Как автоматизация решает проблемы фасовки пастообразных продуктов
Неравномерное заполнение банок майонезом, воздушные пузыри в сметане, потеки на упаковке кетчупа – эти проблемы знакомы каждому производителю пастообразной продукции. Исследование Ассоциации производителей пищевого оборудования за 2024 год показало, что ручная и полуавтоматическая фасовка приводит к потерям 12-18% продукции. При объеме производства 50 тонн в месяц это 6-9 тонн потерянной продукции или 900000-1350000 рублей убытков. Современное оборудование снижает потери до 1,5-2%, превращает проблемный участок в источник прибыли. Затраты на него окупаются в течение 4-8 месяцев.
Почему фасовка пастообразных продуктов сложнее жидкостей
Цех, в котором производится майонез, в Ростове-на-Дону столкнулся с жалобами клиентов. Они были связаны с тем, что вес продукта в ведрах 900 г варьировался от 870 до 930 г. Отклонение 6-7% нарушало ГОСТ и наносило ущерб репутации производителя.
Причиной возникновение проблемы стало ручное дозирование эмульсии с вязкостью 80000 сП. Человек физически не может точно отмерить такую густую массу. После установки автоматической линии отклонение снизилось до 0,8%, а количество претензий уменьшилось с 45 до 2 случаев в месяц.
Пастообразные продукты отличаются высокой вязкостью, неоднородной структурой, они склонны к расслоению. Это создает специфические проблемы при фасовке.
Неравномерность дозирования
Вязкость майонеза составляет 50000-120000 сП, джема – 30000-80000 сП, паштета – 100000-200000 сП. Для сравнения: вязкость воды составляет 1 сП, растительного масла – 65 сП. Густая масса медленно течет, застревает в дозаторах, образует воздушные карманы.
При ручной фасовке оператор зачерпывает продукт ковшом или выдавливает пистолетом. Скорость движения руки, угол наклона, усилие нажатия меняются. Из-за этого разброс веса достигает 8-12%. На партии 1000 единиц это означает:
- 100-120 упаковок с недовесом (потеря доверия клиентов).
- 100-120 упаковок с перевесом (прямая финансовая потеря).
При средней цене продукта 280 рублей за кг и среднем перевесе 15 г на упаковку производитель теряет 100 × 0,015 × 280 = 420 рублей на каждую тысячу единиц. При производительности 5000 единиц в день это 2100 рублей за смену или 63000 рублей в месяц только на перевесе.
Пенообразование и захват воздуха
Сметана, творожная масса, сливочные соусы насыщаются воздухом при интенсивном перемешивании или быстром наполнении. Воздушные пузыри занимают объем, искажают вес. Продукт выглядит непрезентабельно, расслаивается при хранении.
Молочный завод в Вологде фасовал сметану 20% жирности в стаканы 250 г. При ручном наполнении 18% упаковок содержали видимые воздушные пузыри. Покупатели воспринимали это как брак и возвращали продукцию. Потери составляли 340000 рублей в месяц. Автомат для пастообразных продуктов с системой деаэрации снизил пенообразование до 1,2%. Возвраты уменьшились в 12 раз.
Загрязнение упаковки
Кетчуп, горчица, джем при фасовке попадают на горлышко банки, края ведра, резьбу. Засохшие потеки становятся благоприятной средой для развития бактерий, портят товарный вид, мешают герметичной укупорке. Ручное удаление загрязнений занимает 8-12 секунд на упаковку, что снижает производительность на 35-40%.
Консервный завод в Краснодаре производил томатную пасту в банках 500 г. После наполнения работницы протирали горлышки влажными салфетками. На линии из 4 человек это занимало 40% рабочего времени. Производительность была на уровне 180 банок в час на человека. Автоматическая система с функцией чистого среза подняла ее до 450 банок в час и исключила загрязнения в 94% случаев.
Проблемы качества при ручной фасовке
Неоднородность структуры очень важна для продуктов с добавками. Творожная масса с изюмом, паштет с кусочками мяса, джем с ягодами требуют равномерного распределения включений. При ручной работе крупные частицы оседают на дно емкости, первые упаковки получают избыток добавок, в последних остается практически чистая основа.
Кондитерская фабрика в Туле выпускала творожную массу с курагой. Норма кураги – 15% от общего веса. Анализ 50 упаковок из одной партии показал, что содержание кураги варьировалась от 8% до 26%. Это нарушение технических условий, которая приводит к неравномерности вкуса. Автомат для пастообразных масс с системой постоянного перемешивания в бункере снизил отклонение до 2% от нормы.
