Linia do ważenia i pakowania gotowych posiłków w USA: cztery przepisy, 40 tacek/min

Produkcja dań gotowych dla sklepów typu convenience i sklepów typu „grab-and-go” wymaga czegoś więcej niż tylko napełniania tacek. Każda tacka musi zawierać odpowiednią ilość makaronu, mięsa, warzyw i sosu, a jednocześnie zachować spójną prezentację i tempo produkcji odpowiednie dla dużych zamówień.

Amerykański producent żywności gotowej zwrócił się do Smart Weigh z prośbą o zautomatyzowaną linię do ważenia i pakowania gotowych posiłków. Klient planował produkcję kilku dań gotowych w stylu azjatyckim z docelową prędkością do 40 tacek na minutę.

Wymagany system musiał zautomatyzować nie tylko ważenie składników i napełnianie tacek, ale także ich zamykanie, kontrolę wagi, chłodzenie, pakowanie w kartony i paletyzowanie.

W przeciwieństwie do aplikacji napełniającej pojedynczy produkt, ten projekt obejmował kilka gotowanych składników o bardzo różnych właściwościach. Dlatego Smart Weigh zaprojektował linię w oparciu o rzeczywiste receptury klienta, zamiast stosować jedną standardową maszynę napełniającą do każdego składnika.

Wymagania projektu i przepisy na gotowe posiłki

Początkowy projekt obejmował cztery przepisy na gotowe posiłki. Chociaż kilka produktów miało taką samą wagę całkowitą, waga i proporcje poszczególnych składników znacznie się różniły.

W przypadku tych przepisów kontrolowanie wyłącznie końcowej wagi tacy byłoby niewystarczające.

Na przykład, tacka może ważyć 255 gramów, a jednocześnie zawierać za dużo makaronu i za mało kurczaka. Ostateczna waga może wydawać się prawidłowa, ale produkt nie będzie spełniał zamierzonego przepisu, nie będzie kosztował ani nie będzie smakował.

W związku z tym linia produkcyjna musiała oddzielnie porcjować każdy główny składnik przed wykonaniem ostatecznej kontroli ukończonej tacy.

Główne wymagania klienta obejmowały:

• Do 40 gotowych tacek na minutę
• Oddzielna kontrola porcji makaronu, mięsa, warzyw i sosu
• Zgodność z wieloma przepisami na gotowe posiłki
• Zmniejszona zależność od ręcznego ważenia i nabierania
• Ostateczna kontrola wagi opakowania
• Zintegrowane chłodzenie i pakowanie wtórne
• Automatyczne pakowanie, zamykanie i paletyzowanie skrzyń

Dlaczego automatyzacja gotowych posiłków wieloskładnikowych jest trudna

Potrawy gotowane nie zachowują się jak suche, sypkie produkty. Ich wilgotność, lepkość, kształt i temperatura bezpośrednio wpływają na karmienie, wagę i wydalanie.

Ugotowany makaron może nachodzić na siebie i plątać się, powodując, że kilka nitek porusza się razem jako jedna masa. Ugotowany ryż zawiera wilgoć i skrobię, które mogą powodować zlepianie się lub narastanie produktu. Ugotowane warzywa, takie jak brokuły, są nieporęczne i nieregularne, a kurczak, mięso mielone i wołowina różnią się wielkością i stanem powierzchni.

Kolejnym wyzwaniem jest dozowanie sosu, ponieważ musi on być wykonywany precyzyjnie, nie zanieczyszczając obszaru zamykania tacki.

Użycie jednej konwencjonalnej maszyny napełniającej do wszystkich tych składników utrudniałoby utrzymanie dokładności porcjowania i szybkości produkcji. Zamiast tego Smart Weigh dopasowywał każdy składnik do odpowiedniego systemu ważenia lub porcjowania.

Taka konfiguracja składników daje klientowi większą kontrolę nad przepisem. Na przykład, zmieniając kurczaka Lo Mein na kurczaka Pad Thai, można indywidualnie dostosować docelową wagę makaronu, mięsa, warzyw i sosu.

Zautomatyzowane rozwiązanie Smart Weigh do pakowania gotowych posiłków

Kompletna linia łączy w sobie specjalistyczne systemy ważenia gotowej żywności z sekwencyjnym napełnianiem tac i automatyzacją końca linii.

Dedykowane porcje dla różnych gotowanych potraw

Dodano maszynę do porcjowania ugotowanego ryżu do dań na bazie ryżu. Chociaż cztery początkowe przepisy zawierają głównie makaron, ten moduł daje producentowi możliwość dodania misek ryżowych i innych gotowych dań w przyszłości.

Spersonalizowane wagi wielogłowicowe niezależnie przetwarzają ugotowany makaron, mięso i warzywa. Każdy system jest konfigurowany zgodnie z charakterystyką przepływu, wielkością porcji i docelową ilością składnika.

