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解剖利乐高速无菌灌装线

位于美国加州丰塔纳的Olympic Foods公司成立于上世纪60年代，既自行生产，销售自有品牌果汁，也给食品连锁店（如艾伯森）做贴牌生产。该公司的收入75％来自橙汁，其余的被苹果汁和其他产品瓜分。

不久前，该公司新安装了一条利乐公司提供的高速无菌生产线，用来生产200毫升果汁，采用集束包装，速度达到惊人的20000箱/小时。“最初，我们评估了多家供应商，最终，我们选择了利乐，我们觉得利乐是最适合我们的，”Olympic公司的运营总监克其增幅将高达38%里斯·威德尔说：“我们的产品采用的是利乐的包装，我们的客户更喜欢利乐彩虹机，我感觉到大多数潜在的客户同样更喜欢利乐。”

新生产线的关键是利乐TBA/22 VFFS机，用来生产利乐砖。包装材料也采用利乐的纸板/铝箔/聚乙烯层压复合膜材料，每一个大卷能制造出16500个利乐砖。TBA/22 VFFS机器上安装了两卷膜材料，一卷用来生产，另一卷随时待命。在包装过程中，机器将膜从卷材上扯下，膜经过张力调节辊，搪刀到达机器的顶部，然后往下进入到华氏160度、32％浓度的过氧化氢溶液中进行消毒。随后，涂刷器除去残留的过氧化氢液体，喷入的热空气对膜进行干燥处理。

消过毒的膜经过机器顶部的一个辊子，下降进入到成型灌装封口（FFS）部分。在膜下降过程中，一条薄塑料带进入，贴住膜的一边，膜绕一根金属成型管缠绕，其两个纵边贴在一起，完成纵向缝合。随后，管状的膜进入到灌装区域，一个灌装管进入管状膜，灌装开始，当液位超过灌装管之后，系统会自动调节灌装量，确保灌装量的精确。

灌装好的管状膜随后进入密封区域，两个带10个钳夹的反向立式链条，和感应加热器，在每个灌装循环的最后，对包装的顶和底进行密封。这个系统采用了一个63步伺服控制器，可根据摄像头读取包装上标识的结果，来控制材料的上升和下降。纸盒封口之后，刀片将他们切下，纸盒掉落到一个弯道，随后水平传送到一个系统，在这里，机器将纸盒顶和底边突出的部分折叠，并且粘好，将纸盒整理成矩形的形状。

包装呈单列离开VFFS机实验时，一台多米诺Amjet公司的Model 300喷墨打印机在纸盒上打印日期和批号，而后，纸盒进入一个自动取样系统。这个系统抽选出编码为1~10的10个纸盒进行检测，来检查VFFS机上10个竖封口是否工作正常。如果一个纸盒有泄漏，Olympic公司就能立刻知道是哪一个竖封口出了故门窗角强度试验机调试和使用障。

接着，纸盒传送到利乐TSA-22粘吸管机。TSA-22采用了诺顿公司提供的3100V上胶机，将一根塑膜裹包好的塑料吸管采用热溶胶粘贴在纸盒的背面。为了确保吸管的精确粘贴，纸盒从横进给传送机转移到一个速度更快的传送带，来拉开各个纸盒间的距离，吸管在传压垫的帮助下，准确地粘贴到纸盒上。

随后，纸盒传送到Hartness公司制造的利乐Helix螺旋积聚器。这个独特的先进先出积聚器上的传送机长达400英尺，能提供长达5分钟的积聚时间，总积聚能力为1600个包装。积聚器上的横进给和出料传送机是平行的，但方向相反，采用独立驱动，与一个称为“蜘蛛”的移动式传动装置连接在一起。当系统运行正常，两个传送机以相同的速度运行，两个方向上都没有纸盒堵塞的时候，纸盒通过积聚器出口的“蜘蛛”，随后改变方向，进入到卸货传送机。

如果任何一个传送机速度减慢，或者由于某种原因而停止，“蜘蛛”会朝移动的传送机方向移动，将速度较慢传送机上的纸盒移动到速度较快的传送机上。也就是说，当出料传送机关闭了，或者说比横进给传送机速度要慢的时候，“蜘蛛”会将更多的纸盒移送到出料传送机上。相反的，当出料传送机比横进给传送机的速度要快的时候，上面开始变空，因此“蜘蛛”会到横进给传送机上抓取纸盒移送到出料传送机上。

