간편식 트레이에 여러 재료를 채워 넣는 과정을 자동화하는 방법

즉석식품은 밥, 고기, 채소, 토핑, 소스가 한 트레이에 담겨 있을 수 있습니다. 이러한 재료들은 같은 레시피로 만들어졌지만, 계량 및 포장 과정에서 각기 다른 특성을 보입니다. 익힌 밥은 뭉칠 수 있고, 채소는 과도한 충격에 부서질 수 있으며, 고기 조각의 크기는 일정하지 않고, 소스는 정확한 양 조절이 필요합니다.

생산량이 적을 때는 수동 충전이 가능할 수 있습니다. 하지만 수요가 증가함에 따라, 제품의 양 조절, 인력 요구량 증가, 생산 라인 병목 현상 등을 관리하기가 더욱 어려워집니다. 자동화의 목적은 단순히 트레이를 더 빠르게 이동시키는 것이 아닙니다. 신뢰할 수 있는 시스템은 모든 재료를 정확한 양으로 계량하여 올바른 트레이 위치에 담고, 트레이 밀봉기와 동기화된 상태를 유지해야 합니다.

따라서 즉석식품 트레이에 여러 재료를 채우는 자동화 공정을 위해서는 계량, 투입, 이송 및 위치 지정 장비의 조화로운 조합이 필요합니다.

여러 가지 재료가 들어간 필링에 한 가지 이상의 필링 방법이 필요한 이유

쌀, 고기, 채소, 소스는 같은 음식에 들어간다고 해서 동일한 충전 장치로 처리해서는 안 됩니다. 각 재료는 고유의 유동성, 목표 중량 및 허용 가능한 취급 방법을 가지고 있습니다.

예를 들어, 불규칙한 모양의 고기 덩어리는 일반적으로 조합 계량법으로 측정할 수 있지만, 카레나 그레이비 소스는 액체 충전 시스템이 필요합니다. 부드러운 익힌 채소는 단단한 미트볼보다 더 부드럽게 공급해야 하며, 찹쌀은 배출을 개선하기 위해 특별히 설계된 접촉면이 필요할 수 있습니다.

각 재료마다 개별적인 분량 설정이 가능해야 합니다. 예를 들어 한 트레이에 밥 180g, 고기 80g, 채소 60g, 소스 40ml가 필요하다면, 충전 시스템은 트레이 전체 무게만 측정하는 것이 아니라 이 네 가지 목표량을 각각 따로 관리해야 합니다.

제품 온도 또한 고려해야 할 중요한 요소입니다. 갓 지은 밥, 냉장 밥, 기름을 섞은 밥은 같은 호퍼 안에서도 각기 다른 상태로 반응할 수 있습니다. 잘게 썬 고기, 윤기 나는 닭고기, 익힌 파스타, 소스를 곁들인 채소 등도 마찬가지입니다. 따라서 실제 제품을 시험하는 것은 계량면, 호퍼 구조, 공급 방식, 배출 메커니즘을 선정하는 데 매우 중요합니다.

적합한 충전 라인 구성을 선택하세요

최적의 구성은 트레이 배치, 재료 수, 필요한 생산 능력, 그리고 각 재료를 얼마나 정확하게 배치해야 하는지에 따라 달라집니다. 대부분의 프로젝트에서는 세 가지 기본 배치 중 하나를 사용합니다.

단일 칸 트레이의 순차적 충전

순차적 충전 방식은 밥그릇 요리, 카레, 파스타 요리 등 재료가 한 칸에 겹치거나 층을 이룰 수 있는 제품에 적합합니다.

일반적인 과정은 다음과 같습니다.

트레이에서 내용물 꺼내기 → 밥 채우기 → 고기 채우기 → 야채 채우기 → 소스 넣기 → 트레이 밀봉

빈 트레이는 인덱싱 컨베이어에 놓여 일련의 충전 스테이션을 통과합니다. 각 스테이션에서는 저장된 레시피에 따라 한 가지 구성 요소가 추가됩니다. 재료가 동일한 개방형 공간으로 투입되기 때문에 일반적으로 분할 트레이보다 위치 허용 오차가 더 큽니다.

