Küresel gıda ambalaj sektörü, kolay, güvenli ve dayanıklı gıda kapları için artan tüketici talebinden güç alarak sabit bir büyüme gösteriyor. Plastik ambalajlar, özellikle ekstrüzyon döküm teknolojisiyle üretilen boş kaplar, hafif ağırlığı, iyi engelleyici performansı, düşük maliyeti ve mükemmel işlenebilirlikleri sebebiyle gıda ambalaj piyasasının büyük bir bölümünü oluşturuyor. Küçük baharat şişeleri ve çilek kavanozlarından büyük edible yağ bidonlarına ve içme suyu kabaklarına kadar, yararlanma kabı plastikler çeşitli gıda sektör alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Dünyanın gıda güvenliği kuralları giderek daha sıkı hale gelirken, gıda üreticileri ambalaj malzemeleri ve üretim ekipmanları için daha yüksek gereksinimlerle karşı karşıya kalmaktadır. Gıda plastik kaplar üretmek için temel ekipman olan extrüzyon kesme makinesi, üretilen paketlerin zararlı maddeleri salınıp gıda içeriklerini kirletmemesini sağlamak için gıda sınıfı standartlara uygun olmalıdır. Güvenilir bir gıda sınıfı extrüzyon kesme makinesini seçmek, işletmelerin gıda güvenliği sertifikasyonunu geçirmek için sadece bir ön koşul değil, aynı zamanda ürün kalite stabilitesini korumak ve pazardaki rekabet gücünü artırmak için de önemli bir faktördür.
Yıllara dayanan Ar-Ge ve üretim deneyimiyle en iyi profesyonel kalıplı enjeksiyon- delme makineleri üreten Apollo, gıda paketleme sektörüne uyarlanmış tam bir seriye sahip gıda sınıfı kalıplı enjeksiyon- delme ekipmanını piyasaya sürdü. Her ekipman, uluslararası gıda temas güvenlik standartlarına son derece uygun olarak, optimize edilmiş hijyenik yapı ve yüksek hassasiyetli kontrol sistemleri ile tasarlanmıştır. Bu makale, gıda paketleme için delme ekipmanlarının temel gereksinimlerini, gıda sınıfı kalıplı enjeksiyon- delme makinelerinin ana tasarım özelliklerini, Apollo’nun ürün yelpazesini ve mali fayda analizi, ekipman seçme kılavuzlarını ve günlük bakım en iyi uygulamalarını sistematik olarak tanıtacaktır. Bu makale, gıda paketlemesi üretim kapasitesi için yatırım yapmayı planlayan şirketler için kapsamlı bir referans sağlayacaktır.
1. Gıda Paketleme Sektöründe Ekstrüzyon Blow Molding Ekipmanlarının Temel Gereksinimleri
1.1 Kesin Gıda Temas Sağlık Kurallarının Uygulanması
Gıdaya temas eden ürünler için gıda paketleme üretimi ekipmanlarının temel gereksinimi gıda teması güvenliğidir. Dünyanın farklı bölgeleri, gıdaya temas eden malzemeler ve ürünler için sıkı düzenleyici sistemler kurmuştur. Örneğin, ABD, olefin polimer gıdaya temas eden malzemeler için FDA 21 CFR Bölüm 177.1520 standartını uyguluyor, Avrupa Birliği ise, gıdayla temas etmeyi amaçlayan plastik malzemeler ve ürünler hakkında EU 10/2011 düzenlemesini kabul ediyor ve Çin, GB 4806.7-2016 ulusal gıda güvenliği standartını plastik malzemeler ve gıdaya temas eden ürünler için belirlemiştir. Bu standartlar, ağır metaller, plastifikatörler, oligomerler ve uçucu organik bileşikler de dahil olmak üzere gıdaya temas eden malzemelerden salıverilen zararlı maddelerin türlerini ve miktarlarını açıkça sınırlamaktadır.
Uygun olmayan ekipmanlar şirketlere büyük operasyonel riskler doğurur. Paketleme ürünlerinin gıda güvenliği testlerini geçememesinde, şirketler ürün geri çağırma, düzenleme cezaları, pazara erişim sınırlamaları ve ağır durumlarda mahkumiyetle karşılaşabilirler. Aynı zamanda kalite sorunları marka şerefinin ciddi şekilde zarar görmesine ve müşteri güveninin kaybedilmesine sebep olur. Bu nedenle, fırtına streç makineleri seçerken, gıda paketleme şirketleri, ham maddeler, erimiş plastikler ve bitmiş ürünlerle temas eden tüm parçaların hedef pazarın gıda temas güvenlik standardlarını karşılamalarını sağlamalıdır, bu da yasal üretim ve pazara girme için temel şarttır.
1.2 Aşılama kısma karışımı önlemek amacıyla hijyenik ekipman tasarımı:
Gıda üretimi hijyen için oldukça yüksek gereksinimlere sahiptir ve kesişen bulaşma, kesinlikle engellenmesi gereken temel risk noktalardan biridir. Gıda paketlemenin üretiminde, kesişen bulaşma, önceden üretilen partilerin düşük kalitedeki materyalleri, yüksek sıcaklıkta uzun süre depolanan materyallerin oluşturduğu karbonlaşmış yağlar, üretim ortamındaki tozlar ve katkılardan kaynaklanabilir ve cihazların yağlama yağı damlamasından kaynaklanabilir. Bu kirlilikler, paketleme ürünlerinde leke ve renk değiştirme gibi görsel eksikliklere yol açmakla kalmaz, daha ciddi olarak gıda içine taşınabilir ve tüketici sağlığını tehdit edebilir.
Kaliteli gıda sınıfı extrüzyon blow molding makineler, kesişen eşyaların bulaşma riskini en aza indirmek için temizlenebilir tasarımı benimsmelidir. Akış kanalı tasarımı, malzemelerin kalıcı olarak kalma riski bulunan ceplere yer verilmemelidir ve daha önceden kurulan malzemelerin tutmama garantisi veren düzgün bir yapıya sahip olmalıdır. Cihaz yapısı, malzemeleri değiştirirken kalan malzemeleri tamamen temizlemek ve farklı partiler arası kesişen bulaşmayı önlemek için sökülmesi ve temizlenmesi kolay olmalıdır. Malzemelerle teması olan parça yüzeyi pürüzsüz, korozyon dayanıklı, malzemelere yapışmayan ve günlük temizlik ve hijyenikleştirme için uygun olmalıdır. Çok sayıda gıda ambalajı ve sık olarak malzeme ve renkleri değiştiren işletmeler için mükemmel hijyen tasarım, temizleme süresini önemli ölçüde azaltabilir ve temizlik malzemelerinin atılmasını önleyebilirken, ürünlerin safiyeti ve gıda güvenliğini de garanti altına alabilir.
