شرح آلية عمل آلة تعبئة الحليب

أوتوماتيكيآلة تعبئة الحليبتُجري الآلة دورةً مستمرةً لتعبئة الحليب. كما هو موضح، تستخدم الآلة لفافةً من الغلاف البلاستيكي لتشكيل أنبوبٍ رأسي. تُملأ هذه الآلة هذا الأنبوب بكميةٍ محددةٍ من الحليب. وأخيرًا، تُغلّف الأنبوب بالحرارة والضغط، ثم تُقطّعه إلى أكياسٍ منفصلة. تُحسّن هذه العملية الآلية من الكفاءة بشكلٍ كبير.

تُعد هذه الكفاءة حيوية في سوقٍ كبيرٍ ومتنامي. تشهد صناعة تعبئة الحليب العالمية توسعًا مطردًا، مما يؤكد الحاجة إلى تكنولوجيا سريعة وموثوقة.

الخطوة 1: تشكيل الكيس من الفيلم

تبدأ رحلة تحويل لفافة بلاستيكية بسيطة إلى كيس حليب محكم الغلق بعملية تشكيل دقيقة. يمكنك مشاهدة الآلة وهي تحوّل صفيحة مسطحة إلى أنبوب مثالي الشكل، جاهز للتعبئة. هذه الخطوة الأولية بالغة الأهمية لضمان سلامة المنتج النهائي ومظهره.

الفيلم: الاسترخاء والتوتر

يبدأ كل شيء بلفافة كبيرة من غشاء بلاستيكي متخصص مُركّب في الجزء الخلفي من الآلة. تقوم الآلة بفكّ هذا الغشاء وتوجيهه نحو منطقة التشكيل. من المهم للغاية الحفاظ على شد مناسب للفيلم.

يضمن نظام التحكم التلقائي في الشد بقاء الفيلم مشدودًا وناعمًا. يمنع هذا النظام المشاكل الشائعة كالتجاعيد أو التمدد. يُدير مسار الفيلم بدقة، مما يُوفر انتقالًا سلسًا من اللفة إلى أنبوب التشكيل. يضمن هذا التنظيم التلقائي كيسًا متماسكًا وعالي الجودة في كل مرة.

نصيحة احترافية: صُممت أنظمة شد متطورة لتقليل انحراف العمود والتحكم في مسار الشبكة عبر بكرات التباطؤ. يُعد هذا التصميم أساسيًا لتحقيق ملاءمة مثالية وسلسة لفيلم كل كيس.

تشكيل الأنبوب

بعد ذلك، ستشاهد الفيلم المسطح ينتقل فوق مكون خاص يُسمى طوق التشكيل. طوق التشكيل، أو الكتف، هو دليل مخروطي الشكل. وظيفته الرئيسية هي ثني الفيلم المسطح وتشكيله على شكل دائري أنبوبي.

بعد اجتياز الطوق، يلتف الغشاء حول أنبوب طويل مجوف يُعرف باسم أنبوب التشكيل. يتداخل حافتا الغشاء العموديتان حول هذا الأنبوب، مما يُشكّل خطًا جاهزًا للإغلاق. يُحدد عرض أنبوب التشكيل العرض النهائي لكيس الحليب. كما أن اختيار الغشاء أمر بالغ الأهمية، حيث توفر أنواع مختلفة من الأغشية مستويات حماية ومدة صلاحية متفاوتة.

يجب أن يتمتع الفيلم نفسه بخصائص محددة ليعمل بشكل صحيح بسرعة عاليةآلة تعبئة الحليب:

·النعومة: يحتاج الفيلم إلى سطح منخفض الاحتكاك لينزلق بسهولة عبر الماكينة.

·قوة الشد: يجب أن تكون قوية بما يكفي لتحمل قوى السحب الميكانيكية دون تمزق.

· توتر ترطيب السطح: يتطلب السطح معالجة، مثل معالجة الكورونا، حتى يلتصق حبر الطباعة بشكل صحيح.

·إمكانية الختم الحراري: يجب أن يذوب الفيلم ويندمج بشكل موثوق لإنشاء أختام قوية ومقاومة للتسرب.

ختم الزعانف العمودية

بعد لفّ الغشاء حول أنبوب التشكيل وتداخل حوافه، تأتي الخطوة التالية وهي إنشاء الختم العمودي. يمتد هذا الختم على طول الكيس، ويُطلق عليه عادةً "ختم المركز" أو "ختم الزعنفة".

