Расчет машины для упаковки мясных продуктов в линии производства колбасы копченной

Применяют одно- и многослойные пленки. Однослойные пленки изготавливают из модифицированной целлюлозы (целлофановые) и из различных полимеров: полиэтиленовые, полипропиленовые, поливинилхлоридные (модифицированные), поливинилиденхлоридные, полиамидные (нейлоновые), полиэтилентерефталатные (лавсан). Все эти пленки выпускают в нашей стране и за рубежом под различными фирменными названиями. Толщина однослойных пленок, в среднем, равна 0,02 - 0,03 мм.

Многослойные пленки имеют два  и более слоев, скомбинированных из перечисленных выше материалов. Для некоторых продуктов используют многослойную пленку, покрытую алюминиевой фольгой. Толщина многослойных пленок, в среднем, равна 0,07 - 012 мм.

Одно- и многослойные пленки должны обладать свойствами термоусадки и  термоформования. Термоусадка — уменьшение линейных размеров пленок при нагреве для более плотного их прилегания к продукту. В зависимости oт вида пленок их размеры могут уменьшаться от 15 до 50 %. 

Термоформование — вытяжка нагретой пленки под действием давления с  образованием емкости для продукта. Глубина вытяжки у разных пленок лежит в пределах 30 - 150 мм. Для разных продуктов применяют различные способы упаковки: в воздушной среде, в вакууме при давлении от 2 до 5 кПа, в регулируемой газовой среде. Для регулирования состава среды применяют азот N4. углекислый газ С02. оксид углерода СО в чистом виде или в различных комбинациях, в том числе и с воздухом.

Оборудование для упаковки в  газонепроницаемые пленки.     Этим способом упаковывают фасованное мясо, мясные полуфабрикаты бескостные (говяжьи и свиные) в крупных кусках и мелкокусковые (бефстроганов, азу; гуляш и т. д.). В качестве упаковочного материала используют полиэтиленовые термоусадочные и лакированные целлофановые пленки. Продукты укладывают на предварительно сформированные лотки из различных полимерных материалов или картона. Упаковка в газонепроницаемую пленку позволяет сохранять цвет мяса в течение 2 - 3 суток при температуре хранения 0 – 4 °С. Для упаковки используют полуавтоматический агрегат А1-ФУБ, технологическая схема которого показана на рисунке 2.

 

 

 

 

 

Рисунок 2 - Технологическая схема упаковочного полуавтомата      А1-ФУБ;

1 –конвейер термоусадочной камеры; 2- упакованная продукция; 3 – камера термоусадки; 4 – нагреватели; 5 – вентиляторы; 6 – запечатанный пакет; 7,9 – прижимы продольные и поперечные; 8 – нож; 10,13 – верхняя и нижняя пленки; 12 – лоток-подложка; 11 – толкатель; 14 – поперечные сварочные губки; 15 – толкатель; А – сварочное устройство; Б – термоусадочное устройство.

 

 Агрегат состоит  из сварочного А и термоусадочного Б устройств. Продукт вручную загружают в лоток 12, который толкателем 11 продвигается в зону сварки. При этом верхняя 10 и нижняя 13 пленки, сваренные спереди, сматываются с бобин и закрывают сверху и снизу продукт и лоток. Лоток автоматически останавливается в позиции сварки, а толкатель отходит  назад для захвата следующего лотка. После этого два продольных прижима 7 и два торцевых прижима 9 прижимают пленки к продольным и поперечным сдвоенным сварочным губкам, в нагревательные элементы которых подается импульс тока. Пленка сваривается по трем сторонам, причем с торца образуются два шва. Между этими швами нож 8 отрезает запечатанный пакет 6, который толкателем 15 передается на транспортер 1 термоусадочной камеры 3. Пленка снизу и сверху нагревается горячим воздухом, который вентиляторами 5 продувается через нагреватели 4, каждый из которых снабжен шестью ТЭНами. Продолжительность нагрева, зависящая от толщины пленки, регулируется скоростью транспортера и температурой воздуха.

Оборудование для упаковки в  готовые пакеты.                                    

    К этому классу относят камерные и штуцерные машины. Камерные вакуумупаковочные машины (рисунок 3) состоят из корпуса 10. на котором закреплена герметичная камера 9. В камере с одной или двух сторон устанавливают сварочные устройства, состоящие из сварочных губок 2 и прижимов 3. При сварке пленки сжимаются между прижимом и сварочными губками, которые нагреваются током. Крышка 7 герметизируется резиновыми уплотнителями 8.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 - Схема камерной упаковочной машины;

а – период загрузки: 1- патрубок для  вакуумирования; 2 – сварочная губка; 3 – прижим; 4 – пакет; 5 – продукт; 6 – мембрана; 7 – крышка; 8- уплотнение; 9 – камера; 10 – корпус; б –  период вакуумирования

 

Продукт 5 укладывают вручную в  заранее подготовленный пакет 4 и укладывают в камеру. При этом незапечатанная сторона пакета укладывается на сварочные губки, после чего крышку закрывают и удаляют воздух через патрубок 1. После удаления воздуха подается ток в сварочное устройство, и пакет герметично запечатывается. На некоторых машинах в крышке устанавливают эластичную мембрану 6, которая в период вакуумирования (рисунок 3, б) плотно прилегает к пакету и ускоряет удаление воздуха. После сварки через натекатель в камеру подают воздух и открывают крышку. При закрытии крышки и включении процесса машина работает в автоматическом режиме.