이러한 구성은 비교적 간단하고 유연합니다. 공장에서는 사용하지 않는 스테이션을 비활성화하거나 관련 레시피를 전환할 때 분량 설정을 변경할 수 있습니다. 그러나 가장 느린 충전 스테이션이 여전히 라인의 실제 생산량을 결정합니다. 예를 들어, 찹쌀밥이나 소스 투입에 더 긴 시간이 소요된다면 빠른 육류 계량기를 사용하더라도 완제품 트레이 용량을 늘릴 수는 없습니다.

여러 칸으로 나뉜 트레이 전용 스테이션

도시락, 기내식, 학교 급식, 식사 준비용 트레이는 종종 주식, 단백질, 반찬을 각각 다른 칸에 분리하여 담습니다. 이러한 제품들은 더욱 정확한 트레이 위치 선정과 내용물 배출 제어가 필요합니다.

각 고체 재료는 독립적인 계량 시스템으로 처리할 수 있습니다. 맞춤형 슈트를 통해 쌀, 고기, 채소는 지정된 칸으로 이동합니다. 일부 칸 입구가 비교적 좁기 때문에 컨베이어는 각 슈트 바로 아래에서 트레이를 정확하게 멈춰야 합니다.

이러한 구성을 설계할 때 트레이 도면은 특히 중요합니다. 장비 공급업체는 트레이 크기, 칸막이 깊이, 칸 사이 거리 및 원하는 음식 배열 방식을 알아야 합니다. 3칸 트레이 하나에 맞춰 설계된 슈트는 칸막이 위치가 다른 트레이와 함께 사용할 경우 제대로 작동하지 않을 수 있습니다.

소스는 일반적으로 별도의 투입구를 통해 첨가됩니다. 공정 후반부에 소스를 채우면 다른 부품에 소스가 튀는 것을 줄이고 트레이 플랜지를 깨끗하게 유지하여 밀봉 작업을 용이하게 할 수 있습니다.

병렬 충전으로 생산량 증대

정해진 레시피와 높은 생산량을 요구하는 중앙 주방 및 즉석식품 공장의 경우, 한 번의 작업 주기 동안 여러 개의 트레이를 채울 수 있습니다.

맞춤형 다중 충전 장치는 계량된 분량을 여러 트레이 또는 트레이 위치에 분배할 수 있습니다. 이를 통해 트레이마다 별도의 계량기를 설치할 필요 없이 생산량을 늘릴 수 있습니다. 예를 들어, 하나의 계량 시스템으로 여러 트레이에 맞춰 정렬된 분배 메커니즘을 통해 분량을 배출할 수 있습니다.

병렬 충전 방식은 트레이 분리 장치, 인덱싱 컨베이어, 계량 시스템, 분배 장치 및 트레이 밀봉기 간의 정밀한 조정이 필요합니다. 어느 한 장치라도 사이클을 너무 일찍 또는 너무 늦게 완료하면 트레이가 쌓이거나 충전 위치가 어긋날 수 있습니다.

재료, 트레이 배치 및 밀봉 방식에 따라 맞춤형 스마트 웨이(Smart Weigh) 즉석식품 생산 라인은 시간당 약 1,500~2,000개의 완제품 트레이를 생산하도록 설계할 수 있습니다. 이는 모든 제품에 적용되는 고정 속도가 아니라 프로젝트별 참고치입니다. 점착성이 있는 재료, 더 많은 양 또는 구성 요소가 포함된 레시피의 경우 충전 주기가 더 길어질 수 있습니다.

자동 즉석식품 트레이 충전 라인의 작동 방식

모든 생산 라인은 맞춤형으로 제작되지만, 전체 공정은 일반적으로 8단계로 진행됩니다.

1. 자동 트레이 분리
   빈 트레이는 쌓인 트레이에서 분리되어 컨베이어 벨트에 하나씩 놓입니다. 안정적인 트레이 분리 덕분에 트레이가 중복되거나 하류에서 위치 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있습니다.

2. 트레이 위치 지정
   센서가 들어오는 트레이를 감지하면, 인덱싱 메커니즘이 필요한 충전 스테이션 아래에 트레이를 멈춥니다. 가이드는 배출하는 동안 트레이를 올바른 위치에 고정합니다.

3. 성분식 사료 급여
   쌀, 고기, 채소 및 기타 고형 제품은 각각의 계량 장치로 옮겨집니다. 공급 방식은 식품을 압축하거나 손상시키지 않으면서 적절한 양의 제품을 지속적으로 공급해야 합니다.