Микробиологическая безопасность
Контакт продукта с руками персонала, нестерильным инструментом, открытым воздухом повышает риск загрязнения. Даже при использовании перчаток и соблюдении гигиены человеческий фактор полностью устранить не удается. Например, пропущенная смена перчаток приводит к заражению партии продукции.
Производитель детского питания в Подмосковье получил предписание Роспотребнадзора после обнаружения повышенного содержания КМАФАнМ (общее микробное число) в творожках. К этому привела ручная фасовка в нестерильных условиях. Переход на закрытую автоматическую систему фасовки снизил микробную обсемененность в 8 раз, увеличил срок годности продукта с 5 до 14 суток.
Как автоматизация решает технологические проблемы
Современный автомат для пастообразных продуктов – это комплексная система. Она состоит из нескольких узлов, каждый из которых решает определенную задачу.
Объемные и весовые дозаторы
Поршневые дозаторы работают по принципу шприца. Цилиндр заполняется продуктом, и поршень выталкивает заданный объем. Точность дозирования варьируется в пределах ±0,5-1%. Поршневые дозаторы используются для работы с густыми однородными массами:
- майонезом;
- сметаной;
- томатной пастой.
Их производительность находится в пределах 20-60 тактов/мин в зависимости от объема порции.
Шнековые дозаторы используют вращающийся шнек для подачи продукта. Их точность варьируется в пределах ±1-1,5%. Такие дозаторы эффективны для масс с твердыми добавками размером до 10 мм:
- паштетов;
- творожных масс;
- джемов.
Шнек не разрушает структуру продукта, равномерно распределяет добавки. Его скорость достигает 40 циклов/мин.
Весовые дозаторы заполняют упаковку до достижения заданного веса. Их точность варьируется в диапазоне ±0,3-0,5%. Весовые дозаторы компенсируют изменения плотности и температуры продукта. Они дороже объемных на 40-60%, но обеспечивают максимальную точность. Поэтому весовые дозаторы незаменимы для фасовки дорогих деликатесных продуктов.
Масложировой комбинат в Воронеже сравнил поршневой и весовой дозаторы при фасовке майонеза премиум-класса. Поршневой давал отклонение ±2%, весовой – ±0,4%. При цене продукта 520 рублей за кг и фасовке 10000 единиц в день весовой дозатор экономил 8400 рублей за смену на перевесе. Разница в цене оборудования окупилась за 81 день.
Системы деаэрации и гомогенизации
Вакуумная деаэрация удаляет воздух перед фасовкой. Продукт проходит через камеру с разряжением 0,6-0,8 бар. В результате воздушные включения выходят на поверхность и схлопываются. Содержание воздуха снижается с 8-12% до 0,5-1%. Сметана, йогурты, творожные массы становятся однородными и плотными.
Встроенный гомогенизатор сохраняет структуру при фасовке. Эмульсии (майонез, соусы) склонны к расслоению при длительном хранении в бункере. Лопастная мешалка с частотой 20-40 об/мин не дает жиру отделиться от водной фазы. В результате продукт остается стабильным 6-8 часов, не меняет консистенцию.
Предприятие в Саратове, которое производит кетчуп, внедрило систему с гомогенизатором. До этого каждые 2 часа линию останавливали, чтобы вручную перемешать продукт в бункере. Простои в течение каждой смены длились 45 минут или 9% рабочего времени. Автоматическое перемешивание повысило эффективную производительность на 12%.
Чистый срез и защита от загрязнений
Система чистого среза состоит из форсунки с отсекающим клапаном, которая обрывает струю продукта без образования нитей и капель. После заполнения упаковки клапан закрывается за 0,05 секунды. Поэтому продукт не попадает на края и чистота заполнения достигает 95-98%.
Дополнительный обдув сжатым воздухом удаляет остатки продукции с носика дозатора. Расход воздуха составляет 2-3 л на цикл при давлении 4-6 бар. Обдув предотвращает налипание густой массы, засыхание в форсунке.
Производитель горчицы в Нижнем Новгороде установил дозаторы с чистым срезом. В результате количество загрязненных банок снизилось с 22% до 1,4%. При этом скорость линии выросла на 38% за счет отказа от ручной протирки. Экономия на салфетках и зарплате достигла 140000 рублей в месяц.
Проблемы фасовки пастообразной продукции решаются не за счет улучшения ручного труда, а с помощью автоматизации. Точное дозирование, деаэрация, чистый срез, гомогенизация – функции, которые человек физически не способен выполнять. Оборудование работает с точностью ±0,5%, скоростью 400-600 упаковок в час в течение 16-20 часов без перерыва. Затраты на него окупаются через 1-4 месяца, а выгода исчисляется миллионами рублей.