Глобальна галузь упаковки харчових продуктів відчуває стійкий ріст, який обумовлений зростаючим попитом споживачів на зручні, безпечні та довговічні контейнери для харчових продуктів. Пластикова упаковка, особливо порожнисті контейнери, вироблені за технологією екструзії з формуванням під тиском, займає велику частину ринку харчової упаковки через свою легкість, хороші характеристики бар'єрної захищеності, низьку ціну та високу технологічну зручність. Від маленьких пляшок спецій та банок з повидлом до великих бочок з їстівним маслом та баків з питною водою, контейнери, виготовлені з пластику, формуються за допомогою екструзії з формуванням під тиском, широко застосовуються в різних сегментах галузі харчової промисловості.
З огляду на все більш жорсткі правила безпеки харчових продуктів у всьому світі, виробники харчових продуктів стикаються з все більш жорсткими вимогами до матеріалів упаковки та обладнання. Машина екструзійного холодного виливки є основним обладнанням для виробництва пластикових ємностей для харчових продуктів і повинна відповідати строгим стандартам харчової безпеки, щоб гарантувати, що вироблена упаковка не виділяє шкідливих речовин та не заражає наповнення харчових продуктів. Вибір надійної машини екструзійного холодного виливки харчового класу є не лише необхідною умовою для отримання органів сертифікації безпечності харчових продуктів, а також і ключовим фактором для підтримки стабільності якості продукції та підвищення конкурентоспроможності на ринку.
Якісну техніку для екструзійного формованого виготовлення продуктів харчування виготовляє одна з провідних професійних компаній, що має багатий досвід проведення наукових досліджень та виготовлення техніки. Компанія «Аполлон» (Apollo) випустила повноцінну серію технологічного обладнання для екструзійного формованого виготовлення продуктів харчування, адаптовану до галузі упаковки харчових товарів. Усі ці машини розроблені в строгій відповідності з міжнародними стандартами безпеки контакту з харчовою продукцією, мають оптимізовану гігієнічну конструкцію і системи високоточного керування та сприяють досягненню стабільного ефективного виробництва масових товарів харчування. У даній статті буде детально розглянуто ключові вимоги щодо безпеки контакту харчових продуктів для енергоємного виробничого процесу, основні технічні особливості екструзійних формових машин, лінійки продуктів «Аполлон» та їхній аналіз залежності витрат і окупності, методи вибору обладнання та найкращі рекомендації стосовно щоденного його обслуговування. Ця стаття є цілком повним набором порад, які будуть корисними для компаній, які планують витрати на встановлення виробничого потенціалу для виробництва харчових упаковок.
1. Основні вимоги до обладнання для екструзії і формовки під тиском у галузі упаковки продуктів харчування
1.1 Строгий стандарт безпеки контакту з продуктами харчування
Безпека контакту з продуктами харчування є основним вимогою до обладнання для виробництва упаковки для харчових продуктів. В різних регіонах світу встановлені суворі системи регулювання матеріалів та виробів, які можуть контактувати з харчовими продуктами. Наприклад, у Сполучених Штатах застосовується стандарт FDA 21 CFR Part 177.1520 щодо полімерів олефіну, які можуть контактувати з продуктами харчування, в Європейському Союзі на дію вступив регламент EU 10/2011 щодо пластикових матеріалів та виробів, що призначені для контакту з харчовими продуктами, а в Китаї запроваджено національний стандарт безпечності для харчових матеріалів та виробів на основі пластмас GB 4806.7-2016. У цих стандартах чітко обмежуються типи шкідливих речовин, що можуть виділятися з матеріалів, що контактують з харчовими продуктами, у тому числі важкі метали, пластифікатори, олігомери та летючі органічні сполуки.
Не відповідне обладнання створює величезні операційні ризики для підприємств. Якщо упаковка продуктів не пройде тестування безпечності харчових продуктів, підприємства ризикують мати ситуації з відкликанням продукції, штрафами від органів регулювання, обмеженнями доступу на ринок та навіть кримінальною відповідальністю у важких випадках. Водночас проблеми з якістю можуть серйозно пошкодити репутацію бренду та призвести до втрати довіри клієнтів. Тому під час вибору роликових ліній формування та екструзії, компанії, що займаються упаковкою продуктів харчування, повинні дотримуватися вимог стандартів безпечності харчових контактних компонентів у цілеспрямованому ринку, що є основним презумпцією для законного виробництва та отримання доступу на ринок.
1.2 Конструкція гігієнічного обладнання для запобігання впливу перехресної зараження
Виробництво продуктів харчування має надзвичайно високі вимоги до гігієни, а підміна — один з ключових пунктів ризику, що підлягає строгому запобіганню. При виготовленні упаковки для продуктів харчування подібне явище може виникнути через залишки матеріалів, які використовувалися в попередніх виробничих партіях, утворених у випуску карбонових відкладень, довготривалої зволоженості матеріалів при високій температурі, пил та забруднення в умовах виробництва, а також витікання в'яжучого мастила з обладнання. Ці забруднювачі не лише спричиняють дефекти зовнішнього вигляду, такі як плями та потемніння на упакованих виробах, але й більш серйозно можуть потрапити в продукти харчування та становити загрозу здоров'ю споживача.
