Amerikansk vägnings- och packningslinje för färdigrätter: Fyra recept med 40 brickor/min

Att producera färdigrätter för närbutiker och grab-and-go-butiker kräver mer än att bara fylla mat i brickor. Varje bricka måste innehålla rätt mängd nudlar, kött, grönsaker och sås, samtidigt som presentationen och produktionshastigheten är lämplig för stora beställningar bibehålls.

En amerikansk tillverkare av färdigmat kontaktade Smart Weigh för en automatiserad vägnings- och packningslinje för färdigrätter. Kunden planerade att producera flera färdigrätter i asiatisk stil med en målhastighet på upp till 40 brickor per minut.

Det system som behövdes för att automatisera inte bara ingrediensvägning och trågfyllning, utan även trågförsegling, viktinspektion, kylning, förpackning av kartonger, kartonger och palletering.

Till skillnad från en påfyllningsapplikation för en enda produkt involverade detta projekt flera tillagade ingredienser med mycket olika hanteringsegenskaper. Smart Weigh utformade därför linjen kring kundens faktiska recept istället för att använda en standardpåfyllningsmaskin för varje ingrediens.

Projektkrav och färdigrättsrecept

Det inledande projektet omfattade fyra färdigrättsrecept. Även om flera produkter hade samma totalvikt varierade vikten och förhållandet mellan varje ingrediens avsevärt.

Att bara kontrollera den slutliga vikten på brickan skulle inte räcka för dessa recept.

Till exempel kan en bricka väga 255 gram och innehålla för många nudlar och för lite kyckling. Den slutliga vikten skulle verka korrekt, men produkten skulle inte uppfylla det avsedda receptet, kostnaden eller matupplevelsen.

Linjen behövde därför portionera varje huvudingrediens separat innan en slutlig kontroll av den färdiga brickan utfördes.

Kundens huvudsakliga krav inkluderade:

• Upp till 40 färdiga brickor per minut
• Separat portionskontroll för nudlar, kött, grönsaker och sås
• Kompatibilitet med flera färdigrättsrecept
• Minskat beroende av manuell vägning och skopning
• Slutlig kontroll av paketerad vikt
• Integrerad kylning och sekundärkapsling
• Automatisk kartongpackning, försegling och palletering

Varför färdigrätter med flera ingredienser är svåra att automatisera

Tillagad mat beter sig inte som torra, fritt rinnande produkter. Deras fukthalt, klibbighet, form och temperatur påverkar direkt utfodring, vägning och utmatning.

Kokta nudlar kan överlappa varandra och trassla ihop sig, vilket gör att flera trådar rör sig ihop till en massa. Kokt ris innehåller fukt och stärkelse som kan orsaka bryggbildning eller produktansamling. Kokta grönsaker som broccoli är skrymmande och oregelbundna, medan kyckling, köttfärs och nötkött varierar i storlek och ytbeskaffenhet.

Sås medför ytterligare en utmaning eftersom den måste doseras korrekt utan att kontaminera brickans förseglingsområde.

Att använda en konventionell fyllningsmaskin för alla dessa ingredienser skulle göra det svårt att upprätthålla både portionsnoggrannhet och produktionshastighet. Smart Weigh matchade istället varje ingrediens med ett lämpligt vägnings- eller portioneringssystem.

Denna ingrediensspecifika konfiguration ger också kunden större kontroll över receptet. Vid byte från kyckling lo mein till kyckling pad thai kan till exempel vikterna för nudlar, kött, grönsaker och sås justeras individuellt.

Smart Weighs automatiserade lösning för färdigmatsförpackning

Den kompletta linjen kombinerar dedikerade vägningssystem för tillagad mat med sekventiell trågfyllning och automatisering vid slutet av linjen.

Dedikerad portionering för olika tillagade livsmedel

En portionsmaskin för kokt ris inkluderades för risbaserade måltider. Även om de fyra initiala recepten huvudsakligen innehåller nudlar, ger den här modulen tillverkaren flexibilitet att lägga till risskålar och andra färdigrätts-SKU:er i framtiden.

Anpassade flervägsvågar hanterar kokta nudlar, kött och grönsaker oberoende av varandra. Varje system konfigureras enligt flödesegenskaper, bitstorlek och önskad mängd ingrediens.

