Запайщики и трейсилеры для кормов: как обеспечить полную герметичность упаковки
Для получения конкурентных преимуществ производители кормов для животных инвестируют значительные средства в разработку сбалансированной рецептуры, закупку качественного сырья и закупку оборудования. Но через несколько недель после выпуска продукция возвращается с жалобами на появление плесени или потерю питательных свойств. И часто проблема кроется не в самом продукте, а в недостаточной герметизации упаковки. Поэтому выбор оборудования для запечатывания упаковки – важный фактор успеха в сегменте производства кормов.
Почему от герметичности упаковки зависит качество кормов
Корма для животных (сухие гранулы для собак, специализированные смеси для птиц или премиальное питание для кошек) – сложную биологическую систему. И ей нужна надежная защита от воздействия внешних факторов. Исследования показывают, что около 30% потерь продукции происходит из-за нарушения целостности упаковки в процессе хранения и транспортировки.
Разгерметизация приводит к проникновению влаги, кислорода и микроорганизмов. Даже небольшое повышение влажности с нормативных 10-12% до 15-16% создает условия для развития плесени и бактерий. Окисление жиров, которые содержатся в большинстве кормов, приводит к появлению прогорклого вкуса, разрушению витаминов группы А, Е и D. По данным отраслевых исследований, за первые 3 месяца хранения потеря витаминов в негерметичной упаковке может достигать 40-60%.
Запайщики – основа технологии герметизации
Запайщики – специализированное оборудование, которое создает прочное соединение краев упаковочного материала путем термического воздействия. Они размягчают полимерный слой упаковки, сплавляют его под давлением. В результате образуется монолитный шов, который по прочности часто превосходит сам упаковочный материал.
Современные запайщики делятся на несколько категорий в зависимости от технологии нагрева и области применения:
- Импульсные модели нагревают металлическую ленту. Они позволяют запечатывать упаковку из полиэтилена, полипропилена и многослойных материалов толщиной до 0,3 мм.
- Постоянные (или прямые) запайщики поддерживают нагревательный элемент в горячим, что обеспечивает высокую производительность на линиях с непрерывным потоком продукции.
Для производства кормов особенно важны параметры настройки оборудования. Температура запаивания варьируется от 120°C для простого полиэтилена до 200-220°C для металлизированных многослойных материалов. Время воздействия измеряется в секундах. Для ручных моделей это обычно 2-4 секунды, для автоматических линий – доли секунды при скорости до 15-20 метров упаковки в минуту. Давление прижима варьируется от 0,2 до 0,8 МПа в зависимости от толщины и типа материала.
Трейсилеры – профессиональное решение для крупного производства
Трейсилеры – машины, которые олицетворяют следующую ступень эволюции упаковочного оборудования. Они используются преимущественно на средних и крупных производствах. Трейсилеры обеспечивают герметизацию предварительно заполненных лотков или контейнеров путем приваривания верхней пленки к фланцу упаковки.
Главное их преимущество – возможность создания модифицированной газовой среды внутри упаковки. Перед запечатыванием из контейнера удаляется воздух и закачивается защитная газовая смесь. Обычно она состоит из азота и углекислого газа в различных пропорциях. Это продлевает срок хранения кормов премиум-класса с высоким содержанием мясных компонентов. Он достигает 18-24 месяцев по сравнению с 12 месяцами при использовании обычной упаковки.
Производительность современных трейсилеров впечатляет. Промышленные модели способны выполняют от 5 до 20 циклов в минуту. При этом один цикл может включать запечатывание от 2 до 8 лотков одновременно. Для сравнения, ручные запайщики обеспечивают производительность не более 300-400 упаковок в смену при работе одного оператора.
Технология многослойной герметизации
Знание особенностей структуры упаковочных материалов помогает понять, почему важна точная настройка оборудования. Современная упаковка для кормов редко состоит из одного слоя. Типичная структура включает:
- внешний защитный слой из полиэстера или нейлона (толщина 12-15 микрон);
- средний барьерный слой из металлизированного полипропилена или EVOH – этиленвинилового спирта (толщина 9-12 микрон);
- внутренний контактный слой из полиэтилена низкой плотности (толщина 50-80 микрон).
Именно внутренний слой обеспечивает герметизацию при запаивании. Температура плавления полиэтилена низкой плотности составляет 105-115°C, но для формирования качественного шва необходим нагрев до 140-160°C. В этом случае материал достигает вязко-текучего состояния. Вместе с тем, внешние слои не должны деформироваться или повреждаться. Поэтому нужен точный контроль температуры с погрешностью не более ±3°C.
