VTI Sint-Lucas Gelukstede Oudenaarde DE VERTICALE VORM-, VUL- EN SLUITMACHINE MET MULTIHEADS

Transcriptie

1 VTI Sint-Lucas Gelukstede Oudenaarde DE VERTICALE VORM-, VUL- EN SLUITMACHINE MET MULTIHEADS Pieter Sijmons 6TIW

2 Woord vooraf Als laatstejaarsleerling Industriële Wetenschappen in het VTI Sint-Lucas te Oudenaarde is het mij opgedragen een eindwerk samen te stellen. Dit eindwerk bundelt de kennis die ik gedurende mijn schooltijd heb opgedaan. Mijn keuze is uitgegaan naar de verticale vorm-, vul- en sluitmachine met multiheads. Het leek mij interessant om, met het oog op de hedendaagse verpakkingstechnieken, deze machine te bespreken. Ik wil graag mijn mentor, mevr. L. Duponcheel bedanken voor de opvolging van de evolutie in mijn werk en de communicatie naar andere leerkrachten toe. Vervolgens wil ik alle mensen die op de een of andere manier hielpen dit eindwerk tot stand te brengen, bedanken voor hun steun en raadgevingen. In het bijzonder wil ik mijn dank betuigen aan mijn oom, dhr. J. Thijs, bedrijfsleider van de Confiserie Thijs. Zijn enthousiaste medewerking, nuttige contacten en stroom van informatie over deze machine maakten dit eindwerk mogelijk.

3 Inhoudsopgave Woord vooraf 2 Inhoudsopgave 3 DEEL I: ALGEMENE INLEIDING OP DE MACHINE 1 Het waarom van verpakkingsmachines Uiteenlopende verpakkingszakjes Verpakkingsmaterialen Voeding en hygiëne Wegen van de producten Tijd kost geld Toepassing op machine 9 2 Vvvs-machines Geschiedenis en evolutie Het vormen van de zakjes Snelheid Master t.o.v. Slave Veiligheid 11 DEEL II: OVERZICHT VAN DE MACHINE 1 Overzicht van de hoofdonderdelen van de machine 13 2 De machine van begin tot einde De trilgoot 14 Werkingsprincipe De transportband 15 TN-systeem De kleine trilgoot en het optische oog De multiheads De metaaldetector 17 Werkingsprincipe 18 Meetbereik 18 Faseverschuiving De verticale vorm- vul- en sluitmachine Eindbewerking 20 DEEL III: DOSEERSYSTEMEN 1 Soorten doseersystemen De multiheadweger 22 Werkingsprincipe 23 Snelheid Lineaire afvulwegers 24 3

4 1.3 Telmachines Schroefdoseurs 25 2 Controles en fouten Gewichtsaanduiding Multiheads Lineaire afvulwegers 26 3 Keuzes maken Producteigenschappen Kostprijs 27 DEEL IV: DE VERPAKKINGSMACHINE 1 Algemene begrippen Toepassingen Werking Naden 29 Soorten langsnaden Sealen Sealunits Vormpijp en vormschouder Zakvormen Foliematerialen Horizontale en schuine verpakkingsmachines 32 2 De vvvs-machine van A tot Z De trechter De vormschouder 34 Inloophoek De vormpijp 35 Vorm van de pijp De folierol Het afrollen en transport van de folierol Transporttechnieken 37 Tangenaftrekprincipe 38 Bandaftrekprincipe De fotocel De printer 40 Soorten printers De verticale sealunit Het maken van de langsnaad 41 Vorming De zakspreiders en zijvouwspanen De horizontale sealunit Het maken van de dwarsnaden 43 Steek en riffeling Het mes 45 4

5 2.13 De klembekken 46 3 Extra s voor zakvormen Gemakkelijk te openen 47 Technieken en soorten Hersluitbaar (reclosables) 48 Sluittape 48 Easy-pack 48 Zipsluiting 48 Tintye 49 Tearstrip 49 Clip 49 4 Verpakkingssnelheid Sealtijd Lengte productlint Vorm zakjes Valtijd Trechter Besluit 51 5 Prijs versus kwaliteit Kostprijs van een standaard machine Duurzaamheid en kwaliteit 52 6 Synchronisatie Op het juiste moment Master en slave Valtijd Verliezen Externe machines Voor- en nadelen 54 DEEL V: OPDRACHTEN 1 Mechanica Pneumatica in de vvvs-machine Berekenen van kracht, moment en vermogen van transportband Berekeningen op de as van de folierol 64 Afleiding formule voor massatraagheidsmoment van holle cilinder 64 Berekening nodige tijd om as op volledig toerental te brengen 65 2 Elektriciteit Aanwezige elektrische motoren/frequentieschakelaars Werking frequentieregelaar 66 Wikkelapplicatie Werking driefasige asynchrone motor/inductiemotor 68 Samenstelling 69 5

6 De kooianker- of kortsluitmotor 69 Werking Waarom reductiekasten? Waarom deze motoren? Elektrische schema s 70 Verklaring schema folietransportbanden Nodig elektrisch vermogen 71 3 Computertekenen Uittekenen in 3D programma s 72 Inventor 72 Rhinoceros Renders (foto s) van de uitgetekende machine met Flamingo Uittekenen van verschillende onderdelen in 3D Uittekenen van verschillende onderdelen in 2D 77 4 Taalopdrachten Nederlands Frans 95 Informatiefolder Frans Engels 98 Summary 99 Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bijlage Bronvermelding 110 6

7 DEEL I: ALGEMENE INLEIDING OP DE MACHINE 7

8 1 Het waarom van verpakkingsmachines 1.1 Uiteenlopende verpakkingszakjes Als je door de supermarkt rondwandelt, zie je het meteen. De rekken zitten vol met zakjes in alle maten en vormen. De gecompliceerdste vorm is niet genoeg. Alles en niets wordt verpakt in de voor ons doodnormale verpakking. Met de verpakkingsmachine kunnen de meest uiteenlopende zakvormen geproduceerd worden. Dit wordt mogelijk gemaakt door een grote variëteit aan eenvoudig te vervangen onderdelen zoals vormschouders en vormpijpen. Zo zitten chips meestal in een eenvoudige, kleurig bedrukte, kussenvormige zak, terwijl breekbare koekjes in een luxe, transparante blokbodemzak worden aangeboden. Beide zakken zijn door één machine te produceren. Zakjes in alle maten en vormen 1.2 Verpakkingsmaterialen Er is een enorme variëteit aan verpakkingsmaterialen die op de verpakkingsmachines verwerkt kunnen worden. Vrijwel elk product stelt een aantal unieke eisen. Lolly s mogen bijvoorbeeld niet door de verpakking heen prikken, bij gommetjes moet de smaak behouden blijven, dit zijn slechts een paar voorbeelden die op de machine een toepassing hebben. Naast enkellaagse verpakkingsmaterialen wordt vooral ook veel gebruikgemaakt van laminaten, waarin elke laag een specifieke, op het te verpakken product afgestemde functie heeft. Het verpakkingsmateriaal laat zich in vrijwel elk gewenst patroon en in elke gewenste kleur of kleurencombinatie bedrukken, maar ook een onbedrukte, transparante zak die de Verschillende soorten folierol aandacht geheel op het product vestigt, behoort natuurlijk tot de mogelijkheden. De productinformatie wordt dan vermeld op een etiket dat in de vvvsmachine op de zak geplaatst wordt. Dit wordt er gewoon op gedrukt met behulp van een speciale printer. Een veelvoorkomende eis is ook dat een product gasdicht verpakt wordt, of dat het verpakken onder beschermende atmosfeer plaatsvindt, waarbij de lucht in de verpakking plaatsmaakt voor een inert gas dat oxidatie tegengaat en de houdbaarheid verlengt. 1.3 Voeding en hygiëne Wie in de voedingsindustrie zit, zal het maar al te goed weten. Werken met voeding staat gelijk aan hele lijsten hygiënische voorschriften. De verpakking moet in een speciale omgeving gebeuren en om de haverklap gecontroleerd worden. Metaaldetectie is geen overbodige luxe. Hiervoor zijn speciale machines nodig die haarfijn afgesteld moeten kunnen worden. Niet ieder zakje heeft namelijk dezelfde vorm. Het plaatsen van metaaldetectiesystemen mag de snelheid van het verpakken ook niet vertragen dus een goede synchronisatie is van zeer groot belang. 8

