米国向け調理済み食品計量・包装ライン：4種類のレシピを毎分40トレイ処理

コンビニエンスストアや持ち帰り販売チャネル向けの調理済み食品を製造するには、単に食品をトレイに詰めるだけでは不十分です。各トレイには、麺、肉、野菜、ソースが適切な量で入っている必要があり、同時に見た目の一貫性を保ち、大量注文に対応できる生産速度を維持しなければなりません。

米国の調理済み食品メーカーが、自動計量・包装ラインの導入についてスマートウェイ社に相談を持ちかけた。顧客は、毎分最大40トレイの速度で、アジア風の調理済み食品を数種類生産する計画だった。

必要なシステムは、原材料の計量とトレイへの充填だけでなく、トレイの密封、重量検査、冷却、箱詰め、ケース梱包、パレット積みも自動化できるものでなければならなかった。

単一製品の充填アプリケーションとは異なり、このプロジェクトでは、取り扱い特性が大きく異なる複数の調理済み材料を扱う必要がありました。そのため、スマートウェイ社は、すべての材料に標準的な充填機を適用するのではなく、顧客の実際のレシピに基づいてラインを設計しました。

プロジェクト要件と調理済みレシピ

最初のプロジェクトでは、4種類の調理済み食品レシピを対象とした。いくつかの製品は総重量が同じであったものの、各材料の重量と比率は大きく異なっていた。

これらのレシピでは、最終的なトレーの重量だけを制御するだけでは不十分です。

例えば、トレーの重量が255グラムになっても、麺が多すぎて鶏肉が少なすぎる場合がある。最終的な重量は正しく見えるかもしれないが、製品は本来のレシピ、コスト、食感のいずれにも合致しないだろう。

そのため、調理ラインでは、完成したトレイの最終チェックを行う前に、主要な材料をそれぞれ個別に小分けする必要があった。

顧客の主な要望は以下のとおりです。

• 1分間に最大40個の完成トレイ
• 麺、肉、野菜、ソースはそれぞれ個別に分量管理する。
• 複数の調理済み食品レシピとの互換性
• 手作業による計量やすくい作業への依存度を低減
• 最終包装重量検査
• 冷却機能と二次包装を統合
• 自動ケース梱包、密封、パレット積み

複数の材料を使った調理済み食品の自動化が難しい理由

調理済みの食品は、乾燥した流動性のある食品とは異なります。水分量、粘着性、形状、温度は、給餌、計量、排泄に直接影響を与えます。

茹でた麺は重なり合ったり絡まったりして、複数の麺が一体となって動くことがあります。炊いたご飯には水分とデンプンが含まれており、麺が固まったり、食材がくっついたりする原因となります。ブロッコリーなどの調理済み野菜はかさばって形が不揃いな一方、鶏肉、ひき肉、牛肉は大きさや表面の状態が様々です。

ソースは、トレイの密封部分を汚染することなく正確に注ぐ必要があるため、また別の課題となる。

これらの材料すべてに従来型の充填機を1台使用すると、分量の正確さと生産速度の両方を維持することが難しくなります。そこでSmart Weighは、各材料に最適な計量システムまたは分量システムを組み合わせました。

この食材ごとの設定により、顧客はレシピをより細かくコントロールできるようになります。例えば、チキンローメンからチキンパッタイに変更する場合、麺、肉、野菜、ソースの目標重量を個別に調整できます。

Smart Weigh社の自動調理済み食品包装ソリューション

この完全な生産ラインは、調理済み食品専用の計量システムと、トレイへの連続充填、およびライン終端の自動化を組み合わせたものです。

調理済み食品の種類ごとに専用の分量分け

ご飯を盛り付けるための調理済みご飯分量調整機が付属しています。最初の4つのレシピは主に麺類ですが、このモジュールにより、メーカーは将来的に丼物やその他の調理済み食品を追加できる柔軟性を得られます。

カスタマイズされたマルチヘッド計量機は、調理済みの麺、肉、野菜をそれぞれ個別に処理します。各システムは、食材の流れ特性、個数、目標とする分量に応じて構成されます。