Кваліфіковані установки тиснення прямим литтям для харчової промисловості повинні мати гігієнічний дизайн, який мінімізує ризик перехресного зараження. Конструкція каналу потоку повинна уникати мертвих кутів, де матеріали легко зберігаються, а також застосовувати спрощену структуру для забезпечення плавного перетікування розплавлених матеріалів без затримки. Структура обладнання повинна бути легко демонтується і чистилася, щоб повністю видалити залишки матеріалів при зміні матеріалів та кольорів, а також уникати перехресного зараження між різними партій. Поверхня деталей, що контактують з матеріалами, повинна бути гладкою та корозійностійкою, не спричиняти приклеювання матеріалів та бути зручною для дійсної чистки і дезінфекції. Для підприємств, які виробляють різні види упаковки для продуктів харчування та частіше змінюють матеріали та відтінки, відмінний гігієнічний дизайн може суттєво скоротити час чистки та марнощі на чистящі матеріали, при цьому забезпечуючи чистоту продукту та безпеку продуктів харчування.
1.3 Стале спрацювання з високою точностю для згладження якісності продукту
Обгортка для продуктів має високі вимоги до однорідності продукту, включаючи точність розмірів, рівномірність товщини стінок, ефективність герметизації та якість зовнішнього вигляду. Ці показники безпосередньо пов'язані з функціонуванням та безпекою упакування. Наприклад, нерівномірна товщина стінок призводить до недостатньої міцності в тонких ділянках, що легко руйнуються та пропускають повітря під час транспортування та використання; неточний розмір горловини пляшки призводить до поганого запечатування з голкою, що викликає окиснення та погіршення якості продуктів; дефекти на поверхні впливають на зовнішній вигляд, а навіть можуть стати прихованими причинами рістів бактерій.
Для забезпечення стабільної якості продукту машина для екструзії і згинання у формі повинна мати високу точність обробки та стабільність роботи. Система екструзії повинна забезпечувати стабільну температуру й тиск розплавленого матеріалу та однорідне пластифікацію речовин; зрізний механізм повинен забезпечувати постійну швидкість викиду й стабільне розподіл товщини стінок в коловій направленості; кріпильна система повинна забезпечувати точну орієнтацію преформ та стабільну силу закріплення; система відводу й різання повинна забезпечувати стабільну швидкість та точну довжину різу. Вироби із високою точністю дозволяють управляти рівнем кваліфікованості продукції на рівні понад 98%, що значно занижує витрати на втрату сировини та перевірку якості. Для понижливих автоматизованих ліній по виробництву заповнення стабільні розміри виготовляються продукції дозволяють уникнути таких проблем, як закупорювання пляшок та неточне розташування отвори для розливу, що забезпечує плавне функціонування усього виробничого циклу.
1.4 Висока енергоефективність і економічність при серійному виробництві
Пакування продуктів харчування як правило є масового виробництва, з порівняно невисокою прибутковістю за одиницю, тому контроль за витратами є ключовим для прибутковості виробничих підприємств. Станок екструзивного вирубного лиття є основним енергоспоживаючим обладнанням у процесі виробництва, а його енергоефективність обєктивно впливає на енергію на одиницю продукту. Традиційні низькопосередністі станки з пристроєм вирубного лиття зазвичай мають такі проблеми, як низька ефективність опалення, великі втрати енергії передачи та нераціональний дизайн системи охолодження, в результаті чого досягається високий рівень споживання енергії на одиницю продукту та зменшується прибуток.
Машини для екструзійного формованого лиття високої якості, як правило, використовують різні енергоефективні конструкції, такі як енергоефективні керамічні нагрівальні кільця з високою тепловою ефективністю, енергозберігаючі сервоприводи, оптимізовані структури шнеків для підвищення ефективності пластифікації, а також системи регулювання частоти охолодження. Ці конструкції дозволяють зменшити енерговитрати при виробництві продукції на 15-30% у порівнянні з звичайним обладнанням. Крім того, обладнання з високою стабільністю має низький показник поломок і довге термін служби, що дозволяє знизити втрати від зупинки виробництва та витрати на технічне обслуговування. Для підприємств з масштабним виробництвом, що працюють 24 години на добу, накопичена економія за рахунок зниження енерговитрат та покращення ефективності щороку дуже значна та здатна ефективно підвищувати конкурентноздатність продукції та рівень прибутку.
2. Key Food-Grade Design Features of Qualified Машини екструзії та виливки
2.1 Норми щодо матеріалів, які контактують з продуктами харчування, для компонентів, що контактують з такими матеріалами
Вибір матеріалів для деталей, які контактують безпосередньо з сировиною та продуктами, є основою для вимірювання того, чи відповідає машина для лиття під тиском вимогам харчового стандарту. Усі контактні частини повинні використовувати матеріали, які відповідають стандартам безпеки контакту з продуктами харчування і не виділяють токсичних та шкідливих речовин під час тривалого виробництва при високій температурі.
