牛乳パック機の内部構造を解説

自動牛乳包装機牛乳を包装する連続サイクルを実行します。この機械はプラスチックフィルムのロールを使って垂直のチューブを形成します。このチューブに正確な量の牛乳を充填します。最後に、加熱加圧シールでチューブを密封し、個々のパウチに切断します。この自動化プロセスにより、大幅な効率向上が実現します。

この効率性は、大規模かつ成長を続ける市場において極めて重要です。世界の牛乳包装業界は着実な成長を示しており、迅速かつ信頼性の高い技術の必要性が浮き彫りになっています。

ステップ1：フィルムからのポーチ形成

シンプルなプラスチックロールから密封された牛乳パックへの道のりは、精密な成形工程から始まります。機械が平らなシートを完璧な形状のチューブへと変形させ、充填の準備を整える様子をご覧いただけます。この最初の工程は、最終製品の完全性と外観を左右する重要な要素です。

映画の展開と緊張

すべては、機械の背面に取り付けられた大きなロール状の特殊プラスチックフィルムから始まります。機械はこのフィルムを巻き出し、成形エリアへと導きます。フィルムに適切な張力を維持することが非常に重要です。

自動張力制御システムにより、フィルムは常にぴんと張った滑らかな状態を保ちます。このシステムは、シワや伸びといった一般的な問題を防止します。フィルムの経路を慎重に管理し、ロールから成形チューブまでシワのない搬送を実現します。この自動調整により、常に均一で高品質なパウチが保証されます。

プロのヒント：高度なテンションシステムは、シャフトのたわみを低減し、アイドラーローラーを通るウェブの経路を管理するように設計されています。この設計は、あらゆるパウチに完璧に滑らかでシワのないフィルムをフィットさせるための鍵となります。

チューブ形成

次に、平らなフィルムがフォーミングカラーと呼ばれる特殊な部品の上を移動する様子をご覧ください。フォーミングカラー、またはショルダーは円錐形のガイドで、主な役割は平らなフィルムを曲げて円筒状の形状に成形することです。

カラーを通過した後、フィルムは成形チューブと呼ばれる長い中空のパイプに巻き付けられます。フィルムの2つの垂直端はこのチューブの周りで重なり合います。この重なりによって、シールするための継ぎ目が形成されます。成形チューブの幅によって、ミルクパウチの最終的な幅が決まります。フィルムの選択も重要です。フィルムの種類によって、保護レベルと保存期間が異なります。

フィルム自体が高速で正しく機能するためには特別な特性を持たなければならない。牛乳包装機:

·滑らかさ: フィルムが機械内をスムーズに滑るためには、低摩擦の表面が必要です。

·引張強度: 破れることなく機械的な引っ張り力に耐えられるだけの強度が必要です。

·表面濡れ張力: 印刷インクが適切に付着するように、表面にコロナ処理などの処理が必要です。

·ヒートシール性: 強力で漏れのないシールを作るには、フィルムが確実に溶けて融合する必要があります。

垂直フィンシーリング

フィルムを成形チューブに巻き付け、端を重ね合わせたら、次は縦方向のシールを作ります。このシールはパウチの縦方向に沿っており、「センターシール」または「フィンシール」と呼ばれることもあります。

この機械は、フィルムの重なり合った端を2本の加熱された垂直シールバーで押し付けます。ポリエチレン（PE）フィルム製の牛乳パウチの場合、最も一般的な方法はインパルスシールです。

インパルスシーリングは、シーリングワイヤーに短い電流パルスを送ることで機能します。これによりワイヤーが瞬時に加熱され、プラスチック層が溶けて結合します。加熱はほんの一瞬で、プラスチックは冷えて固まり、永続的で強固な結合を形成します。この効率的なプロセスにより、チューブの垂直方向の継ぎ目が形成され、次の工程でミルクを充填する準備が整います。

ステップ2：正確なミルク充填

機械が垂直のチューブを形成した後、次の重要な段階はミルクを充填することです。システムが驚異的なスピードと精度で稼働する様子をご覧いただけます。この工程により、すべてのパウチに正確な量のミルクが充填され、消費者に提供できるようになります。このプロセスは、機械的な動作と衛生管理の完璧な融合です。

ボトムシールの作成

ミルクを絞り出す前に、機械はフィルムチューブの底部を密封する必要があります。この動作によってパウチの底部が形成されます。この作業を行うために、水平方向のシーリングジョーが移動します。これらのジョーは加熱され、フィルムに圧力をかけます。

