Dây chuyền cân và đóng gói thức ăn chế biến sẵn của Mỹ: Bốn công thức, 40 khay/phút

Việc sản xuất các bữa ăn sẵn cho cửa hàng tiện lợi và kênh bán lẻ "mua mang đi" đòi hỏi nhiều hơn là chỉ đổ thức ăn vào khay. Mỗi khay phải chứa đúng lượng mì, thịt, rau và nước sốt, đồng thời duy trì sự nhất quán về hình thức và tốc độ sản xuất phù hợp với các đơn đặt hàng số lượng lớn.

Một nhà sản xuất thực phẩm chế biến sẵn của Mỹ đã liên hệ với Smart Weigh để đặt hàng dây chuyền cân và đóng gói bữa ăn sẵn tự động. Khách hàng này dự định sản xuất một số món ăn sẵn kiểu châu Á với tốc độ mục tiêu lên đến 40 khay mỗi phút.

Hệ thống cần thiết phải tự động hóa không chỉ việc cân nguyên liệu và đóng gói khay, mà còn cả việc niêm phong khay, kiểm tra trọng lượng, làm lạnh, đóng hộp, đóng thùng và xếp pallet.

Khác với ứng dụng đóng gói một sản phẩm duy nhất, dự án này liên quan đến nhiều nguyên liệu đã nấu chín với đặc tính xử lý rất khác nhau. Do đó, Smart Weigh đã thiết kế dây chuyền dựa trên công thức thực tế của khách hàng thay vì áp dụng một máy đóng gói tiêu chuẩn cho mọi nguyên liệu.

Yêu cầu dự án và công thức món ăn sẵn

Dự án ban đầu bao gồm bốn công thức nấu ăn chế biến sẵn. Mặc dù một số sản phẩm có tổng trọng lượng như nhau, nhưng trọng lượng và tỷ lệ của từng thành phần lại khác nhau đáng kể.

Việc chỉ kiểm soát trọng lượng khay cuối cùng sẽ không đủ đối với những công thức này.

Ví dụ, một khay có thể đạt trọng lượng 255 gram nhưng lại chứa quá nhiều mì và quá ít thịt gà. Trọng lượng cuối cùng có vẻ đúng, nhưng sản phẩm sẽ không đáp ứng được công thức, chi phí hoặc trải nghiệm ăn uống như mong muốn.

Do đó, dây chuyền cần phải chia riêng từng nguyên liệu chính trước khi kiểm tra lần cuối khay đã hoàn thành.

Các yêu cầu chính của khách hàng bao gồm:

• Tốc độ sản xuất lên đến 40 khay thành phẩm mỗi phút.
• Kiểm soát khẩu phần riêng biệt cho mì, thịt, rau và nước sốt.
• Tương thích với nhiều công thức nấu ăn sẵn có.
• Giảm sự phụ thuộc vào việc cân và múc bằng tay.
• Kiểm tra trọng lượng đóng gói cuối cùng
• Hệ thống làm mát tích hợp và bao bì thứ cấp
• Đóng gói, niêm phong và xếp pallet tự động.

Vì sao các bữa ăn chế biến sẵn nhiều thành phần khó tự động hóa?

Thức ăn đã nấu chín không có đặc tính giống như các sản phẩm khô, dễ chảy. Độ ẩm, độ dính, hình dạng và nhiệt độ của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến việc cho ăn, cân đo và thải bỏ.

Mì sau khi nấu chín có thể chồng chéo và rối vào nhau, khiến nhiều sợi mì dính lại thành một khối. Cơm nấu chín chứa độ ẩm và tinh bột có thể gây ra hiện tượng kết dính hoặc tích tụ sản phẩm. Rau nấu chín như bông cải xanh thường to và không đều, trong khi thịt gà, thịt băm và thịt bò có kích thước và bề mặt khác nhau.

Nước sốt đặt ra một thách thức khác vì nó phải được rót chính xác mà không làm nhiễm bẩn khu vực niêm phong khay.

Việc sử dụng một máy đóng gói thông thường cho tất cả các nguyên liệu này sẽ gây khó khăn trong việc duy trì độ chính xác về định lượng và tốc độ sản xuất. Thay vào đó, Smart Weigh đã kết hợp từng nguyên liệu với một hệ thống cân hoặc định lượng phù hợp.