1.3 Sürekli Ürün Kalitesi için Stabil İşlem Kesinliği
Gıda paketleme için ürün birliğine yönelik yüksek şartlar vardır, bunlar arasında boyut doğruluğu, duvar kalınlığı birliği, sızdırmazlık performansı ve görünüm kalitesi yer alır. Bu göstergeler paketlemenin kullanım fonksiyonu ve güvenliği ile doğrudan bağlantılıdır. Örneğin, yatay duvar kalınlığınız az ise, ince kısımda mekanik dayanıklılık yeterli olmaz ve taşıma ve kullanım sırasında kırılmak ve sızdırmak kolaydır. Doğru olmayan şişe ağzı boyutu, şişe kapağı ile kapanmasını sağlama konusunda ciddi zorluklara neden olur, bu da gıdanın oksidasyonuna ve bozulmasına yol açar. Ayrıca, yüzey kusurları, görünümü etkiler ve hatta bakterilerin yetişmesinin gizli tehlikesi haline gelir.
Sabit ürün kalitesini sağlamak için extrüzyon blow molding makinesi, yüksek işleme sıklığı ve işletme stabilitesine sahip olmalıdır. Extrüzyon sistemi, stabildan olma eritme sıcaklığı ve basıncı, materyallerin eşit plastikleştirilmesini garantilemelidir; die kafası, çevresel doğrultuda birbirine uygun sürükleme hızını ve stabil boyut dağılımını sağlamalıdır; sıkıştırma sistemi, doğru kalıp hizalaması ve stabil sıkıştırma kuvvetini garanti etmeli; hareket ve kesme sistemi, stabil hızı ve doğru kesme uzunluğunu sağlamalıdır. Yüksek hassasiyetli donanım, ürün uygunluk oranını %98'in üzerine getirerek, ham madde kayıplarını ve kalite kontrollerinin maliyetini büyük ölçüde azaltabilir. Akış yönünde otomatik dolum üretim hatları için, stabil ürün boyutu, şişe takılma ve dolum uçlarının hizalaması gibi sorunları önleyerek, tüm üretim zincirinin düzgün çalışmasını sağlar.
1.4 Büyük ölçüde üretim için yüksek enerji verimliliği ve maliyet etkinliği
Gıda ambalajı genellikle çok fazla üretilen olanakları düşük birim karı olan bir üründür, bu nedenle üretim şirketlerinin kârlılığı için maliyet kontrol kritik bir önem taşır. Ekstrüzyon soğutmalı kalıplama makinesi üretim sürecinde ana enerji tüketimli ekipman olup, enerji verimliliği doğrudan birim ürün için güç maliyeti belirler. Klasik alt segment soğutmalı kalıplama makineleri genellikle düşük ısıtma verimliliği, iletim sisteminin büyük enerji kaybı ve akıllıca olmayan soğutma sisteminin tasarımı gibi sorunlara sahiptir, bu da birim enerji tüketiminin yüksek olmasına ve kâr marjlarının erozyona uğramasına sebep olur.
Kaliteli gıda sınıfı ekstrüzyon üfleme makinelerde genellikle çeşitli enerji tasarruflu tasarımlar kullanılır, bunlar arasında termal verimliliği yüksek seramik ısı yay bileşenleri, enerji tasarruflu servo kontrol sistemleri, plastifikasyon verimini artırmak için optimize edilen vida yapısı ile frekans dönüştürücü soğutma sistemleri de bulunur. Bu tasarımlar, normal cihazlara göre ürünlerin birim enerji tüketimini %15 ila %30 oranında azaltabilir. Ayrıca yüksek düzeyde istikrar sağlayan cihazlar, düşük arıza oranı ve uzun hizmet ömrü ile çalışma durumu kaybını ve bakım maliyetlerini azaltır. Günboyu 24 saat çalışan büyük ölçekli üretim tesisleri için, enerji kullanımından ve verimlilik artışından elde edilen yıllık toplam maliyet tasarrufu oldukça büyük bir değer oluşturur ve bu da ürünün fiyat rekabeti seviyesini ve kâr oranını etkin bir şekilde yükseltebilir.
2. Key Food-Grade Design Features of Qualified Kalıp Şişirme Makineleri
2.1 Malzeme temas eden bileşenler için gıda teması malzemeleri standartları
Serbest atık maddeler ve ürünlerle doğrudan temas eden parçaların malzeme seçimi, bir blow molding makinesinin gıda sınıfı gerekliliklerini karşılıyor olup olmadığını ölçmenin temel dayanağıdır. Her temas eden parçada gıda teması güvenlik standartlarına uygun malzemeler kullanılmalı ve uzun süreli yüksek sıcaklıkta üretim sırasında toksik ve zararlı maddeler salınmamalıdır.
Değirmen kafası ve silindiri, çekirdek plastifikasyon parçaları olarak, genellikle 38CrMoAl gibi yüksek kaliteli alaşım yapı çeliğinden yapılır ve genel bir nitrojenleme işlemi uygulanır. Yüzey sertliği HRC58-62'ye ulaşır ve nitrojenleme katmanı derin ve homojendir, iyi aşınma dayanımları ve korozyon direncine sahiptir. Değirmen kafası ucu ve silindirin iç duvarının yüzey kalitesi Ra0,8 veya daha yüksektir, pürüzsüz ve yoğundur, materyallere yapışması kolay değildir ve zararlı maddeler yokedilmez. Daha yüksek hijyen gereksinimi olan üretim senaryolarında, elektroplaki sert krom kaplama işlemi veya gıda sınıfı paslanmaz çelik kaplama da seçilebilir, böylece güvenlik ve korozyon direnci daha fazla artırılır.