Камерные машины бывают одно- и  двухкамерные, карусельные с 3 - 5 камерами и конвейерные. Эти машины, выпускаемые многими зарубежными фирмами, принципиально аналогичны по конструкции и отличаются несущественными деталями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4 – Однокамерная вакуумупаковочная машина

1 – корпус; 2 – пульт управлении, 3 – камера; 4 сварочные губки; 5 — уплотнитель; 6 – крышка; 7 колесо

 

Промышленная однокамерная вакуумупаковочная машина (рисунок 4) состоит из корпуса 1, и котором расположен вакуумный насос и коммуникации. Сверху на корпусе установлена вакуумная камера 3. Камера имеет сварочные губки 4 на боковой и торцевой сторонах, что позволяет запечатывать пакеты различной длины. Крышка 6 камеры снабжена уплотнителем 5 и имеет большую глубину, что обеспечивает возможность загрузки продукта толщиной до 300 мм. Длина (мм) камеры 650, ширина 450. Машина снабжена пультом управления 2 с вакуумметром и системой регулирования продолжительности процесса. Продолжительность цикла упаковки 20 – 40 с, мощность электродвигателя вакуумного насоса 2, 2 кВт.

Однокамерные машины разными фирмами  выпускаются с размерами (мм) камеры: длина 310 – 950, ширина 350 – 550, высота 120 - 250.

Оборудование для упаковки в  термосформированные емкости.          

Этот тип машин предназначен для упаковки порционных и мелкокусковых  натуральных мясных полуфабрикатов; сосисок и сарделек, колбас целых, сервировочной и порционной нарезки. Они выполняются в виде полуавтоматов с непрерывно-циклическим режимом работы. Упаковка производится двумя пленками: нижней, в которой формуют емкость, и верхней — запечатывающей. Схема подобного полуавтомата показана на рисунке 5. Он состоит из корпуса 1, в котором установлен двухцепной механизм перемещения пленки, узлов формования 10 и запечатывания 6 пленки, узла разделения пакетов 4. Для нижней пленки используют двух- и многослойные термоформуемые пленки. Эта пленка с бобины 11 поступает в машину и скрепляется захватами с двумя параллельными тяговыми цепями конвейера.

 

 

 

 

Рисунок 5 - Схема вакуумупаковочного полуавтомата с формованием емкостей:

1 — корпус; 2— отводящий транспортер; 3 - бобина для сбора обрези пленки; 4 — узел разделения. 5— бобина с запечатывающей пленкой; 6 — yзeл запечатывания. 7 — запечатывающая пленка. 8 - шаблон. 9 - сформованная емкость.; 10 -  узел формования; 11 - бобина с пленкой для формования

 

Конвейер работает циклически, перемещая  за цикл пленку на необходимую длину. При остановке конвейера производится формование емкости 9, ее заполнение вручную продуктом, запечатывание пакета и поперечное разделение пакетов пластинчатыми ножами. При движении конвейера: нижняя пленка сматывается с барабана и поступает в машину верхняя пленка 7 сматывается с бобины 5 и поступает в узел запечатывания; дисковыми ножами в узле разделения 4 пакеты отделяются друг от друга и попадают на отводящий транспортер 2, остатки пленки наматываются на бобину 3. В качестве верхней пленки используют комбинированные пленки, бумагу и алюминиевую фольгу. Эта пленка может иметь рисунок и надписи.

 Для защиты свариваемых поверхностей в зоне загрузки устанавливают шаблон 8. Применяют несколько вариантов формования емкостей (рисунок 6). зависящих от механических свойств пленки. Формование емкостей незначительной глубины из гибких полимерных пленок осуществляют вакуумом или сжатым воздухом (рисунок 6, а). Крышку 1 камеры формования

 

 

 

Рисунок 6 - Схемы методов формования емкостей из пленки:

а - вакуумом или сжатым воздухом; 1- крышка, 2- Патрубок для подачи сжатого воздуха, 3- нагреватель: 4- пленка; 5 - камера: 6- патрубок для вакуумирования.

