Wie man das Befüllen von Fertiggerichtschalen mit mehreren Zutaten automatisiert

Eine Fertigmahlzeit kann Reis, Fleisch, Gemüse, Toppings und Soße in einer einzigen Schale enthalten. Obwohl diese Zutaten zum selben Rezept gehören, verhalten sie sich beim Wiegen und Abfüllen sehr unterschiedlich. Gekochter Reis kann verklumpen, Gemüse kann bei zu starkem Druck zerbrechen, Fleischstücke variieren in der Größe, und Soßen erfordern eine kontrollierte Flüssigkeitsdosierung.

Manuelles Abfüllen mag bei geringen Produktionsmengen machbar sein. Steigt die Nachfrage jedoch, werden Portionsabweichungen, Personalaufwand und Engpässe in der Produktionslinie schwieriger zu kontrollieren. Die Automatisierung dient nicht nur dazu, die Trays schneller zu transportieren. Ein zuverlässiges System muss die korrekte Menge jeder Zutat dosieren, sie in die richtige Trayposition platzieren und mit dem Tray-Verschließer synchronisiert bleiben.

Die Automatisierung des Abfüllens von Fertiggerichten mit mehreren Zutaten erfordert daher eine abgestimmte Kombination von Wiege-, Dosier-, Förder- und Positionierungseinrichtungen.

Warum Mehrkomponentenfüllungen mehr als eine Füllmethode benötigen

Reis, Fleisch, Gemüse und Soße sollten nicht mit derselben Abfüllanlage verarbeitet werden, nur weil sie in derselben Mahlzeit vorkommen. Jede Zutat hat ihre eigenen Fließeigenschaften, ihr Zielgewicht und die jeweils geeignete Verarbeitungsmethode.

Beispielsweise lassen sich unregelmäßige Fleischstücke in der Regel durch kombiniertes Wiegen abmessen, während Curry oder Soße ein Flüssigkeitsfüllsystem benötigen. Empfindliches, gekochtes Gemüse erfordert eine schonendere Zuführung als feste Fleischbällchen, und Klebreis benötigt möglicherweise speziell geformte Kontaktflächen, um den Austritt zu verbessern.

Jede Zutat sollte eine eigene Portionseinstellung haben. Benötigt eine Schale beispielsweise 180 Gramm Reis, 80 Gramm Fleisch, 60 Gramm Gemüse und 40 Milliliter Soße, sollte das Abfüllsystem diese vier Mengen separat steuern, anstatt nur das Gesamtgewicht der Schale zu messen.

Die Produkttemperatur muss ebenfalls berücksichtigt werden. Frisch gekochter Reis, gekühlter Reis und mit Öl vermischter Reis können sich im selben Trichter unterschiedlich verhalten. Ähnliche Unterschiede können bei zerkleinertem Fleisch, glasiertem Hähnchen, gekochten Nudeln und mit Soße überzogenem Gemüse auftreten. Daher ist die Prüfung realer Produkte ein wichtiger Bestandteil der Auswahl der Wiegefläche, der Trichterkonstruktion, der Zuführmethode und des Austragsmechanismus.

Wählen Sie die richtige Abfüllanlagenkonfiguration

Die optimale Konfiguration hängt von der Anordnung der Tabletts, der Anzahl der Zutaten, der benötigten Produktionskapazität und der erforderlichen Positionierungsgenauigkeit der einzelnen Zutaten ab. Die meisten Projekte verwenden eine von drei Grundanordnungen.

Sequenzielle Befüllung für Einzelkammerschalen

Die sequentielle Befüllung eignet sich für Reisgerichte, Currygerichte, Pastagerichte und andere Produkte, bei denen die Zutaten in einem Fach überlappen oder geschichtet werden können.

Ein typischer Ablauf ist:

Entformen → Reisfüllung → Fleischfüllung → Gemüsefüllung → Soßendosierung → Verschließen der Schale

Leere Schalen werden auf ein Indexierförderband gestellt und durchlaufen mehrere Abfüllstationen. Jede Station fügt gemäß der gespeicherten Rezeptur eine Komponente hinzu. Da die Zutaten in denselben offenen Bereich gelangen, ist die Positionierungstoleranz im Allgemeinen größer als bei einer unterteilten Schale.