このシーリング動作は、2つの役割を同時に担うため、非常に効率的です。ジョーが新しいパウチの底部をシールすると同時に、その下のパウチの上部もシールする様子をご覧いただけます。

1. 水平シールジョーが開いたフィルムチューブの底部を挟み込みます。これにより、新しいパウチの最初のシールが形成されます。

2. 同じ動作で、その下に垂れ下がっている、先に充填した袋の上部も密閉されます。

3. 多くの場合ジョーに統合されているカッターが完成した袋を切り離し、コンベア ベルト上に落とします。

4.ジョーが解放され、垂直に密封されたチューブが残り、底部が密封されて、充填の準備が整った空の開口部のあるポーチが形成されます。

容積測定投与システム

充填工程の核となるのは、容積計量システムです。このシステムの役目は、各パウチに正確に牛乳の量を計量することです。最新の機械は充填許容誤差をわずか±0.5%から1%に抑えているため、精度が鍵となります。この精度により、製品の廃棄を最小限に抑え、消費者にとって安定した品質を保証しています。

その牛乳包装機これを実現するために、特定のタイプの投与システムが使用されます。一般的なタイプには以下のものがあります。

·機械式ピストンフィラー：シリンダー内で動くピストンを使用して、一定量のミルクを吸い込み、押し出します。

·フローメーター: これらのシステムは、パイプを通ってポーチに流れるミルクの量を測定し、目標量に達するとバルブを閉じます。

·空気圧投与システム: 空気圧を使用して充填プロセスを制御し、信頼性が高くクリーンな操作を実現します。

ご存知ですか？最新の機械では充填量を簡単に調整できます。多くのシステムでは電動制御を採用しており、異なるパウチサイズ（例：250ml、500ml、1000ml）の充填量を、手動工具を使わずにコントロールパネルから直接変更できます。

ミルクをパウチに注ぐ

パウチが形成され、容量が測定されると、ミルクが吐出されます。ミルクは貯蔵タンクから衛生的なパイプを通って充填ノズルまで流れ、このノズルはパウチの上部開口部まで伸びています。

充填ノズルの設計は、クリーンかつ効率的な充填に不可欠です。特殊な消泡ノズルを使用することで、ミルクがパウチに注入される際の乱流を最小限に抑えます。ノズルの中には、パウチの底まで潜り込み、充填時に上昇するノズルもあり、これにより攪拌がさらに軽減され、泡立ちを防ぎます。これにより、空気が入り込むことなく、パウチ全体にミルクを充填できます。

ノズルには、液だれ防止チップやシャットオフバルブも付いています。これらの機能により、ミルクの充填中に漏れるのを防ぎ、シール部分を清潔に保ち、製品の無駄を防ぎます。

食品の安全性を確保するため、牛乳に触れるすべての部品は厳格な衛生基準を満たす必要があります。これらの部品は、容易かつ徹底的な洗浄ができるよう設計されています。主な基準は以下のとおりです。

·3-A 衛生基準: 乳製品業界で広く使用されており、衛生的な機器の設計と材料に関する厳格な基準を定めています。

·EHEDG (欧州衛生工学設計グループ): これらのガイドラインは、実用的な設計とテストを通じて、機器が欧州の衛生法規を満たしていることを保証します。

これらの基準により、供給プロセスが正確であるだけでなく、完全に衛生的であることが保証され、ミルクの品質と安全性が保護されます。

ステップ3：密封、切断、排出

ここまで、パウチが成形され、牛乳が充填される様子をご覧いただきました。最終工程は、パウチを密封し、切り離し、出荷するまでの一連の作業を迅速に行います。この段階で包装サイクルは完了し、充填されたチューブは市場に出荷可能な製品へと変化します。

映画の進歩

パウチが充填された後、機械は次のパウチのためにフィルムを引き下げる必要があります。フィルムが正確な長さだけ送られているのが確認できます。この長さは、パウチ1枚分の高さと正確に一致します。

摩擦ローラーまたはベルトがフィルムチューブを掴み、下方に引き下げます。制御システムにより、この動きは正確に行われます。この精度は、パウチのサイズを一定に保ち、シールジョーとカッティングジョーを適切に配置するために不可欠です。プロセス全体が同期されているため、フィルムは常に最適な位置で停止します。