Det separata systemet för vägning av tillagat kött är särskilt viktigt för kostnadskontroll. Kyckling och nötkött är vanligtvis ingredienser med högre värde, så onödig överfyllning kan avsevärt öka produktavvikelsen över tusentals brickor.

Sekventiell fackfyllning

Efter portionering placeras ingredienserna i brickorna ett steg i taget.

En typisk fyllningssekvens är:

1. Tomma brickor går in i påfyllningstransportören.
2. Kokt ris eller nudlar portionsvis delas i varje bricka.
3. Den önskade portionen tillagat kött tillsätts.
4. Kokta grönsaker vägs och fylls.
5. Sås dispenseras enligt det valda receptet.
6. Det färdiga brickan flyttas till brickförslutningsmaskinen.

Detta sekventiella arrangemang håller ingredienserna separerade före påfyllning och ger bättre kontroll över deras position inuti brickan. Det bidrar också till att skapa en mer enhetlig detaljhandelspresentation.

Den integrerade såsfyllaren kan ändra doseringsinställningen beroende på receptet. Till exempel kräver kyckling Lo Mein 43 gram sås, medan nötkött och broccoli kräver 57 gram.

Från trågförsegling till robotpalletering

När alla ingredienser har fyllts stänger trågförslutningsmaskinen förpackningen för hantering och distribution senare i processen.

Varje förseglad bricka passerar sedan genom en kontrollvåg. Dess syfte är att identifiera färdiga förpackningar som faller utanför det tillåtna slutviktsintervallet. Detta ger ett slutligt inspektionslager efter att de enskilda ingredienserna redan har portionerats.

Kontrollvågen ersätter inte kontroll av ingrediensnivåer. Det är möjligt att den totala vikten är korrekt medan förhållandet mellan kött, nudlar och grönsaker är felaktigt. Av denna anledning utför individuell portionering och slutlig viktkontroll två olika funktioner i linjen.

De förseglade brickorna går sedan in i kylsystemet. Kyltid och temperatur kan konfigureras enligt livsmedelssäkerhetsprocessen, måltidsreceptet, brickformatet och förpackningskraven efteråt.

När måltiderna har svalnat flyttas de till boxmaskinen och automatiseringssektionen i slutet av linjen, som inkluderar:

• Automatisk lådresare
• Delta robotsystem för förpackning av lådor
• Automatisk förseglingsmaskin för fodral
• Robotisk palleteringsmaskin

Lådresaren formar transportlådorna automatiskt. Deltaroboten plockar och lastar de färdiga matlådorna i varje låda enligt önskat förpackningsmönster. Lådorna förseglas sedan och transporteras till palleteringsstationen.

Detta förhindrar att sekundärförpackningar blir en flaskhals. Att öka hastigheten på trågpåfyllningen skulle ge begränsat värde om operatörerna fortfarande manuellt måste forma lådor, lasta varje låda och stapla de färdiga lådorna på pallar.

Utformad för upp till 40 brickor per minut

Den kompletta vägnings- och packningslinjen för färdigrätter konstruerades för en målhastighet på upp till 40 brickor per minut, vilket motsvarar en nominell kapacitet på upp till 2 400 brickor per timme.

Att nå denna produktion kräver mer än att välja en trågförslutare som är klassad för 40 tråg per minut. Varje uppströms och nedströms sektion måste arbeta inom samma produktionscykel.

Nudel-, kött-, grönsaks- och såspåfyllningsstationerna måste fylla sina portioner utan att fördröja brickorna. Kyl-, förpacknings- och kartongförpackningssektionerna måste också hantera den inkommande utmatningen utan att produkterna ansamlas.

Faktisk produktionskapacitet kan variera beroende på:

• Valda recept och ingrediensers egenskaper
• Antal ingredienser i varje bricka
• Individuella målvikter
• Fackmått och facklayout
• Nödvändig fyllningssekvens
• Kylningstid
• Produktpåfyllning
• Rengörings- och saneringsrutiner
• Recept- och förpackningsbyten

Av denna anledning utvärderar Smart Weigh hela produktionsflödet snarare än att presentera den maximala hastigheten för en enskild maskin som resultatet för hela linjen.

