EN
Šalta tiesa: kodėl karštis yra baltymų batonėlių pakuotės priešas
Baltymės juostelė, tik kas iššvėsta iš aušinimo tunelio, turi šokolado dengiamąją dangą, kuri yra temperuota iki blizgančios baigties, šerdis su specialiai sukurtu konsistencijos pojūčiu, kuris užtikrina tinkamą kramtymą, o paviršius be baltos dėmės, kuri rodo riebalų migraciją. Jei tą pačią juostelę praleisti per šilumos sandarinimo srauto pakavimo įrenginį, kurio sandarinimo žnyplės nustatytos 130 °C temperatūroje, paviršius, kuris liečiasi su galinio sandarinimo zona, pasiekia temperatūrą, žymiai viršijančią šokolado lydymosi temperatūrą – 34 °C pieniniam šokoladui ir 38 °C tamsiajam šokoladui. Danga lydosi ten, kur sandarinimo sritis liečia juostelės paviršių, o vėliau vėl sušaldžius susiformuoja matinės dėmės ir iškreipti kraštai. Šilumos impulsas patekia į juostelės šerdį, suminkštindamas baltymų struktūrą ir sukurdamas konsistencijos skirtumus tarp sandarintų galų ir juostelės centro. Po aušinimo riebalų migracija iš dangos į juostelės paviršių – kurią šiluminė apkrova pagreitina – per 48 valandas pasireiškia kaip baltas plėvelė.
Baltosios kaitinimo veikimo baltymų juostelių pakuotės mašina visiškai pašalina šį šilumos pažeidimą, keisdama šiluminį sujungimą slėgiu aktyvuojama klijais. Šaltuoju būdu užsandarinamos plėvelės vidinėje sandarinimo sluoksnyje jau yra taikyta sukibimo danga – natūrali arba sintetinė latekso klijų danga, kuri susijungia tik su savimi esant slėgiui, bet ne su produkto paviršiumi. Srauto apvyniojimo įrenginio sandarinimo žnyplės taiko mechaninį slėgį aplinkos temperatūroje, priešingose plėvelės pusėse esančios klijų dangos suspaudžiamos ir susijungia, o sandarinimas susidaro be jokios šiluminės energijos įvedimo. Juostelė niekada neviršija kambario temperatūros, danga išlieka nepažeista, o tekstūra išlieka vienoda nuo vieno galo iki kito.
Kaip veikia šaltuoju būdu užsandarinamos klijų medžiagos cheminiu lygiu
Sukibimo jungtis be šilumos
Šaltajam sandarinimui skirti klijai yra kohezyvūs – tai reiškia, kad jie sukibsta su savimi, o ne su gaminio ar išorinės plėvelės paviršiumi. Būtent ši savybė neleidžia pakuotei sukibtis su baltymų batonėliu sandarinant: klijų sluoksnis yra nukreiptas į vidų tiek viršutinėje, tiek apatinėje plėvelės dalyje, ir kai žnyplės jas suspaudžia, susidaro klijų-klijams kontaktas, kuris suformuoja sandarinimą. Gaminys yra tarp šių sluoksnių, bet nepaliesti klijų.
Klijavosios sudėties formulė paprastai sujungia natūralaus kaučiuko lateksą, kuris suteikia nedelsiant sukibimą, su sintetiniais polimerais, kurie užtikrina kontroliuojamą sukibimo stiprumą, sukuriant sandarinę sąsają, kuri išlaiko paketo plyšimo slėgį – dažniausiai 30–50 kPa mažo dydžio („snack“) paketui – bet atsidaro su nuolupymo jėga, kuri yra pakankamai maža, kad vartotojams nereikėtų naudoti žirklių. Kompromisas: šaltuoju būdu sandarinamos sąsajos pasiekia apytiksliai 70 % šiluminiu būdu sandarinamų sąsajų stiprumo toje pačioje ploto srityje, todėl šaltuoju būdu sandarinamiems paketams reikia platesnių sandarinimo juostų – paprastai 8–10 mm priešingai nei šiluminiu būdu sandarinamiems paketams, kuriems reikia 5–6 mm, – todėl kiekvienam paketui sunaudojama 5–8 % daugiau plėvelės. ECHO Machinery formuojančios, pildančios ir sandarinančios pakavimo įrangos suderinama su šaltuoju būdu sandarinamomis plėvelėmis, palaikydama slėgio žnyplių konfigūracijas, optimizuotas šaltuoju būdu sandarinamų sąsajų laukimo laikui ir slėgio reikalavimams.
Tikrojo pasaulio taikymas: perėjimas nuo šiluminiu būdu sandarinamų sąsajų prie šaltuoju būdu sandarinamų sąsajų
Mitybos batonėlių gamintojas, gaminantis šokoladu dengtus pieno baltymų batonėlius naudodamas karščiu sandarinamąją srauto pakuotės įrenginį, susidūrė su 4 % defektų rodikliu – batonėliai, kurių dengiamasis sluoksnis ištirpo sandūros galuose, buvo matomi kaip blėskantys dėmių plotai, kuriuos kokybės kontrolė nustatydavo kaip reikalaujančius pakartotinės apdorojimo. Defektų sąnaudos, kai iš kiekvienų tūkstančio batonėlių buvo šalinama ir pakartotinai apdorojama 40 vnt., vienai linijai, veikiančiai vieną pamatą, metiniame mastelyje sudarė apytiksliai 18 000 JAV dolerių prarasto produkto vertės.