Erimiş maddeden temas eden matkap başlık parçaları, cilalanmış akış kanalları ve aynalı yüzey işlemleriyle yapılmıştır. Bu sayede malzemenin tutunması azaltılır ve temizleme işlemleri kolaylaşır. Ham maddenin veya ürünün teması noktalarında olan hopper, besleme borusu, soğutma suyu deposu, ürün taşıma konveyörü ve diğer parçalar; pas dokunmamasının yanı sıra kolay temizlenebilme, zehirli yağlanma oluşmayabilme gibi özelliklere sahip 304 veya 316 gıda sınıfı paslanmaz çelikten üretilir. Tüm silindir uçları ve muhafazalar, yüksek sıcaklığa ve yaşlanmaya karşı dayanıklı gıda sınıfı silikon veya florüre yastık malzemeleriyle yapılmış olup zararlı maddeleri salmayacaktır. Üretim alanına yakın yerlerde kullanılan yağlayıcı krema bile, kaza sonucu kirlendiğinde ürünlere zarar vermemesi için güvenlik standartlarına uygun gıda sınıfı yağlayıcı kremadan seçilir.
2.2 Erozyon alanı olmayan eriyik akış kanalı tasarımı
Erişim kanalı doğru olarak tasarlandı mı direkt olarak üretim sürecinde madde tutulumu ve karbonlaşma olup olmadığıyla ilişkilidir ve ekipmanın hijyenik performansını ölçen temel göstergelerden biridir. Akış kanalı içinde aşınır köşeler, keskin köşeler veya kesiti aniden değiştiren durumlar varsa, malzeme uzun süre bu pozisyonda kalır. Yüksek sıcaklığın sürekli etkisine maruz kalan malzeme yavaş yavaş bozulur ve karbonlaşır, siyah lekeler ve yabancı maddeler oluşur. Bu karbonlaşmış maddeler yandan atılınca ve normal ürünle karıştığında, ürünün kalite kusurlarına neden olur ve hatta gıda güvenliği sorunlarına yol açabilir.
Gıda sınıfı blow molding makinesinin akış kanalı, köşeli alanlar olmadan tamamen optimize edilmiş bir tasarıma sahip olmalıdır. Tüm yönlendirme parçaları pürüzsüz kutuplu geçişlere sahiptir ve malzemelerin birikmesine son derece uygun olmayan açılar veya sert köşeler bulunmaz. Bilgisayar akış dinamikleri (CFD) simülasyonu optimizasyonu yoluyla, akış kanalı her konumundaki malzemenin akış hızı ve basınç dağılımı homojen olarak sağlanır. Bu nedenle tüm malzemeler, yerel tutuluş olmadan, eşit bir hızla akış kanalı boyunca geçer. Ko-ekstrüzyon makinesinin matkap başlığı, ayrıca her katmanın eşit bir şekilde bir araya geldiğini ve katman aralarında tutuş ve karışıklık olmadığını sağlamalıdır, böylece farklı malzemeler arasında karışıklığın önlenmesi ve uzun süreli kalış nedeniyle malzemelerin bozulması önlenir.
İyi bir akış kanalı tasarımı, ekipmanın sürekli çalışma süresini önemli ölçüde uzatarak, kapatma ve temizleme sıklığını azaltır ve ayrıca uzun süreli üretim döneminde ürünlerin stabil kalitedini sağlar, böylece siyah lekeler ve sararma gibi kalite sorunlarının meydana gelme olasılığını düşürür. Uzun süreli sürekliliği gerektiren gıda ambalaj üretimi için, mutlak olmayan bölge olmayan akış kanalı tasarımı temel bir teknik özelliktir.
2.3 Hızlı malzeme ve renk değişikliği için Easy-Clean yapısı
Gıda ambalaj üretimi, farklı malzemeler, farklı renkler ve farklı ürünlerin değiştirilmesini içerir. Temizlemenin kolaylığı, üretim verimliliğine ve müteassip geçiş riskine doğrudan etki eder. Yüksek kaliteli gıda sınıfı blow molding makineleri, yapısal tasarımda kolay temizlenebilmek için optimize edilmiştir, bu sayede temizleme zorunluluğu ve zaman maliyeti azaltılır. Boşaltma konveyörü ve besleme boru hattı, ayrılarak kolay temizlenebilen bir bağlantı tasarımı ile donatılmıştır. Böylelikle köşelerde ve aralarında toplanan artık maddelerden kurtulunur. Kırpma ve geri dönüşüm sistemi de kolay temizlenmesini göz önünde bulundurularak tasarlanmıştır. Kırpma odası hızlı bir şekilde açılabilmekte, bu sayede boyutlar ve malzemeler değiştirilirken içindeki artık maddeleri kolayca temizleyebilir ve farklı malzemelerin karışmasına engel olabilir. Ürün çeşitleri çok olan ve malzemelerin sıklıkla değiştirildiği üretim tesisleri için kolay temizlenebilen yapı, üretim değişikliğine ilişkin durma süresini oldukça kısaltır, temizleme malzemesi kullanımını azaltır ve ekipmanın genel işletim verimliliğini artırır.
Döküm başı, tüm parçaları tamamen ayırmaksızın döküm başının hızlı bir şekilde açılmasını sağlayan hızlı açılım yapısal tasarımı benimser, böylece iç geçiş kanallarının temizlenmesini kolaylaştırır. Bazı modeller ayrıca hidrolik hızlı açılım döküm başı cihazına sahiptir ve döküm başının açılıp kapanmasını birkaç dakika içinde tamamlayabilir. Döküm başı temizleme işleminde verimliliği önemli ölçüde artırır. Anahtar, çekilebilir bir yapıya sahiptir ve özel anahtar çıkarma aletiyle birlikte gelir. Derin temizlik gerekiyorsa, anahtar kolu ucundan kolayca çıkarılarak anahtarın yüzeyine ve silindirin iç duvarına kalmış kalıntılar temizlenebilir.