Гвинт та циліндр, як основні пластифікаційні частини, зазвичай виготовлені з високоякісного структурного кольорового легированого сталі, наприклад, 38CrMoAl, та піддаються загальному норитуванню. Порядкову міцність досягає від 58 до 62 Роквелла, а норитувальна пластина глибока та однорідна, з високою стійкістю до зносу і корозії. Поверхнева твердість кривої льоту гвинта та внутрішньої стінки циліндра досягає Ra0.8 або вище, вона гладка та щільна, нелегко прив'язується до матеріалу і не випадатиме шкідливі речовини. Для сценаріїв виробництва з більш строгими вимогами до гігієни можна також вибрати електролізний тверді хроматне покриття або прокладку з високоякісної нержавіючої сталі, щоб значно підвищити безпеку і стійкість проти корозії.
Деталі голівок пресформ, що контактують з розплавом, виготовлені з якісного прес-сталі, з полірованими каналами для перетікання та іншим покриттям на основі зображення зеркала, що знижує прилипання матеріалів та полегшує їх чистку. Бункер, трубопровід для завантаження, ємність з прохолодною водою, конвеєр готових виробів та інші деталі, що контактують з сировиною або готовим продуктом, виготовлені з нержавіючої сталі 304 або 316 для харчових продуктів. Ця сталь стійка до ржавіння, корозії, легко чиститься і не виділяє шкідливих речовин, такими як стружки ржавчини. Усі герметизуючі елементи, такі як ущільнювальні кільця та прокладки, використовують матеріали з силікону або фторопласту харчового класу, які стійкі до високих температур і старіння, і не виділяють шкідливих речовин. Даже смазка, що використовується у деталях, що знаходяться поблизу зони виробництва, повинна бути смазкою харчового класу, яка відповідає стандартам безпеки, щоб запобігти нещасному випадковому контакті, що може забруднити продукти.
2.2 Конструкція каналу без мертвих зон для транспортування пластичного матеріалу
Чи правильно спроектовано канал для потоку розплаву, безпосередньо залежить від того, чи відбувається зберігання матеріалу та карбонізація у процесі виробництва, і це один із ключових показників для визначення гігієнічних якостей обладнання. Якщо в каналі для потоку є заховані кути, гострі кути або раптові зміни перерізу, матеріал буде тривалий час залишатися в цих положеннях. Під постійним дією високої температури матеріал поступово зношується та карбонізується, утворюючи чорні плями та частинки. Коли ці карбонізовані речовини відклеюються та змішуються з нормальним продуктом, це може спричинити якісні дефекти продукту та навіть створити загрозу безпеці харчування.
Проток циркуляції машини для виливки харчового класу повинен мати повністю спрощений дизайн без мертвих кутів. Всі керуючі частини повністю переходять на округлі лінії, і немає кутів або гострих кутів, де матеріали можуть накопичуватися. За допомогою оптимізації симуляції комп'ютерної динаміки цих газів (CFD) просторова швидкість та розподіл тиску розплаву в кожній точці каналу циркуляції є рівномірними, що гарантує, що усі матеріали проходять через канал циркуляції з однаковою швидкістю, без локального утримання. Головка інжекційного клапана машини для співзвукового екструдування також повинна забезпечувати рівномірне зближення матеріалів кожного шару, а також уникнення забруднення між прошарками та турбулентності, щоб уникнути перехресного забруднення різних матеріалів та втрати їх якості внаслідок тривалого перебування.
Добре спроектований канал потоку значно розширює час безперервної роботи обладнання, зменшує частоту припинення роботи та чищення, а також гарантує стабільну якість виробів протягом тривалого промислового виробництва, що зменшує ймовірність виникнення проблем якості, таких як чорні плями та пожовтіння. Для виробництва упаковки продуктів, що вимагає тривалого безперервного функціонування, канал потоку без мертвих зон є незамінною технічною особливістю.
2.3 Структура, яка легко очищається для швидкої зміни матеріалів та кольорів
Виробництво упаковки для продуктів часто включає переключення різних матеріалів, різних кольорів та різних продуктів. Зручність очищення безпосередньо впливає на ефективність виробництва та ризик переплавлення. Високоякісні пресові машини для виробництва упаковки для харчових продуктів оптимізовані для простого очищення, що впливає на конструкцію, і скорочують складність та витрати часу при чищенні. Струбцина та подавальна трубопровід мають конструкцію з вилучної з'єднання, яка зручна для загального демонтажу та чищення, а також запобігає накопиченню залишків матеріалів в кривих кутах та точках з'єднання. Система роздробки та переробки країв матеріалу також спроектована з огляду на просте чищення. Чашу роздроблення можна швидко відкрити, що зручно для очищення залишків матеріалів всередині при зміні кольорів та матеріалів та запобігає переплавленню різних матеріалів. Для виробничих підприємств, які випускають багато різновидів продуктів та часто змінюють матеріали, зручна конструкція може значно скоротити час простою переключення виробництва, зменшити споживання чистячих матеріалів та поліпшити загальну ефективність роботи устаткування.
