Автоматический ультразвуковой резательный станок

Автоматический ультразвуковой резак для вязкоупругих и многослойных пищевых продуктов

Дефекты резки, связанные с адгезией — такие как размазывание крема по слоям бисквита, смещение начинки в многослойных изделиях или неровные срезы у блоков паштета — являются не случайными сбоями, а закономерным результатом при использовании стандартных методов нарезки. Это следствие структурных изменений, возникающих при приложении статической силы сжатия к пищевым матрицам, которые проявляют свойства вязкоупругой деформации еще до соприкосновения с лезвием.Автоматический ультразвуковой резательный станокрешает эту проблему на физическом уровне: стек пьезоэлектрических преобразователей приводит в действиетитановый сплавный (Ti-6Al-4V) излучатель, работающий в диапазоне 20–40 кГц, создавая продольные амплитуды колебаний лопастей в размере60–120 мкм от пика до пикаНа таких частотах эффективный коэффициент трения в зоне контакта лезвия с продуктом снижается со статического значения µ (0,35–0,60) до измеренного динамического µ (0,05–0,12). Это исключает механизм адгезии, который вызывает прилипание и деформацию изделий — от мягкого сыра при температуре 4°C до многослойных кремовых тортов комнатной температуры.

Архитектура автоматизации связывает этот акустический лепесток ссервоприводная портальная система с точностью позиционирования ±0,1 ммдля конвейеров шириной от 400 мм до 1200 мм. Параметры цикла резки — скорость перемещения, время фиксации ножа, шаг реза и последовательность проходов — задаются через 10,4-дюймовый сенсорный интерфейс (HMI) и сохраняются в виде индивидуальных рецептов для конкретной продукции на базе ПЛК (доступны конфигурации на базе Siemens S7 или Mitsubishi серии FX). При производительности, достигающей120–150 склеек в минутупри одноколонных конфигурациях и еще более значительно — при многоножевых параллельных установках, эта система позволяет устранить разрыв в пропускной способности, из-за которого предприятия были вынуждены жертвовать качеством реза ради высокой скорости работы.

Технические параметры для систем дозирования мягких продуктов

Устранение обрезных потерь и дефектов размазывания при производстве высокоценной продукции

Для линий по производству сыра с порционным контролем и многослойной выпечки потери при обрезке — это не просто абстрактный показатель, а прямое сокращение веса реализуемой продукции. Измерения профилометром поперечных срезов мягкого бисквита при скорости перемещения 0,3 м/с наглядно демонстрируют реальный масштаб этой разницы:

• Обычная проволочная электроэрозионная резка: шероховатость поверхности Ra 10,2–14,6 мкм, глубина деформации 2,5–4,0 мм, потери при обрезке 3,8–6.2%
• Роторный дисковый нож: шероховатость Ra 6,8–9,4 мкм, глубина деформации 1,8–3,2 мм, потери при обрезке 2,6–4.5%
• Ультразвуковой нож (20 кГц): шероховатость Ra 1,1–1,8 мкм, глубина деформации 0,2–0,6 мм, потери при обрезке 0,6–1.4%

При объеме производства1 200 кг/ч многослойного кремового тортапри переходе с 4.5% на 1.0% потери на обрезку сокращаются примерно на42 кг готовой продукции в часПри условии, что годовой наработка производственных линий составляет 6 000 часов, а стоимость готовой продукции достигает 4,50 долларов за кг, этот единственный показатель приносит более1,1 млн долларов ежегодной возмещаемой маржи—если не брать в расчет экономию за счет снижения износа ножей и сокращения времени на очистку оборудования. При производстве порционного сыра весом 40 г (по заявленному весу) сокращение среднего перевеса с 1,8 г до 0,4 г при производительности 3 600 порций в час позволяет вернуть несколько тысяч долларов стоимости сырья еженедельно, исходя из текущих промышленных цен на молочную продукцию.

Для предприятий, внедряющих данное оборудование в полностью автоматизированный цикл хлебопекарного производства,линия по производству тортовпредоставляет контекст предшествующих технологических этапов, включая спецификации стадий загрузки, выпекания и охлаждения, которые определяют температуру продукта на входе и его структурную целостность в момент резки.

Гигиеническая конструкция и совместимость с системами CIP

Разбор лезвий без использования инструментовпроцесс занимает менее 90 секунд на каждой станции, что позволяет извлечь нож, контактирующий с продуктами, погрузить его в раствор для очистки и вернуть в работу в рамках допустимого времени на переналадку при смене видов продукции (с учетом риска перекрестного загрязнения аллергенами). Поверхность лезвия подвергается электрополировке до достижения средней шероховатости Ra менее 0,4 мкм, что исключает наличие микроскопических полостей и укрытий для микроорганизмов, характерных для обычных зубчатых, резьбовых или сварных узлов ножевых сборок. Конструкция рамы выполнена с использованиемКонструкционные элементы из стали SUS304 с компонентами из пищевой стали SUS316L в зонах контакта с продуктамився геометрия с уклоном для стока, отсутствие горизонтальных плоских поверхностей, способных способствовать скоплению промывочной воды и биопленки.

Валидация CIP с использованием1,5–2,0% М раствор NaOH при 65 °Cза которым следуетополаскивание раствором надуксусной кислоты в концентрации 200 ppmдостигает показателей АТФ-биолюминесценции ниже10 RLU на 25 см²на всех поверхностях, контактирующих с пищевыми продуктами, — в строгом соответствии с пороговыми значениями, установленными в рамках программ превентивного контроля FSMA и Регламента ЕС 852/2004.Электротехнические корпуса со степенью защиты IP65Герметичные подшипниковые узлы позволяют проводить полноценную санитарную обработку под струей воды под высоким давлением без риска попадания влаги в электрические компоненты, что обеспечивает соблюдение протоколов дезинфекции три раза за смену в случаях, когда это требуется по стандартам аудита BRCGS или BRC.

Конфигурации коммерческого исполнения и область интеграции

1. Порционные кусочки бисквитного торта и рулета со строго выраженными слоями и безупречным внешним видом — идеальное решение для премиальной упаковки в лотках при весе нетто от 50 до 350 г.
2. Куски мягкого и полутвердого сыра, а также порционные прямоугольники с шероховатостью поверхности Ra менее 1,8 мкм, обеспечивающие показатели прохождения оптического контроля выше 99.2% на автоматизированных конвейерах с системой машинного зрения на последующих этапах производства.
3. Половинки сэндвичей с начинкой и порционные хлебобулочные изделия, в которых смещение начинки при обычном (не ультразвуковом) способе нарезки может стать причиной рекламаций со стороны потребителей или несоответствия техническим условиям ритейлеров.
4. Паштеты, террины и мясные изделия в сечении с безупречным видом среза, идеально подходящие для премиальной розничной продажи или порционной подачи в сегменте HoReCa.
5. При фасовке энергетических батончиков, злаковых батончиков и кондитерских изделий, где в качестве связующих компонентов используются глюкозный сироп или мёд, возникает сильная адгезия к поверхностям стандартных ножей. Это вынуждает постоянно прерывать процесс для ручной очистки, чего можно полностью избежать благодаря использованию ультразвучного механизма.

Для предприятий, рассматривающих возможность внедрения полностью автоматизированных систем ультразвуковой резки, оснащенных конвейерной интеграцией, многолезвийными портальными модулями и интерфейсом для последующей упаковки, мы предлагаемлиния по производству ультразвуковой резкидокументация содержит полные конфигурации системы, включая параметры работы бункера подачи, накопителя, системы ориентации и спецификации сортировки на выходе.