Cấu hình cụ thể cho từng nguyên liệu này cũng giúp khách hàng kiểm soát công thức tốt hơn. Ví dụ, khi chuyển từ mì xào gà sang cơm chiên Pad Thai gà, trọng lượng mục tiêu của mì, thịt, rau và nước sốt có thể được điều chỉnh riêng lẻ.

Giải pháp đóng gói bữa ăn sẵn tự động của Smart Weigh

Dây chuyền hoàn chỉnh kết hợp hệ thống cân thực phẩm chín chuyên dụng với quy trình đóng gói khay tuần tự và tự động hóa cuối dây chuyền.

Phân chia khẩu phần riêng biệt cho các loại thực phẩm đã nấu chín.

Máy chia khẩu phần cơm chín được tích hợp sẵn cho các bữa ăn làm từ cơm. Mặc dù bốn công thức ban đầu chủ yếu bao gồm mì, mô-đun này mang lại cho nhà sản xuất sự linh hoạt để bổ sung thêm các món cơm bát và các SKU bữa ăn sẵn khác trong tương lai.

Máy cân đa đầu được thiết kế riêng biệt xử lý mì chín, thịt và rau củ một cách độc lập. Mỗi hệ thống được cấu hình theo đặc điểm dòng chảy, kích thước miếng và định lượng mục tiêu của nguyên liệu.

Hệ thống cân riêng thịt đã nấu chín đặc biệt quan trọng đối với việc kiểm soát chi phí. Thịt gà và thịt bò thường là những nguyên liệu có giá trị cao hơn, vì vậy việc đóng gói quá mức không cần thiết có thể làm tăng đáng kể lượng sản phẩm bị thất thoát trên hàng nghìn khay.

Đổ đầy khay theo trình tự

Sau khi chia phần, các nguyên liệu được cho vào khay từng bước một.

Quy trình đổ đầy điển hình như sau:

1. Các khay rỗng được đưa vào băng chuyền đóng gói.
2. Cơm hoặc mì đã nấu chín được chia phần vào từng khay.
3. Thêm lượng thịt đã nấu chín cần thiết.
4. Rau củ đã nấu chín được cân và đóng gói.
5. Nước sốt được rót theo công thức đã chọn.
6. Khay đã hoàn thiện sẽ được chuyển đến máy dán khay.

Cách sắp xếp tuần tự này giúp các nguyên liệu được tách biệt trước khi đóng gói và cho phép kiểm soát tốt hơn vị trí của chúng bên trong khay. Điều này cũng giúp tạo ra một hình thức trưng bày bán lẻ nhất quán hơn.

Máy định lượng nước sốt tích hợp có thể thay đổi cài đặt định lượng theo công thức. Ví dụ, mì gà xào cần 43 gram nước sốt, trong khi thịt bò xào bông cải xanh cần 57 gram.

Từ việc dán kín khay đến việc xếp pallet bằng robot

Sau khi tất cả các nguyên liệu đã được cho vào, máy dán khay sẽ đóng gói sản phẩm để chuẩn bị cho quá trình vận chuyển và phân phối tiếp theo.

Mỗi khay đã được niêm phong sau đó sẽ đi qua máy kiểm tra trọng lượng. Mục đích của máy là để xác định các gói hàng đã hoàn thành có trọng lượng nằm ngoài phạm vi trọng lượng cuối cùng cho phép. Điều này cung cấp một lớp kiểm tra cuối cùng sau khi các thành phần riêng lẻ đã được chia khẩu phần.

Máy cân kiểm tra không thay thế việc kiểm soát ở cấp độ nguyên liệu. Có thể tổng trọng lượng đúng nhưng tỷ lệ thịt, mì và rau lại sai. Vì lý do này, việc chia khẩu phần riêng lẻ và kiểm tra trọng lượng cuối cùng thực hiện hai chức năng khác nhau trong dây chuyền sản xuất.

Các khay đã được niêm phong sau đó sẽ được đưa vào hệ thống làm lạnh. Thời gian và nhiệt độ làm lạnh có thể được thiết lập tùy theo quy trình an toàn thực phẩm, công thức món ăn, định dạng khay và yêu cầu đóng gói ở các khâu tiếp theo.