Hopper ve besleme borusu, kısmi de-montaj ve temizlik için kolaydır ve köşelerde ve bağlantı noktalarında biriken atık malzemelerin birikmesini önler. Aşındırma ve geri dönüşüm sistemi de temizlik için kolay tasarlanmıştır. Aşındırma kulesi hızla açılabilir, bu da renk ve malzeme değiştirildiğinde kalan malzemelerin içerisindeki atık malzemelerden kolayca temizlenmesini sağlar ve farklı malzemelerin birbirine karışması durumunu engeller. Çok sayıda ürün türüne sahip ve sıkmalzeme değişikliği olan üretim tesisleri için temizlenmesi kolay yapı, üretim değiştirme işlemlerinin duraklatma süresini önemli ölçüde kısaltır, temizlik malzemeleri tüketimini düşürür ve ekipmanın genel çalışma verimliliğini artırır.
2.4 Malzeme bozulmasını önlemek için hassas sıcaklık kontrolü
Plastik maddelerin işlenme sıcaklığı belirli bir aralıkta bulunur. Çok düşük sıcaklık, plastifiye etmeyi yetersiz kılar ve ürünün kalitesini düşürür; çok yüksek sıcaklık ise, özellikle gıda sınıfı reçineler ve renkli makaralar gibi ısıya duyarlı maddelerin termal bozunmasına neden olur. Bu tip maddeler yüksek sıcaklıklarda kolaylıkla parçalanır ve renklerini kaybederler. Termal bozunma, ürünün mekanik özelliklerini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda küçük moleküler zararlı maddeler oluşturur. Bu da paketleme ürününün gıda ile teması güvenliğini etkileyecektir.
Gıda sınıfı extruder soğutma makineleri genellikle çok aşamalı bağımsız PID sıcaklık kontrol sistemleri ile donatılmıştır. Her ısıtma bölümü bağımsız bir sıcaklık sensörü ile ısıtma elemanıyla donatılmıştır ve bu sayede her bölümün sıcaklığını doğru olarak kontrol edilebilir. Sıcaklık kontrolunun doğruluğu ±0.5℃’ye ulaşır ve bu sayede malzeme, her zaman optimum sıcaklık bandının içinde işlenir. Sıcaklık kontrol sistemi hızlı reaksiyon hızına sahiptir ve sıcaklık dalgalandığında hızlı bir şekilde ayarlanabilir, aşırı sıcaklık artışı veya düşüşü önlenir. Isıtma elemanı, homojen ısıtma, yüksek termal verimlilik ve uzun hizmet ömrüne sahip yüksek verimli seramik ısıtma halkası kullanır ve yaşlanma ve hasar görmeyi zorlaştırır.
Soğutma sistemi zorla hava soğutma veya su soğutma tasarımı kullanır. Bu tasarım ısıtma sistemiyle uyumlu olarak sıcaklığı ikili olarak ayarlamayı sağlar. Kırma ısısının sıcaklığı belirtilen değerin üstüne çıkması durumunda, soğutma sistemi hızla başlar ve sıcaklığı normal aralığa düşürür, böylece uzun süreli ısınma nedeniyle malzemenin bozulması önlenir. Belli üst düzey modeller, kalıbın başındaki yerde erime sıcaklığı ve basınçı algılama cihazları ile donatılmıştır, bu da erime durumunu gerçek zamanlı izlemesini sağlar. Sıcaklık veya basınç sınır değerini aşıldığında, sistem otomatik olarak alarm verir ve ayar yapar, bu da gıda kalitesi malzemelerin işlenme güvenliğini temelden garanti eder.
2.5 Gıda sınıfı yağlama ve sızdırmazlık sistemi
Yağlama ve sızdırmazlık sistemleri, gıda sınıfı cihazlarda kolayca gözden kaçabilecek ayrıntılardır, ancak üretim hijyenine doğrudan bağlıdır. Eğer yağlama yağı üretim alanı içerisinde sızıntı yapıp, hammadde veya bitmiş ürünlerle temas eder ise ciddi bir gıda güvenlik kirliliğine neden olacaktır. Bu nedenle, gıda sınıfı fırça aşamalı kalıplama makinalarının yağlama ve sızdırmazlık sistemi, daha yüksek güvenlik normlarına uygun olmalıdır.
İlki, ürün veya hammadde ile temas edebilecek tüm yağlama noktalarındaki yağlıya, ilgili güvenlik standartlarına uygun gıda sınıfı bir yağlama mumu kullanılmalıdır. Bu yağlama mumu toksik değildir ve zararsızdır ve küçük bir miktarda temas bile gıda güvenliğini etkilemez. Üretim bölgesinden uzakta bulunan iletim parçaları için endüstriyel yağlayıcı yağ kullanılabilir, ancak yağlayıcı yağın üretim bölgesine sızması ve saçması engellenmesi için güvenilir bir sızdırmazlık yapısı dizayn edilmelidir. Hidrolik sistem, iyi aşınma direnci ve uzun hizmet ömrüne sahip, sızdırmazlık yaşlanması nedeniyle oluşan hidrolik yağ sızıntısını önlemek için yüksek kaliteli sızdırmazlık elemanları kullanır. Ayrıca hidrolik yağ, gerekliliklere göre gıda sınıfı hidrolik yağı olabilir ve böylece güvenlik daha da artar.
Cihazın sızdırmazlık yapısı, hijyenik gereksinimlere de uygun olarak optimize edilmiştir. Malzemelerle temas eden sızdırmazlık parçaları, temizlik yapmak ve değiştirmek kolay bir şekilde, hijyenik sızdırmazlık tasarımı uygulayarak dokunulmayan köşeler, malzeme birikimleri, dışarıdan gelecek toz, böcekler ve diğer pollution'un üretim sürecine ve ürün hijyenine zarar vermesini önleyerek, kaliteli bir sızdırmazlık performansı sergiler. Yaklaşıklamalı, otomatik yağlama cihazı ile yağlama sistemi de tasarlanabilir; bu sayede her yağlama noktasına düzenli ve ölçülü bir biçimde yağlayıcı yağ eklenir ve manuel operasyon azaltılır, insan hatalarından kaynaklanan yağlayıcı arızalar önlenir. Mükemmel yağlama ve sızdırmazlık yapısı, gıda paketlemesinde uzun süreli hijyenik üretimi gerçekleştirmek için önemli bir garantidir.
