Alimentos JTM populares. JJ's Bakery Pies necesita una actualización robótica del embalaje a través de Sacmi

Ante la creciente demanda de sus deliciosos pasteles de bocadillos, JTM Foods, LLC introdujo una nueva línea donde el empaque secundario es rápido y versátil pero ocupa un espacio muy pequeño.

JTM Foods, LLC de Erie, Pensilvania, elabora pasteles y delicias crujientes durante los últimos 30 años. Sus pasteles de bocadillos se están volviendo especialmente populares, no solo bajo su propia marca JJ's Bakery, sino también bajo varias marcas y minoristas poderosos para quienes JTM cofabrica. Por lo tanto, no es de extrañar que, ante la creciente demanda, últimamente se hayan agregado capacidades de embalaje nuevas y mejoradas.

La incorporación más notable es la Línea F, con capacidad de fabricación para producir pasteles individuales en cajas plegables. Cuando Joe Amboyer, vicepresidente senior de operaciones, y su equipo comenzaron a evaluar los sistemas que poblarían la Línea F, cinco cosas encabezaban la lista: seguridad, alta calidad constante, velocidad, versatilidad y facilidad de cambio. Los cinco se exponen íntegramente en el equipo de envasado secundario seleccionado: una célula de envasado robótica trifuncional de Sacmi. El sistema de carga superior produce cuatro formatos de bandejas corrugadas claramente diferentes a partir de espacios en blanco corrugados de pared simple hechos de corrugado de flauta C de 32 ECT: aquí se muestra la herramienta del extremo del brazo que cierra y comprime una tapa corrugada sobre el corrugado de 48 hilos. bandeja de pasteles en cajas.

• Bandeja abierta de 8 unidades

• Bandeja abierta de 12 unidades

• Bandeja de 12 unidades que incorpora lo que JTM llama una tapa "peinada"

• Bandeja de 48 unidades con tapa corrugada separada que se aplica con pegamento en la parte superior

Al funcionar a lo que JTM llama “altas velocidades”, el sistema Sacmi se conoce como “trifuncional” porque 1) levanta bandejas corrugadas a partir de espacios en blanco en una estación, 2) carga cajas de cartón en bandejas en una segunda estación y 3) cierra las bandejas en una tercera estación para dos de los formatos. Cuando se le preguntó por qué son necesarios tantos formatos de embalaje secundario, Amboyer dice que tiene mucho que ver con la cantidad de clientes a los que atiende JTM. "Existen diferentes requisitos para las diferentes marcas y tiendas que intentan servir a los consumidores y compradores de la mejor manera posible", dice Amboyer. “Intentamos ofrecer a nuestros clientes la solución que mejor se adapta a sus necesidades. La flexibilidad y la capacidad de cambio rápido del sistema Sacmi marcan la diferencia en el mundo. Las herramientas de cambio de formato se guardan cerca y podemos cambiar de un formato a otro en unos 30 minutos. Igualmente importante, la máquina tiene un tamaño muy compacto”. Aquí vemos el mismo robot que el primero, ahora equipado con herramientas diferentes que ejecutan el plegado y el cierre para el formato combover.

Esa huella, según Sebastian Clemens de Sacmi, es de 4,2 x 3,6 m (13,77 x 11,81 pies). “Teniendo en cuenta la variedad de formatos, las velocidades a las que funciona la máquina y el tiempo necesario para cambiar, se trata de una huella muy pequeña”, señala Clemens. “Y la máquina es muy fácil de usar. Gran parte se basa en recetas, y las piezas que se cambian mecánicamente suelen ser una sola pieza, en lugar de un ensamblaje complicado y que requiere mucho tiempo”.

Tanto Amboyer como Clemens señalan que este está lejos de ser el primer sistema de envasado secundario de Sacmi en la planta de Erie, y que algunas de las máquinas anteriores también eran trifuncionales. Pero esta iteración más reciente es la primera capaz de realizar el "formato de combinación". También cuenta con lo último en tecnología en robótica y controles. "Los robots de dos ejes, por ejemplo, están montados sobre bastidores en lugar de estar montados en el suelo", dice Clemens. "Esto significa menos alcance, menos movimiento, menos espacio consumido y menos energía requerida". En cuanto a los controles y servomotores involucrados, son los últimos y mejores de Rockwell, incluido el PLC ControlLogix, que es el cerebro principal detrás de la máquina.

Operando ahora desde junio de 2021, la Línea F fue instalada y puesta en servicio en medio de las condiciones de Covid-19. "Sí, eso lo hizo aún más desafiante", señala Amboyer. "Pero con una buena planificación y la ayuda de muy buenos técnicos de servicio, pudimos lograrlo".