Головка преса обладнана конструкцією швидкого відкривання, яка дозволяє швидко відкрити головку без повного розбирання всіх деталей, що полегшує чистку внутрішніх каналів потоку. На деяких моделях також встановлено апарат для швидкого відкривання головки преса, який дозволяє максимально швидко відкрити та закрити головку преса, що значно підвищує ефективність чищення головки преса. Винт має можливість відвертання, і він обладнаний спеціальним інструментом для витягування винта. При глибокій чистці винт можна легко витягнути з боку подачі, щоб добре почистити залишки матеріалу на поверхні винта та внутрішній стінці барабана.
3.1 Малі автоматичні машини для пресування ємностей для зберігання продуктів (5 мл до 5 літрів)
2.4 Увага до точного контролю температури, щоб уникнути деградації матеріалів.
Температура обробки пластикових матеріалів знаходиться в чітких межах. Занадто низька температура призведе до недостатньої пластифікації і поганої якості продукту; занадто висока температура спричинить термічну деградацію матеріалів, особливо теплочутливих матеріалів, таких як смоли для харчових продуктів і кольорові сировини, які в процесі термічної обробки легше розпадуться і потемніють. Термічна деградація не тільки знизить механічні властивості продукту, але і викличе виникнення малодисперсних шкідливих речовин, які вплинуть на безпеку контакту з харчовими продуктами у тарі.
Машини екструзійного вигнування для харчової промисловості, як правило, оснащені багатоетапними незалежними системами керування температурою PID. Кожна нагріваюча зона оснащена незалежним датчиком температури та нагрівальним елементом, що дозволяє точно регулювати температуру кожного сектору. Точність регулювання температури може досягати ±0,5 °C, що гарантує, що матеріал завжди обробляється в оптимальному температурному режимі. Система керування температурою має швидку швидкість реагування, що дозволяє швидко регулювати, коли температура коливається, уникаючи надмірного підвищення або зниження температури. Нагрівальний елемент має високоефективний керамічний нагрівальний кільце, яке має рівномірне нагрівання, високу теплопередачу і довгий термін служби і не піддається зношенню та пошкодженню.
Система охолодження використовує обов'язкове охолодження повітрям або охолодження водою, яка співвідноситься з системою нагріву для двостороннього регулювання температури. Коли енергія тертя призводить до перевищення встановленої температури, система охолодження швидко запускається для зменшення температури до нормального діапазону, що уникає деградації матеріалів, викликаної тривалим перегрівом. Некоторые высокоскоростные модели также оборудованы устройствами обнаружения температуры переплавки и давления в положении верхней части форм, что позволяет отслеживать состояние расплава в реальном времени. Когда температура или давление превышают безопасный порог, система выдает автоматическое предупреждение и корректировку, что в корне обеспечивает безопасность обработки матеріалів харчового класу.
2.5 Система смазки і ущільнення харчового класу
Системи смазування та герметизації часто залишаються невідомими деталями в обладнанні харчової промисловості, але вони прямує пов'язані з гігієною виробництва. Якщо масло для смазування просочиться у виробничу зону і буде контактувати з сировиною або готовою продукцією, це стане причиною серйозного забруднення харчових продуктів. Тому система смазування та герметизації машин для екструзії харчового призначення повинна відповідати вищим стандартам безпеки.
По-перше, всі точки мащення, які можуть контактувати з продуктами або сировиною, повинні використовувати смазку для харчової промисловості, яка відповідає відповідним стандартам безпеки. Ця смазка є нешкідливою і не токсичною, навіть незначне її потрапляння не вплине на безпеку харчових продуктів. Для передавальних частин, які знаходяться далеко від виробничої зони, можна використовувати промислову мастильну олію, але потрібно запровадити надійну структуру герметизації, яка запобіжить витіканню мастильної олії і розпорошення її в зону виробництва. Гідравлічна система використовує високоякісні елементи герметизації, які мають високу опір вали і довге термін служби, що уникне витікання гідравлічної рідини через старіння ущільнення. Гідравлічна рідина також може бути харчовою гідравлічною рідиною відповідно до вимог, що додатково підвищує безпеку.
Структура герметизації обладнання також оптимізована під вимоги гігієни. Герметизаційні частини, що контактують з матеріалами, мають конструкцію санітарної герметизації, не мають захованих кутів, не утворюється нагромадження матеріалу, легко піддаються чищенню та заміні. Ця повністю автоматизована машина матиме гарну герметизацію, що запобіжить потраплянню зовнішнього пилу, комах та інших забруднюючих речовин в процес виробництва та не вплине на гігієну продукту. Система змащення також може бути обладнана централізованим автоматичним обладнанням змащення, яке регулярно та кількісно додає змазку до кожного місця змащення, що зменшує ручну операцію та уникає недоліків змащення, які виникають внаслідок недбалості людини. Перфектна конструкція змащення та герметизації є важливим гарантом продуманих вимог гігієни при виробництві упаковки для продуктів харчування.