Varför kunden valde Smart Weigh

Kunden utvärderade mer än bara priset eller specifikationerna för enskilda maskiner. Möjligheten att designa, integrera och stödja hela produktionslinjen var en viktig del av köpbeslutet.

Erfarenhet av högautomatiserade lösningar

Smart Weigh kan erbjuda en högautomatiserad lösning som omfattar vägning av färdiglagad mat, sekventiell trågfyllning, försegling, inspektion, kylning, kartongpackning, kartongpackning och palletering.

Under de tekniska diskussionerna granskade Smart Weigh-teamet recepten, ingrediensegenskaperna och målvikterna separat. Potentiella flaskhalsar identifierades innan den slutliga utrustningskonfigurationen föreslogs.

Kunden kunde utifrån denna kommunikationsprocess se att Smart Weigh hade praktisk erfarenhet av komplexa livsmedelsapplikationer med flera ingredienser – inte bara vanliga förpackningsmaskiner.

Bevisat framgångsrika projekt

Smart Weigh har genomfört ett flertal vägnings- och förpackningsprojekt för tillagad mat, klibbiga produkter och måltider med flera ingredienser.

Dessa befintliga applikationer visade företagets förmåga att omvandla ett anpassat förslag till ett praktiskt produktionssystem. För kunden minskade relevant projekterfarenhet investeringsrisken i samband med att köpa en stor, högautomatiserad linje.

Kunden valde därför en erfaren systemintegratör snarare än att köpa en samling separata maskiner från olika leverantörer.

Resultat och operativa fördelar

Den färdiga linjen ger flera viktiga fördelar för den amerikanska färdigrättstillverkaren.

Mer konsekventa receptförhållanden

Nudlar, kött, grönsaker och sås kontrolleras separat. Detta hjälper till att bibehålla det önskade ingrediensförhållandet istället för att bara förlita sig på den totala trågvikten.

Minskad manuell portionering

Automatisk vägning och fyllning minskar repetitiv manuell urgröpning, vägning och överföring av tillagad mat. Operatörerna kan fokusera mer på produktleveranser, kvalitetskontroller och linjeövervakning.

Bättre kontroll över matutdelning

Dedikerad köttportionering hjälper till att minska onödig överfyllning av ingredienser med högre värde. Mer enhetliga portioner gör också beräkningar av matkostnader och recepthantering mer förutsägbar.

Flexibel produktion av flera recept

Individuella målvikter kan ändras när man växlar mellan kyckling lo mein, kyckling pad thai, dan dan nudlar och nötkött och broccoli. Portionsmodulen för kokt ris stöder även framtida risbaserade recept.

Ett integrerat produktionsflöde

Ingrediensvägning, trågfyllning, försegling, inspektion, kylning, förpackning, kartongpackning och palletering är sammankopplade i ett samordnat system. Detta minskar manuella överföringar mellan separata produktionssteg och förhindrar att nedströmshantering begränsar produktionen.

Bygga en färdigmatsförpackningslinje kring dina recept

En maskin för vägning och förpackning av färdigrätter bör inte väljas enbart utifrån trågstorlek eller måltidens totalvikt.

Rätt lösning beror på varje ingrediens fysiska egenskaper, vikten som krävs i varje bricka, fyllningssekvensen, produktionshastigheten och den sekundära förpackningsprocessen.

För detta amerikanska projekt designade Smart Weigh hela linjen kring fyra faktiska recept och en målhastighet på upp till 40 brickor per minut. Det slutliga systemet täcker hela produktionsprocessen från individuell portionering av färdiglagad mat till robotpalletering.

För att konfigurera en liknande förpackningslinje för färdigrätter, förbered följande information:

• Färdigrättsrecept
• Vikten av varje ingrediens
• Ingrediensprover eller foton
• Produkttemperatur under fyllning
• Fackmått och facklayout
• Nödvändiga brickor per minut
• Krav på tätning av brickor
• Kylningsprocess
• Format för detaljhandelsförpackningar och fraktkartonger

Smart Weigh kan använda denna information för att utvärdera varje ingrediens, identifiera möjliga flaskhalsar i produktionen och utveckla en skräddarsydd lösning för vägning, fyllning och förpackning av färdigrätter.