Diese Anordnung ist relativ einfach und flexibel. Ein Betrieb kann eine ungenutzte Station deaktivieren oder die Portionseinstellungen beim Wechsel zwischen verwandten Rezepten anpassen. Die langsamste Abfüllstation bestimmt jedoch weiterhin die tatsächliche Produktionsleistung der Linie. Eine schnelle Fleischwaage erhöht die Kapazität der Fertigbleche nicht, wenn das Dosieren von Klebreis oder Soße einen längeren Zyklus erfordert.

Spezielle Stationen für Mehrfachtabletts

Bento-Boxen, Flugzeugessen, Schulmahlzeiten und Fertiggerichte trennen Hauptgericht, Proteine ​​und Beilagen oft in verschiedene Fächer. Diese Produkte erfordern eine präzisere Positionierung der Tabletts und eine kontrollierte Entnahme.

Jede feste Zutat wird von einem separaten Wiegesystem erfasst. Speziell angepasste Rutschen befördern Reis, Fleisch und Gemüse anschließend in die jeweiligen Fächer. Das Förderband muss die Schale exakt unter jeder Rutsche stoppen, da einige Fachöffnungen relativ eng sind.

Die Zeichnung des Tabletts ist bei der Konstruktion dieser Konfiguration besonders wichtig. Der Anlagenlieferant benötigt die Tablettabmessungen, die Fachtiefe, den Abstand zwischen den Fächern und die gewünschte Anordnung der Speisen. Eine für ein dreiteiliges Tablett ausgelegte Rutsche funktioniert möglicherweise nicht einwandfrei, wenn sie mit einem Tablett mit abweichender Trennwandposition verwendet wird.

Die Sauce wird üblicherweise über eine separate Dosierstation hinzugefügt. Durch das Befüllen gegen Ende des Prozesses lässt sich das Spritzen auf andere Komponenten reduzieren und der Rand der Schale bleibt für das Versiegeln sauber.

Paralleles Füllen für höhere Ausbeute

Für Zentralküchen und Fertiggerichtfabriken mit stabilen Rezepturen und höheren Produktionsanforderungen können mehrere Tabletts während eines Arbeitsgangs befüllt werden.

Eine individuell anpassbare Mehrfachabfüllvorrichtung kann abgewogene Portionen auf mehrere Schalen oder Schalenpositionen verteilen. Dadurch erhöht sich der Durchsatz, ohne dass für jede Schale eine separate Waage installiert werden muss. Beispielsweise kann ein Wiegesystem Portionen über einen Verteilermechanismus freigeben, der auf mehrere Schalen ausgerichtet ist.

Die parallele Abfüllung erfordert eine präzise Abstimmung zwischen Tray-Entferner, Indexierförderer, Wiegesystemen, Verteilvorrichtung und Tray-Verschließmaschine. Schließt eine Einheit ihren Zyklus zu früh oder zu spät ab, können sich Trays stauen oder die Abfüllpositionen können sich verschieben.

Je nach Zutaten, Tablettanordnung und Versiegelungskonfiguration kann eine individuell angepasste Smart Weigh-Fertiggerichtlinie für ca. 1.500–2.000 fertige Tabletts pro Stunde ausgelegt werden. Dies ist ein projektbezogener Richtwert und keine feste Geschwindigkeit für jedes Produkt. Klebrige Zutaten, größere Portionen oder Rezepte mit mehr Komponenten können längere Abfüllzyklen erfordern.

Wie eine automatische Abfüllanlage für Fertiggerichte funktioniert

Obwohl jede Produktionslinie individuell gestaltet wird, umfasst der gesamte Prozess im Allgemeinen acht Phasen:

1. Automatische Tablettenentstapelung
   Leere Tabletts werden vom Stapel getrennt und einzeln auf das Förderband gesetzt. Die sichere Trennung der Tabletts verhindert Doppeltrays und Positionierungsfehler im weiteren Verlauf der Produktionslinie.

2. Tablettpositionierung
   Sensoren erfassen die einlaufende Ablage, während der Indexiermechanismus sie unterhalb der gewünschten Abfüllstation stoppt. Führungen halten die Ablage während des Auswurfs in der richtigen Position.

3. Zutatenzufuhr
   Reis, Fleisch, Gemüse und andere feste Produkte werden in die jeweiligen Wiegeeinheiten überführt. Die Zuführungsmethode muss eine ausreichende Produktzufuhr gewährleisten, ohne die Lebensmittel zu komprimieren oder zu beschädigen.

4. Unabhängige Portionswägung
   Jede Zutat wird entsprechend ihrem jeweiligen Rezeptvorgabe abgewogen. Das Steuerungssystem wählt eine geeignete Trichterkombination aus und bereitet die benötigte Portion für die Entnahme vor.

