Amerikaanse lijn voor het wegen en verpakken van kant-en-klaarmaaltijden: vier recepten met een capaciteit van 40 trays per minuut.

Het produceren van kant-en-klaarmaaltijden voor gemakswinkels en afhaalrestaurants vereist meer dan alleen het vullen van bakjes. Elk bakje moet de juiste hoeveelheid noedels, vlees, groenten en saus bevatten, terwijl de presentatie consistent moet blijven en de productiesnelheid geschikt moet zijn voor grote bestellingen.

Een Amerikaanse fabrikant van kant-en-klaarmaaltijden benaderde Smart Weigh voor een geautomatiseerde weeg- en verpakkingslijn voor kant-en-klaarmaaltijden. De klant was van plan om verschillende Aziatische kant-en-klaarmaaltijden te produceren met een beoogde snelheid van maximaal 40 trays per minuut.

Het benodigde systeem moest niet alleen het wegen van ingrediënten en het vullen van trays automatiseren, maar ook het sealen van trays, gewichtscontrole, koeling, inpakken in dozen, het verpakken in kratten en het palletiseren.

Anders dan bij een vultoepassing voor één product, betrof dit project verschillende gekookte ingrediënten met zeer uiteenlopende verwerkingseigenschappen. Smart Weigh ontwierp de lijn daarom op basis van de daadwerkelijke recepten van de klant, in plaats van één standaard vulmachine voor elk ingrediënt te gebruiken.

Projectvereisten en kant-en-klaarmaaltijdrecepten

Het oorspronkelijke project omvatte vier recepten voor kant-en-klaarmaaltijden. Hoewel verschillende producten hetzelfde totale gewicht hadden, varieerden het gewicht en de verhouding van de ingrediënten aanzienlijk.

Het is voor deze recepten niet voldoende om alleen het uiteindelijke gewicht van de schaal te controleren.

Een schaal kan bijvoorbeeld 255 gram wegen, terwijl er te veel noedels en te weinig kip in zitten. Het uiteindelijke gewicht lijkt dan wel te kloppen, maar het product voldoet niet aan het beoogde recept, de kosten of de smaakbeleving.

De productielijn moest daarom elk hoofdingrediënt afzonderlijk portioneren voordat een laatste controle van de complete schaal werd uitgevoerd.

De belangrijkste eisen van de klant waren onder meer:

• Tot wel 40 afgewerkte trays per minuut.
• Aparte porties voor noedels, vlees, groenten en saus.
• Compatibel met diverse kant-en-klaarmaaltijdrecepten
• Minder afhankelijkheid van handmatig wegen en scheppen.
• Eindinspectie van het verpakte gewicht
• Geïntegreerde koeling en secundaire verpakking
• Automatisch inpakken, sealen en palletiseren van dozen.

Waarom kant-en-klare maaltijden met meerdere ingrediënten moeilijk te automatiseren zijn

Gekookt voedsel gedraagt ​​zich niet als droge, losse producten. Het vochtgehalte, de kleverigheid, de vorm en de temperatuur hebben directe invloed op het voeren, wegen en afvoeren.

Gekookte noedels kunnen elkaar overlappen en in de knoop raken, waardoor meerdere slierten samensmelten tot één geheel. Gekookte rijst bevat vocht en zetmeel, wat kan leiden tot klontervorming of ophoping van productresten. Gekookte groenten zoals broccoli zijn volumineus en onregelmatig van vorm, terwijl kip, gehakt en rundvlees variëren in grootte en textuur.

Saus brengt een andere uitdaging met zich mee, omdat deze nauwkeurig moet worden gedoseerd zonder het afdichtingsgebied van de schaal te vervuilen.

Het gebruik van één conventionele vulmachine voor al deze ingrediënten zou het lastig maken om zowel de portienauwkeurigheid als de productiesnelheid te handhaven. Smart Weigh koppelt in plaats daarvan elk ingrediënt aan een geschikt weeg- of doseersysteem.

Deze ingrediëntspecifieke configuratie geeft de klant ook meer controle over het recept. Bij het overschakelen van bijvoorbeeld kip lo mein naar kip pad thai, kunnen de streefgewichten voor noedels, vlees, groenten en saus afzonderlijk worden aangepast.

De geautomatiseerde verpakkingsoplossing voor kant-en-klaarmaaltijden van Smart Weigh

De complete lijn combineert speciale weegsystemen voor gekookt voedsel met sequentiële vulling van trays en automatisering aan het einde van de lijn.

Speciaal afgemeten porties voor verschillende gekookte gerechten

Een machine voor het portioneren van gekookte rijst werd toegevoegd voor rijstgerechten. Hoewel de vier eerste recepten voornamelijk noedels bevatten, biedt deze module de fabrikant de flexibiliteit om in de toekomst rijstkommen en andere kant-en-klaarmaaltijden toe te voegen.

