كيفية تشغيل الصلصات عالية اللزوجة على ماكينات VFFS بدون تقطير

لقد استثمرتَ في ماكينة ختم تعبئة النموذج الرأسي. خطك يعمل. ثم - تقطر. تسقط لطخة سميكة من صلصة الفلفل الحار على ختم الفيلم مباشرةً.

ختم واحد ملوث يعني كيس مرفوض. عشرة أختام ملوثة تعني دفعة مرفوضة. هل يبدو ذلك مألوفاً؟

إن تشغيل الصلصات عالية اللزوجة على ماكينات VFFS قابل للتحقيق تمامًا. ولكنه يتطلب التهيئة الصحيحة. يوضح هذا الدليل سبب حدوث التقطير بالضبط، والحلول الهندسية التي تصلحه، وكيفية تحديد مواصفات الماكينة المناسبة لمنتجك.

لماذا تتقطر الصلصات السميكة على ماكينات VFFS

الإجابة المختصرة؟ الفيزياء.

صُممت ماكينات VFFS القياسية في الأصل مع وضع السوائل النيوتونية الرقيقة في الاعتبار - المنتجات التي يتوقف فيها التدفق عند توقف المضخة. لا تتصرف الصلصات السميكة بهذه الطريقة.

عندما تقوم بقطع الحشو على منتج عالي اللزوجة، هناك ثلاثة أشياء تعمل ضدك:

• تأثير التوتير - تمتد الصلصات اللزجة إلى خيط رفيع بدلاً من أن تنكسر بشكل نظيف عند الفوهة. يسقط هذا الخيط في النهاية على منطقة الختم.
• الضغط المتبقي - لا يتعادل الضغط المتراكم داخل أنبوب التعبئة على الفور. فهو يدفع المنتج ببطء إلى الخارج بعد إغلاق الصمام.
• تأخير القطع - هناك تأخر ميكانيكي بسيط بين أمر “إيقاف التعبئة” والإغلاق الفعلي للصمام. الصلصة الرقيقة تغفر ذلك. أما الكاتشب عند 50,000 سنتيمتر مكعب فلا.
• مخاطر تلوث الفيلم - حتى أن سقوط قطرة صغيرة على شريط الختم الحراري يكفي لإحداث ختم ضعيف، مما يؤدي إلى حدوث تسربات أثناء النقل.

والنتيجة: أكياس فوضوية، ومخلفات الأفلام، ووقت تعطل في تنظيف الفوهات. لا شيء من هذا أمر حتمي. إنها مشكلة هندسية لها حلول راسخة.

فهم فيزياء الحشو عالي اللزوجة

لا تتصرف جميع المنتجات السميكة بالطريقة نفسها، وهذا أمر مهم عند اختيار نظام تعبئة.

ترقق القص هو المفهوم الرئيسي هنا. العديد من الصلصات - الكاتشب، ومعجون الفلفل الحار، والصلصات القائمة على الطماطم - هي بلاستيك كاذب, مما يعني أنها تصبح أرق تحت الضغط الميكانيكي (مثل الضخ) وتصبح أكثر سمكًا مرة أخرى عند إزالة هذا الضغط. وهذا مفيد في الواقع أثناء التعبئة، ولكنه يصبح مشكلة في اللحظة التي تتوقف فيها المضخة: حيث ترتفع اللزوجة مرة أخرى و“يعلق” المنتج في الفوهة.

ديناميكيات الضغط الخلفي مركب هذا. إذا كان قادوسك مرتفعًا وكنت تدفع المنتج إلى أسفل تحت الجاذبية بالإضافة إلى ضغط المضخة، فإن الضغط المتبقي في خط الفوهة لا يتبدد على الفور.

قطر الفوهة وسرعة الملء يجب أن تكون مطابقة لملف لزوجة منتجك. فالفوهة الضيقة جدًا بالنسبة لصلصة 70,000 سنتيمتر مكعب ستؤدي إلى زيادة الضغط الخلفي المفرط. أما إذا كانت عريضة جدًا، فستفقد دقة التعبئة.

