Две машины могут заполнять один и тот же объем и в итоге давать совершенно разный результат в конце смены. Разница не в качестве конструкции, а в том, что именно измеряется: постоянный объем в каждом цикле или вес, фактически поступающий в каждую упаковку. Объемная машина и машина дозирования по весу были разработаны для двух разных типов материалов, и выбор между ними определяется продуктом задолго до того, как он определяется бюджетом.
Что на самом деле измеряет каждый метод?
Объемное дозирование (Volumetric Filling) измеряет фиксированный объем в каждом цикле. Поршневой механизм подает одинаковое количество продукта каждый раз, поэтому вес, попадающий в упаковку, зависит от плотности материала в данный момент. Пока плотность стабильна, постоянный объем преобразуется в постоянный вес.
Дозирование по весу, также называемое гравиметрическим дозированием (Gravimetric Filling), фактически измеряет вес перед тем, как порция будет выпущена в упаковку. Оно не делает предположений о плотности, а измеряет результат, поэтому лучше справляется с материалами, плотность которых меняется от партии к партии или в течение смены.
Как проверяют, стабильна ли плотность продукта?
Это практический вопрос, который и определяет выбор, и его не всегда задают. К материалам с изменяющейся плотностью относятся сухие смеси, которые расслаиваются по размеру зерна, порошки, уплотняющиеся при ожидании, продукты, задерживающие воздух в смеси, и материалы, на которые влияет температура. В каждом из этих случаев постоянный объем даст переменный вес.
▪ Смесь, содержащая зерна разных размеров и расслаивающаяся в накопительном бункере
▪ Порошок, который уплотняется сам по себе, когда он находится между сменами
▪ Продукт, захватывающий воздух на этапе смешивания или всасывания
▪ Материал, вязкость и плотность которого меняются с температурой
▪ Зернистый материал в сыпучем состоянии, поступающий из разных источников снабжения
На практике стоит рассматривать серию образцов от текущего наполнения перед аффином. Если фактический вес значительно колеблется при неизменном аффине, это явный признак направления по весу. Если вес стабилен, объемное дозирование дает более простое механическое решение.
Что меняется при замене продукта?
Разница между методами ощущается не только в точности, но и в повседневной работе. Линия, проходящая между разными смесями на основе объема, требует повторной настройки при каждой смене, поскольку один и тот же объем соответствует разному весу в каждом продукте. Весоизмерительная система переходит к формуле веса следующего продукта через управление, без повторной калибровки самого механизма.
С эксплуатационной точки зрения это означает, что завод, который время от времени меняет продукт, выигрывает от весового метода дважды: и по точности, и по времени наладки. Завод, который непрерывно производит один и тот же продукт, обычно не ощутит второго преимущества.
Состояние продукта | Механизм дозирования | Что это означает на практике |
Сыпучие материалы и порошки | Объемное дозирование поршневого типа | Постоянный объем в каждом цикле |
Продукты, плотность которых меняется | Весовое дозирование | Измерение по фактическому весу |
Сыпучие или гранулированные материалы | Взвешивание с заполнением по вибролотку | Контролируемое заполнение без рассыпания |
Деликатные порошки и грануляты | Поршневой дозатор, шнековый дозатор | Точное дозирование для мешка или пакета |
Кубики и капли в полном объёме | Многостанционная линейная конструкция | Наполнение, закрытие и этикетирование в потоке |
Что ещё влияет на выбор, помимо продукта?
Тип тары и требуемая производительность также входят в решение. Для маленьких кубиков, таких как 10-литровые канистры, и для широкогорлых банок подходят разные компоновки станции наполнения, а также разное количество форматов, проходящих через одну и ту же машину. Кроме того, существует конструктивное разделение: в ротационной компоновке ёмкости проходят по карусели с упорядоченными рабочими станциями вокруг неё, а в линейной компоновке ёмкости движутся по прямому конвейеру, вдоль которого можно добавлять станции.
Линия наполнения жидкостей в банках от Impac сочетает оба подхода: ротационную конструкцию с линейным конвейером, что позволяет размещать рабочие станции как вокруг карусели, так и вдоль конвейера, с производительностью от 5,000 до 60,000 ёмкостей в смену. Она подходит для низковязких, вязких и вспенивающихся жидкостей, а среди её применений — мука, варенье, шоколад, масла и химикаты.
Что проверяют при проектировании линии розлива для существующей линии?
После того как была определена система дозирования, продукт проходит к деталям, которые определяют фактическую производительность. Дозирующие машины испытывают по объёму наполнения, по количеству форматов, проходящих через одну и ту же станцию, и по операциям последующей обработки, требуемым сразу после наполнения, таким как укупорка, запайка или наклейка этикетки. Чем больше операций выполняется подряд, тем меньше механическая передача контейнеров между станциями.
Линия дозирования, объединяющая наполнение, укупорку и наклейку этикеток в одном непрерывном процессе, сокращает механическую передачу между станциями, поэтому уже на этапе конфигурирования стоит определить, какие именно станции в неё входят. Автоматическая дозирующая машина, приобретаемая без станций последующей обработки, оставляет этот этап на ручную обработку, и это отражается на производительности, а не на деталях.
Ещё один фактор — очистка. Разные продукты требуют разного объёма промывки, и время промывки напрямую входит в расчёт производительности линии дозирования, которая нередко заменяет продукты с высокой частотой. Машина, спроектированная для разборки и сборки без лишних усилий, возвращает часть этого времени в производство, и это параметр, который стоит учитывать уже на этапе конфигурирования, а не после установки.
На практике обе системы дозирования в каталоге представлены рядом с различными вариантами исполнения машины и количеством рабочих станций. Поэтому решение о дозировании по объёму или о дозировании по весу — это первое решение в серии, а не единственное.
Кроме того, стоит проверить, сколько параметров сохраняются как настройка по умолчанию при поиске. Чем больше настроек загружается автоматически и чем меньше задаётся вручную, тем короче переключение между продуктами и тем меньше оно зависит от оператора, находящегося на смене. Это верно для обеих систем, но особенно заметно на линии, которая меняет продукт слишком часто.
Ещё один вопрос, который возникает при конфигурировании, — что происходит, когда к уже работающей линии добавляют новый продукт в ассортимент. Дозирующие машины, спроектированные под широкий диапазон форматов и контейнеров, допускают такую добавку в рамках настройки, тогда как машина, рассчитанная на один продукт, может потребовать дополнительных комплектующих. Стоит поднять этот вопрос заранее, потому что ответ влияет на конфигурацию, а не только на цену.
Объёмная дозирующая машина и весовая машина бывают как в полностью автоматическом исполнении, так и в полуавтоматическом. В итоге конфигуратор разбивает задачу на три отдельные вопросы: какой механизм подходит продукту, какой уровень автоматизации соответствует производственному режиму и какое конструктивное исполнение подходит существующей линии.
Резюме
Выбор между объемным и весовым фасовочным оборудованием в первую очередь определяется стабильностью плотности продукта, а затем — типом тары, производительностью и частотой смены формата. Стабильный продукт подходит для объемной фасовки, продукт с изменяющейся плотностью — для весовой, а линия, на которой часто меняют продукцию, выгодна за счет системы взвешивания даже на этапе наладки. Обратитесь к инженерной команде Impac с данными о продукте и таре и получите конфигурацию системы дозирования, наиболее подходящую для вашей линии.