9 1.4 Wegen van de producten Ieder zakje moet natuurlijk evenveel inhoud bevatten, dus alles moet voor de verpakking gewogen worden. Met grotere stuks is dit minder complex, maar stel dat er 2000 moeren moeten verpakt worden Gedurende de industrialisering zijn machines zo ontworpen dat wegen slechts een fractie van een seconde wordt. Afhankelijk van het product werkt een doseur op basis van een vulgewicht per zak (afvulweger) of op basis van een bepaald volume per zak (schroefdoseur). Voor het verpakken van een bepaald aantal producteenheden (zoals hier het geval is) wordt gebruik gemaakt van een telmachine. Een weegmachine 1.5 Tijd kost geld Time is money. Iedereen kent het spreekwoord wel, maar voor bedrijven is dit bittere ernst. Als een bewerking 1 seconde sneller kan gaan, kan het hele proces versnellen waardoor de winst hoger wordt. De lage prijs van de vorm van verpakken met een verpakkingsmachine is een sterke reden om voor deze machine te kiezen. Zij laten hoge verpakkingssnelheden toe, en machines die goed gekozen, afgeregeld en onderhouden zijn, kunnen lange tijd en ononderbroken doorwerken. De gemiddelde autonomie van een verpakkingsmachine bedraagt ongeveer 6 jaar, maar bij goed onderhoud kan deze tijdsduur nog veel vergroot worden. Alles is natuurlijk afhankelijk van wat er nodig is bij de verpakking. Duurdere machines kunnen misschien wel sneller werken, maar of dit de productie aankan, is nog maar de vraag 1.6 Toepassing op machine We willen dus een machine die een zakje kan vormen, vullen en sluiten. Als inhoud gebruiken we gommetjes en lolly s (lekstokken). In elk zakje moet hetzelfde nettogewicht aanwezig zijn. We zullen dus een meetsysteem kiezen dat een compromis vormt tussen snelheid en precisie, namelijk de multiheads. We werken met voeding: dus plaatsen we een metaaldetector. We laten de inhoud van boven vallen dus deze moet eerst naar boven getransporteerd worden. Hiervoor gebruiken we een transportband. Als we al deze aspecten in beschouwing nemen, komen we tot de volgende probleemstelling: hoe kunnen we een machine bouwen die aan al deze voorwaarden voldoet? Conclusie: We kiezen voor de verticale vorm-, vul- en sluitmachine (ofwel de vvvsmachine) met multiheads. 9

10 2 Vvvs-machines Verticale vorm-, vul- en sluitmachines zijn uiterst flexibele machines, waarmee de meest uiteenlopende producten efficiënt en effectief verpakt, en aantrekkelijk gepresenteerd kunnen worden. Dit gaat van uw dagelijkse koffie tot ambachtelijke tortellini en van een keur aan verse groentes tot diepgevroren gamba s. En natuurlijk worden ook pluggen, insecticiden, waspoeders en knikkers in zakken en zakjes verpakt. 2.1 Geschiedenis en evolutie De eerste vvvs-machines werden halverwege de vorige eeuw gebouwd. De ontwikkeling van deze machines, mogelijk gemaakt door de introductie van kunststof verpakkingsmaterialen, was een doeltreffend antwoord op de toenemende vraag naar mechanisering van alle mogelijke maten en vormen van productieprocessen. In de afgelopen decennia heeft de vvvsmachine een dominante positie verworven. Over het aantal machines dat wereldwijd in gebruik is, kan alleen maar gespeculeerd worden. Duidelijk is wel dat er op jaarbasis honderden vvvs-machine verkocht worden. 2.2 Het vormen van de zakjes De zakjes worden gemaakt op een bepaalde manier waarbij geen folie verloren gaat. De folie wordt via een vormbekken tot een vierkant zakje getransformeerd. Er worden 3 naden gemaakt: de kopnaad aan de bovenkant van het zakje, de langsnaad die meestal in het midden zit en de bodemnaad aan de onderkant van het zakje. De naden worden gesloten door ze te sealen. Hiertoe wordt het verpakkingsmateriaal korte tijd onder druk samengebracht en verwarmd, waarbij het sealmedium (meestal polyethyleen) smelt. Zodra het sealmedium voldoende afgekoeld is, zijn de naden stabiel. Dit is een kwestie van milliseconden. 2.3 Snelheid De vvvs-machines kunnen gemakkelijk snelheden halen van 50 zakjes per minuut. Het weegsysteem is nauwkeurig afgesteld zodat er al product klaarstaat als de weegcellen product doorlaten. De metaaldetector zal het product niet afremmen en het sealen gebeurt in enkele milliseconden. De enige vertraging van de machine zit in het feit dat het product door de smallere trechter moet en er zo en opstopping kan ontstaan. 2.4 Master t.o.v. Slave Natuurlijk moet er in de vvvs-machine één onderdeel master staan. D.w.z.. dat dit onderdeel de andere onderdelen die in slave staan de toestemming geeft om te werken. De master is in 90 % van de gevallen het traagste onderdeel van de machine. Bij onze machine zullen dat de weegcellen van de multiheads zijn. Deze berekenen hoeveel er in het zakje valt en wanneer het gevormd wordt. De wachtbakjes krijgen van de weegcellen commando s tot 10

11 lossen. Deze laten op hun beurt de kleine trilgoot werken. Het optische oog dat dit in de gaten houdt zal dan de transportband en de grote trilgoot commanderen. 2.5 Veiligheid Dat veiligheid belangrijk is, weet iedereen. De vvvs-machine heeft verscheidene sensoren op afsluitdeuren en transportbanden. Als deze detectie negatief is, weigert de machine onder alle omstandigheden te werken. 11