Oddzielny system ważenia gotowanego mięsa jest szczególnie ważny dla kontroli kosztów. Kurczak i wołowina to zazwyczaj składniki o wyższej wartości, więc niepotrzebne przepełnianie może znacznie zwiększyć straty produktu na tysiącach tacek.

Sekwencyjne napełnianie tacek

Po podzieleniu na porcje składniki są kolejno umieszczane na tackach.

Typowa sekwencja napełniania wygląda następująco:

1. Puste tacki trafiają na taśmociąg napełniający.
2. Na każdą tackę nakładamy porcje ugotowanego ryżu lub makaronu.
3. Dodaje się wymaganą ilość ugotowanego mięsa.
4. Ugotowane warzywa są ważone i napełniane farszem.
5. Sos podawany jest zgodnie z wybraną recepturą.
6. Gotowa tacka trafia do maszyny zamykającej tacki.

Takie sekwencyjne ułożenie pozwala na rozdzielenie składników przed napełnieniem i zapewnia lepszą kontrolę nad ich położeniem na tacy. Pomaga również stworzyć bardziej spójną prezentację w sklepie.

Zintegrowany dozownik sosu może zmieniać ustawienia dozowania w zależności od przepisu. Na przykład, kurczak Lo Mein wymaga 43 gramów sosu, a wołowina z brokułami – 57 gramów.

Od zgrzewania tacek do paletyzacji robotycznej

Po umieszczeniu wszystkich składników w opakowaniu maszyna do zamykania tacek zamyka je, aby umożliwić dalszą obsługę i dystrybucję.

Każda zamknięta tacka przechodzi następnie przez wagę kontrolną. Jej celem jest identyfikacja kompletnych opakowań, których waga końcowa nie mieści się w dopuszczalnym zakresie. Zapewnia to ostateczną warstwę kontroli po podzieleniu poszczególnych składników na porcje.

Waga kontrolna nie zastępuje kontroli poziomu składników. Możliwe jest, że masa całkowita będzie prawidłowa, a proporcje mięsa, makaronu i warzyw będą nieprawidłowe. Z tego powodu indywidualne porcjowanie i kontrola masy końcowej pełnią dwie różne funkcje na linii produkcyjnej.

Zamknięte tacki trafiają następnie do systemu chłodzenia. Czas i temperatura chłodzenia można skonfigurować w zależności od procesu bezpieczeństwa żywności, receptury posiłku, formatu tacki oraz wymagań dotyczących pakowania.

Po schłodzeniu posiłki trafiają do maszyny pakującej i sekcji automatyzacji końcowej linii, w skład której wchodzą:

• Automatyczna maszyna do składania łusek
• System pakowania skrzyń Delta Robot
• Automatyczna maszyna do zamykania pudełek
• Robotyczna maszyna paletyzująca

Urządzenie do formowania kartonów automatycznie formuje kartony transportowe. Robot Delta pobiera i ładuje gotowe posiłki w kartonach do każdego kartonu zgodnie z wymaganym schematem pakowania. Następnie kartony są zamykane i przenoszone na stanowisko paletyzacji.

Zapobiega to powstawaniu wąskiego gardła w opakowaniach wtórnych. Zwiększenie prędkości napełniania tacek przyniosłoby ograniczone korzyści, gdyby operatorzy nadal musieli ręcznie formować kartony, ładować każdy karton i układać gotowe kartony na paletach.

Zaprojektowany do 40 tacek na minutę

Kompletna linia do ważenia i pakowania gotowych posiłków została zaprojektowana z myślą o docelowej prędkości do 40 tacek na minutę, co odpowiada nominalnej wydajności do 2400 tacek na godzinę.

Osiągnięcie takiej wydajności wymaga czegoś więcej niż tylko wyboru zgrzewarki do tacek o wydajności 40 tacek na minutę. Każda sekcja przed i za urządzeniem musi działać w tym samym cyklu produkcyjnym.

Stanowiska napełniania makaronem, mięsem, warzywami i sosami muszą uzupełniać swoje porcje bez opóźniania tacek. Sekcje chłodzenia, pakowania w kartony i pakowania w kartony również muszą obsługiwać przychodzące produkty, nie dopuszczając do ich gromadzenia się.

Rzeczywista zdolność produkcyjna może się różnić w zależności od:

• Wybrana receptura i charakterystyka składników
• Liczba składników na każdej tacce
• Indywidualne wagi docelowe
• Wymiary tacy i układ przegródek
• Wymagana kolejność napełniania
• Czas chłodzenia
• Uzupełnianie produktów
• Procedury czyszczenia i dezynfekcji
• Zmiany receptur i opakowań

Z tego powodu Smart Weigh ocenia cały proces produkcji, zamiast przedstawiać maksymalną prędkość pojedynczej maszyny jako wynik działania całej linii.

Dlaczego klient wybrał Smart Weight

Klient kierował się nie tylko ceną czy specyfikacją poszczególnych maszyn. Możliwość zaprojektowania, zintegrowania i wsparcia całej linii produkcyjnej była istotnym czynnikiem wpływającym na decyzję o zakupie.