إليك مرجع سريع لأنواع الصلصة الشائعة:

الحصول على هذا التطابق الصحيح هو القرار الأهم في تكوين جهازك.

الحلول الهندسية الـ 6 للتخلص من التقطير

هذه ليست حلولاً بديلة. إنها ممارسات هندسية قياسية تستخدمها خطوط الصلصة عالية الإنتاجية حول العالم.

1. استخدم نظام تعبئة بمكبس يتم التحكم فيه مؤازرًا

يمنحك حشو المكبس المؤازر دقة لا يمكن للمكبس الهوائي أن يضاهيها. في نهاية كل شوط ملء، يتباطأ محرك المؤازرة ويتوقف بالضبط في الموضع المبرمج - لا يوجد تجاوز، لا يوجد ضغط متبقي يدفع المنتج للخارج.

هذه هي الترقية الوحيدة الأكثر فعالية لتطبيقات VFFS الصلصة السميكة. بالنسبة للمنتجات التي تزيد عن 40,000 سنتيمتر مكعب، فهي غير قابلة للتفاوض فعليًا.

2. تركيب فوهات إغلاق مانعة للتنقيط

تستخدم الفوهات المانعة للتنقيط إما صمامًا محملًا بنابض أو آلية إغلاق هوائية لإنشاء مانع تسرب إيجابي عند توقف التعبئة الفورية.

• صمامات محملة بنابض تنغلق تحت قوة عودة الزنبرك، مما يمنع تدفق المنتج فعليًا.
• فوهات الإغلاق الهوائية إغلاق أسرع، متزامنة مع دورة PLC للماكينة.

ويقلل أي من الخيارين بشكل كبير من تأثير التوتير الذي يسبب تلوث مانع التسرب.

3. تحسين توقيت القطع باستخدام مزامنة PLC

يجب مزامنة محرك غشاء ماكينة VFFS ومحرك صمام الحشو مع إغلاق صمام الحشو حتى أجزاء من الثانية. تسمح لك وحدات التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) الحديثة ببرمجة لحظة إغلاق الصمام بالضبط بالنسبة لدورة تشكيل الكيس - يمكنك طلب توقيت القطع لمطابقة سلوك التدفق الخاص بك.

إذا أخطأت في ذلك ولو بمقدار 50 جزء من الثانية فسوف تقطر. قم بذلك بشكل صحيح وسيهبط المنتج بشكل نظيف داخل الكيس، في كل مرة.

4. تقليل ارتفاع التعبئة ومسافة السقوط

كلما ابتعد المنتج عن الفوهة إلى قاع الكيس، كلما زاد تناثره وزادت احتمالية تلوث جدران الغشاء.

اخفض موضع الفوهة بحيث تكون أقرب إلى فتحة الكيس أثناء التعبئة. تستخدم بعض تكوينات الماكينة فوهة غطس تسقط في أنبوب التشكيل - وهذا أمر يستحق التحديد للتطبيقات اللزجة.

5. استخدام وظيفة الامتصاص الخلفي

الامتصاص الخلفي (ويسمى أيضًا التراجع) هو انعكاس قصير للمكبس أو المضخة في نهاية دورة التعبئة. يسحب حرفياً خيط المنتج مرة أخرى إلى الفوهة قبل إغلاق الصمام بالكامل.

هذا هو أحد الحلول الأكثر أناقة لتوتير الصلصة. تعمل وظيفة الامتصاص للخلف المضبوطة بشكل جيد مع فوهة مانعة للتنقيط على التخلص من كل التقطير تقريبًا.

6. التحكم في درجة الحرارة لتثبيت اللزوجة

اللزوجة حساسة لدرجة الحرارة. فالكاتشب عند درجة حرارة 20 درجة مئوية له سلوك تدفق مختلف تمامًا عن 40 درجة مئوية. إذا تذبذبت درجة حرارة منتجك على خط الإنتاج - بسبب التغيرات الموسمية في البيئة المحيطة أو تغير درجة حرارة الدُفعات - فإن أوزان التعبئة وسلوك التنقيط سيتذبذب أيضًا.