12 DEEL II: OVERZICHT VAN DE MACHINE 12

13 1 Overzicht van de hoofdonderdelen van de machine De vvvs-machine met multiheads: hoofdonderdelen zijn duidelijk te zien. Op de figuur zijn onmiddellijk een aantal hoofdonderdelen te onderscheiden: - De transportband die zorgt voor de toevoer van het product, - De multiheads (het weegsysteem), - De eigenlijke vvvs-machine. Deze hoofdonderdelen zijn ook zichtbaar op de schematische voorstelling. De multiheads De transportband De trilgoot De vvvs-machine 13

14 2 De machine van begin tot einde 2.1 De trilgoot Hier begint het verhaal. De gommetjes of lolly s worden hier ingeworpen om zo een voorraad te hebben en de machine een gehele tijd te laten werken zonder te moeten bijvullen. Ook krijgt men hier een gelijkmatige verdeling van het product. Kleverige producten (zoals gommetjes) kunnen blijven vastplakken aan de bodem van de trilgoot. Door de bodem te profileren wordt het contactoppervlak met het product verkleind zodat de kans op vastplakken sterk wordt verminderd. De trilgoot als verdelingsinstrument Werkingsprincipe Het functioneringsprincipe van een elektromagnetisch aangedreven trilgoot is zeer eenvoudig. De transportmethode berust op het traagheidsprincipe. Zware producteenheden laten zich met dit transportsysteem gemakkelijker verplaatsen dan lichte producteenheden. Een heen- en weergaande beweging wordt gegeven aan een trilgoot (die al dan niet geprofileerd is) d.m.v. een elektromagnetische trilmagneet (4), die in een hoek van ongeveer 20 op de trilgoot (1) gemonteerd staat. Bij de uitgaande slag van de trilmagneet wordt het product wat zich in de trilgoot bevindt als het ware schuin naar voren en naar boven toe gestoten. Bij de ingaande slag van de trilmagneet, valt het product rechtlijnig terug op de trilgoot. Doordat deze cyclus zich continue herhaalt, verplaatst het product zich zo in de transportrichting. 1) Trilgoot 2) Verenpakket 3) Basisplaat 4) Trilmagneet 5) Buffer 6) Frame 14

15 De besproken trilgoot bevat 3 trilmagneten en 3 veerpakketten. Indien de trilmagneet aangesloten wordt op een wisselspanning van 230 Volt in combinatie met een diode, wordt de losse kern magnetisch. Hierdoor zal de losse kern het trilmagneethuis laten intrekken en vervolgens laat de magneet weer los, waardoor het bladveerpakket (2) de losse kern, alujuk en de trilgoot weer terug laat veren. Dit gaat standaard met een frequentie van 50Hz. De trillingsuitslag (amplitude) en het gewicht van de producteenheden bepalen de verplaatsingssnelheid van het product. Bij een frequentie van 50 Hz krijgt men 3000 trillingen per minuut en bij een frequentie van 100 Hz heeft men 6000 trillingen per minuut. Het is mogelijk om de trilfrequentie van de trilgoot te regelen via een frequentieregelaar (die hier aanwezig is). Het is ook mogelijk om de slaglengte van de trilgoot gecontroleerd te regelen. Dit kan gebeuren met behulp van een thyristorregeling. De trilcel onderaan de trilgoot 2.2 De transportband Om het product te kunnen verplaatsen van de laag geplaatste trilgoot naar het hoger gelegen multiheads maken we hier gebruik van een opvoerband. Dit is in feite een transportband die onder een hoek geplaatst is. Hier is de opvoerband voorzien van meenemers om te voorkomen dat het product terug naar beneden glijdt of rolt en zo ongelijkmatig verdeeld wordt. De overgang van trilgoot naar transportband De band loopt over twee trommels. De aandrijftrommel is verbonden met een frequentie geregelde opsteekreductor terwijl de spantrommel in de spanrichting hangt. 15

16 Zoals al eerder verklaard moeten de hygiënische normen streng zijn als je met voeding werkt. De transportband scoort hiervoor erg goed. Als men met gommetjes werkt, zal er altijd suiker op de band blijven liggen, daarom worden er verschillende bakjes gebruikt die handig in elkaar geklikt kunnen worden. Als suiker tussen de draaiende delen zou komen, kan dit de werking ernstig belemmeren. De transportband werkt op 380V met frequentie van 50Hz volgens het TN-systeem. TN-systeem Bij het TN-systeem is een punt van het net rechtstreeks geaard en de massa s van de elektrische installatie zijn met dit punt verbonden door middel van beschermingsgeleiders. Naargelang de uitvoering van de nulgeleider en de beschermingsgeleider worden drie types van TN-systeem voorzien. - TN-C systeem: De functies van nulgeleider en beschermingsgeleider worden vervuld door dezelfde geleider in het ganse net. - TN-C-S systeem: De functie van nulgeleider en beschermingsgeleider worden vervuld door dezelfde geleider in een deel van het net. - TN-S systeem: De nulgeleider en de beschermingsgeleider zijn afzonderlijk in het ganse net. 16

17 2.3 De kleine trilgoot en het optische oog Eenmaal bovenaan zal het product op een kleinere trilgoot (met 2 trilcellen) terechtkomen en zo zijn weg vervolgen. Hierboven staat een optisch oog opgesteld dat het bijkomende product registreert. Dit geeft de signalen aan de trilgoot en de transportband om meer product naar boven te laten komen. De trilgoot en transportband staan in slave geschakeld t.o.v. het optische oog. D.w.z. dat het optische oog voor dit deel van de machine de controle op zich neemt en signalen geeft voor de sturing van de machine. 2.4 De multiheads De kleinere trilgoot en het optische oog. Hier komen we bij het technische hoogstandje van de machine: het weegsysteem. Dit heeft als functie om razendsnel de producten te wegen en met een combinatie van verschillende wegingen dezelfde hoeveelheid product af te geven. De multiheads hebben wachtbakjes en weegbakjes en het wegen gebeurt met een weegcel. Op de werking zullen we later terugkomen in deel III doseersystemen. De multiheads 2.5 De metaaldetector De kwaliteit van voedingsmiddelen kan alleen gegarandeerd worden als de inkomende ingrediënten en ruwe producten effectief gecontroleerd worden en ongewenste metaaldeeltjes (in de grootste gevallen komen deze van de machine zelf) verwijderd worden. Productverlies is sterk geminimaliseerd en de waardevolle machine is beschermd. De snelheid wordt niet vertraagd aangezien het product hier in zijn val gecontroleerd wordt. De metaaldetector De metaaldetector is geplaatst voordat de zakjes gemaakt worden zodat de kosten bespaard zouden blijven. 17