3. Apollo Gıda Sınıfı Ekstrüzyon Blow Molding Makinesi Ürün Çeşitleri
3.1 Küçük Otomatik Gıda Konteyner Blow Molding Makinesi (5 ml ile 5 l)
Bu küçük otomatik gıda sınıfı ekstrüzyon blower makinesi, genellikle küçük gıda kapları üretimi için kullanılır ve HDPE, PP ve PETG gibi gıda sınıfı malzemeler için uygundur. Sıcaklık ayarı, kaplama yapma, elleme, kapak baskısı ve kontrol etme gibi çeşitli işlemler gerçekleştirebilir. Makine, gıda malzemelerine uyarlanmış tek viskozlu ekstrüzyon sistemi kullanır ve plastikleşme homojen ve istikrarlı olur. Bu sayede işlem süresince malzemelerin termal bozulması iyi kontrol edilebilir. Tutma sistemi yüksek hizalama hassasiyeti sağlar ve üretilen ürünlerde yanık ya da fırça oluşumu olmayıp, estetik görünümde bulunur.
Cihaz, bir PLC kontrol sistemi ve bir dokunmatik ekran insan-makine arayüzü ile donatılmıştır ve birden fazla üretim formülünü saklayabilir. Ürün değiştirilirken, tek bir tuş ile çağırılabilen tek tek hassas bir operasyonu olan bu model, aynı zamanda üretimsel olarak ortaya çıkan yanan kalıpları derhal parçalayabilir ve tekrar kullanabilir, bu sayede ham madde kaybını azaltır. Makine tamamen kapalı bir tasarım kullanır, bu sayede iyi bir koruma performansı sağlar ve dış kirliliklerin üretim alanı içine girmesini engeller. Küçük gıda işleme şirketleri, yeni başlayanlar ve farklı ürün özelliklerine sahip üreticiler için bu model, küçük alan gereksinimi, düşük yatırım maliyeti ve esnek üretim özelliklerine sahiptir.
Fiyat ve Maliyet Analizi:: Bu küçük gıda özellikli çit boyama makinelerinin Shanghai FOB fiyatı, yapılandırmaya bağlı olarak 18.000 ABD dolarından 35.000 ABD dolarına uzanır. Temel yapılandırma tek istasyonlu ve yarı otomatik boş alana uygun, küçük işlem fabrikaları ve yeni başlayanlar için idealdir; üst düzey yapılandırma ise duplestek tam otomatik üretim olup, duvar kalınlığı kontrol cihazı, otomatik besleyici ve soğutucu ile donatılmıştır, orta ölçekli seri üretim için uygundur.
500ml HDPE baharat şişesi üretiminin bir örneği olarak, cihazın kurulum gücü yaklaşık 25 kW, gerçek işletme gücü ise yaklaşık 18 kW'dür. Yıllık 300 iş günü, günde 16 saat ve 0.1 USD/kWh üretim elektrik fiyatlarına dayanarak hesaplandığında, yıllık elektrik maliyeti yaklaşık 8,640 ABD dolarıdır. Emek açısından, tek bir üretim hattı için sadece bir işletmeci gerekli ve yıllık işçilik maliyeti, gelişen ülkelerdeki ortalama maaş düzeyine göre yaklaşık 12,000 ABD dolarıdır. Yıpranma parçasının değiştirilmesini de içeren yıllık bakım maliyeti yaklaşık 1,500 ABD dolarıdır.
Üretim kapasitesi açısından, çift istasyonlu model bir saat içinde yaklaşık 1.200 şişe üretiyor ve yıllık üretimi yaklaşık 5,76 milyon şişe. Her şişe için 0,03 ABD doları brüt karla hesaplandığında, yıllık brüt kar yaklaşık 172.800 ABD doları. Malzemeler dışındaki işletme maliyetlerini düşüldükten sonra, yıllık net kar yaklaşık 150.660 ABD doları ve statik yatırım geri dönüş süresi yaklaşık 2 ile 3 ay. Malzeme maliyetleri ve yönetim giderleri gibi faktörleri dikkate alınırsa, yatırım dönüş süresi genellikle 8 ayı geçmiyor ve yüksek yatırım değeri taşır.
3.2 Orta yükli İkili istasyonlı Gıda Paketleme Blow Molding Makinesi (5 litre ile 30 litre arasında)
Orta boy çift-standart gıda sınıfı extrüzyon blow molding makinesi, gıda ambalaj endüstrisinde en çok kullanılan modeldir. 5L ila 30L arasında orta ve büyük kaplar, 5L yemeklik yağ kapları, 10L dolu su, 20L yemeklik yağ fıçıları, toz sos fıçıları gibi ürünler üretir. Cihaz, optimize edilmiş uzunluk-diameter oranı, güçlü plastifizasyon yeteneği ve büyük extrüzyon hacmi ile yüksek verimli bir tek şaftlı extrüzyon sistemi kullanır. Klipsleme sistemi, aynı zamanda yatay çift-station yapısına sahiptir ve iki kalıp pozisyonu birbirine alternatif olarak çalışır, bu da tek standart model ile mukayese edildiğinde üretim verimliliğini neredeyse iki katına çıkarır.
Bu model, fonksiyonu gelişmiş duvar kalınlığı kontrol sistemi ile donatılmıştır. Bu sistem, parison konumuna göre gerçek zamanlı olarak die aralığını ayarlayabilir, ürünün farklı bölümlerinin duvar kalınlığı dağılımını doğrusal kontrol edebilir, ürünün mekanik güçünü sağlamak temelinde ham madde tasarrufu maksimuma ulaştırabilir ve birim ürün maliyetini düşürebilir. Tüm makine, arıza kendiliğinden tespit fonksiyonu olan endüstriyel PLC ile kontrol edilir, bu sayede işletim durumunu ve kusur bilgilerini gerçek zamanlı olarak görüntüleyebilir ve işletme ve bakım için kolay hale gelir. Otomatik besleme, kurutma, dozlama ve karıştırma yardımcı ekipmanları ile donatılabilir ve tam otomatik üretim sağlanabilir, el ile yapılan müdahalelerin azaltılması sağlanabilir ve üretim stabilitesi ve hijyen seviyesi artırılabilir.