تستخدم الآلة زوجًا من قضبان الإغلاق العمودية المُسخّنة التي تضغط على حواف الفيلم المتداخلة. بالنسبة لأكياس الحليب المصنوعة من فيلم البولي إيثيلين (PE)، فإن الطريقة الأكثر شيوعًا هي الإغلاق النبضي.

يعمل الختم النبضي بإرسال نبضة كهربائية سريعة عبر سلك ختم. يُسخّن هذا السلك فورًا، مما يُذيب طبقات البلاستيك معًا. تُطبّق الحرارة للحظة فقط قبل أن يبرد البلاستيك ويتصلب، مُشكّلًا رابطة قوية ودائمة. تُشكّل هذه العملية الفعّالة التماس الرأسي للأنبوب، مُهيئًا إياه لملئه بالحليب في المرحلة التالية.

الخطوة 2: تعبئة الحليب بدقة

بعد أن تُشكّل الآلة الأنبوب العمودي، تأتي المرحلة الحاسمة التالية وهي تعبئته بالحليب. ستشاهد النظام يعمل بسرعة ودقة مذهلتين. تضمن هذه الخطوة احتواء كل كيس على الكمية المطلوبة من الحليب، جاهزة للمستهلك. تجمع هذه العملية بين الأداء الميكانيكي والتحكم الصحي.

إنشاء الختم السفلي

قبل توزيع أي حليب، يجب على الآلة إغلاق قاع أنبوب الغشاء. يؤدي هذا الإجراء إلى تكوين قاعدة الكيس. تتحرك مجموعة من فكوك الإغلاق الأفقية لأداء هذه المهمة. تُسخّن هذه الفكوك وتُطبّق ضغطًا على الغشاء.

تتميز عملية الإغلاق هذه بفعالية ملحوظة، إذ تؤدي وظيفتين في آنٍ واحد. يمكنك ملاحظة كيف تُشكّل الفكّان الإغلاق السفلي للكيس الجديد، وفي الوقت نفسه، الإغلاق العلوي للكيس الذي تحته.

١. تُثبّت فكوك الختم الأفقية الجزء السفلي من أنبوب الفيلم المفتوح، مما يُشكّل الختم الأول للكيس الجديد.

2. يؤدي هذا الإجراء نفسه إلى غلق الجزء العلوي من الكيس المملوء مسبقًا المعلق أسفله.

3. ثم تقوم القاطعة، والتي غالبًا ما تكون مدمجة في الفكين، بفصل الكيس النهائي، الذي يسقط على حزام ناقل.

4. يتم تحرير الفكين، مما يترك لك أنبوبًا مغلقًا رأسيًا مغلقًا الآن من الأسفل، مما يشكل كيسًا فارغًا مفتوحًا من الأعلى جاهزًا للتعبئة.

نظام الجرعات الحجمية

نظام الجرعات الحجمية هو جوهر عملية التعبئة. وظيفة هذا النظام هي قياس كمية الحليب بدقة لكل كيس. الدقة هي الأساس، حيث تحقق الآلات الحديثة نسبة تعبئة تتراوح بين ±0.5% و1% فقط. هذه الدقة تقلل من هدر المنتج وتضمن ثبات المنتج للمستهلك.

الآلة تعبئة الحليبيستخدم نوعًا محددًا من أنظمة الجرعات لتحقيق ذلك. تشمل الأنواع الشائعة ما يلي:

·حشوات المكبس الميكانيكية: تستخدم هذه الحشوات مكبسًا يتحرك داخل أسطوانة لسحب ثم دفع حجم محدد من الحليب.

·أجهزة قياس التدفق: تقيس هذه الأنظمة حجم الحليب أثناء تدفقه عبر الأنبوب إلى الكيس، وتغلق الصمام بمجرد الوصول إلى الحجم المستهدف.

·أنظمة الجرعات الهوائية: تستخدم هذه الأنظمة ضغط الهواء للتحكم في عملية التعبئة، مما يوفر تشغيلًا موثوقًا ونظيفًا.

هل تعلم؟ يمكنك بسهولة ضبط حجم التعبئة في الآلات الحديثة. تستخدم العديد من الأنظمة أدوات تحكم آلية، مما يتيح لك تغيير كمية الجرعة لأحجام أكياس مختلفة (مثل 250 مل، 500 مل، 1000 مل) مباشرةً من لوحة التحكم دون الحاجة إلى أدوات يدوية.

