Ambalajcılıkta Çok Başlıklı Tartı Nedir?

Çok başlıklı tartı makineleri, bir mikrodenetleyicinin birkaç tartım ünitesini yönettiği ve bir ürünün optimum ağırlığını belirlemek ve serbest bırakmak için kombinatoryal matematik kullandığı, yüksek hızlı, kaliteli ve niceliksel tartım sistemleridir. Niceliksel olan ve belirlenen ağırlığa ulaşılana kadar tek bir hazneyi dolduran doğrusal tartıların aksine, çok başlıklı tartı makineleri dökme ürünü daha küçük porsiyonlara ayırır, bunları farklı haznelerde tartar ve bir üretim serisinin hedef ağırlığına uyacak bir hazne grubunu seçer.

Çeşitli sektörlerdeki otomatik gıda paketleme tesislerinde, çok başlı tartı, malzemeler için ana dağıtım merkezi ve tüm ürün akışının ana kontrol merkezi olarak işlev görür. Bu cihaz, bir tartı makinesinden çok daha fazlasıdır; çok başlı tartılar, üretim hatlarının akışını, hızını ve hassasiyetini kontrol eder. Dikey Şekillendirme, Dolum ve Kapama (VFFS) ve yüksek hızlı konserve sistemlerindeki paketleme makineleri, ancak çok başlı tartılar kadar hızlı ve hassas bir şekilde çalışabilir.

Ambalaj sektöründeki küresel küçük ve orta ölçekli işletmeler (KOBİ’ler), yüksek hassasiyetli üretime tam otomasyon sağlarken ve manuel işlemlerden yarı otomatik işlemlere geçerken, bilinçli ve stratejik yatırımlara öncelik verecek gibi görünüyor. Çok başlı tartının en önemli finansal avantajı, “fazla dolum”u en aza indirme yeteneğidir. Fazla dolum, ulusal düzenlemelere uymak için bir pakete eklenen fazla ürün miktarıdır; bu düzenlemelere göre her paketin yasal olarak tanımlanmış belirli bir minimum ağırlığı olması gerekir. Manuel tartım durumunda, çalışanlar ağırlığın eksik olması nedeniyle ceza almamak için paketi birkaç gram fazla doldururlar. Milyonlarca paket üzerinden değerlendirildiğinde, bu durum yıkıcı sonuçlar doğurabilir. Çok başlı tartı, bu fazla doldurma aralığını gramın kesirlerine kadar azaltır. Tasarruf edilen “giveaway” miktarını doğrudan kâra dönüştürdüğü ve yatırılan sermayenin geri dönüş süresini olağanüstü derecede kısalttığı için çok başlı tartı, maliyet açısından son derece verimlidir.

Çok Başlıklı Tartı Sisteminin Temel Bileşenleri

Tesis yöneticileri için, ekipmanın güvenilirliğini ve hijyen standartlarını karşılama kabiliyetini değerlendirirken, çok başlıklı tartının çalışma prensibini tam olarak kavrayabilmek amacıyla cihazın yapısal mühendisliği hakkında temel bir bilgiye sahip olmak yararlıdır. Yüksek kaliteli bir çok başlıklı tartıda, çok sayıda farklı bileşen, fiziksel ve elektronik bileşenlerin sıkı bir şekilde entegre edildiğinin iyi bir örneği olabilir.