Fiyat ve Maliyet Analizi: Bu orta boyutlu gıda kalitesi ekstrüzyon soğuk şekillendirme makinelerinin FOB Şanghay fiyatı 40.000 ABD Doları ile 75.000 ABD Doları arasında değişmektedir, bu durum modelin büyüklüğü ve yapılandırması seviyesine bağlıdır. 5 litrelik yiyeceklik yağ kapları üretmek için standart yapılandırmayı örnek alınacak olursa, ekipman fiyatı 55.000 ABD Doları üzerinden gerçekleşmektedir ve bu fiyat ana motor, hidrolik sistem, duvar kalınlığı kontrolörü, otomatik boşaltma ve soğutucu içerir.
Operasyonel maliyet açısından, ekipmanın kurulu gücü yaklaşık 65 kW'dir ve gerçek operasyonel gücü yaklaşık 45 kW'dır. Yıl boyunca 6.000 saat (iki vardiya) çalışıyor ve yıllık elektrik gideri yaklaşık 27.000 Amerikan dolarıdır. İşgücünden yana, her üretim hattında vardiya başına 2 çalışan ve iki vardiya için toplam 4 kişi bulunmaktadır. Yıllık işgücü maliyeti yaklaşık 48.000 Amerikan dolarıdır. Yıllık bakım maliyeti, aşınan parça değişimi ve düzenli bakım hariç, yaklaşık 4.000 Amerikan dolarıdır.
- Üretim kapasitesinden bakıldığında iki istasyonlu model, saatlik yaklaşık 300 adet 5 litrelik yağ kavanozu üretme kapasitesine sahip olup, yıllık üretimi yaklaşık 1,8 milyon adet olmaktadır. Her kavanoz için 0,12 ABD Doları'lık brüt kâr hesaplandığında, yıllık brüt kar yaklaşık
3.3 Çok Katmanlı Ko-İzahlama Yüksek Bariyerli Gıda Blow Molding Makinesi
Çok katmanlı ko-ekstrüzyon yüksek bariyer gıda vurma makinesi, depolama süresi ve bariyer performansı gerektiren yüksek bariyerli gıda ambalaj kaplarına üretmek için kullanılır. Çoğunlukla 3 ila 7 katmanlı bir yapı üzerinden, EVOH ve PA gibi yüksek bariyerli malzemeler PE ve PP gibi genel amaçlı reçinelerle karıştırılır, böylece kapta oksijen bariyeri, nem bariyeri ve kokuyu koruyan özellikler bulunur ve bu da gıdaların depolama süresini büyük ölçüde uzatır. Genellikle yağı, et ürünleri, süt ürünleri, evcil hayvan maması, konserve meyve suyu ve diğer okside olma ve bozulma kolay ürünlerde kullanılır.
Bu donanım serisi, farklı tabakalardan malzemeleri sırayla sıkıştıran çoklu bağımsız extruderlerle donatılmıştır. Özel eşzamanlı extrusyon kalıp başlığından geçerek, birden fazla tabaka erimi birbirinden uç noktaları olmadan homojen bir toplama şekli alır ve daha sonra üretilir. Her bir kalıp, malzemelerin her tabakanın kalınlık oranını tam olarak kontrol edebilen bağımsız yüksek hassaslıkta termal kontrol ve dosya verme sistemiyle donatılmıştır. Bu sayede istikrarlı bir engelleme işlevi sağlanır. Ayrıca, üretim kalitesini gerçek zamanlı olarak denetlemek ve her ürünün engelleme işlevi şartlarına uyum sağladığını kontrol etmek amacıyla, online duvar kalınlık algılama sistemi ve tabaka kalınlık algılama sistemi de donatılabilir. Gıdaya yönelik uygulamalarda tüm temas eden bölümler gıda temas güvenliği standartlarına uygundur ve akış kanalının çemberlerinin olmadığı şekilde tasarlanmıştır. Böylece farklı malzemelerin birbirine bulaşması önlenir.
Fiyat ve Maliyet Analizi: Çok katlı koeks-truzyon gıda sınıfı blow moulding makinelerinin fiyatı, kat sayısına, üretim kapasitesine ve yapılarına göre büyük ölçüde değişir. Üç katlı koeks-truzyon modellerinin FOB Shanghai fiyatı 80,000 ABD dolarından 120,000 ABD dolarına kadar değişir ve beş kat ve üzeri olabilen yüksek yapılı modellerin fiyatı 120,000 ABD dolarından 180,000 ABD dolarına kadar ulaşabilir. Üç katlı koeks-truzyon (PE/kaynak katmanı/EVOH) 500 ml sos şişesi üretim hattını örnek alarak, standart yapıda fiyat yaklaşık 95,000 ABD dolarıdır.
Çalışma maliyeti açısından, ekipmanların toplam kurulu gücü yaklaşık 90 kW, gerçek çalışma gücü ise yaklaşık 65 kW'dır. Yıl boyunca 6.000 saat çalışır ve yıllık elektrik maliyeti yaklaşık 39.000 ABD Dolarıdır. İş gücü açısından, her üretim hattında 2 operatör gereklidir ve iki vardiyalı için toplam 4 kişi çalışmaktadır, yıllık iş gücü maliyeti ise 48.000 ABD Dolarıdır. Yıllık bakım maliyeti 6.500 ABD Doları civarındadır, daha kompleks yapı sayesinde tek katlı makinelere göre biraz daha yüksektir.
Avantajları açısından, üretim kapasitesi saat başına yaklaşık 900 sos şişesi olup, yıllık üretim miktarı yaklaşık 5,4 milyon adettir. Yüksek engelli paketleme, sıradan tek katmanlı paketlemeye göre çok daha yüksek bir katma değere sahiptir. Her bir şişe başına brüt kar yaklaşık 0,08 ABD doları olup, yıllık brüt kar yaklaşık 432.000 ABD dolarıdır. Malzemelerden bağımsız işletme giderlerini düşürdükten sonra, yıllık net kar yaklaşık 338.500 ABD dolarıdır ve statik yatırım geri ödeme süresi yaklaşık 3,4 aydır. Yüksek engelli malzemelerin daha yüksek maliyetini de dikkate aldığımızda, yatırım geri dönüş süresi genellikle 10 ayı geçmez. Üst düzey gıda paketleme pazarına girmek isteyen firmaların, ürün katma değeri ve pazar rekabet gücünü artırmanın temel ekipmanı çok katmanlı eşanjör blow moulding makinesidir.