18 Werkingsprincipe De werking van deze metaaldetectors berust niet op het principe van de zogezegde schatzoekers, de metaaldetector die men gebruikt voor het zoeken naar oude munten. De werking van een metaaldetector berust ook op het principe van het magnetische veld maar heeft i.p.v. 1 zender en 1 ontvanger, 1 zender en 2 ontvangers. Output De meeste industriële metaaldetectiesystemen werken met een detectiekop met daarin een centrale zendspel en twee identieke uitwendige ontvangstspoelen. Aan de centrale spoel is een oscillator bevestigd, die een hoogfrequent magnetisch veld produceert (rond de 4000Hz). De twee ontvangstspoelen zijn zodanig verbonden dat de geïnduceerde voltages elkaar opheffen zolang het magnetische veld niet wordt verstoord. Het te controleren product wordt doorheen een opening gevoerd, waarrond de spoelen zijn gewikkeld. Voor een optimale detectiegevoeligheid dient de grootte van deze opening afgestemd te zijn op het product. Bij een te grote opening kan immers een verzwakking van het signaal optreden, terwijl een te kleine opening de goede doorvoer van het product op de lopende band belemmert. Meetbereik De tabel geeft een overzicht van de gevoeligheid van een metaaldetector in functie van de grootte van de opening. De cijfers geven de gevoeligheid in het middelpunt van de opening weer, waar die steeds het zwakst is. Tabel met gevoeligheid van metaaldetector (bron: Lock Inspection Systems personal information) Zoals blijkt uit de tabel richt men zich bij metaaldetectie op drie soorten metaal: ferrometalen zoals ijzer, chroomstaal, koolstofstaal en wolframcarbide Allemaal metalen die eenvoudig te detecteren zijn, omdat ze zowel geleidend als magnetisch zijn en dus een gevoelig effect hebben op het magnetische veld van de detector. Daarnaast is er de groep van laag-ohmige non-ferrometalen zoals koper, aluminium, lood, messing en brons. Dit zijn metalen die niet magnetisch, maar wel geleidend zijn en dus iets minder invloed hebben op de metaaldetector. Het moeilijkst te detecteren zijn zuivere, hoog-ohmige, niet-magnetische metalen, vooral roestvrij staal 304 en 316 dat vaak in productie- en verpakkingsmachines in de voedingsindustrie voorkomt. Met een goede detector kan men deze metalen zonder veel problemen identificeren. 18

19 Faseverschuiving Als er een deeltje door de metaaldetector valt en voor een verstoring van het magnetische veld zorgt, dan zal dit een faseverschuiving vertonen op de display t.o.v. de 0-as. De faseverschuiving is typisch voor bepaalde metaalsoorten, zo zal bij non-ferrometalen de faseverschuiving naar rechtsboven plaatsvinden. 2.6 De verticale vorm- vul- en sluitmachine Faseverschuiving duidelijk zichtbaar Hier komen we bij de eigenlijke machine: deze vormt de zakjes, vult en sluit ze. De voorzijde van de machine De achterzijde van de machine Dit hart van de machine is werkelijk het neusje van de zalm! Vertrekkend van een folierol worden de zakjes gevormd door middel van de vormschouder en de vormpijp, waar deze door de sealbekken tot een zakje gevormd worden. Omdat dit stuk van de machine zo belangrijk is, zullen we er later uitgebreid op terugkomen in deel IV De verpakkingsmachine. In bijlage 6 vindt u nog enkele technische informatie. Bij de vvvs-machine kunnen we 7 hoofdonderdelen onderscheiden: 1) Afroller van de folierol met afhankelijke motor 2) Groep voor het vormen van de folie 3) Verticale sluitingsgroep naast de tunnel 4) Voorwaartse folie-invoerband 5) Horizontale sluitgroep en snijden van de zak 6) Datumprintereenheid 7) Fotocelgroep 19

20 2.7 Eindbewerking Nadat de zakjes gevormd zijn, komen ze via een kleine transportband op de draaischijf terecht. Deze machine wordt aangedreven met een kleine motor en zorgt ervoor dat de werknemers de gevulde zakjes snel kunnen aannemen om deze daarna in dozen te plaatsen. Van transportband naar draaischijf Als we rekening houden dat de machine een snelheid van 50 zakjes per minuut, wat 3000 zakjes per uur is, dan realiseren we ons dat het voor een werknemer quasi onmogelijk is om aan zo een snelheid (efficiënt) te werken. De machine zal dan ook maar op een snelheid van 20 à 25 zakjes per minuut werken, zodat de toevoer van product (en productontwikkeling) niet zo snel kan gebeuren. Hier duiden we nogmaals op het belang van een goede machinekeuze. 20

21 DEEL III: DOSEERSYSTEMEN 21

22 1 Soorten doseersystemen Het is vanzelfsprekend belangrijk dat elke zak de juiste hoeveelheid product bevat. Om daarvoor te zorgen, zijn er verschillende doseersystemen ontwikkeld. 1.1 De multiheadweger De meest gangbare afvulweger, de zogenaamde multiheadweger, dankt zijn populariteit aan zijn snelheid, zijn nauwkeurigheid en zijn brede inzetbaarheid. Zoals de naam al aangeeft, werkt de multiheadweger met meerdere weegbakjes tegelijk. Elk van de acht tot zestien weegbakjes wordt gevuld, waarna de multiheadweger in hoog tempo bepaalt welke combinatie van bakjes de gewenste dosering bevat, of deze zo dicht mogelijk benadert. Zou een product waarbij elke eenheid 4 tot 6 gram kan wegen (grote noten, bijvoorbeeld) zonder multiheadweger gedoseerd moeten worden, dan zou bij 250-gramsverpakkingen vaak gekozen moeten worden tussen een dosering van 248 of 252 gram. Met een multiheadweger worden dergelijke afwijkingen voorkomen: met een combinatie van drie tot vijf van de beschikbare bakjes is een binnen nauwe grenzen correcte dosering altijd te realiseren. Bijvoorbeeld: als we als nettogewicht 50g nodig hebben: 2x 9g, 1x8g en 2x12g=50g Er zijn dus 5 weegbakjes leeggegoten. Natuurlijk is het onmogelijk, ook met dit vernuftig systeem, dat het nettogewicht altijd perfect zal zijn. De machine zal er echter voor zorgen dat het gemiddelde van alle zakjes juist is. De marges die er ontstaan zijn echter gering! Passen we dit toe op ons voorbeeld dan zullen er bvb. 25 zakjes van 49.8g, 25 van 50.2g, 25 van 49.7g en 25 van 50.3g zijn. De multiheadweger vanaf boven bekeken Met sommige multiheadwegers kan overigens ook geteld worden. Door het stukgewicht van het product in te geven, rekent de weger uit hoeveel stuks er in elk weegbakje liggen en bepaalt hij op basis daarvan de combinatie van bakjes die samen de gewenste dosering bevatten. Dit werkt natuurlijk alleen bij producten waarvan het stukgewicht niet varieert. De besproken multiheads hebben 12 wacht- en 12 weegbakjes en kunnen wegen tot 400 g of tot 800 g. Zij hebben respectievelijk een nauwkeurigheid van 0.1 g en 0.2 g. 22