Прочность шва измеряется в ньютонах на 15 мм ширины. Для упаковок кормов весом до 1 кг минимальная прочность должна составлять 15-20 Н/15мм, а для мешков весом 15-20 кг – не менее 40-50 Н/15мм. Испытания показывают, что правильно настроенный запайщик обеспечивает прочность шва на уровне 95-98% от прочности самого материала.
Выбор оборудования с учетом производительности
При выборе упаковочного оборудования нужно учитывать объем производства. При выпуске до 1000 упаковок в день, достаточно ручного импульсного запайщика с шириной шва 300-400 мм. Такое оборудование покрывает базовые потребности небольшого производства.
При выпуске от 2000 до 10000 упаковок в день рекомендуется рассмотреть полуавтоматические настольные модели или напольные запайщики с конвейерной подачей.
Для крупных производств с объемом более 10 000 единиц в день оптимальным решением станут автоматические линии или трейсилеры. Уровень брака на таком оборудовании не превышает 0,5-1% по сравнению с 3-5% при ручной запайке.
Типичные ошибки и как их избежать
Даже надежное и функциональное оборудование не даст нужный результат без правильной настройки и соблюдения правил эксплуатации. Одна из распространенных проблем – недостаточная температура запаивания. Визуально шов выглядит целым, но при механическом воздействии легко расслаивается. Причина в том, что материал не достиг температуры текучести и слои просто слиплись, но не сплавились. Решение – увеличение температуры на 10-15°C или времени контакта на 0,5-1 секунду.
Если упаковка в месте шва становится хрупкой, меняет цвет, иногда прогорает насквозь, то это признак перегрева. Такая проблема часто возникает при работе с многослойными металлизированными пленками. Если температура превышает 200-210°C, то разрушается алюминиевое напыление. Регулярная калибровка температурных датчиков (рекомендуется проводить каждые 3-6 месяцев) предотвращает такие проблемы.
Загрязнение нагревательных элементов остатками расплавленного пластика снижает эффективность теплопередачи и приводит к формированию неравномерных швов. Чтобы предупредить эту проблему, нужно проводить профилактическую очистку тефлоновой ленты и прижимных планок. Это нужно делать ежедневно при интенсивной работе или еженедельно при умеренной загрузке. Для очистки используются специальные средства, которые не повреждают антипригарное покрытие.
Контроль качества герметизации упаковки кормов для животных
Проверка надежности запаивания должна быть систематической. Существует несколько методов тестирования. Визуальный контроль позволяет выявить очевидные дефекты: непропаи, прогары, складки материала в зоне шва. Профессиональные операторы способны обнаружить до 90% серьезных дефектов.
Механические испытания проводятся выборочно. Тестируется одна упаковка из каждой партии или каждые 100-200 единиц при непрерывном производстве. Метод разрывания шва определяет усилие, необходимое для расслоения запаянного участка. Специальные приборы (тестеры прочности шва) измеряют это значение с точностью до 0,1 Н. Для упаковки кормов прочность должна не менее чем в 2 раза превышать вес содержимого.
Испытание избыточным давлением – наиболее объективный метод оценки герметичности. Упаковку погружают под воду и создают внутри избыточное давление 20-50 кПа. Появление пузырьков воздуха указывает на микроповреждения шва, невидимые при визуальном осмотре. Такому испытанию обязательно подвергается упаковка премиальных кормов с длительным сроком хранения.
Интеграция запайщиков, трейсилеров в производственную линию
Эффективность запаивающего оборудования многократно возрастает при его правильной интеграции в производство. Современные автоматические запайщики и трейсилеры оснащаются системами синхронизации с дозаторами, этикетировщиками и транспортерами. Производительность полностью автоматизированных линий достигает 100 упаковок в минуту при минимальном участии персонала.
Важный элемент интеграции – система отбраковки. Датчики контроля шва в режиме реального времени анализируют температуру, давление и время контакта каждой упаковки. При выявлении отклонений от заданных параметров она автоматически удаляется с конвейера. Это повышает процент качественной продукции до 99,5-99,8%.
Система мониторинга и управления позволяет операторам отслеживать все технологические параметры на экране компьютера, сохранять статистику по каждой партии и оперативно реагировать на отклонения. Современные модели поддерживают функцию удаленного доступа. Это позволяет инженерам производителя оборудования проводить диагностику и настраивать его, минимизировать время простоя линий.
Широкий выбор оборудования позволяет выбрать модели для производства разного масштаба – от небольших семейных предприятий до крупных промышленных комплексов. Правильно подобранные и настроенные трейсилеры, запайщики снижают потери продукции, повышают общую производительность и укрепляют имидж производителя кормов для животных.