• En üstte Koni: Makinenin en üst kısmı olan üst koni, ilk temas noktası işlevi görür ve yukarı akış yönündeki eğimli konveyörden veya Z-kovalı elevatörden dökme malzemeyi alır. Üst koni, genliğini ayarlayarak sürekli kontrollü titreşim uygular ve dökme ürünün doğrusal besleyicilere doğru 360 derecelik radyal olarak dışarıya dağılmasını sağlar.
• Doğrusal Besleyici Tavalar: Üst koni ve besleme hunisinin çevresinde radyal olarak yer alan bu besleme tavaları, yayılmış olan ürünü toplar. Her bir tavanın bağımsız bir titreşim sistemi bulunur ve bu sistemin parametreleri, tek tek besleme ünitelerine sürekli ve homojen bir ürün akışı sağlanacak şekilde kontrol edilir. Bu tavaların her birinin tasarımı, işlenen ürünün kendine özgü akış özelliklerine uyacak şekilde ayarlanır.
• Yem Kovaları (Depolama Kovaları): Bu kovalar, doğrusal besleme tavalarının hemen altında yer alır ve geçici depolama birimleri olarak malzemenin biriktirilmesini sağlar. Ayarlarından birinin altındaki tartım hunisi düştüğü anda, besleme kovası kapaklarını açarak o tartım kovasına yeniden malzeme doldurur. Bu biriktirme sistemi, üst koninin her kovanın döngüsünü beklemesini önler ve böylece kesintisiz çalışmayı kolaylaştırır.
• Tartım Kovaları: Tartım sürecinin bu aşamasında gerçekleşen en önemli işlem, kütle ölçümüdür. Makinelerin şasilerinde ve gıda ile temas eden tüm parçalarda 1,5 mm ila 2 mm kalınlığında gıda sınıfı 304 veya 316 paslanmaz çelik kullanılmaktadır. Bu malzemelerin benzersiz özellikleri, yıllarca süren sürekli ve yüksek frekanslı titreşimler sırasında mikro çatlakların oluşmamasını sağlar. Ayrıca, kullanılan malzemeler güvenlidir ve asitler veya tuzlarla temastan kaynaklanan korozyona karşı en yüksek dirence sahiptir.
• Yük Hücreleri: Yük hücresi teknolojisi, bu makinede en önemli sensör bileşenlerini sağlar. Her bir tartım kovasında, ürünün uyguladığı aşağı doğru kuvveti ölçen ve bunu bir ağırlık değerine dönüştüren 1 adet gerinim ölçer yük hücresi bulunur. Sensörler, 1 milisaniye içinde ağırlık değişikliklerini algılayabilir ve tek tek parçaların hacmine veya ağırlığına bağlı olarak 0,1 g – 1,5 g hassasiyetinde ölçüm yapabilir.
• Adım Motorları: Her bir kepçe kapısı, adım motorları tarafından açı, hız ve kapanma kuvveti üzerinde özel bir kontrol sağlanarak açılır ve kapatılır. Pnömatik silindirlerin kullanılması gibi diğer bir seçeneğe kıyasla, adım motorları, ürünün ezilmesini önlemek için kepçe kapısının konumunu kontrol edip ayarlayabildikleri için daha iyi bir kontrol sağlar.

Çok Başlıklı Tartı Cihazının Çalışma Prensibi: Adım Adım

Paketlemeyi tam anlamıyla öğrenmek için, çok başlı tartı makinesinin çalışma prensibini pratikte anlamak gerekir.

1. Adım: Malzeme Besleme ve Dağıtma

Süreç, hammaddeyi üst koniye boşaltan bir Z-asansör ile başlar. Üst koninin üzerinde bulunan bir fotoelektrik sensör, ürün tabakasının kalınlığını belirler. Kalınlık çok ince ise sensör, asansöre daha fazla ürün boşaltması talimatını vererek besleme hızını optimize eder. Kalınlık aşırı yüklü ise sensör, asansöre durması talimatını verir. Bu geri besleme döngüsü, yapısal hasarı önler ve tutarlı bir malzeme basıncı sağlar. Titreşimler yardımıyla üst koni, ürünü doğrusal besleme tavalarına yayar. Bu tavalar, belirli titreşim frekansları kullanılarak ürünü eşit bir şekilde dağıtır ve ayırır, böylece tutarlı bir akış oluşturur. Tavaların titreşimleri, malzemenin kenardan sıyırılmasını sağlar ve malzemenin bir huni aracılığıyla düşmesine veya besleme kovalarının bekleme alanına doğrudan düşmesine olanak tanır.

2. Adım: Haznelerdeki Bağımsız Tartım

Besleme kovaları hazırlanan malzemeyi içerdiğinde, alt kapakları aynı anda açılır ve ürünü doğrudan altında bulunan tartım hunisi modüllerine boşaltır. Ürünün ölçümü aslında burada gerçekleştirilir. Her bir tartım hunisi, hunilerdeki malzemenin değerini anında ölçen yüksek hassasiyetli yük hücrelerine sahiptir. Sensörler, saniyenin kesirinde “stabilizasyon” adı verilen bir işlemden geçer. Bu işlem, dijital alçak geçiren filtre adı verilen bir mekanizma aracılığıyla fabrika zemininden gelen çevresel mekanik titreşim gürültüsünü filtreler. Ardından sensörler, kütle değerini merkezi MCU’nun ana kartına gönderir. Örnek: Sistem, tüm sayım boyunca Hazne A’da 25 g, Hazne B’de 32 g, Hazne C’de 18 g vb. olduğunu algılar. Daha gelişmiş sistemlerde otomatik durdurma özelliği bulunur. Sensörler çok fazla haznenin boş olduğunu tespit ederse, sistem kısmi karışımları önlemek amacıyla akışın stabilize olması için tartım döngüsünü durdurur.