5. Kontrollierte Mehrstationenbefüllung
   Speziell angepasste Rutschen leiten jede abgewogene Portion in die Schale. Bei Schalen mit mehreren Fächern ist der Auslauf der Rutsche auf das jeweilige Fach ausgerichtet, um zu verhindern, dass Lebensmittel falsch platziert werden.

6. Soßendosierung
   Ein separater Dosierer füllt Soße, Curry, Dressing oder andere flüssige Komponenten ein. Das Dosiersystem wird entsprechend Viskosität, Partikelgehalt und Portionsvolumen ausgewählt.

7. Gewichtsprüfung
   Eine optionale Kontrollwaage misst das Gewicht der fertigen Schale. Produkte außerhalb des zulässigen Gewichtsbereichs können vor dem Versiegeln oder Codieren aussortiert werden.

8. Schalenversiegelung und Codierung
   Die befüllten Schalen werden in Standard-Heißsiegel-, Vakuum- oder Schutzatmosphärenverpackungsanlagen verarbeitet. Datumsangabe, Etikettierung und Qualitätskontrolle können in denselben Produktionsablauf integriert werden.

Fabriken mit höherem Automatisierungsbedarf können die Primärlinie mit Verpackungs-, Verschließ- und Palettieranlagen verbinden. Diese nachgelagerten Systeme sollten auf die tatsächliche Ausbeute an fertigen Schalen und nicht auf die theoretische Maximalgeschwindigkeit einer einzelnen Abfüllmaschine ausgelegt sein.

Was bestimmt die Füllgenauigkeit und die Ausbeute an fertigen Tabletts?

Die Anzahl der Wiegeköpfe oder Abfüllstationen allein bestimmt nicht die Anlagenleistung. Die folgenden Faktoren haben einen größeren Einfluss auf Genauigkeit, Produktqualität und einen stabilen Produktionsausstoß.

Eigenschaften der Inhaltsstoffe

Der Anlagenlieferant sollte genaue Informationen über Produktabmessungen, Klebrigkeit, Ölgehalt, Abfülltemperatur und Zerbrechlichkeit erhalten. Außerdem muss geklärt werden, ob die Zutaten vorgemischt sind und welche Fallhöhe sie tolerieren.

Große Fleischbällchen, zerkleinertes Hühnerfleisch und klein gewürfeltes Fleisch erfordern möglicherweise unterschiedliche Einstellungen für die Zuführung und den Auswurf. Empfindliches Gemüse benötigt eventuell geringere Fallhöhen, während klebrige Produkte angepasste Behälteroberflächen oder eine Auswurfunterstützung erfordern.

Einzelne Portionsziele

Die Angabe des Gesamtgewichts der Mahlzeit allein reicht nicht aus. Zielwert und zulässige Toleranz für jede Zutat sollten separat angegeben werden.

Dies ist besonders wichtig bei teuren Proteinen. Produziert eine Produktionslinie 2.000 Schalen pro Stunde, können selbst wenige Gramm überschüssiges Fleisch pro Schale zu einem erheblichen täglichen Materialverlust führen. Durch unabhängiges Wiegen lässt sich der Anteil teurer Komponenten besser kontrollieren, ohne die vorgesehenen Portionen von Reis, Gemüse oder Soße zu reduzieren.

Tablett- und Fachdesign

Der Lieferant benötigt ein Muster des Tabletts oder eine detaillierte Zeichnung, die dessen Länge, Breite, Tiefe, Flansch und Kammeraufteilung zeigt. Kleine Kammern erfordern eine höhere Entleerungsgenauigkeit als ein großes Tablett mit nur einer Kammer.

Die gewünschte Produktpräsentation sollte ebenfalls besprochen werden. Für ein Gericht, das lediglich die richtigen Zutaten in jedem Fach benötigt, kann eine einfachere Rutsche verwendet werden als eine, bei der das Protein ordentlich auf dem Reis platziert werden muss.

Vollständige Leitungssynchronisation

Die Produktionsziele sollten in fertigen Trays pro Stunde und nicht nur in Portionen pro Minute angegeben werden. Die tatsächliche Leistung kann durch die langsamste Zutatenstation, die Geschwindigkeit des Tray-Entstapelns, die Förderband-Indexierungszeit, den Saucendosierzyklus oder die Tray-Verschließmaschine begrenzt sein.