調理済み肉専用の計量システムは、コスト管理において特に重要です。鶏肉や牛肉は通常、高価な食材であるため、不必要に過剰に詰め込むと、何千ものトレイにわたって製品の廃棄量が大幅に増加する可能性があります。

連続トレイ充填

材料を小分けした後、一つずつトレイに載せていく。

一般的な充填手順は以下のとおりです。

1. 空のトレイが充填コンベアに投入される。
2. 調理済みのご飯や麺類が、それぞれのトレーに小分けに分けられています。
3. 必要な量の調理済み肉を加える。
4. 調理済みの野菜は計量され、容器に詰められる。
5. ソースは選択されたレシピに従って提供されます。
6. 完成したトレイはトレイ密封機へと送られます。

この順番に並べることで、材料を充填する前にそれぞれを分けておくことができ、トレイ内の材料の位置をより正確に制御できます。また、より均一な店頭陳列を実現するのにも役立ちます。

内蔵のソース注入器は、レシピに応じてソースの量を変更できます。例えば、チキンローメンには43グラムのソースが必要ですが、ビーフとブロッコリーには57グラムが必要です。

トレイシーリングからロボットパレタイジングまで

すべての材料が充填された後、トレイシーリングマシンがパッケージを閉じ、後工程での取り扱いと配送に備えます。

密封された各トレイは、その後、重量チェック機を通過します。このチェック機の目的は、最終重量が許容範囲外の完成品を識別することです。これにより、個々の材料がすでに小分けされた後に、最終検査が行われます。

チェック計量は、原材料レベルでの管理に取って代わるものではありません。総重量が正しくても、肉、麺、野菜の比率が間違っている可能性があります。そのため、個々の分量分けと最終重量検査は、製造ラインにおいて2つの異なる役割を果たします。

密封されたトレイは冷却システムに入ります。冷却時間と温度は、食品安全プロセス、食事のレシピ、トレイの形状、および後工程の包装要件に応じて設定できます。

冷却された食事は、箱詰め機と最終工程の自動化セクションへと移動します。このセクションには以下のものが含まれます。

• 自動ケース組立機
• デルタロボットケースパッキングシステム
• 自動ケースシーリング機
• ロボットパレタイジングマシン

ケース組立機は、出荷用ケースを自動的に成形します。デルタロボットは、必要な梱包パターンに従って、箱詰めされた調理済み食品を各ケースにピッキングして充填します。その後、ケースは密封され、パレタイジングステーションに搬送されます。

これにより、二次包装がボトルネックになるのを防ぐことができます。作業員がケースを手作業で成形し、すべての箱を積み込み、完成したケースをパレットに積み重ねる必要がある場合、トレイへの充填速度を上げても効果は限定的になります。

毎分最大40トレイの処理能力を持つ設計

この調理済み食品の計量・包装ラインは、毎分最大40トレイの処理速度、すなわち毎時最大2,400トレイの生産能力を目標に設計されています。

この生産量を達成するには、毎分40枚のトレイを処理できるトレイシーラーを選ぶだけでは不十分です。上流工程と下流工程のすべてが、同一の生産サイクル内で稼働する必要があります。

麺、肉、野菜、ソースの充填ステーションは、トレイの出荷を遅らせることなく、それぞれの分量を完了しなければなりません。冷却、箱詰め、ケース梱包の各セクションも、製品が滞留しないように、入荷した製品を処理する必要があります。

実際の生産能力は、以下の要因によって変動する場合があります。

• 選ばれたレシピと材料の特徴
• 各トレイの材料の数
• 個々の目標重量
• トレイの寸法と仕切りの配置
• 必要な記入順序
• 冷却時間
• 製品の補充
• 清掃および衛生手順
• レシピとパッケージの変更