4. Gıda Kalitesinde Blow Molding Yatırımları için kapsamlı maliyet-fayda analizi
4.1 İlk yatırım maliyetlerinin ayrıntılı açıklaması
Tam donanımlı gıda kalitesi extrüzyon blow molding üretim hattı birçok parçadan oluşur ve başlangıç yatırımı genellikle aşağıdaki yönleri içerir. İlk olarak, toplam yatırımın %60 ila %70'ini oluşturan ana ekipman maliyetleri vardır. Bunlar, extrüzyon sistemi, sıkıştırma sistemi, kalıp başlığı ve kontrol sistemi'dir ve yatırımın temel elemanıdır. İkincisi, kalıp maliyetidir. Farklı ürün boyutları ve şekilleri, farklı kalıplara denk gelir. Her kalıp setinin fiyatı birkaç bin ile on bin dolara kadar değişir. Firmalar genellikle farklı özelliklerde ürünler üretmek için birden fazla kalıp seti donatmak zorundadır. Bu maliyet bölümünün, gerçek ürün planına göre hesaplanması gerekir.
Üçüncü unsur, ham madde kurutucuları, otomatik besleyiciler, soğutucular, kırıcıları, hava kompresörleri, ürün taşıma konveyörleri gibi yardımcı ekipmanların maliyeti. Bu ekipmanların üretim hattı normal çalışmasını sağlamak için gerekli destek ekipmanlarıdır ve genellikle toplam yatırımın %15 ile %25'ini oluşturur. Dördüncü unsur: kurulum, devreye alma ve eğitim maliyetidir. Profesyonel üreticiler, ekipmanın normal devreye alma işlemini sağlamak için müşterinin sitesinde ekipman kurulumu, devreye alma ve işletim eğitimi gerçekleştirmek üzere mühendisler ayarlar. Bu maliyet bölümü genellikle ekipman fiyatlandırma sırasına dahil edilir. Beşinci unsur, başlangıç ve yedek parça maliyetidir. Müşteriler, günlük bakım ve değişim için sıklıkla kullanılan parça türleri, yani ısıtıcı bobinleri, yapıştırma tokaları, kesme bıçakları, sensörler vb. gibi bir seti rezerv etmeleri önerilir. Bu bölüm, toplam yatırımın yaklaşık %2 ila %3'ünü oluşturur.
4.2 Yıllık işletme maliyeti yapısı
Gıda blow molding üretim hattlarının yıllık işletme maliyeti, temel olarak aşağıdaki yönleri içermektedir. İlk olarak, en büyük oranda yer alan ve genellikle toplam işletme maliyetinin %70 ila %85'ini oluşturan malzeme giderleri. Özellikle ürün türünden ve malzeme fiyatları değişiminden kaynaklı olarak, özel oranlar değişebilmektedir. Gıda sınıfı malzemeler, sıradan endüstriyel sınıf malzemelerden daha pahalıdır, bu nedenle ürün kalifikasyon oranını artırmak ve malzeme israfını azaltmak maliyet kontrolünün anahtarlarıdır.
İkinci unsur ise elektrik maliyeti. Ekstrüzyon blow molding makinesinin ısıtma, sürme, soğutma, pnömatik ve diğer sistemleri hepsinin elektrik enerjisi tüketir. Elektrik maliyeti toplam operasyon maliyetlerinden ikinci sırada gelmektedir, genellikle toplam operasyon maliyetinin % 5 ila % 10'nu oluşturmaktadır. Enerji tasarruflu ekipmanlar seçmek, elektrik maliyetlerini önemli ölçüde düşürebilir. Üçüncü unsur, işçi maliyeti. Otomasyonun derecesi ne kadar yüksekse, gereken operatör sayısı o kadar az olur ve işçi maliyetinin oranı o kadar düşük olur. Dördüncü unsur, ekipman bakım maliyetidir, bu da günlük bakım, yıpranmış parça değişimi ve ekipman bakım maliyetlerini içerir. Normal olarak bakım yapılan ekipmanlar için yıllık bakım maliyeti toplam ekipman yatırımının % 3 ila % 5'ini oluşturur. Beşinci unsur, diğer masraflar olan tesis kirası, su ve elektrik, yönetim ücretlerine verilir ve toplam operasyon maliyetinin % 5'ini oluşturur.
4.3 Kar/Zarar Oranı ve Amortisman Süresi Hesaplama
Ortam boyutunda bir gıda paketleme tesisinin 55,000 dolar bedelle 5L yemek yağı kabı üretmek için bir orta ölçekli üfleme üretim hattı satın almasına açık bir örnek vermek üzere, yatırım getirisiyle ilgili ayrıntılı bir hesaplama yapılır. Üretim kapasitesi açısından, ekipmanın yıllık etkin çalışma zamanı 6.000 saattir, saatte 300 adet ürün üretimi vardır ve yıllık üretim miktarı toplamda 1.8 milyon adettir. Gelir açısından, her yağıcı kabının fabrikadan satış fiyatı 0,45 dolar olup, yıllık satış gelir 810.000 dolardır.
Maliyet açısından, her yağıcı kazanının hammaddeleri yaklaşık 0,3 ABD doları, yıllık toplam hammaddeli maliyet ise 540.000 ABD dolarıdır. Yıllık elektrik maliyeti 27.000 ABD dolarıdır; yıllık işçilik maliyeti 48.000 ABD dolarıdır; yıllık bakım maliyeti 4.000 ABD dolarıdır; yıllık tesis kira ve diğer giderler 15.000 ABD dolarıdır; yıllık toplam maliyet ise 634.000 ABD dolarıdır. Yıllık net kar, toplam maliyetten satış gelirini düşerek 176.000 ABD dolarıdır. Statik yatırım geri ödeme süresi = başlangıç yatırım / yıllık net kar = 55.000 / 176.000 ≈ 0,31 yıl, yani yaklaşık 3,7 aydır.