3. Лінії машин для екструзії та лиття під тиском для харчового виробництва компанії Apollo
3.1 Малі автоматичні обладнання для формування та виготовлення контейнерів для продуктів харчування (від 5 мл до 5 л)
Ця невелика автоматична лінія екструзійно-пневматичного формування з харчового сорту використовується в основному для виготовлення маленьких харчових контейнерів, яка підходить для обробки харчових матеріалів, таких як ПЕ, ПП і ПЕТГ. На ній можна виробляти різні вироби, наприклад пляшки для приправачів, банки для варення, пляшки для меду, пляшки для напоїв, фантики для цукерок і маленькі каструлі для розпилюваного масла. Машина використовує систему екструзії з одним шнеком, оптимізовану для харчових матеріалів, з однорідним пластифікацією і стабільною екструзією, яка може добре контролювати термічну деградацію матеріалів при обробці. Стягувальна система має високу точність приламування, а виготовлені продукти не мають стрічки або задирки і мають красивий зовнішній вигляд.
Оборудование оснащене системою керування ПЛК і сенсорним інтерфейсом люд-машина, який може зберігати кілька наборів формул виробництва. При переключенні продуктів ви можете викликати їх за допомогою однієї кнопки, що спрощує роботу. Також воно оснащене онлайн-пристроєм ліквідації та рециклізації, який може негайно руйнувати та рециклювати плямну фазу, яку утворюють в процесі виробництва, і таким чином зменшити втрати сировини. Вся машина має повністю закритий дизайн, який має хороші показники захисту і не допускає потрапляння зовнішніх забруднюючих речовин в зону виробництва. Для малих промислових підприємств з переробки продуктів харчування, стартапу та виробників з багатьма параметрами продуктів ця модель має переваги у вигляді мінімальної площі, невеликих витрат капіталу та адаптивного виробництва.
Аналіз ціни та витратРізниця вартості FOB Шанхаї в даній серії малопотужних машин для екструзивного оброблення з вибиванням становить від 18 000 до 35 000 доларів США згідно зі складом. Базовий склад – односторонній і напівавтоматичний розбиральник, що підходить для невеликих обробних заводів та стартових компаній. Вирізняє високопродуктивна комплектація з двома робочими позиціями, повністю автоматичним виробництвом, обладнана контролером товщини стінки, автоматичним роздавачем та охолоджувачем, що відповідає масове виробництво середнього розміру .
Взявши за приклад виробництво пляшок для приправ з ПЕТ ємкістю 500 мл, встановлена потужність обладнання становить близько 25 кВт, а фактична експлуатаційна потужність — близько 18 кВт. Розраховуючи на основі 300 днів роботи в році, 16 годин на день та ціни промислового електроенергії у розмірі 0,1 долара за кВт-год, щорічні витрати на енергію становлять близько 8640 доларів США. Що стосується працівників, для одного виробничого лінії потрібен тільки один оператор, а щорічні витрати на робочу силу становлять близько 12 000 доларів США на основі середнього рівня заробітної плати в країнах, що розвиваються. Щорічні витрати на технічне обслуговування, включаючи заміну зношених елементів, становлять близько 1500 доларів США.
З точки зору потужності виробництва, двоповерховий режим дозволяє випускати близько 1 200 пляшок за годину, а щорічний рівень виробництва — близько 5,76 мільйонів пляшок. Розрахуючи маржу чистого прибутку 0,03 долара США за пляшку, щорічна валова маржа становить близько 172 800 доларів США. Після вирахування операційних витрат, окрім витрат на сировину, щорічний чистий прибуток становить близько 150 660 доларів США, а період окупності статичного інвестування — близько 2—3 місяці. Хоча враховуються такі фактори, як витрати на сировину та управлінські витрати, період окупності інвестицій, як правило, не перевищує 8 місяців, що має високу інвестиційну вартість.
3.2 Машина для виливного лиття харчових упаковок середньої потужності (від 5 л до 30 л).
Машина для дворазового виливу екструзії з харчовим покриттям середніх розмірів є найпоширенішим модеlem у галузі упаковки продуктів харчування, переважно випускає середні та великі контейнери для продуктів харчування від 5 л до 30 л, такі як посудині з їстівною олією об'ємом 5 л, скляні банки з водою об'ємом 10 л, бочки з їстівною олією об'ємом 20 л, бочки з суспензіями і так далі. Окрім того, обладнання використовує ефективну одношнекову систему екструзії з оптимізованим співвідношенням довжини до діаметра, високими здібностями пластифікації і великим об'ємом екструзії, що відповідає потребі довгострокової безперервної масового виробництва. Система кріплення використовує горизонтальну конструкцію дворазового стаціонару, а дві позиції пресувань працюють чергуванням, що майже удвічі підвищує ефективність виробництва порівняно з моделями, що мають одне стаціонарне положення.
Цей модель обладнаний розвиненою системою контролю товщини стінок, яка може в режимі реального часу регулювати зазор куму, відповідно до положення парасина, точним чином контролювати розподіл товщини стінок різних частин продукту, максимально економити витрати сировини при дотриманні механічної міцності продукту та знижувати вартість одиниці продукту. Вся машина керується промисловим PLC з функцією самодіагностики помилок, яка може відображати стан роботи та інформацію про помилки у режимі реального часу, що полегшує обслуговування та ремонт. Її можна оснастити автоматичними установками подачі, сушіння, нормування та змішування, щоб здійснювати повністю автоматичне виробництво, зменшувати ручне втручання та підвищувати стабільність виробництва і рівень гігієни.