3. Adım: Kombinasyon Algoritmasının Sihiri

Çok başlı tartı makinesinin çalışma prensibindeki asıl sihir, bilgisayar destekli kombinasyonlu tartım algoritmalarının gücünden kaynaklanmaktadır. Diyelim ki üretim hattının hedef paket ağırlığı 100 g olsun. Merkezi CPU, tüm haznelerin ağırlıklarını baş kontrol ünitesine gönderir ve mikrobilgisayar, tek bir hazneyi tam olarak 100 g’a doldurmaya çalışmaz. Bunun yerine, mikrobilgisayar haznelerin tüm olası matematiksel kombinasyonlarını anında hesaplar.

Tipik bir 14 başlıklı tartı sisteminde, mikrodenetleyici saniyenin onda birinden daha kısa bir sürede binlerce ağırlık kombinasyonunu değerlendirir. Mikrodenetleyici, 100 g’ı veren kombinasyonu ya da 100 g’a en yakın ağırlığı (örn. 100,2 g) belirlemeye çalışırken, tüketici koruma yasalarına uygunluk amacıyla hedef ağırlığın altına düşen tüm kombinasyonları kesinlikle önler ve reddeder. Sistem, Hazne A (25 g) + Hazne D (31 g) + Hazne G (44 g) toplamının 100 g olduğunu hesapladığında, mikrodenetleyici mükemmel bir matematiksel çözüme ulaşır. Mikrodenetleyici, Hazneler A, D ve G’nin step motorlarına bir kontrol sinyali gönderir ve kapaklar açılır. 100 g'lık malzeme, orta boşaltma oluğu aracılığıyla bekleyen teneke kutuya, daha büyük kaplara, kompozit kağıt tüpe veya döner paketleme makinesiyle kullanıma hazır önceden hazırlanmış poşete temiz bir şekilde boşaltılır.

Farklı Malzemeler İçin Çok Başlıklı Tartı Türleri

Fabrikalar çok çeşitli ürünleri işlediğinden, kombine tartılar son derece çok yönlüdür.

Granüller ve Kuru Atıştırmalıklar İçin Yüksek Hızlı Modeller

Hassasiyet ve hız için tasarlanan bu modeller, granül işleyen yüksek hacimli ve yüksek hassasiyet gerektiren ortamlarda üstün performans gösterir. Ürünler arasında karışık kuruyemişler, kuru evcil hayvan maması, ekstrüde atıştırmalıklar, tahıllar, kahve ve pirinç yer alır. Doğrusal tavaların ve haznelerin temas yüzeyleri, ürünün sürtünme katsayısına bağlı olarak ya standart mikro çukurlu yüzeylerden ya da standart pürüzsüz paslanmaz çelikten yapılmıştır. Çukurlu yüzey, temas alanını azaltarak yağlı veya nemli granüllerin yapışmasını önler. Genel tasarım, hızlı ürün akışını ve yük hücrelerinin anında dengelenmesini sağlar. Bu tip kafa tipi tartı, yüksek hızlı teneke kutu kenar kıvırma makineleri veya VFFS torbalama makineleri, sonraki aşamadaki ekipmanların tam kapasiteyle kullanılması ve optimum performansta çalışmasının sağlanması amacıyla.

Kırılgan Atıştırmalıklar İçin Düşme Riski Düşük Modeller

Dondurularak kurutulmuş meyveler, fırınlanmış bisküviler ve patates cipsleri gibi ürünler, paketleme sırasında bütünlüklerini kaybedebilir ve kolayca kırılabilir. Yaygın olarak görülen yerçekimi kaynaklı düşmeler, ürünün paketleme hunisindeki metal duvarlara temas ettiğinde kırılmasına yol açar; bu da paketleme alanında kabul edilemez düzeyde kırılma ve toz oluşumuna neden olur. Düşük düşme yüksekliğine sahip çok kafalı tartılar, ürünü kinetik enerjisini azaltacak şekilde besler. Esas olarak, mühendislik tasarımı makinenin iç geometrisini değiştirir. Boşaltma oluklarının kayma açıları çok daha sığ hale getirilir ve dikey mesafe, üst koni, besleme kovaları ve tartım kovaları arasında en kısa mesafeye indirgenir. Bu şekilde, makinenin tasarımı, ürünün serbest düşüşe geçmemesi ve kayarak ilerlemesine yardımcı olur. Bu tasarım, toplu beslemeden paketlemeye kadar farklı aşamalar boyunca ürünü korumayı amaçlamaktadır.