Sau khi nguội, các món ăn sẽ được chuyển đến máy đóng gói và khu vực tự động hóa cuối dây chuyền, bao gồm:

• Máy dựng thùng tự động
• Hệ thống đóng gói thùng bằng robot Delta
• Máy dán thùng tự động
• Máy xếp pallet tự động

Máy dựng thùng tự động tạo hình các thùng vận chuyển. Robot Delta lấy và chất các hộp thức ăn sẵn vào từng thùng theo mẫu đóng gói yêu cầu. Sau đó, các thùng được niêm phong và chuyển đến trạm xếp pallet.

Điều này giúp tránh tình trạng bao bì thứ cấp trở thành điểm nghẽn. Việc tăng tốc độ đóng gói khay sẽ mang lại giá trị hạn chế nếu người vận hành vẫn phải tự tay tạo thùng, chất từng hộp và xếp các thùng đã hoàn thành lên pallet.

Được thiết kế để xử lý tối đa 40 khay mỗi phút.

Dây chuyền cân và đóng gói bữa ăn sẵn hoàn chỉnh được thiết kế với tốc độ mục tiêu lên đến 40 khay mỗi phút, tương đương với sản lượng danh nghĩa lên đến 2.400 khay mỗi giờ.

Để đạt được sản lượng này, không chỉ cần chọn máy dán khay có công suất 40 khay/phút. Mọi khâu trước và sau quá trình sản xuất đều phải hoạt động trong cùng một chu kỳ sản xuất.

Các trạm làm mì, thịt, rau và nước sốt phải hoàn thành phần việc của mình mà không làm chậm trễ việc đóng khay. Các bộ phận làm lạnh, đóng hộp và đóng thùng cũng phải xử lý sản phẩm đầu ra mà không để sản phẩm tồn đọng.

Năng lực sản xuất thực tế có thể thay đổi tùy thuộc vào:

• Đặc điểm của công thức và nguyên liệu được chọn
• Số lượng nguyên liệu trong mỗi khay
• Trọng lượng mục tiêu cá nhân
• Kích thước khay và bố trí ngăn
• Trình tự điền yêu cầu
• Thời gian làm nguội
• Bổ sung sản phẩm
• Quy trình vệ sinh và khử trùng
• Thay đổi công thức và bao bì

Vì lý do này, Smart Weigh đánh giá toàn bộ quy trình sản xuất thay vì chỉ hiển thị tốc độ tối đa của một máy riêng lẻ làm sản lượng của toàn bộ dây chuyền.

Vì sao khách hàng chọn Smart Weigh?

Khách hàng đánh giá nhiều hơn chỉ giá cả hoặc thông số kỹ thuật của từng máy móc riêng lẻ. Khả năng thiết kế, tích hợp và hỗ trợ toàn bộ dây chuyền sản xuất là một phần quan trọng trong quyết định mua hàng.

Kinh nghiệm trong các giải pháp tự động hóa cao

Smart Weigh có thể cung cấp một giải pháp tự động hóa cao, bao gồm cân thực phẩm đã nấu chín, đóng gói tuần tự vào khay, niêm phong, kiểm tra, làm lạnh, đóng hộp, đóng thùng và xếp pallet.

Trong các cuộc thảo luận kỹ thuật, nhóm Smart Weigh đã xem xét riêng biệt các công thức, đặc điểm nguyên liệu và trọng lượng mục tiêu. Các điểm nghẽn tiềm tàng đã được xác định trước khi cấu hình thiết bị cuối cùng được đề xuất.

Qua quá trình giao tiếp này, khách hàng có thể thấy rằng Smart Weigh có kinh nghiệm thực tiễn với các ứng dụng thực phẩm phức tạp, đa thành phần—chứ không chỉ là các máy đóng gói tiêu chuẩn.

Các dự án đã được chứng minh thành công

Smart Weigh đã hoàn thành nhiều dự án cân đo và đóng gói thực phẩm đã nấu chín, các sản phẩm dính và các bữa ăn nhiều thành phần.

Các ứng dụng hiện có đã chứng minh khả năng của công ty trong việc biến một đề xuất tùy chỉnh thành một hệ thống sản xuất thực tiễn. Đối với khách hàng, kinh nghiệm dự án liên quan đã giảm thiểu rủi ro đầu tư liên quan đến việc mua một dây chuyền lớn, tự động hóa cao.