Op maat gemaakte meerkoppige weegsystemen verwerken de gekookte noedels, het vlees en de groenten afzonderlijk. Elk systeem wordt geconfigureerd op basis van de stroomkenmerken, de stukgrootte en de gewenste portiegrootte van het ingrediënt.

Het aparte weegsysteem voor gekookt vlees is met name belangrijk voor kostenbeheersing. Kip en rundvlees zijn doorgaans ingrediënten met een hogere waarde, waardoor onnodig overvullen kan leiden tot aanzienlijk meer productverlies over duizenden trays.

Sequentiële vulling van trays

Na het portioneren worden de ingrediënten één voor één in de bakjes gedaan.

Een typische invulvolgorde is:

1. Lege trays komen op de vulband terecht.
2. Gekookte rijst of noedels worden in porties verdeeld over de schalen.
3. De benodigde hoeveelheid gekookt vlees wordt toegevoegd.
4. Gekookte groenten worden gewogen en in de verpakking gedaan.
5. De saus wordt gedoseerd volgens het gekozen recept.
6. De voltooide tray wordt naar de traysealmachine gebracht.

Deze volgorde van ingrediënten zorgt ervoor dat ze gescheiden blijven vóór het vullen en biedt betere controle over hun positie in de schaal. Het draagt ​​ook bij aan een consistentere presentatie in de winkel.

De geïntegreerde sausdispenser kan de dosering aanpassen aan het recept. Zo vereist kip lo mein bijvoorbeeld 43 gram saus, terwijl rundvlees met broccoli 57 gram nodig heeft.

Van traysealing tot robotgestuurd palletiseren.

Nadat alle ingrediënten zijn toegevoegd, sluit de traysealmachine de verpakking af voor verdere verwerking en distributie.

Elke verzegelde tray passeert vervolgens een controleweger. Het doel hiervan is om voltooide verpakkingen te identificeren die buiten het toegestane eindgewicht vallen. Dit vormt een laatste controlelaag nadat de afzonderlijke ingrediënten al zijn afgemeten.

De controleweger vervangt de controle op ingrediëntniveau niet. Het is mogelijk dat het totale gewicht correct is, terwijl de verhouding tussen vlees, noedels en groenten niet klopt. Om die reden vervullen het individueel portioneren en de eindcontrole van het gewicht twee verschillende functies in de productielijn.

De afgesloten trays gaan vervolgens het koelsysteem in. De koeltijd en -temperatuur kunnen worden ingesteld op basis van het voedselveiligheidsproces, het maaltijdrecept, het trayformaat en de eisen voor de verdere verpakking.

Nadat de maaltijden zijn afgekoeld, gaan ze naar de verpakkingsmachine en het automatiseringsgedeelte aan het eind van de productielijn, dat het volgende omvat:

• Automatische dozenopzetmachine
• Delta robotsysteem voor het inpakken van dozen
• Automatische dozenverzegelmachine
• Robotgestuurde palletiseermachine

De dozenopzetmachine vormt de verzenddozen automatisch. De Delta-robot pakt de verpakte kant-en-klaarmaaltijden op en laadt ze in de dozen volgens het gewenste verpakkingspatroon. De dozen worden vervolgens verzegeld en naar het palletiseerstation getransporteerd.

Dit voorkomt dat secundaire verpakkingen een knelpunt vormen. Het verhogen van de vulsnelheid van de trays zou weinig toegevoegde waarde hebben als operators nog steeds handmatig dozen moeten vormen, elke doos moeten laden en de afgewerkte dozen op pallets moeten stapelen.

Ontworpen voor maximaal 40 trays per minuut.

De complete weeg- en verpakkingslijn voor kant-en-klaarmaaltijden is ontworpen voor een beoogde snelheid van maximaal 40 trays per minuut, wat overeenkomt met een nominale productie van maximaal 2400 trays per uur.

Om deze output te bereiken is meer nodig dan alleen een traysealmachine met een capaciteit van 40 trays per minuut. Elk onderdeel, zowel stroomopwaarts als stroomafwaarts, moet binnen dezelfde productiecyclus werken.

De stations waar de noedels, het vlees, de groenten en de sauzen worden gevuld, moeten hun porties afhandelen zonder vertraging van de trays. Ook de koel-, verpakkings- en inpakafdelingen moeten de binnenkomende producten verwerken zonder dat er productophoping ontstaat.

De werkelijke productiecapaciteit kan variëren afhankelijk van:

• Geselecteerde recept- en ingrediëntkenmerken
• Aantal ingrediënten in elke schaal
• Individuele streefgewichten
• Afmetingen van de lade en indeling van de compartimenten
• Vereiste invulvolgorde
• Afkoeltijd
• Productaanvulling
• Reinigings- en ontsmettingsprocedures
• Wijzigingen in recept en verpakking

Om die reden evalueert Smart Weigh het complete productieproces in plaats van de maximale snelheid van één individuele machine als de output van de hele lijn weer te geven.

Waarom de klant voor Smart Weigh koos

De klant hechtte meer waarde aan dan alleen de prijs of specificaties van de afzonderlijke machines. De mogelijkheid om de complete productielijn te ontwerpen, integreren en ondersteunen was een belangrijk onderdeel van de aankoopbeslissing.