توزيع الحليب في الكيس

بعد تشكيل الكيس وقياس حجمه، يُوزّع الحليب. ينتقل الحليب من خزان التخزين عبر أنابيب الصرف الصحي إلى فوهة التعبئة. تمتد هذه الفوهة إلى الجزء العلوي المفتوح من الكيس.

تصميم فوهة التعبئة أساسي لضمان تعبئة نظيفة وفعالة. تُستخدم فوهات خاصة مضادة للرغوة لتقليل الاضطراب أثناء دخول الحليب إلى الكيس. بعض الفوهات تغوص في قاع الكيس وترتفع أثناء التعبئة، مما يقلل الاضطراب ويمنع الرغوة. هذا يضمن حصولك على كيس كامل من الحليب، وليس هواءً.

تتميز الفوهات أيضًا برؤوس مانعة للتنقيط أو صمامات إغلاق. تمنع هذه الميزات تسرب الحليب بين مرات التعبئة، مما يحافظ على نظافة منطقة الإغلاق ويمنع هدر المنتج.

لضمان سلامة الغذاء، يجب أن تستوفي جميع المكونات التي تلامس الحليب معايير صحية صارمة. صُممت هذه الأجزاء لسهولة التنظيف ودقة. تشمل المعايير الرئيسية ما يلي:

·3-أ المعايير الصحية: تستخدم هذه المعايير على نطاق واسع في صناعة الألبان وتضع معايير صارمة لتصميم المعدات والمواد الصحية.

·EHEDG (المجموعة الأوروبية للهندسة والتصميم الصحي): تضمن هذه الإرشادات أن المعدات تلبي قوانين النظافة الأوروبية من خلال التصميم العملي والاختبار.

وتضمن هذه المعايير أن عملية التوزيع ليست دقيقة فحسب، بل إنها أيضًا صحية تمامًا، مما يحمي جودة الحليب وسلامته.

الخطوة 3: الختم والقطع والتفريغ

لقد شاهدتَ الآن تشكّل الكيس وملئه بالحليب. الخطوة الأخيرة هي سلسلة سريعة من الإجراءات تُغلق الكيس، وتُقطعه، وتُرسله. تُكمل هذه المرحلة دورة التعبئة، مُحوّلةً الأنبوب المملوء إلى منتج جاهز للتسويق.

تقدم الفيلم

بعد ملء الكيس، تحتاج الآلة إلى سحب المزيد من الفيلم للأسفل للكيس التالي. يمكنك رؤية الفيلم يتقدم بطول دقيق، وهو ما يطابق تمامًا ارتفاع أحد الكيسين.

تُمسك بكرات أو أحزمة الاحتكاك أنبوب الفيلم وتسحبه للأسفل. يضمن نظام التحكم دقة هذه الحركة. تُعد هذه الدقة أساسيةً لضمان اتساق أحجام الأكياس، ولوضع فكي الختم والقطع في المكان المناسب. تتم العملية بأكملها بشكل متزامن، مما يضمن ثبات الفيلم في الوضع المثالي في كل مرة.

الختم والقطع العلوي

بعد تثبيت الكيس المملوء، تُغلق فكوك الإغلاق الأفقية مجددًا. تُنجز هذه الحركة الفعّالة مهمتين أساسيتين في آنٍ واحد. تُغلق الفكوك الجزء العلوي من الكيس المملوء أسفله، وتُشكّل في الوقت نفسه إغلاقًا سفليًا للكيس التالي فوقه.

داخل الفكين، شفرة حادة تؤدي العمل النهائي.

·تتحرك شفرة سكين القطع المتخصصة بسرعة بين الفكين.

·يقوم بإجراء قطع نظيف، ويفصل الكيس النهائي عن أنبوب الفيلم.

تتم عمليات الختم والقطع بدقة متناهية. يحدث القطع مباشرةً بعد إتمام عملية الختم، مما يضمن عدم تأثير الشفرة على سلامة الختم.

وتضمن هذه العملية المتزامنة أن يتم إغلاق كل كيس بشكل آمن وفصله بشكل أنيق.

تفريغ الكيس

بمجرد قطعه، يُسقط كيس الحليب الجاهز من الآلة. ستراه يهبط على ناقل التفريغ في الأسفل. يحمل هذا الناقل الكيس فورًا بعيدًا عنآلة تعبئة الحليب.