Otras piezas clave del equipo de embalaje en la nueva línea incluyen una máquina estuchadora de carga lateral de alta velocidad de Bartelt, una empresa de Promach, además de una cantidad significativa de capacidades de transporte y acumulación de Garvey Conveyors. Pero todo comienza con el transportador de enfriamiento en espiral suministrado por IJ White, que descarga pasteles recién fritos y enfriados en un transportador de cadena de mesa Garvey. El sistema Garvey ofrece mucha flexibilidad en la descarga del enfriador en espiral. Esto es importante porque JTM también produce pasteles de 2 onzas que salen del mismo enfriador en espiral IJ White, pero no deben desviarse a la estuchadora Bartelt sino a una línea separada donde se realiza el envoltorio de flujo. Amboyer señala: "A Garvey se le ocurrió una solución realmente buena en términos de un sistema de entrega de productos". Estos cuatro formatos corrugados se manejan en la celda robótica trifuncional: bandeja abierta de 8 unidades (A), bandeja abierta de 12 unidades bandeja (B), bandeja de peinado de 12 unidades (C) y bandeja de 48 unidades con tapa (D).

Volviendo a las tartas de 4 onzas, se mueven en una sola fila por el transportador de cadena de mesa Garvey en su camino hacia la estuchadora Bartelt. Pero si la estuchadora falla por cualquier motivo, los sensores lo detectan y se envía una señal a una puerta aguas arriba que desvía automáticamente las tartas hacia una mesa de acumulación 3-D Garvey Infinity Series. Este circuito de alta capacidad proporciona suficiente tiempo para que las tartas circulen sin contrapresión ni daños hasta que la estuchadora esté nuevamente lista para recibir las tartas, momento en el cual las tartas vuelven a pasar al transportador de un solo carril que conduce a la estuchadora. Tener este tiempo de acumulación disponible significa que la freidora y los sistemas de enfriamiento en espiral pueden seguir funcionando sin interrupciones.

Cuando las tartas de una sola fila llegan a la estuchadora Bartelt CMC, su sistema de alimentación por correa inteligente utiliza sensores SICK para leer el espacio entre las tartas y enviar esos datos al controlador Rockwell de la máquina. Luego, el controlador indica a los servomotores que impulsan las tres cintas de alimentación que modifiquen su velocidad para lograr un espacio óptimo entre las tartas. Si por alguna razón las tartas no están espaciadas adecuadamente, otro sensor SICK lo detecta y, con la ayuda del controlador, esas tartas se desprenden. Una vez espaciadas adecuadamente, las tartas se entregan en bandejas transportadoras montadas en cadena que recirculan constantemente. Cada bandeja se gira mecánicamente 90 grados para que los pasteles avancen hacia adelante con el borde ancho. En esta orientación, cada pastel es empujado suavemente por un insertador de producto de leva cilíndrica servoaccionado hacia una caja de cartón que ha sido extraída de un cargador mediante un alimentador giratorio y levantada. Los plegadores giratorios horizontales servoaccionados cierran las aletas menores y las aletas mayores se cierran mediante un riel fijo. El adhesivo se aplica mediante un sistema suministrado por Nordson.

Debido al diseño limpio de marco abierto de la máquina, la visibilidad del producto es evidente y este diseño también simplifica la higiene. Además, la estuchadora está diseñada ergonómicamente para brindar facilidad de operación y seguridad en el piso de producción. En cuanto a las cajas en sí, son SBS de 12 puntos con revestimiento de polietileno impreso en offset en varios colores.

Montado a poca distancia después de la estuchadora hay un codificador láser Videojet que coloca la fecha de caducidad o la fecha Julien en cada caja. Lo siguiente es una combinación de báscula de control y detector de metales de Mettler-Toledo, después de lo cual las tartas en cajas se mueven hacia el embalaje secundario.

Aquí es donde entra en juego el sistema Sacmi. Con cada uno de los cuatro formatos de bandeja corrugada, la secuencia de acciones es ligeramente diferente, pero para la bandeja abierta de 8 unidades es así. La máquina tiene integrada una formadora de bandejas de cartón ondulado alimentada por cargador. La extracción de piezas planas del cargador se realiza mediante servomotores, que ofrecen un control preciso sobre la aceleración y desaceleración. Un brazo robótico de dos ejes utiliza ventosas para tomar una bandeja corrugada en bruto y colocarla en una herramienta hembra para que una herramienta de formación macho desde la parte superior pueda perforarla en la herramienta hembra. Una unidad termofusible de Nordson aplica adhesivo. Un sistema transportador de lanzadera transporta las bandejas formadas desde la zona de formación hasta la estación de carga. Los carros están equipados con soportes de vacío para garantizar la correcta posición de referencia de las bandejas de cartón corrugado. El sistema de entrega del producto que lleva las tartas desde el enfriador en espiral al embalaje garantiza un daño mínimo al producto.