Produktnachschub, Reinigung und Rezepturwechsel müssen bei der Ermittlung der praktischen Tageskapazität ebenfalls berücksichtigt werden. Eine hohe Nenngeschwindigkeit ist wenig wert, wenn häufige Unterbrechungen den reibungslosen Betrieb der gesamten Produktionslinie verhindern.

Reinigung und Lebensmittelsicherheit

Geräte zur Zubereitung von Speisen sollten hygienische Produktkontaktflächen und eine einfache Reinigung ermöglichen. Nützliche Konstruktionsmerkmale sind Edelstahl-Kontaktteile, abnehmbare Wiegebehälter, abnehmbare Auswurfschächte und eine Reduzierung von Speiserestenansammlungen.

Ausreichender Platz zwischen den Abfüllstationen ist ebenso wichtig. Die Bediener müssen die Komponenten prüfen, entnehmen und reinigen können, ohne dabei andere Teile der Anlage zu demontieren. Das erforderliche Reinigungsverfahren sollte vor Produktionsbeginn festgelegt werden, da Trockenreinigung, Niederdruckreinigung und Nassreinigung unterschiedliche Maschinenkonstruktionen erfordern können.

Wie Smart Weigh ein Mehrkomponenten-Abfüllsystem entwickelt

Smart Weigh entwirft jedes System individuell nach dem jeweiligen Kundenrezept, anstatt für jede Fertigmahlzeit eine einheitliche Maschinenkonfiguration zu verwenden.

Der Prozess beginnt mit den Zutaten, den Zielportionen, der Tablettplanung und der benötigten Kapazität der fertigen Tabletts. Für Reis, Fleisch, Gemüse und andere feste Komponenten können separate Mehrkopfwaagen oder kundenspezifische Portioniereinheiten eingesetzt werden. Anschließend lässt sich ein Flüssigkeitsdosiersystem für Soßen, Bratensoßen oder Currys integrieren.

Maßgeschneiderte Rutschen und Mehrfachfüllmechanismen ermöglichen den Einsatz der Anlage sowohl mit ein- als auch mehrkammerigen Trays. Das Komplettsystem umfasst das Entstapeln der Trays, die Produktzuführung, das Wiegen, Abfüllen, die Gewichtskontrolle, das Versiegeln, die Codierung und die Weiterverarbeitung.

Die Automatisierung bietet mehrere praktische Vorteile in der Produktion:

• Weniger repetitive manuelle Wiege- und Tablettbefüllungsvorgänge.

• Gleichmäßigere Verhältnisse zwischen den Mahlzeitenkomponenten

• Bessere Kontrolle von Fleisch und anderen teuren Zutaten

• Genauere Befüllung der unterteilten Fächer in Tabletts

• Höhere Produktionskapazität ohne ständige Erweiterung des manuellen Abfüllbereichs

• Gespeicherte Rezepteinstellungen für effizientere Produktwechsel

• Eine skalierbare Basis für die Inspektions- und End-of-Line-Automatisierung

Es wird empfohlen, vor der endgültigen Konfiguration Tests mit realen Lebensmitteln durchzuführen. Während dieser Tests kann Smart Weigh die Produktzufuhr, die Wiegestabilität, das Auswurfverhalten und die Platzierung der Tabletts überprüfen. Dies ist besonders wertvoll für Klebreis, fettige Speisen, empfindliches Gemüse und unregelmäßig geformte Fleischprodukte, die sich anhand von Fotos allein nicht zuverlässig beurteilen lassen.

Um ein passendes Angebot zu erstellen, benötigen wir Fotos oder Muster der Zutaten, das Zielgewicht jeder Komponente, die Abmessungen der Schalen, die Aufteilung der Fächer und die gewünschte Stundenleistung. Sie können sich auch die Informationen von Smart Weigh ansehen. Verpackungssysteme für Fertiggerichte für verfügbare Leitungskonfigurationen.

Häufig gestellte Fragen

Die Automatisierung der Schalenabfüllung mit mehreren Zutaten erfordert mehr als nur die Platzierung mehrerer Abfüllmaschinen über einem Förderband. Jede Zutat benötigt ein geeignetes Wiege- oder Dosierverfahren, während Schalenpositionierung, Auswurfzeitpunkt und Siegelgeschwindigkeit als ein koordiniertes System funktionieren müssen. Die Verwendung von realen Lebensmittelproben, individuellen Portionsvorgaben, Schalenzeichnungen und Anforderungen an die Ausbringungsmenge fertiger Schalen führt zu einer zuverlässigeren Lösung, die mit dem zukünftigen Produktionsbedarf mitwachsen kann.