Аналіз ціни та витрат: Ціна FOB Шанхай у цьому серії середніх екструзійних машин для виливки харчового призначення варіюється від 40 000 до 75 000 доларів США, залежно від розміру моделі та ступеня конфігурації. Як приклад, беручи за основу стандартну конфігурацію для виробництва пляшок з їстовим маслом об’ємом 5 л, ціна обладнання становить приблизно 55 000 доларів США, включаючи головний двигун, гідравлічну систему, регулятор товщини стінки, автоматичний безперервний вилив та охолоджувач.
Залежно від витрат на експлуатацію, встановлена потужність обладнання становить близько 65 кВт, а фактична експлуатаційна потужність – близько 45 кВт. Воно працює 6000 годин на рік (дві зміни), а річні витрати на електроенергію становлять близько 27 000 доларів США. Що стосується праці, кожна лінія виробництва оснащена 2 операторами на зміну, а загалом – 4 людини на дві зміни. Річні витрати на робочу силу становлять близько 48 000 доларів США. Річні витрати на технічне обслуговування становлять близько 4000 доларів США, включаючи заміну зношених деталей та регулярний технічний обслуговування.
Залежно від виробничих можливостей, модель з двома станціями може виробляти приблизно 300 пляшок із маслом об'ємом 5 л за годину, а щорічний обсяг виробництва становить приблизно 1,8 мільйона. Якщо врахувати прибуток у 0,12 долара США за кожну пляшку, то щорічний чистий прибуток становить приблизно 216 000 доларів США. Після вирахування витрат на експлуатацію, крім витрат на сировину, щорічний чистий прибуток становить приблизно 137 000 доларів США, а статичний період окупності інвестицій становить приблизно 4,8 місяця. Якщо виробляти продукти з високою додатковою вартістю, такі як емальовані балони для харчових продуктів і балони для концентрованої соусу, то віддача від інвестицій стане швидшою. Для середніх підприємств з пакування продуктів ця модель є оптимальним варіантом, який балансує виробничими можливостями, витратами і якістю продукції.
Машина для термоформування з багатошаровим співекструзією високобар'єрного продукту харчування серії
Машина для виливання харчової продукції з багатошаровим високобаристим екструзією використовується для виробництва контейнерів для упаковки харчових продуктів з вимогами до терміну зберігання та бар'єрну проникність. За допомогою багатошарового конструктивного рішення (звичайно 3-7 шарів) високобаристий матеріал, наприклад EVOH і PA, компактно поєднують з загальновикористовуваними смолами, такими як PE і PP, тому контейнер характеризується відмінною кисневою, водяною та відхиднувальними властивостями, що значно підвищують термін експлуатації харчових продуктів. Його широко використовують у соусах, м'ясних продуктах, молочних продуктах, кормах для тварин, концентрованих соках та інших продуктах, які легко окислюються та псуються.
3
Аналіз ціни та витратЦіна машин багатошарового сумісного екструдування для харчової продукції різко відрізняється в залежності від числа шарів, потужності та конфігурації. Ціна FOB Шанхай на тришарові моделі екструдування коливається від 80 000 до 120 000 доларів США, а ціна машин високої конфігурації, що мають п'ять шарів або більше, сягає від 120 000 до 180 000 доларів США. Взявши в якості прикладу лінію виробництва 500-ml пляшки з соусу, що виготовлена методом багатошарового екструдування (PE/шар клейової речовини/EVOH), стандартна вартість конфігурації становить близько 95 000 доларів США.
У залежності від операційних витрат, загальна встановлена потужність обладнання становить близько 90 кВт, а фактична експлуатаційна потужність – близько 65 кВт. Воно працює 6 000 годин на рік, і щорічні витрати на електроенергію становлять близько 39 000 доларів США. Що стосується праці, то для кожної лінії виробництва потрібно 2 оператора, а загалом – 4 люди на двох змінах, з щорічними витратами на працю 48 000 доларів США. Аварійно-технічні витрати щороку складають близько 6 500 доларів США, що трохи вище, ніж у одношарового обладнання через складний конструктивний алгоритм.
Що стосується прибутковості, виробнича потужність становить близько 900 пляшок соусу на годину, а річна продукційність – близько 5,4 млн. Високобар'єрна упаковка має значно більшу добагувальну вартість, ніж звичайна одношарова упаковка. Чистий прибуток за пляшку становить близько 0,08 долара США, а річна чиста прибуток – близько 432 000 доларів США. Після відрахування витрат, крім витрат на сировину, щорічна чиста прибуток становить близько 338 500 доларів США, а період окупації статичних інвестицій – близько 3,4 місяця. Саме враховуючи вищу вартість високобар'єрної сировини, період окупності інвестицій, як правило, не перевищує 10 місяців. Для підприємств, які хочуть проникнути на ринок високотехнологічної харчової упаковки, машина для коекструзії з подальшим об'ємним литтям є основним обладнанням для підвищення додаткової вартості продукції і конкурентоспроможності на ринку.