23 Werkingsprincipe Het product valt door een trechter in het midden van de multiheads. Deze is als het ware een ronde trilgoot die het product naar de kleinere trilgootjes verdeelt. Deze zorgen ervoor dat er gedurende een ingestelde tijd steeds een min of meer gelijke hoeveelheid product in elk bakje loopt. Deze hoeveelheid is te variëren door deze tijd te verkorten of te verlengen. Zo valt het product gelijkmatig in de bovenste bakjes. Schematische voorstelling Multiheads Feeder Dit zijn de wachtbakjes, zij houden het product klaar om in het volgende bakje te laten vallen. Als er in het bakje een product valt, wordt dit onmiddellijk naar de computer doorgegeven, deze laat dan de klep opengaan en laat het product in de weegbakjes vallen. Pool Hopper Weigh Hopper Loadcell Hier wordt het product gewogen d.m.v. een weegcel. De massa wordt doorgegeven aan de computer. Als deze van een aantal cellen de massa heeft berekend zal hij zeer snel de juiste combinatie zoeken om het juiste nettogewicht van de zakjes te bekomen. Ondertussen worden de wachtbakjes al opnieuw gevuld zodat een continue werking gegarandeerd is. Multiheadwegers werken snel, onder meer omdat er van de beschikbare bakjes nooit meer dan drie tot vijf geleegd worden: de andere weegbakjes, waarvan de individuele vulgewichten continu gecombineerd worden, zijn dus steeds klaar voor de volgende dosering. De weegcel berust op het principe van elastische vervorming. Het wordt elke keer als er product invalt vervormd. Deze vervorming wordt gemeten en doorgegeven. Het is vanzelfsprekend dat deze cel na verloop van tijd opnieuw gekalibreerd of zelfs vervangen dient te worden. Dit kan echter enkele jaren duren. De weegcel 23

24 Snelheid De snelheid van de multiheads is afhankelijk van de mechanische bouw, maar nog sterker afhankelijk van de gebruikte software. Met een systeem van 12 wacht- en weegbakjes kan de snelheid, door gebruik te maken van andere software, verdubbelen. Hoe meer wachtbakjes men plaatst, hoe duurder de machine wordt en hoe kleiner de verhouding prijs/snelheid wordt. Zulke machines kunnen echt niet meer rendabel werken. Het is veel beter om het aantal bakjes rondom te vergroten. Tevens mag een weging ook niet te snel na elkaar gebeuren, anders kan de verpakkingsmachine de snelheid niet meer aan, of we krijgen terug een continue stroom van product. Hierbij komen we tot besluit dat de verpakkingsmachine als master geschakeld zal worden, omdat deze het traagste onderdeel in de volledige kringloop is. 1.2 Lineaire afvulwegers Bij lineaire afvulwegers wordt het product over een centrale trilgoot naar een weegbakje gevoerd. De trilgoot is opgedeeld in een grofdosering, waar zich een grote stroom product bevindt, en een fijndosering, die een geringe hoeveelheid product bevat. Zodra een ingesteld percentage van het gewenste gewicht aangevoerd is, wordt de grofdosering uitgeschakeld en gaat alleen de fijndosering door tot het totale gewicht bereikt is. Op dat moment kan de zak gevuld worden. Dit is een tijdsintensief proces. Bovendien is de nauwkeurigheid nooit groter dan het gewicht van de hoeveelheid product die tussen het bereiken van het gewicht en het uitschakelen van de fijndosering nog onderweg is. Lineaire afvulwegers zijn er met één tot vier weegbakken. Een lineaire afvulweger met 2 weegbakken 1.3 Telmachines De telmachine, die bijvoorbeeld voor broodjes en bloembollen, maar ook voor snoepjes gebruikt wordt, lijkt enigszins op de lineaire afvulweger. De producteenheden worden op de trilgoot in een rij achter elkaar gelegd. Een sensor telt de passerende eenheden, die daarna via een trechter in de zak terechtkomen. Zodra het ingestelde aantal eenheden bereikt is, sluit de klep de trilgoot af. Een combinatie van trilgoot en telsensor wordt een kanaal genoemd. Telmachines zijn er in zes-, acht- en zestienkanaals uitvoeringen. De grootste toepassing voor dit type machine uit zich in de medische sector, voor het verdelen en verpakken van geneesmiddelen. Een telmachine in werking 24

25 1.4 Schroefdoseurs Bij een schroefdoseur bevindt het vaak stoffige product zich in een voorraadbunker. Daaronder zit een doseerpijp waarin de doseerschroef ronddraait. De doseerpijp kan aan de onderzijde door een klep of een kegel worden gesloten. Door een roerwerk komt het product vanuit de voorraadbunker in de doseerschroef terecht. De schroef draait het poeder naar beneden. Bij elke omwenteling van de schroef wordt een hoeveelheid product getransporteerd. Schroefdoseurs zijn dus volumetrische doseurs. Het volume is hier afhankelijk van de spoed en de stijging van de schroef, ofwel de schroefgang: die bepaalt hoeveel product er tussen de wand van de doseerpijp en de 'gangen' van de schroef past. Door in te stellen hoeveel omwentelingen de schroef per dosering maakt, is te bepalen hoeveel productvolume er in elke zak terechtkomt. Het afvulgewicht van de zak wordt dan bepaald door het soortelijke gewicht van het product. De nauwkeurigheid van een schroefdoseur is afhankelijk van de vullingsgraad van de doseerschroef en van de constantheid van het productvolume. Na elke dosering stopt de doseerschroef even. Om te voorkomen dat er op dat moment toch product uit de doseerpijp loopt, wordt de pijp bij gemakkelijk doorstromende producten (maïzena, bijvoorbeeld) afgesloten met een klep of een kegel. Bij gemalen koffie, pannenkoekenmix en andere producten die minder gemakkelijk doorlopen, wordt er onder aan de doseerpijp een restrictor Een schroefdoseur gebruikt. Dat kan bijvoorbeeld een ring of een zeef zijn. 25