Do đó, khách hàng đã lựa chọn một nhà tích hợp hệ thống giàu kinh nghiệm thay vì mua một tập hợp các máy móc riêng lẻ từ các nhà cung cấp khác nhau.

Kết quả và lợi ích hoạt động

Dây chuyền hoàn thiện này mang lại một số lợi thế quan trọng cho nhà sản xuất thực phẩm chế biến sẵn của Mỹ.

Tỷ lệ công thức nấu ăn nhất quán hơn

Mì, thịt, rau và nước sốt được kiểm soát riêng biệt. Điều này giúp duy trì tỷ lệ các nguyên liệu cần thiết thay vì chỉ dựa vào tổng trọng lượng khay.

Giảm thiểu việc chia khẩu phần thủ công

Hệ thống cân và chiết rót tự động giúp giảm thiểu các thao tác lặp đi lặp lại như múc, cân và chuyển thực phẩm đã nấu chín bằng tay. Nhờ đó, người vận hành có thể tập trung hơn vào việc cung cấp sản phẩm, kiểm tra chất lượng và giám sát dây chuyền sản xuất.

Kiểm soát tốt hơn việc phát đồ ăn miễn phí

Việc chia khẩu phần thịt hợp lý giúp giảm thiểu tình trạng nhồi nhét quá nhiều các nguyên liệu có giá trị cao hơn. Khẩu phần đồng đều hơn cũng giúp việc tính toán chi phí thực phẩm và quản lý công thức nấu ăn trở nên dễ dự đoán hơn.

Sản xuất đa công thức linh hoạt

Bạn có thể thay đổi trọng lượng mục tiêu riêng lẻ khi chuyển đổi giữa các món Chicken Lo Mein, Chicken Pad Thai, Dan Dan Noodles và Beef and Broccoli. Mô-đun chia khẩu phần cơm cũng hỗ trợ các công thức nấu ăn từ cơm trong tương lai.

Một quy trình sản xuất tích hợp

Việc cân nguyên liệu, đóng gói khay, niêm phong, kiểm tra, làm lạnh, đóng hộp, đóng thùng và xếp pallet được kết nối trong một hệ thống phối hợp. Điều này giảm thiểu việc chuyển giao thủ công giữa các giai đoạn sản xuất riêng biệt và ngăn chặn việc xử lý ở các công đoạn tiếp theo làm hạn chế sản lượng của dây chuyền.

Xây dựng dây chuyền đóng gói bữa ăn sẵn dựa trên công thức nấu ăn của bạn

Không nên chỉ lựa chọn máy cân và đóng gói thức ăn chế biến sẵn dựa trên kích thước khay hoặc tổng trọng lượng bữa ăn.

Giải pháp chính xác phụ thuộc vào đặc tính vật lý của từng nguyên liệu, trọng lượng cần thiết trong mỗi khay, trình tự đóng gói, tốc độ sản xuất và quy trình đóng gói thứ cấp.

Đối với dự án tại Mỹ này, Smart Weigh đã thiết kế toàn bộ dây chuyền dựa trên bốn công thức nấu ăn thực tế và tốc độ mục tiêu lên đến 40 khay mỗi phút. Hệ thống cuối cùng bao gồm toàn bộ quy trình sản xuất, từ việc chia khẩu phần thức ăn đã nấu chín riêng lẻ đến việc xếp pallet bằng robot.

Để cấu hình dây chuyền đóng gói bữa ăn sẵn tương tự, hãy chuẩn bị các thông tin sau:

• Công thức món ăn sẵn
• Trọng lượng của từng thành phần
• Mẫu nguyên liệu hoặc hình ảnh
• Nhiệt độ sản phẩm trong quá trình chiết rót
• Kích thước khay và bố trí ngăn
• Số khay cần thiết mỗi phút
• Yêu cầu niêm phong khay
• Quá trình làm mát
• Các định dạng hộp bán lẻ và thùng vận chuyển

Smart Weigh có thể sử dụng thông tin này để đánh giá từng nguyên liệu, xác định các điểm nghẽn tiềm ẩn trong sản xuất và phát triển giải pháp cân, đóng gói và bao bì cuối dây chuyền sản xuất bữa ăn sẵn được tùy chỉnh.