4. 독립적인 부분 계량
   각 재료는 개별 레시피 목표에 따라 계량됩니다. 제어 시스템은 적절한 호퍼 조합을 선택하고 필요한 양만큼 배출할 수 있도록 준비합니다.

5. 제어식 다중 스테이션 충전
   맞춤형 투입구는 계량된 각 분량을 트레이로 직접 안내합니다. 여러 칸으로 나뉜 트레이의 경우, 투입구 출구가 지정된 칸과 일렬로 정렬되어 음식물이 잘못 떨어지는 것을 방지합니다.

6. 소스 투여량
   별도의 투입기를 사용하여 그레이비, 카레, 드레싱 또는 기타 액체 성분을 채웁니다. 투입 시스템은 점도, 입자 함량 및 1회 제공량에 따라 선택됩니다.

7. 중량 검사
   선택 사양인 중량 검사기를 사용하여 완성된 트레이의 무게를 측정할 수 있습니다. 허용된 무게 범위를 벗어난 제품은 밀봉 또는 코딩 전에 폐기될 수 있습니다.

8. 트레이 밀봉 및 코딩
   내용물이 채워진 트레이는 표준 열 밀봉, 진공 밀봉 또는 변형 대기 포장 장비에 투입됩니다. 날짜 표기, 라벨 부착 및 검사는 동일한 생산 흐름에 통합될 수 있습니다.

자동화 수준이 높은 공장은 주 생산 라인을 케이스 포장, 케이스 밀봉 및 팔레타이징 장비와 연결할 수 있습니다. 이러한 후속 시스템은 개별 충전기의 이론적인 최대 속도가 아닌 실제 완제품 트레이 생산량을 기준으로 계획해야 합니다.

충전 정확도와 완제품 트레이 생산량을 결정하는 요인은 무엇일까요?

계량 헤드 또는 충전 스테이션의 수만으로는 생산 라인의 성능을 결정할 수 없습니다. 다음 요소들이 정확도, 제품 품질 및 안정적인 생산량에 더 큰 영향을 미칩니다.

성분 특성

장비 공급업체는 제품 크기, 점착성, 오일 함량, 충전 온도 및 깨짐성에 대한 명확한 정보를 받아야 합니다. 또한 재료가 미리 혼합되어 있는지 여부와 허용되는 낙하 높이에 대해서도 설명해야 합니다.

크기가 큰 미트볼, 잘게 찢은 닭고기, 작게 깍둑썰기한 고기 등은 각각 다른 투입 및 배출 설정이 필요할 수 있습니다. 쉽게 부서지는 채소는 낙하 거리를 줄여야 할 수 있으며, 끈적이는 제품은 호퍼 표면을 수정하거나 배출 보조 장치를 사용해야 할 수 있습니다.

개인별 목표량

총 식사량만 제공하는 것은 충분하지 않습니다. 각 재료에 대한 목표치와 허용 오차를 별도로 명시해야 합니다.

이는 특히 고가의 단백질을 사용할 때 매우 중요합니다. 시간당 2,000개의 트레이를 생산하는 라인의 경우, 트레이당 고기가 단 몇 그램만 초과되어도 매일 상당한 재료 손실이 발생할 수 있습니다. 개별 계량 시스템을 통해 고가의 재료에 대한 더욱 엄격한 관리가 가능하며, 밥, 채소 또는 소스의 적정량은 유지할 수 있습니다.

트레이 및 칸막이 디자인

공급업체는 트레이의 실제 샘플 또는 길이, 너비, 깊이, 플랜지 및 칸막이 배열을 보여주는 상세 도면이 필요합니다. 작은 칸막이는 큰 단일 칸막이 트레이보다 더 높은 배출 정확도가 요구됩니다.

원하는 제품 구성 방식에 대해서도 논의해야 합니다. 각 칸에 필요한 재료만 넣으면 되는 식사라면 단백질을 밥 위에 가지런히 올려놓아야 하는 식사보다 더 간단한 투입구를 사용할 수 있습니다.

전체 라인 동기화

생산 목표는 분당 생산량이 아닌 시간당 완성 트레이 수로 표현해야 합니다. 실제 생산량은 가장 느린 원재료 투입대, 트레이 분리 속도, 컨베이어 인덱싱 시간, 소스 투입 주기 또는 트레이 밀봉 기계에 의해 제한될 수 있습니다.

