به پاره‌ای از مهمترین این ماشینها اشاره می‌شود.

3-1- دوخت حرارتی:

بیشتر این گروه از ماشینها دارای فک‌هایی هستند که از طریق جریان برق گرم شده و سپس با فشار بر روی فیلم دوخت حرارتی را انجام می‌دهند در بعضی از ماشینهای جدیدتر بجای جریان برق از جریان الکتروترمیک با فرکانسی بالا استفاده می‌شود که در این ماشینها فک‌ها گرم نمی‌شوند بلکه در محل دوخت گرمای لازم برای دوخت حرارتی را بوجود می‌آورند.

ماشینهای ایجاد کننده گرما به روش الکتریکی امروزه در انواع متفاوت طراحی و ساخته می‌شوند. نظیر:

3-1-1- نوعی که در آن فکها دائماً گرم نگه داشته می‌شوند:

در این نوع مشکل چسبیدن فیلم به فکها وجود دارد که این شکل با قرار دادن یک نوار نازک از جنس سلیکون لاستیکی یا پلی‌تترافلوئوراتیلن بین فکهای ماشین قابل رفع است استفاده متناوب از روغن سیلیکون برای فکها در نچسبیدن فیلم به فکها کمک می‌کند.

3-1-2- نوعی که در آن گرما توسط یک پالسی الکتریکی با دامنه و مدت زمان مطلوب تولید می‌گردد:

با این ماشینها امکان نگه داشتن فشار بر روی فکها بدون تولید گرما برای مدت کوتاهی بعد از تکمیل عمل دوخت حرارتی وجود دارد بدین ترتیب محل دوخت تحت فشار سرد شده و در نتیجه دوخت بهتر انجام می‌شود و از طرفی مسئله چسبیدن فیلم به فکها کاهش می‌یابد.

سه عامل اساسی که در استحکام و بازده دوخت موثرند عبارتند از دمای فکها، فشار اعمال شده بر فیلم و مدت بسته بودن فکها این عوامل در ماشینهای ساده‌تر بصورت دستی و در ماشینهای پیشرفته‌تر بصورت اتومات کنترل می‌شوند.

ماشینهای دوخت با فرکانس بالا(گروه دوم) از نظر کاربرد محدودترند زیرا هزینه اولیه آنها بیشتر است. در این ماشینها بجای فک‌هایی که با جریان برقی گرم می شوند از الکترودهایی استفاده می‌شود که موجب ایجاد گرما از نوع دی‌الکتریک بین سطوح داخلی فیلم می‌شوند به دلیل آنکه سطوح خارجی فیلم گرم نمی‌شوند مسئله چسبیدن فیلم به الکترودها ایجاد نمی‌گردد و زمانی برای خشک کردن محل دوخت مورد نیاز نیست. ماشینهای نوع اول برای دوخت لفافهای از جنس PE و PP و ماشینهای گروه دوم برای دوخت لفافهای از جنس PVC استات سلولز مناسبند.