トップシーリングとカッティング

充填されたパウチが所定の位置に収まると、水平シールジョーが再び閉じます。この効率的な動作により、2つの重要な役割が同時に達成されます。ジョーは、下にある充填されたパウチの上部をシールすると同時に、その上にある次のパウチの底部シールも行います。

顎の内側では鋭い刃が最終動作を実行します。

・特殊なカットオフナイフの刃がジョーの間を素早く動きます。

・完成したパウチをフィルムチューブから切り離し、きれいにカットします。

・シーリングと切断のタイミングは完璧です。切断はシーリング直後に行われるため、刃がシーリングの完全性を損なうことはありません。

この同期プロセスにより、各ポーチが確実に密封され、きちんと分離されることが保証されます。

パウチ排出

カットされたミルクパウチは機械から落下します。パウチは下の排出コンベアに落ちます。このコンベアはパウチをすぐに機械から運び出します。牛乳包装機.

コンベアシステムは、衛生基準を満たすため、通常ステンレス鋼で作られています。牛乳パックなどの柔軟な包装物を効率的に処理するために、FlexMoveやAquaGardコンベアなどの特殊な設計がよく使用されます。

パウチの旅はまだ終わりません。コンベアはパウチを下流の二次包装設備へと運びます。一般的な次のステップは以下のとおりです。

·ポーチをグループ化します。

·グループを木箱に入れる。

・カートン機を使用して箱詰めします。

·安定性と販売のためにグループをシュリンクラップします。

この最終処理により、ミルクパウチは店舗への出荷に向けて準備されます。

牛乳包装機の主要システム

いくつかの重要なシステムが連携して動作し、牛乳包装機効率的、正確、そして衛生的に稼働することを保証するためです。これらは機械の脳、心臓、そして免疫システムと考えることができます。これらを理解することで、プロセス全体がどのように制御され、維持されているかが理解しやすくなります。

PLC制御ユニット

プログラマブルロジックコントローラ（PLC）は、まさに機械の頭脳です。この高度なコンピュータは中央制御装置として機能し、機械の起動時からすべての動作を管理します。PLCは、いくつかの重要な機能を自動化します。

·機械の動作速度を制御します。

・適正なシール温度を維持します。

・各袋ごとに正確な重量を設定します。

·障害を検出し、アラームを発します。

PLCとの接続は、通常はタッチスクリーンパネルであるヒューマンマシンインターフェース（HMI）を介して行います。HMIは、プロセスの全体像を視覚的に把握できるツールです。リアルタイムのステータス更新を表示し、問題発生時には警告を発するため、トラブルシューティングが簡素化され、生産性が向上します。

投与システム

計量システムは充填プロセスの心臓部であり、すべてのパウチに適切な量のミルクを充填することを保証します。ピストン式充填機を使用する機種もありますが、多くの最新システムでは磁気式流量計が使用されています。流量計は、力を加えることなくミルクの量を測定するため、製品の品質を守り、乳製品製造に最適です。また、充填量の調整が容易で、清掃も簡単です。精度を維持するには、定期的なメンテナンスが必要です。ポンプ、バルブ、シールを定期的に清掃・点検することで、詰まりや漏れを防ぐことができます。

CIP（定置洗浄）システム

CIP（Clean-in-Place）システムは、マシンを分解することなく衛生状態に保ちます。この自動システムは、ミルクに触れるすべての部品に洗浄液を循環させます。典型的なサイクルは以下のステップで構成されます。

1. プレすすぎ: 残ったミルクを洗い流します。
2. アルカリ洗浄: 水酸化ナトリウムなどの苛性溶液を使用して脂肪を除去します。
3. 酸洗浄: 硝酸などの酸を使用して、ミネラルの蓄積、つまり「ミルクストーン」を除去します。
4. 最終すすぎ：純水ですべての洗浄剤を洗い流します。

バリデーションチェック：CIPサイクル後、ATPメーターなどのツールを使用できます。この機器は残留有機物質の有無を確認し、表面が本当に清潔で次の生産工程の準備が整っていることを確認します。

牛乳包装機がどのようにシームレスなサイクルをこなすかをご覧いただきました。フィルムからチューブを成形し、牛乳を充填し、パウチを密封して切り離すという工程です。この自動化プロセスにより、高速性、衛生性、そして一貫性が確保され、毎時数千個のパウチを生産できます。この技術の未来も、刺激的なイノベーションによって進化を続けています。