Yapışkan Gıdalar İçin Vidalı Besleyiciler

Çoğu standart titreşim tabanlı çok kafalı tartı, yapışkan ürünlerin veya viskoz ya da yoğun şekilde marine edilmiş ıslak, taze ürünlerin işlenmesinde yetersiz kalır. Bu kategoriye giren ürünler arasında ıslak evcil hayvan maması parçaları, tüketime hazır yemekler, taze küp küp doğranmış et ve yapışkan konserve meyveler bulunur. Bu ürünler paslanmaz çelik tepsilere yapışır ve titreşim, ürünlerin ileriye doğru hareket etmesini sağlamak yerine sadece sıkışmasına ve tepsiye yapışmasına neden olur. Bu akışkanlar dinamiği sorununu çözmek için, doğrusal titreşimli besleme yerine vidalı sistemler entegre edilmiştir. Bunun yerine, besleme oluklarına motorlu vidalı koniler monte edilmiştir. Bu vidalar, yapışkan ürünü aktif olarak iterek dışarı çıkarır ve ürün ne kadar ıslak veya yapışkan olursa olsun, besleme kovalarının tamamen doldurulmasını ve beslenen ürün miktarının sabit kalmasını sağlar.

Nasıl Seçilir: 10, 14 ve 24 Başlı Modeller

Kombinasyon tartılarının doğru konfigürasyonunu seçerken, makinenin teknik parametrelerini fabrikanın beklenen üretim kapasitesine, mevcut bütçeye ve işlenecek malzeme türlerine uyarlamak önemlidir.

KOBİ üretim tesisleri söz konusu olduğunda, en mantıklı sermaye yatırımı 14 başlıklı çok başlı tartıdır. 14 başlıklı tartı modelleri, yüksek hassasiyetle tartım yapmak üzere tasarlanmış endüstriyel standart modellerdir. Bu cihazlar, 10 g ile 3000 g arasında tek bir aralıkta tartım yapar ve tartım hassasiyeti aralığı sadece 0,1 g ile 2 g arasında değişir. Ürünün parça ağırlığına bağlı olarak, 14 başlıklı çok başlı tartı makineleri 1,6 L veya 2,5 L hazne kapasitesine sahiptir ve dakikada 60 ila 120 paket arasında kesintisiz doldurmayı destekler. 14 başlıklı model, aktif servolar ve 7 inçlik dokunmatik panele sahip akıllı bir MCU kontrol sistemi ile donatılmıştır. 14 başlıklı çok başlı tartı, üretim hatlarının hızlı bir şekilde değiştirilebilmesi için tasarlanmıştır. Sistem, manuel değişikliklere gerek kalmadan birden fazla ürünün üretilmesine olanak tanır. Üretim hatları, saniyeler içinde 50 g kahveden 500 g pirince geçebilir.

Mühendisler İçin Genel Sorun Giderme Kılavuzu

MCU sistemlerine sahip üst düzey ekipmanlarda bile sık karşılaşılan sorunlar yaşanmaktadır. Sorun giderme, bakım ve işletim protokolleri, iyileştirme ve kullanıcı deneyimi açısından hayati öneme sahiptir.