26 2 Controles en fouten 2.1 Gewichtsaanduiding Alle consumentenverpakkingen moeten een gewichtsaanduiding hebben die voldoet aan de bepalingen van het in de Warenwet vastgelegde Hoeveelheidsaanduidingenbesluit. Kort samengevat houdt dit besluit in dat er gemiddeld niet minder dan het gespecificeerde gewicht in een verpakking mag zitten, waarbij het gemiddelde genomen wordt van de verpakkingen die gedurende een bepaalde periode (bijvoorbeeld een half uur) gemaakt worden. Afwijkingen van het gespecificeerde gewicht moeten binnen nauwe grenzen blijven. Om aan deze voorwaarden te voldoen heeft elk doseersysteem een ingebouwde controle. Deze controle zal gedetailleerde informatie bijhouden over de uitgestoten wegingen en zal eventuele wegingen buiten de afgestelde grenzen melden. Daar elk systeem niet volgens hetzelfde principe werkt zullen we ze apart bespreken. 2.2 Multiheads Zoals eerder vermeld geven de multiheads een zeer nauwkeurige waarde binnen de afgestelde grenzen. Als er toch een hogere of lagere meting gebeurt, dan zal de machine deze onthouden en er rekening mee houden bij de volgende wegingen. Om nog nauwkeuriger te meten is er bij het opstarten van de multiheads een procedure die (eventuele) fouten zou (moeten) tegengaan. - Om te beginnen worden alle wacht- en weegbakjes leeggemaakt (om achtergebleven materiaal te verwijderen). - Hierna worden alle weegcellen opnieuw gekalibreerd op de 0-waarde. - Vervolgens zullen alle weegbakjes een weging uitvoeren (om nog overgebleven materiaal te detecteren; zoals bloem) en deze opslaan in het geheugen van de computer. Deze zal deze gewichten aftrekken van het totale gewogen gewicht bij werking van de machine. Als er 1 bakje niet reageert, dan zal de machine dit melden, maar gewoon doorwerken met de resterende werkende bakjes. Het maximum gewicht stijgt echter. Fouten kunnen in theorie niet voorkomen, hetzij menselijke fouten. Hierbij kunnen we er 2 onderscheiden: - Ingeven van een foutieve waarde: een waarde groter dan het meetbereik van de weegcel of een leeg bakje weegt meer dan de ingestelde waarde. De machine zal in alarm treden en weigeren te werken. - Kop te vol: bijvoorbeeld als de streefwaarde 200 g is en er een kop is met 210 g. Deze kop kan dan niet gebruikt worden en de machine zal dan ook stoppen. 2.3 Lineaire afvulwegers Bij lineaire afvulwegers is het principe ongeveer hetzelfde als bij de multiheads aangezien deze ook met weegbakjes werken. De snelheid is echter niet dezelfde, multiheads zijn veel sneller. 26

27 2.4 Volumetrische doseersystemen Bij gebruik van volumetrische doseersystemen (schroefdoseur) verdient de aanbeveling om achter de vvvs-machine een controleweger op te stellen. Deze weger controleert elke zak en stoot of blaast zakken met onder- of overgewicht van de transportband. Deze machines zijn eenvoudig te bedienen en de snelheid blijft dezelfde, een continue werking is gegarandeerd. Een controleweger 3 Keuzes maken 3.1 Producteigenschappen De keuze van het doseersysteem is afhankelijk van de producteigenschappen. - Afvulwegers en telmachines zijn de meest gebruikte doseersystemen voor producten als snoep, macaroni, snacks, chips, nootjes, schroefjes en moertjes: stortgoed, dat in vrije val in de vormpijp gestort wordt. - Homogene stortgoederen met een kleine stuksgrootte en een relatief lage kostprijs, zoals waspoeder, rijst, erwten, kunstmest en kristalsuiker, worden vaak gedoseerd met een bekerdoseur. - Poederige producten zoals gemalen koffie en melkpoeder zouden bij een vrije val gaan dwarrelen, waarbij er product in de sealnaden terecht kan komen. Bij dergelijke producten gebruikt men daarom een doseerschroef of schroefdoseur die de poeders tot onder in de zak transporteert. - Vloeistoffen (ketchup of sladressing, bijvoorbeeld) worden met een doseerpomp (zelfde principe als schroefdoseur) gedoseerd. 3.2 Kostprijs Bij de keuze van doseersysteem komt steevast de kostprijs aan bod. Multiheads zijn duurder in aankoop dan lineaire afvulwegers, maar dit is allemaal afhankelijk van het soort machine dat men aankoopt. Hier komen we terug op de vraag of de topsnelheid wel nodig is en of de verhouding prijs/kwaliteit gewaarborgd blijft. Bij deze machine is de keuze uitgegaan naar multiheads omdat zij (in tegenstelling tot de andere doseersystemen) over een zeer uitstekende controle beschikken. Mocht een ander doseersysteem gekozen zijn, dan zou er in ieder geval een controleweger nodig zijn. De prijs daarvan mag ook niet vergeten worden. 27

28 DEEL IV: DE VERPAKKINGSMACHINE 28

29 1 Algemene begrippen 1.1 Toepassingen Vvvs-machines zijn geschikt voor een breed scala van producten, die in de volgende vier hoofdgroepen te verdelen zijn: - Stortgoed, variërend van noten en koekjes tot bouten en schroeven. - Poeders, zoals gemalen koffie of melkpoeder. - Korrels of granulaten, zoals waspoeder. - Vloeistoffen: meestal eenmalige (portie)verpakkingen van bijvoorbeeld ketchup, mayonaise, sladressing of doucheschuim. 1.2 Werking In principe weken alle verticale verpakkingsmachines hetzelfde. Een vlakke foliebaan, afkomstig van een grote rol folie aan het begin van de machine, wordt tot een buis gevormd. Deze buis wordt aan de onderkant gesloten: dit is de bodem van de nieuwe zak. Zodra het product in de zak gestort is, wordt ook de bovenkant gesloten. De tijd en de handelingen die nodig zijn voor het maken van één zak worden samen een machinecyclus genoemd. 1.3 Naden De verschillende naden bij een zakje Een op deze wijze vervaardigde zak heeft in principe drie naden. De langsnaad is de naad in de lengterichting van de zak: hier komen de linker- en de rechterzijde van de oorspronkelijk vlakke foliebaan bij elkaar. De bodemnaad sluit de onderkant van de zak, de kopnaad sluit de bovenzijde. Deze beide naden worden ook de dwarsnaden genoemd. Er zijn verschillende manieren voor het vormen van een zakje met de 3 naden. Als men de langsnaad verplaatst naar de kant, dan krijgt men een totaal ander zakformaat. Er moet natuurlijk ook rekening gehouden worden met het materiaal dat men verliest. 29

30 Soorten langsnaden Er zijn twee soorten langsnaden: - Bij de overlapnaad of lapseal wordt de enen rand van de foliebaan een stukje over de ander rand gelegd, zodat het materiaal overlapt. Op deze manier wordt de binnenzijde van de eerste rand op de buitenzijde van de andere rand geseald. - Bij een omlegnaad of finseal wordt de ene rand van de foliebaan Een overlapnaad en een omlegnaad omgevouwen, zodat de binnenzijde van de ene rand op de binnenzijde van de ander rand geseald wordt. De keuze tussen deze naden wordt bepaald door (de opbouw van ) het verpakkingsmateriaal. 1.4 Sealen De naden worden gesloten door ze te sealen. Hiertoe wordt het verpakkingsmateriaal korte tijd onder druk samengebracht en verwarmd, waarbij het sealmedium (meestal polyethyleen) smelt. Zodra het sealmedium voldoende afgekoeld is, zijn de naden stabiel. Dit is een kwestie van milliseconden. Het sealen gebeurt m.b.v. sealunits. 1.5 Sealunits De vvvs-machine heeft 3 sealunits: - 2 horizontale sealunits: deze maken de kop- en bodemnaad - 1 verticale sealunit: deze zorgt voor de vorming van de langsnaad en staat, afhankelijk van de plaats van de langsnaad, loodrecht op de vormpijp of onder hoek. 1.6 Vormpijp en vormschouder De 2 horizontale en verticale sealunits Elke verpakkingsmachine kan tal van verschillende zakformaten vormen, vullen en sluiten. Het formaat en de vorm van de zak worden bepaald door twee belangrijke onderdelen: de vormpijp en de vormschouder. De foliebaan wordt over de vormschouder getrokken, waarbij het materiaal rond de vormpijp van de vlakke folie tot een buis gevormd wordt. Schouder en pijp worden samen de formaatdelen genoemd. Elke zakbreedte vereist haar eigen formaatdelen. De vormschouder is daarom ook gemakkelijk demonteerbaar, zodat andere maten van zak snel elkaar kunnen afwisselen. De lange vormpijp en vormschouder 30