4. Комплексний аналіз собівартості та ефективності інвестицій у технологію гвинтового лиття харчового класу
4.1 Розподіл витрат на початкові інвестиції
Повна лінія виробництва екструзійного зливного лиття складається з багатьох частин, а початкові інвестиції включають, в основному, наступні аспекти. Перший - це вартість основного обладнання, що включає екструзійну систему, систему установки, головку пресу, систему керування. Ця частина займає 60-70% від загальної суми інвестицій і є основною частиною інвестицій. Другий аспект - це вартість прес-форми. Розмір і форма різних виробів відповідають різним прес-формам. Вартість кожної набори прес-форм становить від декількох тисяч до десятків тисяч доларів. Фірми, як правило, повинні обладнати декілька наборів прес-форм для виготовлення товарів різних типів. Ця частина витрат необхідно розраховувати залежно від фактичного плану виробництва.
Третій фактор – це вартість допоміжного обладнання, включаючи сушильні для сировини, автоматичні подавачі, охолоджувачі, дробарки, компресори повітря, конвеєри готової продукції тощо. Це необхідне підтримувальне обладнання, що забезпечує нормальну роботу виробничої лінії, і зазвичай становить від 15 до 25% загальних інвестицій. Четвертий – це витрати на монтаж, налаштування та підготовку персоналу. Професійні виробники організовують наявність інженерів для проведення монтажу обладнання, налаштування та навчання з його експлуатації на місці замовника, щоб забезпечити нормальне введення в експлуатацію. Ця частина витрат, як правило, входить в кошторис обладнання. П'ятий – це вартість первинних запасних частин. Рекомендується з резерву напряму виділяти набір часто використовуваних зношених деталей, таких як нагрівальні кабелі, ущільнюючі кільця, ножі для різання, датчики тощо, для ежеденної технічної підтримки і заміни, при цьому зменшуються часи простою в очікуванні на заміну або обслуговування. Ця частина становить близько 2-3% загально суми інвестицій.
4.2 Структура річних експлуатаційних витрат
Річні операційні витрати на лінії виробництва формування їжі збиральним способом включають в основному такі аспекти. По-перше, це вартість原料. Це найвищий показник, що складає 70-85% загальних операційних витрат. Точна доля залежить від типу продукту та коливань цін на заготовки. Вироби з класів їжі дорожчі, ніж звичайні промислові, тому покращення коефіцієнта відповідності продукту та зменшення втрат заготовок є ключовими в контролі витрат.
Це послідовне обладнання оснащене багатьма незалежними екструзорами, які відповідно екструдують матеріали різних шарів. За допомогою спеціальної зубоїжерельної головки крім шаровий набір розплавленого матеріалу в точності компаундовано в єдиний багатошаровий паразон, який потім термоформується. Кожен екструдер обладнаний автономною системою високоточного керування температурою та дозування, яка може точно контролювати співвідношення товщини кожного шару матеріалу та забезпечувати стабільність показників бариєрності. Воно може бути оснащене системою онлайн-контролю товщини стінок і системою контролю товщини шарів для здійснення контролю якості продукції в режимі реального часу та забезпечення того, щоб кожний продукт відповідав вимогам показників бариєрності. Для застосування у сфері продуктів харчування всі контактні частини відповідають стандартам безпеки контакту з харчовими продуктами, а канал перетікання проектує таким чином, щоб уникнути перехресної забруднення різними матеріалами.
4.3 Розрахунок прогнозу прибутку та періоду окупності інвестицій
Другий — це витрати на електроенергію. Системи нагріву, приводу, охолодження, пневматичні та інші системи екструзійної машини для формовки у вилив також споживають електричну енергію. Витрати на електроенергію являються другим найбільшим витратним витратом операцій, що в середньому складають від 5% до 10% від загальних операційних витрат. Вибір енергозберігаючого обладнання може суттєво зменшити витрати на електроенергію. Третій — це витрати на робочу силу. Чим вищий ступінь автоматизації, тим менше потрібно операторів, а відтак менша частка витрат на оплату праці. Четвертий — витрати на обслуговування обладнання, включаючи щоденне технічне обслуговування, заміну зношенних деталей та витрати на технічне переоснащення. Для нормально обслуговуваного обладнання щорічні витрати на технічне обслуговування становлять приблизно від 3% до 5% від загальної інвестиції в обладнання. П'ятий — інші витрати, такі як оренда приміщення, комунальні послуги та адміністративні витрати, що становлять приблизно 5% загальних операційних витрат.
За витратами, витрати на сировину кожного казана з рослинного масла становлять близько 0,3 долара США, а загальні щорічні витрати на сировину складають 540 000 доларів США; витрати на електроенергію – 27 000 доларів США; витрати на робочу силу – 48 000 доларів США; витрати на технічне обслуговування – 4 000 доларів США; щорічні витрати на оренду підприємства та інші витрати – 15 000 доларів США; загальні щорічні витрати – 634 000 доларів США. Щорічний чистий прибуток становить дохід від продажів за мінусом загальних витрат і дорівнює 176 000 доларів США. Статичний період окупності інвестицій = початкові інвестиції / щорічний чистий прибуток = 55 000 / 176 000 ≈ 0,31 року (близько 3,7 місяця).