Burada ideal şartlar altında yapılan hesaplama olduğu dikkate alınmalıdır. Gerçek operasyonlarda, sipariş hacmine, hammaddenin fiyat kaymalarına ve yönetim verimliliğine bağlı faktörler etkili olacaktır. Genel olarak, yatırım geri dönüş süresi 4 ila 8 ay arasındadır, bu da genel imalat endüstrisinin ortalama geri dönüş seviyesinden çok daha yüksektir. İmalatçılar yüksek katma değerli özel gıda ambalajları üretirse, yatırım getirisi daha hızlı olacaktır. Genel olarak, gıda sınıfı ekstrüzyon kalıplama ekipmanına yatırım yapmak, yüksek geri dönüş, hızlı etki ve ortalama olarak düşük risk özelliklerini gösterir.
4.4 Ucuz, uygulama kriterlerine uygun olmayan cihazların gizli maliyetleri
Çoğu yeni başlayan işletme, başlangıç yatırımını azaltmak amacıyla düşük maliyetli gıda kalitesinden düşük seviye olan fırçalama ekipmanları tercih etmektedir, ancak gerçekte bu tür ekipmanlar birçok gizli masrafı beraberinde getirir ve uzun vadede daha fazla ekonomik değersizliğini gösterir. Öncelikle uygunluk riski maliyetidir. Gıda temelli olmayan ekipman, gıda temas standartlarına uygun olmayan malzemeleri kullanırken, üretilen ürünler gıda güvenliği sertifikasını geçmeyebilir, resmi marketler ve lüks marketlere giriş yapamayabilir ve hatta düzenleyici cezalar ile ürün geri çağırma tehdidini taşıyabilir, bu sayede büyük ekonomik kayıplar ve marka itibar zedelenmelerine yol açabilir.
İkinci olarak, yüksek arıza oranına dayanan maliyet. Düşük seviye cihazlarda, sıcaklık kontroli doğruluğu düşük, mantıksız bir yapı tasarımı mevcuttur ve ürün tanımlama oranı genellikle yalnızca %85 ile %92 arasındadır, bu da yüksek kaliteli cihazlara göre 6 ila 10 yüzde puan daha düşüktür. Bununla birlikte, her yıl tüketilen ham madde maliyeti oldukça ciddi bir miktar karşılayabilir. Üçüncü olarak, yüksek arıza oranı ve kısa hizmet ömrüne dayanan maliyet. Düşük seviye cihazlar düşük kalitede parça kullanır ve yüksek bir arıza oranına sahiptir. Ayrıca arıza durumu olduğunda, bakım işlemleri yapmak için genellikle devrelerden kesilmek zorunda kalıyor, bu da üretim kapasitesi kayıplarına yol açıyor. Aynı zamanda, cihazların hizmet ömrü kısadır ve genellikle 3 ila 5 yıl sonra büyük onarım veya değişim gerektiği halde, yüksek kaliteli gıda dereceli cihazlar 10 ila 15 yıl arasında bir hizmet ömrüne sahip olabilir ve uzun süreli kullanım maliyeti düşüktür.
Dördüncü olarak, ürün fiyat farkının kaybı vardır. Uygun olmayan ekipmanlar az kârla düşük kalitede ve düşük fiyata ürünler üretmektedir. Yiyecek kalitesine uygun ekipmanlar ise yüksek katma değerli ürünler üretmekte, daha yüksek satış fiyatlarına ve daha büyük kâr oranlarına sahiptir. Genel olarak, başlangıç yatırımı biraz daha yüksek olsa da, standartlara uygun kaliteli gıda kalitesinde ekstrüzyon matbaa seritleri satın almak, uzun vadede daha fazla getiri ve daha istikrarlı gelişim sağlayabilir.
5. Gıda Kalitesinde Ekstrüzyon Blow Molding Makinelerinin Seçimi Kılavuzu
Cihaz satın almadan önce, işletmeler, doğru cihaz seçmesinin ön şartı olan kendi üretim ihtiyaçlarını ve ürün konumunu netleştirmek zorundadır. Öncelikle ürün türü, boyut aralığı ve hammadde türünü belirlemek gerekir. Örneğin, küçük baharat şişeleri veya büyük yiyecek yağı barlarının üretileceği, HDPE, PP veya çok katmanlı kompozit malzemelerin kullanılacağı mı? Bunlar, cihazın modeli ve tasarımını belirler. İkinci olarak, mevcut sipariş hacmi ve gelecek 3 ila 5 yıllık gelişim planına göre gerekli üretim kapasitesini tahmin etmek gerekir. Siparişlere ulaşmak için yetersiz üretim kapasitesini önlemek ve arz tahmininin abartılması sonucu ortaya çıkan fazla boş cihazları önlemek gerekir, böylelikle yatırım harcanır.
Üçüncü olarak, ürünlerin pazar konumunu netleştirin. Ayrıyeten eğer kentsel düşük fiyatlı pazar için ise, ekipman yapısına ve doğruluk seviyesine ilişkin gereksinimler maliyetleri kontrol etmek için uygun bir şekilde azaltılabilir; eğer ise orta-yüksek düzeyli marka müşterilere ve FDA, EB gibi gıda güvenliği sertifikalarını geçirmenin gerekli olması durumunda, tam uygunluk niteliklerine sahip profesyonel gıda sınıfı ekipmanları seçmek gerekir. Dördüncü olarak, ürün çeşitliliğini göz önünde bulundurun. Eğer birden fazla spesifikasyonlu ve renkteki ürün üretmek gerekiyorsa, üretim esnekliğini artırmak için kolay kalıp değiştirme, kolay temizlik ve yüksek otomazasyon düzeyine sahip cihazları seçmek gerekir. İhtiyacı önceden netleştirmek, kör bir alışverişi önleyebilir ve seçilen ekipmanın, işletmenin üretimi ve işleyişine en iyi uyum sağlayabileceğinden emin olabilir.
Gıda temasına uygunluk, gıda paketleme üretim ekipmanı için temel zorunluluktur ve satın alma işlemi sırasında kesin olarak doğrulanmalıdır. İlk olarak, tedarikçiden, gıda temas alanlarının bütün materyal açıklamasını ve ilgili gıda temas güvenliği sertifikasyon belgelerini sağlamasını isteyin, örneğin FDA sertifikası, EU 10/2011 uyum bildirimi gibi, böylece, ham madde ve ürünlerle temasta olan tüm parçaların uygunluğunu doğrulayın.