31 1.7 Zakvormen In principe kunnen vvvs-machines drie soorten zakken maken. Binnen deze hoofdsoorten zijn talloze variaties in model, lengte en breedte mogelijk. - Producten zoals verse groente, chips of drop worden meestal in een pillowbag verpakt. Deze zakvorm wordt ook wel kussenzak of vlakke zak genoemd. - De blokbodemzak of standzak, een rechtopstaande zak met een vlakke bodem, wordt bijvoorbeeld voor koekjes of koffie gebruikt. - De zijvouwzak, is de meest gebruikte verpakking voor cornflakes en andere ontbijtgranen. De pillowbag, kussenzak of vlakke zak is de eenvoudigste zakvorm. Om plooien in de dwarsnaden te voorkomen, zitten er zakspreiders onder aan de vormpijp De zijvouwzak, een variant op de kussenzak, wordt veelal toegepast voor producten die aansluitend in een kartonnen omdoos verpakt worden. Bij dit type zak wordt aan beide zijkanten extra verpakkingsmateriaal naar binnen gevouwen. Deze zijvouw maakt de zak minder breed maar geeft hem bij het vullen extra diepte, zodat de ruimte in de kartonnen doos beter benut wordt. De blokbodemzak, standzak of stazak, waar bijvoorbeeld koffie en koekjes in verpakt worden, is weer een variant op de zijvouwzak. Onder aan de vormpijp wordt een mondstuk bevestigd met een verloop van de ronde vorm van de vormpijp naar de rechthoekige vorm van de blokbodemzak. Sommige fabrikanten gebruiken in plaats daarvan een rechthoekige vormpijp. Alle andere zakvormen die op deze machines gemaakt kunnen worden, zijn van bovenstaande basisvormen afgeleid. Enkele voorbeelden: - Hoekseal- of quatrosealzakken, onder meer bekend van de Senseokoffiepads. - Piramidezakjes, waar bijvoorbeeld de Haribowinegums in verpakt worden. - Aan drie zijden gesealde blokbodemzakken (doypacks) zoals die voor de 250-gramsverpakking M&M s gebruikt worden. 31

32 1.8 Foliematerialen Bijna elk product vraagt om een eigen verpakkingsmateriaal. Gecombineerd met de steeds hogere eisen die door consumenten, organisaties en overheden gesteld worden, heeft dat geleid tot talloze verschillende verpakkingsmaterialen. Sommige foliematerialen bestaan uit een enkele laag (monofolie); meestal worden uit meerdere lagen opgebouwde materialen (laminaten) toegepast. - Laminaten kunnen uit allerlei lagen opgebouwd zijn. Vaak is de binnenste laag polyethyleen: dit is het sealmedium bij uitstek. De keuze van de andere lagen wordt vooral door het product bepaald. Zo wordt bakmeel meestal verpakt in een folie die bestaat uit polyethyleen met een papieren drager, terwijl het folielaminaat voor koffie bestaat uit polyethyleen (sealmedium), een laagje aluminium (barrièrefolie: lucht- en lichtdicht, bewaart het aroma) en een laagje polyester (sterk, voorkomt beschadiging van de aluminiumlaag). - Polyethyleen wordt dus vaak als sealmedium gebruikt. Daarnaast wordt dit rekbare materiaal ook als monofolie toegepast. Het is niet luchtdicht maar wel vochtdicht, wat het onder meer geschikt maakt voor verpakking van diepvriesproducten, die immers geen geur afgeven en niet onder invloed van zuurstof kunnen bederven. Een tweede soort monofolie is polypropyleen, een materiaal dat zich goed laat sealen. Het is heel helder en het is gemakkelijk open te scheuren, wat verklaart waarom het onder meer voor transparante snoepverpakkingen gebruikt wordt. Laminaten worden geseald door ze korte tijd onder druk te verwarmen (heat sealing). Polyethyleen is een ideaal sealmedium omdat het een relatief lage smelttemperatuur heeft. Deze lage smelttemperatuur betekent wel dat zakken die uit puur polyethyleen bestaan op een andere manier geseald moeten worden. Puur polyethyleen is een nietheatsealbaar materiaal. Polypropyleen als foliemateriaal 1.9 Horizontale en schuine verpakkingsmachines Schuine verpakkingsmachines, even efficiënt Naast verticale machines zijn er ook horizontale en schuine verpakkingsmachines, die in grote lijnen op dezelfde manier werken. Horizontale machines worden bijvoorbeeld gebruikt voor het verpakken van candybars, repen, individueel verpakte snoepjes en trays met koekjes of andere zoetwaren. Het product wordt dan niet van bovenaf in de tot buis gevormde foliebaan gestort, maar er horizontaal in geschoven of op gelegd. Schuine verpakkingmachines vinden hun toepassing bij moeilijke stukken. 32

33 2 De vvvs-machine van A tot Z In dit hoofdstuk zullen we de machine bespreken vanaf het moment dat het product uit de multiheads valt, tot aan de eindbewerking. 2.1 De trechter Dit is het eerste onderdeel waar het product doorvalt. De door de multiheads uitgestoten producthoeveelheid moet hier passeren. Het is daarom belangrijk dat de trechtervorm goed gekozen wordt. De optimale trechtervorm zou aan de bovenzijde een kleinere opening hebben dan aan de onderzijde. Zo een omgekeerde trechter is natuurlijk een droombeeld, maar wel een die duidelijk maakt wanneer gestreefd kan worden. Bij een omgekeerde trechter is het product altijd kleiner dan de inloopopening van de vormpijp. Het kan daarom loodrecht naar beneden vallen, wat betekent dat het productlint zo kort mogelijk blijft. Bovendien kan de door het vallende product verplaatste lucht gemakkelijk langs het product naar boven ontwijken (naar Een vierkante en ronde trechtervorm beneden kan niet, de zak sluit de onderkant van de pijp immers af). Dit voorkomt dat het vallende product de vormpijp als een zuiger zou afsluiten. De trechtervorm is van groot belang voor de verpakkingssnelheid In de praktijk is de uitloopopening van de doseur natuurlijk groter dan de inloopopening van de vormpijp, en moet de trechter dus van groot naar klein verlopen. Van groot belang is dat het model van de trechter zo gekozen wordt dat de trechter de snelheid niet te veel verlaagd en dat hij niet verstopt kan raken. Soms profileert men de vormpijp zodat kleverig product (gommetjes!) niet blijft haperen. Ook wordt meestal gekozen voor kunststoffen trechters, omdat deze minder geluid produceren als er product doorvalt. 33