Слід зазначити, що це розрахунок за умовами ідеальних умов. У реальній експлуатації на нього впливають фактори, такі як обсяг замовлень, змінення цін на сировину та ефективність управління. Зазвичай період окупності інвестицій становить від 4 до 8 місяців, що значно перевищує середній рівень віддачі в загальній промисловості. Якщо підприємства виробляють спеціальну упаковку для продуктів харчування з високою доданою вартістю, прибутковість інвестицій буде швидшою. Таким чином, інвестування в обладнання для екструзійного формування методом обстрілювання харчового стандарту має характеристики високого прибутку, швидкого ефекту та відносно невеликого ризику.
4.4 Сховисті затрати на обладнання з низькими витратами, не відповідає стандартам:
Множинство стартових компаній обирають недорогу устаткування для формування за допомогою видукування нижчої якості, аби заощадити первинні інвестиції, але насправді таке устаткування приносить чимало прихованих витрат, і в довгостроковій перспективі є ще менш економічною. По-перше, це ризик відповідності затратам. Устаткування нижчої якості використовує матеріали, які не відповідають вимогам зв´язку з харчовими продуктами, а вироблені продукти не можуть пройти сертифікацію безпечності харчових продуктів, не можуть потрапити до офіційних супермаркетів та флагманських ринків і, можливо, викличуть законодавчі санкції та заклики до повернення продукції, що принесе великі економічні збитки та шкоду ділової репутації підприємств.
По-друге, висока ціна апаратури з високим рівнем дефектів. Низькоякісна апаратура має погану точність контролю температури, нераціональну конструкцію, а рівень якості продукту зазвичай становить лише 85–92%, що на 6–10 відсотків нижче, ніж у апаратури високої якості. Щорічно витрати на витрачені матеріали вище в 2–3 раза. По-третє, висока вартість і короткий строк експлуатації. Низькоякісна апаратура використовує дешеві деталі, що призводить до високого рівня відмов і, як правило, вимагає заміни або ремонту, що приводить до втрати виробничого потенціалу. Крім того, термін служби такого обладнання короткий – зазвичай 3–5 років, в той час як апаратура високої якості може експлуатуватися 10–15 років, а витрати на її тривалу експлуатацію нижчі.
Четверто, втрата премії за продукт. Некомпетентне обладнання може випускати лише низькоякісні і недорогі продукти, які забезпечують незначні прибутки, в той час як обладнання, що відповідає стандартам харчової промисловності, може виготовляти високоякісні продукти з вищою ціною продажу і більшими прибутками. В цілому, вибір високоякісних машини екструзійного роздування з продуктовими параметрами, які відповідають стандартам, хоча первоначальні витрати трохи вище, надалі може приносити більше прибутку та стабільніший розвиток для підприємств.
5. Посібник із вибору машин для екструзії і виливного лиття харчового призначення
До початку придбання обладнання бізнес-об'єкти повинні спочатку уточнити свої потреби в виробництві та позиціонування продукції, що є необхідною умовою для вибору відповідного обладнання. По-перше, визначити тип продукції, діапазон розмірів та тип сировини. Наприклад, чи потрібно виробляти дрібні флакони для приправ або великі бочки з їстовим маслом, чи використовувати поліетилен високої щільності, поліпропилен або багатошарові композитні матеріали, – ці фактори безпосередньо впливають на тип і конфігурацію обладнання. По-друге, оцінити необхідну виробничу потужність відповідно до обсягу наявних замовлень і плану розвитку на найближчі 3-5 років. Потрібно уникати недостатньої потужності, щоб задовольнити замовлення, а також перегріву обладнання через переоцінку попиту, що призведе до втрати інвестицій.
По-третє, визначити ту позицію продукції на ринку. Якщо вона призначена для великої низькопрохідної ринки, вимоги до конфігурації обладнання та точності можна зменшити відповідним чином, щоб контролювати витрати; якщо вона призначена для купівельників з середнього та верхнього сегментів ринку і необхідно пройти сертифікацію безпечності харчових продуктів, наприклад, FDA або ЄС, потрібно вибрати професійне харчове обладнання з повною відповідністю кваліфікації. По-четверте, розглянути різноманітність продукції. Якщо необхідно виробляти продукти з різною специфікацією та кольором, потрібно вибрати обладнання з зручною зміною форм, легкою чисткою та високим ступенем автоматизації, щоб поліпшити гнучкість виробництва. Уточнення попиту заздалегідь дозволить уникнути сліпого покупки та забезпечить, що вибране обладнання найкраще відповідає виробництву та функціонуванню підприємства.
Як приклад брати середній розміродній виробничий підприєм тепловиробів харчування, який придбав комплект середньорозмірної лінії для виробництва виробів із термоформування на 55 000 доларів, щоб виробляти посудину для рослинних олив, що є витратами на інвестиції. Що стосується виробничої потужності, обладнання має діючий щорічний період експлуатації в 6000 годин, вихід потужності становить 300 одиниць в годину, а загальна щорічна продуктивність становить 1,8 млн одиниць. Що стосується доходу, кожна посудина для рослинного масла має вартість за поставку на виготовлення в розмірі 0,45 долара США, а щорічні доходи від продажних операцій становитимуть 810 000 доларів США.