そのため、Smart Weighは、個々の機械の最大速度をライン全体の出力として示すのではなく、生産フロー全体を評価します。

顧客がスマート計量を選んだ理由

顧客は個々の機械の価格や仕様だけでなく、生産ライン全体の設計、統合、サポート能力も購入決定の重要な要素として評価した。

高度自動化ソリューションにおける経験

Smart Weighは、調理済み食品の計量、トレイへの連続充填、密封、検査、冷却、箱詰め、ケース梱包、パレット積みといった工程を網羅する、高度に自動化されたソリューションを提供できる。

技術的な協議の中で、スマート計量チームはレシピ、原材料の特性、目標重量をそれぞれ個別に検討した。最終的な装置構成案が提示される前に、潜在的なボトルネックが特定された。

顧客はこのコミュニケーションプロセスを通して、Smart Weighが標準的な包装機だけでなく、複雑な多成分食品の用途においても実践的な経験を持っていることを理解できた。

実績のある成功プロジェクト

Smart Weigh社は、調理済み食品、粘着性のある製品、複数の材料を使った料理など、数多くの計量および包装プロジェクトを完了させてきました。

これらの既存アプリケーションは、同社がカスタマイズされた提案を実用的な生産システムへと転換する能力を実証しました。顧客にとっては、関連するプロジェクト経験が、大規模で高度に自動化された生産ラインの購入に伴う投資リスクを軽減する要因となりました。

したがって、顧客は、異なるサプライヤーからバラバラの機器をまとめて購入するのではなく、経験豊富なシステムインテグレーターを選定したのである。

成果と運用上のメリット

完成した生産ラインは、米国の調理済み食品メーカーにとっていくつかの重要な利点をもたらす。

より均一なレシピ比率

麺、肉、野菜、ソースはそれぞれ個別に管理されます。これにより、トレイ全体の重量だけに頼るのではなく、必要な材料比率を維持することができます。

手作業による分量調整の削減

自動計量・充填システムにより、調理済み食品の計量、移送、すくい取りといった手作業の繰り返し作業が削減されます。作業員は、製品の供給、品質チェック、生産ラインの監視といった業務に集中できるようになります。

食料配布のより良い管理

肉を適切な量に分けることで、高価な食材を不必要に詰めすぎることを防ぐことができます。また、分量が均一になることで、食材費の計算やレシピ管理もより予測しやすくなります。

柔軟な複数レシピ生産

チキンローメン、チキンパッタイ、担々麺、牛肉とブロッコリーなど、メニューを切り替える際に、個々の目標重量を変更できます。調理済みご飯の分量設定モジュールは、今後追加されるご飯ベースのレシピにも対応しています。

統合された生産フロー

原料の計量、トレイへの充填、密封、検査、冷却、箱詰め、ケース梱包、パレット積みといった工程が、一つの統合システム内で連携して行われます。これにより、各生産工程間の手作業による移送が削減され、後工程での取り扱いが生産ラインの生産量を制限することを防ぎます。

レシピに基づいた調理済み食品の包装ラインを構築する

調理済み食品の計量・包装機は、トレイのサイズや食事の総重量だけで選ぶべきではありません。

最適な解決策は、各原材料の物理的特性、各トレイに必要な重量、充填順序、生産速度、および二次包装プロセスによって異なります。

この米国プロジェクトにおいて、Smart Weigh社は4つの実際のレシピに基づき、毎分最大40トレイの処理速度を目標とした生産ライン全体を設計しました。完成したシステムは、調理済み食品の個別分注からロボットによるパレット積みまで、生産工程全体を網羅しています。

同様の調理済み食品包装ラインを構成するには、以下の情報を準備してください。

• 調理済み食品レシピ
• 各材料の重量
• 原材料サンプルまたは写真
• 充填中の製品温度
• トレイの寸法と仕切りの配置
• 1分あたりの必要トレイ数
• トレイの密封要件
• 冷却プロセス
• 小売用パッケージと輸送用ケースのフォーマット

Smart Weighはこの情報を用いて各原材料を評価し、生産上の潜在的なボトルネックを特定し、カスタマイズされた調理済み食品の計量、充填、および最終工程での包装ソリューションを開発することができます。