실제 일일 생산 능력을 추정할 때는 제품 보충, 청소 및 레시피 변경 시간도 포함해야 합니다. 잦은 중단으로 인해 전체 생산 라인이 일관되게 가동되지 못한다면 명목상 생산 속도가 아무리 높더라도 큰 의미가 없습니다.

청소 및 식품 안전

조리 기구는 위생적인 ​​제품 접촉 부위와 편리한 세척 접근성을 제공해야 합니다. 유용한 설계 특징으로는 스테인리스 스틸 접촉 부품, 분리형 계량 호퍼, 탈착식 배출 슈트 및 음식물 축적 지점 최소화 등이 있습니다.

충전 스테이션 간의 적절한 간격 또한 매우 중요합니다. 작업자는 라인의 관련 없는 부품을 분해하지 않고 구성 요소를 검사, 제거 및 청소해야 합니다. 건식 세척, 저압 세척 및 물세척 환경에 따라 기계 구조가 달라질 수 있으므로 필요한 세척 방법은 생산 전에 확인해야 합니다.

스마트웨이는 어떻게 다성분 충전 시스템을 설계할까요?

스마트웨이는 모든 즉석식품에 표준 기계 구성을 적용하는 대신 고객의 실제 레시피에 맞춰 각 시스템을 설계합니다.

조리 과정은 원재료 선정, 개별 목표량 설정, 트레이 구성 및 필요한 완제품 트레이 용량 결정으로 시작됩니다. 쌀, 고기, 채소 및 기타 고체 재료에는 별도의 멀티헤드 계량기 또는 맞춤형 계량 장치를 사용할 수 있습니다. 소스, 그레이비 또는 카레와 같은 액체 재료에는 액체 투입 시스템을 통합할 수 있습니다.

맞춤형 슈트와 다중 충전 메커니즘을 통해 단일 칸 트레이와 다중 칸 트레이 모두에 장비를 사용할 수 있습니다. 전체 시스템은 트레이 분리, 제품 공급, 계량, 충전, 중량 검사, 밀봉, 코딩 및 후속 처리 과정을 포함할 수 있습니다.

자동화는 다음과 같은 실질적인 생산상의 이점을 제공합니다.

• 반복적인 수동 계량 및 트레이 채우기 작업 감소

• 식사 구성 요소 간의 비율이 더욱 일관적입니다.

• 육류 및 기타 고가의 식재료에 대한 더 나은 관리

• 분할 트레이 칸을 더욱 정확하게 채울 수 있습니다.

• 수동 충전 영역을 지속적으로 확장하지 않고도 생산 능력을 향상시킬 수 있습니다.

• 레시피 설정을 저장하여 제품 변경을 더욱 효율적으로 수행할 수 있습니다.

• 검사 및 최종 라인 자동화를 위한 확장 가능한 기반

최종 설정을 확정하기 전에 실제 식품 테스트를 권장합니다. 테스트 과정에서 스마트 웨이는 제품 공급, 무게 안정성, 배출 양상 및 트레이 배치 상태를 평가할 수 있습니다. 이는 찹쌀, 기름진 조리 식품, 쉽게 부서지는 채소 및 모양이 불규칙한 육류 제품처럼 사진만으로는 정확하게 평가하기 어려운 제품에 특히 유용합니다.

적합한 제안서를 작성하려면 재료 사진이나 샘플, 각 구성 요소의 목표 중량, 트레이 크기, 칸막이 배치 및 필요한 시간당 생산량을 제공해 주십시오. Smart Weigh의 다른 자료도 참고하실 수 있습니다. 즉석식품 포장 시스템 사용 가능한 회선 구성에 대한 정보입니다.

자주 묻는 질문

여러 재료를 한 트레이에 자동 충전하는 것은 단순히 컨베이어 벨트 위에 충전 기계를 몇 대 설치하는 것 이상의 작업이 필요합니다. 각 재료에는 적절한 계량 또는 투입 방식이 필요하며, 트레이 위치 선정, 배출 시점, 밀봉 속도 또한 하나의 통합 시스템으로 작동해야 합니다. 실제 식품 샘플, 개별 목표량, 트레이 도면, 완제품 트레이 생산량 요구사항 등을 바탕으로 설계하면 향후 생산 수요에 맞춰 확장 가능한 더욱 안정적인 솔루션을 구축할 수 있습니다.