يحافظ القادوس المغلف مع التحكم في درجة الحرارة على الصلصة في درجة حرارة ثابتة طوال فترة الإنتاج، مما يحافظ على استقرار اللزوجة ويمنح معلمات توقيت PLC شيئًا موثوقًا للعمل به.

VFFS مقابل الحقيبة الجاهزة للصلصات السميكة - أيهما أفضل أداءً؟

هذا سؤال نتلقاه بانتظام، والإجابة الصادقة هي: يعتمد ذلك على حجم إنتاجك والصلصة المحددة.

بالنسبة لإنتاج كميات كبيرة من الصلصة على شكل أكياس في شكل أكياس، تظل ماكينات التعبئة والتغليف في الأكياس الكيسية الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة - شريطة أن يتم تكوين الماكينة بشكل صحيح من حيث اللزوجة. تتمتع ماكينات الأكياس سابقة التجهيز بميزة طبيعية في التحكم في التنقيط لأن الكيس يتم تشكيله بالفعل قبل التعبئة، ولكن بتكلفة تعبئة أعلى لكل وحدة.

يمكنك استكشاف كيف ماكينات VFFS من ماكينات BG Machinery التعامل مع مختلف أشكال الحقائب، أو الاطلاع على المجموعة الكاملة من حلول ماكينات تغليف الصلصة لعرض الخيارات المتاحة أمامك جنباً إلى جنب.

التكوين الموصى به لتغليف الصلصة عالية اللزوجة

إذا كنت تقوم ببناء خط صلصة جديد أو تقوم بتعديل نظام VFFS قائم للمنتجات عالية اللزوجة، فإليك التكوين الأساسي للمواصفات:

• حشو المكبس المؤازر - توقف دقيق، لا يوجد ضغط متبقي
• فوهة مانعة للتنقيط - يُفضَّل الإغلاق الهوائي لأكبر من 50,000 سنتيمتر مكعب
• تحسين توقيت PLC - دورة التعبئة والقطع المتزامنة
• وظيفة الامتصاص الخلفي - يزيل الأوتار
• إطار من الفولاذ المقاوم للصدأ المخصص للطعام - مطلوب لاستعمالات الصلصة والتوابل
• نظام التنظيف المكاني (CIP) - ضرورية للتنظيف اليومي لبقايا المنتجات اللزجة
• قادوس مغطى بسترة - للمنتجات الحساسة للحرارة

صُممت أنظمة VFFS من BG Machinery خصيصًا للتطبيقات عالية اللزوجة، مع تكوينات متاحة للكاتشب وصلصة الفلفل الحار والمايونيز وصلصة الشواء والتوابل السميكة الأخرى. يمكن للفريق الهندسي مراجعة بيانات لزوجة المنتج الخاص بك والتوصية بنوع الحشو ومواصفات الفوهة بالضبط قبل الالتزام بالماكينة.

العلبة تشغيل صلصة الفلفل الحار بسعة 70,000 سنتيمتر مكعب في 60 كيس/الدقيقة

جاءت إلينا إحدى الشركات المصنعة للتوابل في جنوب شرق آسيا بمشكلة محددة: كان خط إنتاج أكياس صلصة الفلفل الحار الموجودة لديهم ينتج أكياس صلصة الفلفل الحار ولكن عند 70,000 جاذبية سنوية كانت تتلوث الأغشية على ما يقرب من 8-121 طنًا في الدقيقة من الأكياس. وعند 40 كيسًا في الدقيقة، كان هذا معدل رفض غير مقبول.

المشاكل قبل التعديل

• حشو مكبس هوائي قياسي بدون امتصاص للخلف
• فوهة موضوعة على ارتفاع 120 مم فوق فتحة الكيس
• لا توجد مزامنة PLC بين دورة الحشو ودورة VFFS

الحل:

• تم استبدالها بمادة حشو بمكبس مؤازر + فوهة هوائية مانعة للتنقيط
• تم تمكين الامتصاص للخلف مع توقيت انعكاس 0.3 ثانية
• خفض موضع الفوهة إلى 40 مم فوق تشكيل الكيس
• صقل توقيت قطع PLC على مدى 3 تجارب إنتاجية

النتيجة:
انخفض معدل التلوث إلى أقل من 0.3%. زادت سرعة الخط إلى 60 كيس/دقيقة. انخفاض نفايات الأغشية بأكثر من 60%. تم تشغيل الماكينة نفسها الآن لمدة 18 شهرًا دون توقف الخط المرتبط بالفوهة.