عادةً ما تُصنع أنظمة النقل من الفولاذ المقاوم للصدأ لتلبية معايير النظافة. وتُستخدم عادةً تصميمات متخصصة، مثل ناقلات FlexMove أو AquaGard، للتعامل بكفاءة مع العبوات المرنة، مثل أكياس الحليب.

لم تنتهِ رحلة الكيس بعد. ينقل الناقل الأكياس إلى معدات التغليف الثانوي. تشمل الخطوات التالية الشائعة ما يلي:

· تجميع الأكياس معًا.

·وضع المجموعات في الصناديق.

·استخدام ماكينة التعبئة لوضعها في الصناديق.

·تغليف المجموعات لتحقيق الاستقرار والبيع.

هذه المعالجة النهائية تحضر أكياس الحليب للشحن إلى المتاجر.

الأنظمة الرئيسية لآلة تعبئة الحليب

تعمل العديد من الأنظمة الرئيسية معًا داخلآلة تعبئة الحليبلضمان عملها بكفاءة ودقة ودقة مع مراعاة النظافة. يمكنك اعتبار هذه العناصر بمثابة عقل الآلة وقلبها وجهازها المناعي. يساعدك فهمها على فهم كيفية التحكم في العملية بأكملها وصيانتها.

وحدة التحكم PLC

وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) هي جوهر العملية. يعمل هذا الحاسوب المتطور كوحدة تحكم مركزية، ويدير كل إجراء منذ لحظة تشغيل الآلة. تُؤتمت وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) عدة وظائف رئيسية:

·يتحكم في سرعة تشغيل الماكينة.

·يحافظ على درجة حرارة الختم الصحيحة.

·يحدد الوزن الدقيق لكل كيس.

·يكتشف الأخطاء ويطلق الإنذارات.

تتفاعل مع وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) من خلال واجهة تفاعلية بين الإنسان والآلة (HMI)، وهي عادةً شاشة تعمل باللمس. تمنحك واجهة التفاعل هذه نظرة شاملة على العملية، وتعرض تحديثات فورية للحالة وتُنبهك بأي مشاكل، مما يُبسط عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها ويعزز إنتاجيتك.

نظام الجرعات

يُعد نظام الجرعات جوهر عملية التعبئة، إذ يضمن حصول كل كيس على الكمية المناسبة من الحليب. بينما تستخدم بعض الآلات حشوات مكبسية، تستخدم العديد من الأنظمة الحديثة مقاييس تدفق مغناطيسية. تُعد مقاييس التدفق مثالية لمنتجات الألبان لأنها تقيس حجم الحليب دون استخدام قوة، مما يحمي جودة المنتج. كما أنها تُسهّل عليك ضبط كميات التعبئة وتنظيفها. للحفاظ على الدقة، يجب إجراء صيانة دورية. يمنع التنظيف والفحص المنتظم للمضخات والصمامات والأختام الانسدادات والتسربات.

نظام التنظيف في المكان (CIP)

يحافظ نظام التنظيف في المكان (CIP) على نظافة الماكينة دون الحاجة إلى تفكيكها. يقوم هذا النظام الآلي بتوزيع محاليل التنظيف على جميع الأجزاء التي تلامس الحليب. تتضمن الدورة النموذجية الخطوات التالية:

1. الشطف المسبق: يزيل الحليب المتبقي.
2. الغسيل القلوي: يستخدم محلولًا كاويًا مثل هيدروكسيد الصوديوم لإزالة الدهون.
3. الغسيل الحمضي: يستخدم حمضًا مثل حمض النيتريك لإزالة التراكم المعدني، أو "حجر الحليب".
4. الشطف النهائي: يغسل جميع مواد التنظيف بالماء النقي.

فحص التحقق: بعد دورة التنظيف المكاني (CIP)، يمكنك استخدام أدوات مثل جهاز قياس ATP. يتحقق هذا الجهاز من وجود أي مواد عضوية متبقية، ويؤكد أن الأسطح نظيفة تمامًا وجاهزة لجولة الإنتاج التالية.

لقد رأيتم كيف تعمل آلة تعبئة الحليب بسلاسة تامة. فهي تُشكّل أنبوبًا من الغلاف، وتملأه بالحليب، ثم تُغلق الكيس وتُقطعه. هذه العملية الآلية تُوفر سرعة عالية، ونظافة، وثباتًا، حيث تُنتج آلاف الأكياس كل ساعة. كما أن مستقبل هذه التقنية يتطور بابتكارات مثيرة.