Doświadczenie w rozwiązaniach o wysokiej automatyzacji

Smart Weigh może stanowić wysoce zautomatyzowane rozwiązanie obejmujące ważenie ugotowanej żywności, sekwencyjne napełnianie tac, zamykanie, kontrolę, chłodzenie, pakowanie w kartony i paletyzowanie.

Podczas dyskusji technicznych zespół Smart Weigh osobno przeanalizował receptury, charakterystykę składników i docelowe wagi. Potencjalne wąskie gardła zidentyfikowano przed zaproponowaniem ostatecznej konfiguracji sprzętu.

Dzięki temu procesowi komunikacji klient był w stanie stwierdzić, że Smart Weigh ma praktyczne doświadczenie w skomplikowanych zastosowaniach związanych z pakowaniem żywności wieloskładnikowej, a nie tylko w standardowych maszynach pakujących.

Sprawdzone i udane projekty

Firma Smart Weigh zrealizowała wiele projektów ważenia i pakowania żywności gotowanej, produktów lepkich i posiłków wieloskładnikowych.

Te istniejące aplikacje udowodniły, że firma jest w stanie przekształcić spersonalizowaną propozycję w praktyczny system produkcyjny. Dla klienta, odpowiednie doświadczenie projektowe zmniejszyło ryzyko inwestycyjne związane z zakupem dużej, wysoce zautomatyzowanej linii.

Klient zdecydował się zatem na współpracę z doświadczonym integratorem systemów, zamiast kupować zbiór niezależnych maszyn od różnych dostawców.

Wyniki i korzyści operacyjne

Ukończona linia zapewnia szereg istotnych korzyści amerykańskiemu producentowi dań gotowych.

Bardziej spójne proporcje receptur

Makaron, mięso, warzywa i sos są kontrolowane oddzielnie. Pomaga to zachować wymagane proporcje składników, zamiast polegać wyłącznie na całkowitej wadze tacki.

Zredukowane porcjowanie ręczne

Automatyczne ważenie i napełnianie ograniczają powtarzalność ręcznego nabierania, ważenia i przenoszenia ugotowanych potraw. Operatorzy mogą skupić się na dostawie produktów, kontroli jakości i nadzorze linii produkcyjnej.

Lepsza kontrola rozdawnictwa żywności

Dedykowane porcjowanie mięsa pomaga ograniczyć niepotrzebne przepełnianie potraw składnikami o wyższej wartości. Bardziej spójne porcje sprawiają również, że kalkulacje kosztów żywności i zarządzanie recepturami są bardziej przewidywalne.

Elastyczna produkcja wielorecepturowa

Indywidualne wagi docelowe można zmieniać podczas przełączania między kurczakiem lo mein, kurczakiem pad thai, makaronem dan dan oraz wołowiną z brokułami. Moduł porcjowania gotowanego ryżu obsługuje również przyszłe przepisy na bazie ryżu.

Jeden zintegrowany przepływ produkcji

Ważenie składników, napełnianie tac, zamykanie, kontrola, chłodzenie, pakowanie w kartony i paletyzacja są połączone w ramach jednego skoordynowanego systemu. Zmniejsza to konieczność ręcznego przenoszenia między poszczególnymi etapami produkcji i zapobiega ograniczaniu wydajności linii przez czynności wykonywane w dalszej części linii.

Tworzenie linii pakującej gotowe posiłki na podstawie Twoich przepisów

Wyboru urządzenia do ważenia i pakowania gotowych posiłków nie należy dokonywać wyłącznie na podstawie rozmiaru tacki lub całkowitej masy posiłku.

Właściwe rozwiązanie zależy od właściwości fizycznych każdego składnika, wymaganej masy na każdej tacce, kolejności napełniania, szybkości produkcji i procesu pakowania wtórnego.

Na potrzeby tego amerykańskiego projektu firma Smart Weigh zaprojektowała kompletną linię opartą na czterech rzeczywistych recepturach i docelowej prędkości do 40 tacek na minutę. Finalny system obejmuje proces produkcyjny od indywidualnego porcjowania gotowych potraw po zrobotyzowaną paletyzację.

Aby skonfigurować podobną linię pakującą gotowe posiłki, przygotuj następujące informacje:

• Przepisy na gotowe posiłki
• Waga każdego składnika
• Próbki lub zdjęcia składników
• Temperatura produktu podczas napełniania
• Wymiary tacy i układ przegródek
• Wymagana liczba tacek na minutę
• Wymagania dotyczące uszczelniania tacek
• Proces chłodzenia
• Formaty pudełek detalicznych i opakowań wysyłkowych

Smart Weigh może wykorzystać te informacje do oceny każdego składnika, zidentyfikowania potencjalnych wąskich gardeł w produkcji i opracowania dostosowanego rozwiązania w zakresie ważenia, napełniania i pakowania gotowych posiłków.