الأسئلة الشائعة: صلصة اللزوجة العالية على VFFS

ما هي اللزوجة العالية جدًا بالنسبة ل VFFS؟
لا يوجد حد فاصل مطلق، ولكن المنتجات التي تزيد عن 150,000 سنتيمتر مكعب يصبح من الصعب التعامل معها بشكل متزايد في تكوينات ماكينات تعبئة الأكياس المسطحة القياسية. وفوق هذه العتبة، غالبًا ما تكون ماكينة تعبئة الأكياس الجاهزة أو حشو الأكواب أكثر عملية. تقع معظم صلصات التوابل - الكاتشب والفلفل الحار والشواء والمايونيز - ضمن النطاق الذي يمكن التحكم فيه مع التكوين المناسب.

هل يمكن تشغيل العسل على VFFS؟
نعم، يتراوح العسل عادةً ما بين 8000 إلى 20000 سنتيمتر مكعب، وهو في الواقع أقل لزوجة من الكاتشب. يجعل حشو مضخة التروس مع التحكم في درجة الحرارة (يتدفق العسل بشكل أفضل عندما يكون دافئًا) من تعبئة العسل بمضخة التروس مباشرةً.

لماذا سلسلة الكاتشب على VFFS؟
الكاتشب هو سائل بلاستيكي كاذب - فهو يخف تحت القص أثناء الضخ، ثم تزداد لزوجته بسرعة عندما يتوقف التدفق. ويؤدي هذا الارتفاع في اللزوجة عند طرف الفوهة إلى خلق “الخيط” المميز حيث يتمدد المنتج بدلاً من أن ينكسر بشكل نظيف. تعالج وظيفة الامتصاص الخلفي وفوهة منع التنقيط هذا السلوك مباشرةً.

هل حشو المكبس أفضل من حشو المضخة للصلصات السميكة؟
بالنسبة للمنتجات التي تزيد عن 30,000 سنتيمتر مكعب، نعم - توفر ماكينة تعبئة المكبس دقة تعبئة أفضل بكثير وقطع أنظف. تعد مضخات التروس أكثر ملاءمة للسوائل ذات اللزوجة المنخفضة أو المنتجات ذات الجسيمات الدقيقة التي يمكن أن تتلف مانع تسرب المكبس. بالنسبة للصلصات المكتنزة (على سبيل المثال، الصلصة مع قطع الخضروات)، فإن المكبس المعبئ بالمكبس مع تجويف صمام أكبر وصمام فحص من النوع الكروي هو الخيار القياسي.

الهندسة تتغلب على الجاذبية - ولكن فقط مع الإعداد الصحيح

لا يعد التقطير على ماكينة VFFS علامة على أن تقنية VFFS هي التقنية الخاطئة للصلصة الخاصة بك. إنها علامة على أن التكوين لم يتناسب مع المنتج.

الأخبار السارة:: كل مشكلة موصوفة في هذه المقالة لها حل هندسي معروف ومثبت. التحكم المؤازر. فوهات منع التنقيط. الامتصاص الخلفي. مزامنة PLC. إدارة درجة الحرارة. هذه ليست تقنيات غريبة - إنها أدوات قياسية متوفرة في الماكينات جيدة التكوين.

إذا كنت ترى حاليًا تلوثًا بالتنقيط أو تلوثًا في الأوتار أو أعطالًا في ختم خط الصلصة لديك، فمن شبه المؤكد أن الحل يكمن في واحد أو اثنين من المجالات الستة التي تم تناولها هنا.

إذا كنت ترغب في الحصول على تقييم اللزوجة وتوصية بتكوين الماكينة لمنتجك المحدد، يمكن لفريق هندسة BG Machinery تقييم مواصفات الصلصة الخاصة بك واقتراح حل VFFS مخصص - بدون تكلفة. تواصل معنا هنا.