б - пуансоном и вакуумом; 1 - сформованная емкость: 2- пуансон: 3 - нагреватель; крышка: 5-пленка; 6- камера; 7 патрубок для вакуумирования;

   в - пуансономб вакуумом  и сжатым воздухом; 1- пуансон;                 2- нагреватели; 3- пленка; 4 патрубок для вакуумирования и подачи сжатого воздуха; 5- камера

закрепляют неподвижно на корпусе  машины над пленкой 4. В крышке установлен электронагреватель 3. Камера 5 формования, установленная снизу пленки, перемешается в вертикальной плоскости пневмо- или гидроцилиндром. В момент формования камера плотно прижимается к пленке и крышке. Пленка нагревается и через патрубок 6 производится вакуумирование. Под действием атмосферного давления пленка повторяет форму внутренней поверхности камеры. Вместо вакуума можно подавать сжатый воздух через патрубок 2. После формования камера уходит вниз, а пленка с готовой емкостью перемешается на один шаг.

Для получения очень глубоких вытяжек (до 190 мм) применяют комбинированный способ (рисунок 6, б). Пленка 5 нагревается снизу нагревателем 3 и затем поступает в камеру формования 6. В неподвижной крышке 4 камеры установлен пуансон 2. перемещаемый пневмоприводом. Камера 6 прижимается пневмо- пли другим приводом к пленке и крышке и через патрубок 7 производится вакуумирование пространства под пленкой. В конце процесса пленку поджимает пуансон 2 и при этом получается равномерная вытяжка с прочными краями и углами.

Для формования особо жестких пленок применяют комбинированный способ (рисунок 6, в) с помощью вакуума, пуансона и сжатого воздуха. Пленка 3 нагревается в нагревателе 2 с двух сторон и поступает в зону формования, где прижимается к нагретой камере 5. Через патрубок 4 производится вакуумирование и затем — вытяжка холодным пуансоном 1. После этого снизу через патрубок 4 подается сжатый воздух, прижимающий к холодному пуансону пленку, которая точно повторяет форму пуансона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7 - Схема узла запечатывания;

1- камера; 2- емкость; 3- крышка; 4 - штамп;

5,8 патрубки для вакуумирования; 6 - поршень пневмоциллиндра; 7 - верхняя  пленка

 

Узел запечатывания (рисунок 7) состоит из крышки 3 закрепленной на верхней поверхности корпуса машины. В крышке помещен штамп 4 со сваривающими губками, расположенными по периметру упаковки. Штамп нагревается электротоком и перемещается поршнем 6 пневмоцилиндра. После поступления и камеру 1 заполненной емкости 2 она поднимается и прижимает нижнюю пленку к крышке. Производится вакуумирование через патрубки 5 и 8 и при необходимости подача инертного газа. Затем штамп 4 прижимает верхнюю пленку 7 по контуру упаковки и производит сваривание швов.

По подобном схеме построен вакуумупаковочный полуавтомат «Тиромат» (рисунок 8) фирмы «Кремер-Гребе» (Германия). Он состоит из корпуса 1, в верхней части которого по бокам расположены две тяговые цепи с зажимами для протягивания пленки. Машину выпускают в четырех модификациях для работы с пленкой шириной (в м): 0.36, 0,46, 0,56 и 0.6. Она построена по модульному принципу, при котором неизменными но длине и устройству остаются формующее 10 и запечатывающее 5 устройства, механизмы для поперечного 4 и продольного резания. Зона загрузки 9 при необходимости может быть удлинена в три раза.

 

 

 

Рисунок 8 - Вакуумупаковочный полуавтомат «Тиромат» фирмы «Кремер-Гребе»

1- корпус: 2 отводящий транспортер;3,4 - механизмы продольного и поперечною резания: 5 запечатывающее устройство: 6 -  устройство для разматывания верхней пленки; 7- бобина;8- верхняя пленка; 9 — зона загрузки,10 — формующее устройство

Пленка для формования емкостей с бобины, установленной на переднем торце машины, захватывается зажимами цепей конвейера и циклически подается в формующее устройство 10. Наибольшая протяжка пленки за один цикл 0,8 м. Конвейер может иметь привод от двухскоростного асинхронного электродвигателя, электродвигателя с частотным регулированием или иметь сервопривод.

В качестве формующего устройства в  зависимости от вида пленки и глубины вытяжки может быть применено любое из показанных на рисунке 5. После загрузки упаковываемой продукции вручную в емкости в зоне 9 пленка перемещается в запечатывающее устройство 5, куда с бобины 7 поступает верхняя пленка 8. Эта пленка сматывается с бобины отрезками необходимой длины устройством 6, вы полненным в виде качающегося рычага. В устройстве 5 происходит вакуумирование, при необходимости подача инертного газа и запечатывание упаковки.

Запечатанные пакеты в  один или несколько рядов поступают далее в механизм поперечного разрезания 4, где они в период остановки разрезаются пластинчатым ножом с пневмоприводом. Затем при протягивании пленки пакеты разрезаются продольно дисковыми ножами механизма продольного разрезания 3. Отдельные пакеты подают на отводящий транспортер 2, а обрезки пленки убираются вакуумом или наматываются на бобину.