• Hatalı Tartım: Tartım sensörlerini şimdilik çıkarmayınız. MCU dokunmatik ekranındaki yazılım sıfır kalibrasyon özelliğini kullanarak sıfır kalibrasyonunu başlatınız.
  • Üretim alanını kontrol edin. Yük hücreleri çok hassastır ve hava basıncından etkilenebilir. HVAC sistemleri veya büyük endüstriyel fanlar gibi kaynaklardan gelen güçlü hava akımlarının tartım haznelerine doğru esmediğinden emin olun.
  • Fiziksel titreşimleri göz önünde bulundurun. Çok başlı tartının, büyük titreşimlerden olabildiğince uzak kalabilmesi için, sonraki aşamadaki paketleme makinesine veya kapama makinesine bağlı olmayan kendine ait bir destek yapısı üzerine yerleştirildiğinden emin olun.
• Yük Hücresi Tozu ve Sensör Hataları: İlaç, tozlu veya toz içeren malzemelerin işlendiği yerlerde, ince toz parçacıkları yük hücresinin çevresindeki küçük boşluklara girerek sensörlerin tıkanmasına ve hata mesajlarının görüntülenmesine neden olur.
  • Temizlik çok önemlidir. Ekipmana, yıkama seviyelerinin üzerinde bir yüksek seviye IP su geçirmezlik derecesi verilmemişse, temizlik ekipleri ekipmanın hiçbir yerinde yüksek basınçlı yıkama yapamaz.
  • Mühendisler, sensör aralıklarındaki tozu temizlemek için kuru basınçlı hava ve antistatik fırçalar kullanmak zorundadır.
• Hoperlarda Malzeme Tıkanması: Kova kapakları açıldığında ürünün sürekli olarak tam olarak boşalmaması durumunda, öncelikle MCU paneline erişin ve step motor parametrelerini kontrol edin. Programlanan açılma açısının ve kapak açık kalma süresinin, ürünün hacmi ve akış hızı için yeterli olduğundan emin olun.
  • Mekanik kurulum doğruysa ancak malzeme (jöleli ayıcıklar veya aşırı tuzlu atıştırmalıklar) çeliğe yapışıyorsa, 304 standart paslanmaz çeliğiniz bu işi başaramayacaktır. Mühendislik açısından doğru çözüm, standart hazneleri, Teflon (PTFE) kaplamalı olanlarla veya yüzey sürtünmesini ve yapışkanlığı azaltan çukurlu özel desenlere sahip olanlarla değiştirmektir.

Özet ve Sonraki Adımlar

Uygun bir çok başlıklı tartı bulmanın ilk adımı, malzeme taşıma gereksinimlerinizi ve zemin alanı kısıtlamalarınızı tam olarak anlamaktır. Bir tartı, ancak daha geniş ve yüksek performanslı bir ekosisteme kusursuz bir şekilde entegre edildiğinde maksimum verimliliğe ulaşır.

Saat Levapack, dünya çapında KOBİ’lere özel olarak tasarlanmış hassas ve otomatik paketleme çözümleri geliştirme konusunda uzmanız. Hazır ve esnek olmayan makineler sunmak yerine, üretim ihtiyaçlarınıza tam olarak uyan çözümler sunuyoruz:

• Özel Tasarım Sistemler: İster bağımsız bir LPE-SFM014 yüksek hızlı tartı veya tamamen entegre bir konserve üretim tesisi ve hazır poşet paketleme hattı, makinenin yapısını, hızını ve yerleşimini fabrikanıza göre uyarlıyoruz.
• Tavizsiz Hassasiyet & Dayanıklılık: Ekipmanlarımız, mikro düzeyde hassasiyet elde etmek amacıyla gelişmiş CNC işleme teknolojisi kullanılarak üretilmektedir. Birinci sınıf paslanmaz çelik ve en üst düzey uluslararası bileşenler (Siemens ve Schneider gibi) kullanarak, uzun vadeli mekanik güvenilirliği garanti ediyoruz.
• Kapsamlı Yaşam Döngüsü Desteği: Satın aldığınız tüm makinelerin yanı sıra, personelinizin yetkinliğini artırmak ve üretimde kesintisiz çalışma süresini en üst düzeye çıkarmak amacıyla paha biçilmez operatör eğitimleri, ayrıntılı kullanım kılavuzları ve proaktif yedek parça yönetimi hizmetleri sunuyoruz.
• Sektörde Önde Gelen Koruma: Sermaye yatırımınızı, 7/24 teknik destek ve uzaktan arıza teşhisi sunan küresel bir servis ağıyla desteklenen, 16 aylık genişletilmiş kapsamlı garanti ile güvence altına alıyoruz.

Şuna mühendislik ekibimizle görüşün Özel çok başlıklı tartım ihtiyaçlarınız hakkında bilgi almak ve tesisiniz için en uygun entegrasyon paketini bulmak için bugün bizimle iletişime geçin. Ayrıca, uygulamaya geçmeden önce performansı doğrulamak amacıyla malzeme numunelerinizi tesisimize göndererek kapsamlı ve ücretsiz makine testlerinden geçirebilirsiniz.