Ervaring met hooggeautomatiseerde oplossingen

Smart Weigh zou een sterk geautomatiseerde oplossing kunnen bieden voor het wegen van gekookt voedsel, het sequentieel vullen van trays, het sealen, de inspectie, het koelen, het inpakken in dozen, het verpakken in kisten en het palletiseren.

Tijdens de technische besprekingen heeft het Smart Weigh-team de recepten, de kenmerken van de ingrediënten en de streefgewichten afzonderlijk beoordeeld. Potentiële knelpunten werden geïdentificeerd voordat de definitieve configuratie van de apparatuur werd voorgesteld.

De klant kon uit dit communicatieproces opmaken dat Smart Weigh praktische ervaring had met complexe voedseltoepassingen met meerdere ingrediënten – en niet alleen met standaard verpakkingsmachines.

Bewezen succesvolle projecten

Smart Weigh heeft al talloze weeg- en verpakkingsprojecten voltooid voor gekookt voedsel, kleverige producten en maaltijden met meerdere ingrediënten.

Deze bestaande toepassingen toonden aan dat het bedrijf in staat was een voorstel op maat om te zetten in een praktisch productiesysteem. Voor de klant verminderde de relevante projectervaring het investeringsrisico dat gepaard ging met de aanschaf van een grote, sterk geautomatiseerde productielijn.

De klant koos daarom voor een ervaren systeemintegrator in plaats van een verzameling losse apparaten van verschillende leveranciers aan te schaffen.

Resultaten en operationele voordelen

De voltooide productielijn biedt diverse belangrijke voordelen voor de Amerikaanse fabrikant van kant-en-klaarmaaltijden.

Meer consistente receptverhoudingen

De noedels, het vlees, de groenten en de saus worden afzonderlijk verwerkt. Dit helpt om de vereiste verhouding van de ingrediënten te behouden, in plaats van alleen te vertrouwen op het totale gewicht van de schaal.

Minder handmatige porties

Automatisch wegen en vullen vermindert het herhaaldelijk handmatig scheppen, wegen en overbrengen van bereide gerechten. Operators kunnen zich meer richten op productaanvoer, kwaliteitscontroles en lijnbewaking.

Betere controle op voedseluitdeling

Door vleesporties nauwkeurig af te meten, wordt onnodige overvulling met duurdere ingrediënten voorkomen. Consistentere porties maken bovendien de kostenberekening en het receptbeheer voorspelbaarder.

Flexibele productie met meerdere recepten

De streefgewichten kunnen worden aangepast bij het wisselen tussen gerechten zoals Kip Lo Mein, Kip Pad Thai, Dan Dan Noodles en Rundvlees met Broccoli. De module voor het portioneren van gekookte rijst ondersteunt ook toekomstige recepten met rijst.

Eén geïntegreerde productiestroom

Het wegen van ingrediënten, het vullen van trays, het sealen, de inspectie, het koelen, het inpakken in dozen, het verpakken in kratten en het palletiseren zijn allemaal met elkaar verbonden in één gecoördineerd systeem. Dit vermindert handmatige overdracht tussen de verschillende productiestadia en voorkomt dat handelingen verderop in het productieproces de productiesnelheid beperken.

Een verpakkingslijn voor kant-en-klaarmaaltijden opzetten rondom uw recepten

Bij de keuze voor een weeg- en verpakkingsmachine voor kant-en-klaarmaaltijden mag niet alleen rekening worden gehouden met de afmetingen van de trays of het totale gewicht van de maaltijd.

De juiste oplossing hangt af van de fysieke eigenschappen van elk ingrediënt, het benodigde gewicht per bakje, de vulvolgorde, de productiesnelheid en het secundaire verpakkingsproces.

Voor dit Amerikaanse project ontwierp Smart Weigh de complete productielijn rond vier bestaande recepten en een beoogde snelheid van maximaal 40 trays per minuut. Het uiteindelijke systeem omvat het gehele productieproces, van het individueel portioneren van gekookt voedsel tot het robotgestuurd palletiseren.

Om een ​​vergelijkbare verpakkingslijn voor kant-en-klaarmaaltijden te configureren, dient u de volgende informatie te verzamelen:

• Kant-en-klaar maaltijd recepten
• Gewicht van elk ingrediënt
• Ingrediëntenmonsters of foto's
• Producttemperatuur tijdens het vullen
• Afmetingen van de lade en indeling van de compartimenten
• Benodigde dienbladen per minuut
• Vereisten voor het sealen van trays
• Koelproces
• Verpakkingen voor de detailhandel en verzenddozen

Smart Weigh kan deze informatie gebruiken om elk ingrediënt te evalueren, mogelijke knelpunten in de productie te identificeren en een op maat gemaakte oplossing te ontwikkelen voor het wegen, vullen en verpakken van kant-en-klaarmaaltijden aan het eind van de productielijn.