Perėjimas prie šaltojo sandarinimo sistemos ECHO Machinery pakavimo platformoje – kuris apėmė kaitinamų sandarinimo žnyplių pakeitimą tik slėgiu veikiančiomis žnyplėmis, perėjimą prie šaltojo sandarinimo plėvelės su registruotu klijų raštu ir sandarinimo laiko reguliavimą iki 0,4 sekundės – visiškai pašalino defektą. Šaltojo sandarinimo klijai sukietėja aplinkos temperatūroje, todėl šokolado danga net sandarinimo vietoje niekada neviršija 28 °C. Nors našumas sumažėjo – linija dabar veikia 65 paketais per minutę, o anksčiau šiltojo sandarinimo būdu – 90 paketais per minutę – šis privalumas buvo daugiau nei kompensuotas 4 % defektų normos pašalinimu ir po pakavimo aušinimo laiko pašalinimu (šiltojo sandarinimo batonai reikalavo 90 sekundžių aušinimo konvejerio laiko, o šaltojo sandarinimo batonai visiškai praleidžia aušinimo skyrių). Bendras per pamainą pagaminamas kiekis iš tikrųjų padidėjo 8 %, nes linija daugiau nebetrukdoma taisymui ir nebeprireikia aušinimo konvejerio laukimo laiko prieš supakuojant į dėžutes.
Dažniausiai užduodami klausimai
Kodėl baltymų batonams būtinas būtent šaltojo sandarinimo pakavimas?
Baltymų juostelės sujungia šilumai jautrius dengiamuosius sluoksnius (šokoladas, jogurtas, sudėtiniai mišiniai) su struktūruotais vidiniais sluoksniais, kurie minkštėja esant temperatūrai aukščiau 40 °C. Šilumos sandarinimo temperatūra 120–160 °C net ir trumpalaikiu kontaktu negrįžtamai pažeidžia šiuos paviršius. Šaltuoju sandarinimu vadinamas pakavimas, kai suklijuojamos medžiagos susijungia dėl slėgio aktyvuoto klijavimo esant aplinkos temperatūrai, todėl išlaikoma dengiamųjų sluoksnių vientisumas ir vidinių sluoksnių struktūra. ECHO Machinery pakavimo įrenginiai palaiko tiek šilumos, tiek šaltojo sandarinimo konfigūracijas.
Kokia yra šaltuoju sandarinimu dirbančios baltymų juostelių linijos našumas?
Šaltuoju sandarinimu veikiančios linijos paprastai dirba 40–80 pakučių per minutę – lėčiau nei šilumos sandarinimo, nes klijams reikia 0,3–0,6 sekundės laiko, kad po slėgiu susidarytų patikima jungtis, o šilumos sandarinimo plėvelėms reikia tik 0,05–0,15 sekundės. Tikslus našumas priklauso nuo sandarinimo pločio, klijų sudėties ir žandikaulių slėgio – platesniems sandarinimams su stipresniais klijais galima pasiekti didesnį ciklo dažnį.
Ar šaltuoju sandarinimu naudojama plėvelė brangesnė už šilumos sandarinimo plėvelę?
Taip – šaltuoju sandarinimu naudojama plėvelė kainuoja 10–15 % brangiau už kvadratinį metrą dėl papildomo gamybos etapo – klijų rašto taikymo, dažniausiai registruoto rašto, paliekant be klijų juostas šoniniam sandarinimui. Šią išlaidą kompensuoja mažesnis produktų nuostolis dėl šilumos pažeistų batonėlių, kuris šiluminiu būdu sandarinamoje linijoje gali sudaryti 2–5 % gamybos apimties.
Koks yra šaltuoju sandarinimu naudojamos plėvelės tinkamumo vartoti laikotarpis?
Šaltuoju sandarinimu naudojami klijai turi ribotą atvirąjį laiką – laikotarpį po plėvelės išvyniojimo, per kurį klijai išlaiko savo sukibimo gebėjimą – paprastai 6–12 mėnesių nuo gamybos datos. Plėvelė, laikoma temperatūroje aukštesnėje nei 30 °C arba didelės drėgmės sąlygomis, praranda sukibimo stiprumą greičiau. Visada tikrinkite gamintojo nurodytą gamybos datą ir laikykite šaltuoju sandarinimu naudojamą plėvelę klimatuose kontroliuojamomis sąlygomis (20–25 °C, 40–60 % santykinė drėgmė).
Kaip patikrinti šaltuoju sandarinimu pagamintos baltymų batonėlio pakuotės sandarumą?
Atlikite sprogimo bandymą (užpūskite hermetišką pakuotę suspaustu oru, kol įsiskleis sandarinamasis švaras – sprogimo slėgis turi būti ne mažesnis kaip 20 kPa maisto gaminio juostelėms). Atlikite atplėšimo bandymą kryžminio sandarinimo srityje (išmatuokite jėgą, reikalingą atskirti sandarinimą 90 laipsnių kampu – patikima šaltojo sandarinimo jungtis turi būti stipresnė nei 2 N kiekvieniems 15 mm sandarinimo pločio).
Ar šaltojo sandarinimo aparatai gali perjungti į karštojo sandarinimo veikseną?
Tik šaltojo sandarinimo veiksenai suprojektuoti aparatai neturi įkaitintų žandikaulių komplektų ir temperatūros reguliatorių. Dviejų veiksenų aparatai – pvz., kai kurios ECHO Machinery konfigūracijos – turi tiek įkaitintų žandikaulių galimybę, tiek šaltojo sandarinimo slėgio valdymą, todėl leidžia perjungti tarp veiksenų. Visada patikrinkite dviejų veiksenų aparatų aušinimo zonos ilgį: karštojo sandarinimo pakuotėms reikia 20–30 cm aušinamojo konvejerio iki surinkimo vietos, kad sandarinimai galėtų užsifixuoti.