利乐Helix积聚器的入口有一个光电管，用来测量纸盒之间的距离，调整传送机的速度，将纸盒间的距离保持在1/4英寸。如果积聚器完全填满了，控制系统会关闭灌装机，并且将下游设备的速度提高1/4，逐渐将积聚器腾空，当积聚器上的纸盒到达其出口处的一个传感器的时候，下游的设备则会减速，并且以与灌装机一样的速度工作。

下游设备跟不上每小时生产20000利乐砖的TBA/22 VFFS机，所以纸盒离开积聚器后，一个通道分流器会引导它们进入两个传送机，平行供给给下游设备。如果其中的一个传送机停止工作，系统会降低50％的灌装机和积聚器速度。

当这条生产线只生产200毫升利乐砖的时候，能采用很多种托盘包装格式，包括单层24~40个纸盒，单层3、4、5、6、8和10纸盒集束包装，以及双层托盘60纸盒和集束包装。

纸盒经过通道分流器分流后，分两路进入利乐Model 68薄膜裹包机。一路纸盒组成特殊组合（如3盒一组，或4盒一组），然后直接进入裹包机。另一路纸盒在组合好后，先要经过一个卡纸插入机，根据需求插入卡纸后，然后才进入裹包机。Model 68裹包机安装了两滑动轴承卷薄膜，一个推手将纸盒组合推入密封工作站，机械抓手撑开塑膜，罩住纸盒组合，加热装置将塑料焊缝好后，刀片将裹包好的集束包切下。接着，裹包好的集束包被后面的纸盒组合推出密封工作站，多个喷嘴吹出热空气将裹包的侧边薄膜软化，之后，集束包转移到卸货传送机。

接着，集束包进入利乐Model 70托盘包装机。虽然Model 70经过改进后，能处理多种托盘和缠绕包装，但是Olypmic公司只使用利乐托盘。一台分流机将集束包分成三路，集束包组成需求的包装格式（如24盒一组、40盒一组），进入到Model 70上一个空白的托盘纸板上，纸板包着集束包组合成型为一个托盘，热溶胶导入将其粘好。真空吸盘吸住集束包组合，将其累加到底层上，就完成了双韶山层托盘包装。

满载产品的托盘随后进入利乐Model 51收缩裹包机。托盘被推到裹包机的裹包位置，位于上下方的卷材上扯下塑膜在机器的引导下裹住托盘，同时热焊缝好接口，之后，刀片切开托盘，托盘通过一个热收缩炉，在这里，薄膜受热，紧紧地贴住托盘，最后由手工对托盘进行码垛。

收缩包装系统集团（SPS）和Bemis Clysar公司合作，来为Olympic公司研发适合于利乐收缩裹包机的薄膜。SPS成功地测试了一款轻规格的薄膜，光泽和透明度更高，封口强度和收缩强度更好。SPS公司的总监拜伦·沃格曼表示，这是个复杂的任务，因为利乐Model 68裹包机的拉伸度比类似裹包机要大。

每台机器都有自己专门的可编逻辑控制器和人机交流界面，由GE Fanuc Automation公司提供，所有机器都通过GE Fanuc公司的Genius总线连接起来。这条生产线还采用了利乐的包装生产线监控系统（PLMS），用来跟踪整条包装生产线的性能。PLMS系统收集生产线上每台独立机器的运行数据，如运行和停机时间，关机原因，包装产量和其他信息，每5秒钟通过Genius总线传输。PLMS系统还安装了一个用来鉴定故障原因的历史分析工具，和一个能生成图表和报告的性能分析程序。在Olympic公司，所有监控系统来的信息都发送到VFFS机的PC机上，之后，其再将数据通过Genius总线，传输到工厂里其他的PC机上。与此同时，数据也实时传输到利乐公司的总部，利乐公司的专家根据数据，来提供建议和故障处理意见。

转载自：Packaging Digest

作者：Jack Mans 翻译：刘超