Se cargan cuatro bandejas de cartón corrugado a la vez y cada bandeja contiene dos capas de cuatro cajas. Justo aguas arriba de la estación de carga, las cajas se clasifican individualmente en una alzadora de bolsillo que corre en ángulo recto con respecto al transportador de alimentación de una sola fila. La alimentación de cajas incluye control óptico mediante sensores SICK para medir la longitud y el espacio entre productos, optimizando así la velocidad de la correa dentada que transporta las cajas hacia la alzadora.

Utilizando la recogida por vacío, un robot recoge el producto del clasificador de bolsillo, 16 cajas a la vez y las lleva a la estación de carga, donde le esperan cuatro bandejas corrugadas recién formadas a partir de espacios en blanco planos. Aquí se cargan cuatro cajas de cartón en cada bandeja de cartón ondulado. Después de repetir el mismo ciclo por segunda vez, cada bandeja tiene ocho cajas, por lo que las cuatro bandejas están indexadas hacia adelante y fuera de la máquina. Justo antes de salir, pasan por dos unidades de inyección de tinta Videojet en lados opuestos que imprimen información de código de lote y fecha. Luego se pasa al paletizado manual.

La producción de la bandeja abierta de 12 unidades es similar en el sentido de que las bandejas llenas simplemente pasan a través del tercer robot del sistema trifuncional. Sin embargo, este tercer robot entra en acción tanto para el formato de peine de 12 unidades como para el formato de bandeja más tapa de 48 unidades. En el formato combinado, donde la tapa está unida a la bandeja corrugada, las estaciones de carga y formación de bandejas son esencialmente las mismas que vimos para las bandejas abiertas. Pero cuando la bandeja de peinado cargada llega a la tercera estación robótica, una unidad Nordson aplica fusión en caliente a las tres aletas y el útil del efector final simplemente presiona las aletas para cerrarlas y aplica la compresión necesaria para finalizar la tarea.

Antes de pasar al formato final de bandeja corrugada, un comentario sobre el término “peinado”, que, por cierto, no encontrará en la Enciclopedia Wiley de Tecnología de Embalaje. Proviene de la descripción de un peinado usado por hombres calvos en el que el cabello se deja crecer y se peina sobre el área calva para minimizar la apariencia de calvicie. Amboyer dice: "La máquina literalmente peina la solapa superior".

Ahora veamos la bandeja de 48 unidades que recibe una tapa corrugada separada. Se cargan dos bandejas a la vez mediante el mismo sistema robótico utilizado para los otros formatos, pero con herramientas de extremo de brazo exclusivas del formato de 48 unidades. Cada bandeja tiene cuatro capas de 12 cajas cada una. Cuando una caja llena llega a la tercera estación robótica, no se encuentra con las herramientas del extremo del brazo utilizadas para el formato de peine, sino con las herramientas diseñadas para la tapa separada. También se ejecuta mediante esta herramienta la extracción de un alimentador de cargador de una pieza plana corrugada que se convierte en la tapa. Se recoge a partir de una alimentación de almacén integrada, un proceso que una vez más es impulsado por servomotores. A medida que la herramienta lleva la pieza en bruto hacia una bandeja llena, pasa sobre las boquillas de pegamento de Nordson que aplican adhesivo a las cuatro solapas. Luego, las herramientas descienden sobre la bandeja llena y las cuatro aletas se presionan contra la bandeja durante un tiempo suficiente para unir firmemente la tapa corrugada a la bandeja corrugada. Las unidades terminadas salen de la estación de aplicación de tapas y pasan a una estación donde se paletizan manualmente.

Vale la pena señalar que justo en el momento en que la Línea F estaba entrando en producción comercial en la planta de 80,000 pies cuadrados de Erie, JTM Foods estaba ultimando los planes de expansión para una nueva instalación de 190,000 pies cuadrados en Wichita, Kansas. Cuando llegue el momento de equipar la nueva planta con sistemas de embalaje, se recurrirá de nuevo a muchos de los proveedores de maquinaria de embalaje mencionados anteriormente. VP