34 2.2 De vormschouder De vormschouder is het hart van de verpakkingsmachine. De complexe vorm van de schouder heeft onder meer invloed op het spoorgedrag van de foliebaan, op de baanspanning en op de benodigde aftrekkrachten voor het folietransport. Het model van de schouder bepaalt verder de positie van de langsnaad Verschillende vormschouders (in het midden of in een hoek van de zak) en het soort langsnaad (omlegnaad of overlapnaad). Ook de maximaal verwerkbare dikte en stijfheid van de folie hangen met het model van de vormschouder samen. Vormschouder en vormpijp zijn samen de formaatdelen of de formaatset van de machine. Elke zakbreedte heeft een eigen vormschouder en vormpijp. De schouder vormt de foliebaan tot een buis, die door sealen en snijden in individuele zakken verdeeld wordt. De zakbreedte wordt bepaald door de buitendiameter van de vormpijp, waardoor het product in de zak gestort wordt. De belangrijkste elementen van de vormschouder zijn de vleugels, waar de foliebaan overheen loopt, en de kraag, waar de schouder overgaat in de vormpijp: op dat punt wordt de foliebaan tot een buis gevormd. Inloophoek De vleugels van de vormschouder leiden de foliebaan onder een bepaalde hoek naar de kraag van de schouder. Deze hoek, de zogenaamde inloophoek, is afhankelijk van de zakbreedte (bepaald door de diameter van de vormpijp) en van de beschikbare aftrekkracht van de machine. Het grote voordeel van een steilere inloophoek is een beter spoorgedrag van de foliebaan. Voor een steilere inloophoek moeten de aftrekkrachten van de machine echter wel voldoende zijn. Goed spoorgedrag is vanzelfsprekend essentieel voor een ongestoorde productie. Voor een optimale continuïteit en een optimaal spoorgedrag moet een goed compromis gevonden worden tussen de beschikbare aftrekkrachten en het model van de vormschouder. Een steilere inloophoek vraagt meer aftrekkrachten omdat de weerstand op de kraag hoger is. Bovendien zal de kraag een scherper model hebben, waardoor hij eerder aan slijtage onderhevig is en een versleten kraag geeft kans op beschadiging van het verpakkingsmateriaal. Grote inloophoek=grote zakbreedte 34

35 2.3 De vormpijp De vormpijp sluit onmiddellijk aan op de vormschouder. De pijp is niet alleen medebepalend voor de zakvorm en de zakbreedte, maar ook voor de verpakkingssnelheid. Het product valt door de vormpijp (die daarom ook wel vulpijp genoemd wordt) in de zak. De zakbreedte wordt bepaald door de buitendiameter van de vormpijp. De foliebaan glijdt over de kraag van de vormschouder en verdwijnt dan in de spleet tussen vormpijp en de daaromheen liggende vormschouder. De breedte van deze spleet is van cruciaal belang voor een ongestoorde productie en een perfect ogende zak. Is de spleet te krap, dan zal het foliemateriaal de neiging hebben om rond de vormpijp op te stropen. Een te wijde spleet geeft het foliemateriaal te veel ruimte, waardoor de zak diagonaal lopende vouwen zal vertonen. Wel moet de spleet in voorkomende gevallen ruim genoeg zijn om in een eerdere fase op de folie bevestigde stickers of reclosables door te laten. Slijtage aan vormpijpen doet zich vooral voor bij de kraag, waar de foliebaan tussen vormschouder en vormpijp naar beneden wordt bewogen. Vorm van de pijp De binnendiameter van de pijp bepaalt de doorlaatopening van het product. Een kleinere opening vertraagt de maximaal haalbare verpakkingssnelheid, eenvoudigweg omdat er minder product tegelijk doorheen past. Het is dus van groot belang dat deze niet te klein genomen wordt. Bij een gegeven zakbreedte biedt een ronde vormpijp de grootste doorlaatopening. Bij grote zakformaten worden ook vaak ovale vormpijpen gebruikt. Zo kan de weg die de sealbekken bij elke machinecyclus moeten afleggen (openen, sluiten) binnen de perken blijven, en blijft de machine compact. Ovale vormpijpen worden soms ook toegepast bij het verpakken van grotere platte producten zoals diepgevroren vis. Bij sommige zakvormen worden rechthoekige vormpijpen gebruikt. Bij een gelijkblijvende zakbreedte biedt deze vorm de kleinste doorlaatopening. Bij gelijkblijvende zakbreedte geeft de ronde pijp de grootste en de rechthoekige pijp de kleinste doorlaatopening. Bij de ovale pijp is de weg die de sealbekken van open naar gesloten positie moeten afleggen het kortst. 35

36 2.4 De folierol De folie moet natuurlijk van ergens komen. De folierol zit geplaatst aan de achterzijde van de machine. De folierol vormt de basis van het verpakkingsproces. Een volle rol heeft meestal een diameter van tussen de 250 en 300 mm. Het gewicht varieert van 20 tot 25 kg. Met een dergelijke omvang en het bijhorende gewicht zijn deze rollen nog goed te hanteren. In voorkomende gevallen worden ook rollen met een diameter van maximaal 1000 mm toegepast. Een gewicht van meer dan 80kilo is dan geen uitzondering. Het foliemateriaal is op de rol rond een kartonnen kern gewikkeld. De kerndiameter bedraagt normaal gesproken ongeveer 70 mm. Voor rollen met een diameter van meer dan 650 mm wordt een tweemaal zo grote kern gebruikt. Bij een te kleine kerndiameter komt er te veel spanning op de laatste meters folie te staan: dit is dezelfde spanning die u voelt als u een vel papier rond een potlood probeert te wikkelen. In een verpakkingsmachine zorgt een dergelijke spanning voor een sterke krulneiging van het foliemateriaal, dat zich daardoor niet goed zal laten verwerken. Uit de breedte van de foliebaan worden de voorzijde, de achterzijde en de langsnaad van de zak gevormd. Dat betekent dat de zak half zo breed wordt als de foliebreedte minus de langsnaadbreedte. Uitgedrukt in een eenvoudige formule ziet dat er zo uit: Foliebreedte langsnaadbreedte = zakbreedte 2 Andersom: het verpakkingsmateriaal moet twee keer zo breed zijn als de te maken zak, met daarbij opgeteld het materiaal dat voor langsnaad nodig is. De minimale en maximale foliebreedtes verschillen per machine. Kleinere machines kunnen foliebreedtes van ongeveer 10 tot 54 cm hanteren; grotere machines gaan van ongeveer 18 tot 80 cm, en de grootste machines kunnen foliebreedtes van 50 tot 170 cm of meer aan. 2.5 Het afrollen en transport van de folierol De folierol begint zijn reis aan de achterzijde van de machine. De motor is speciaal gekozen om de folierol met een constante snelheid te laten afrollen, immers als de diameter verkleint, dan draait de rol sneller. De folierol moet zo recht en zo rustig mogelijk door de machine lopen. De loop van die foliebaan wordt door een aantal elementen beïnvloed. Een daarvan is de bedrukking. Heeft het foliemateriaal aan de 36