Сегодня почти невозможно встретить в магазинах тяжелые деревянные или решетчатые металлические ящики с бутылками. Уходит в прошлое и традиционная транспортная тара — рогожные мешки — для доставки новых бутылок со стекольных заводов. Однако все чаще встречается блочная картонная и полимерная упаковка для большого количества продукции.

Такая блочная упаковка может выполняться различными средствами: 1) в пластмассовые ящики с ячейками для бутылок; 2) в картонные ящики с вкладышами, образующими гнезда для бутылок; 3) соединение блоков бутылок усадочной пленкой; 4) пакетирование бутылок на стандартных плоских поддонах.

В настоящее время все большую популярность у производителей продукции в стеклянных бутылках завоевывает групповая упаковка в термоусадочную пленку.

Главным преимуществом такой групповой упаковки по сравнению с другими видами транспортной тары является сокращение на 40–70 % расхода упаковочных материалов. К другим достоинствам термоусадочной упаковки относятся простота технологии ее изготовления и применяемого оборудования, исключительно низкий коэффициент тары и малый объем упаковки, возможность изготовления транспортной тары непосредственно в процессе производства продукции, хороший обзор содержимого упаковки и использование ее в качестве экспозиции реализуемой продукции.

Для групповой термоусадочной упаковки бутылок применяются усадочные пленки из ПЭНП толщиной 60–200 мкм, шириной 520–530 мм. По данным завода «Термопак» наиболее приемлемой для упаковки стеклянных 0,5-литровых бутылок с пивом на картонных лотках является пленка толщиной 85 мкм. Для упаковки на картонной подложке или без нее лучше подходит пленка толщиной 120 мкм. Стоимость такой пленки — 30–35 руб. за 1 кг. Рулона пленки весом 30 кг толщиной 85 мкм хватает на 450–500 упаковок 20-ти стеклянных бутылок емкостью 0,5 л.

Нетрудно подсчитать, что такая упаковка будет стоить, с учетом зарплаты оператора и стоимости электроэнергии, менее 4 руб.

Себестоимость групповой термоусадочной упаковки может быть снижена за счет использования новых полиолефиновых пленок «Клайсар» фирмы «Дюпон» и «Криовак» корпорации Sealed Air. Данные пленки при значительно меньшей толщине в 13–25 мкм отличаются сбалансированной усадкой как в продольном, так и в поперечном направлениях при высоких напряжениях усадки от 1,2 до 3,2 МПа и достаточно большой прочностью — сопротивлением разрыву до 400 МПа.

Для групповой термоусадочной упаковки вручную или автоматически на специальной картонной подложке или без нее формируется блок из 8–20 бутылок, который обертывается пленкой и после ее термической усадки образуется плотная блочная упаковка.

Процесс групповой термоусадочной упаковки состоит из следующих последовательно выполняемых операций:

1) сформированный блок помещается внутри свариваемого из рулонной пленки рукава или обертывается пленкой; 2) поступление обернутого пленкой блока в термокамеру для термической усадки пленки за счет теплового удара горячим воздухом в течение 8–20 секунд без нагревания бутылок. В результате усадки пленка плотно обволакивает упаковываемое изделие; 3) охлаждение упаковки в камере до комнатной температуры для предотвращения слипания пленки и восстановления ее несущей способности.

Для выполнения данных операций применяются термоусадочные аппараты полуавтоматические и автоматические. Достаточно простыми конструктивно и удобными в работе являются полуавтоматические аппараты с двумя рулонами пленки для упаковки изделий внутри рукава (рисунок 1). Один рулон пленки расположен над столом для формирования упаковки, второй под ним. Концы рулонов сначала сваривают встык, а затем в полученное вертикальное полотно продвигается упаковываемый блок бутылок. Сварочные губки сдвигают и сжимают верхнюю и нижнюю ветви пленки, сваривают и отрезают заднюю кромку рукава. При этом концы рулонов оказываются соединенными и подготовленными для обертывания следующего блока. Боковые стороны сформированного рукава не герметизируются, но при необходимости аппарат оборудуется устройством для сварки и боковых сторон упаковки.

Несомненным достоинством термоусадочных аппаратов этого типа является их универсальность, так как без какой-либо переналадки они допускают переход на другие форматы блоков и размеры изделий. Аппараты широко представлены как отечественными, так и зарубежными машиностроителями. В России данные аппараты серийно выпускают предприятия: «Стеклопак» (Орел), «Термопак» (Москва), «Таурас Феникс» (Санкт-Петербург), «УпМаш» (Воронеж) и другие.

Отечественные термоусадочные аппараты значительно дешевле аналогичных импортных, но по качеству и надежности им не уступают. Российские термоусадочные аппараты пользуются популярностью у многих зарубежных потребителей. Так, завод «Термопак» поставляет свои аппараты в Японию, Сирию, ОАЭ и пр.Полуавтоматы легко встраиваются в технологические линии розлива производительностью до 3000 бут./ч. 

Группирователи бутылок

Более производительны автоматические термоусадочные аппараты с группирователями бутылок (рисунок 2). В России эти аппараты выпускают «Стеклопак» (аппарат АУМ-10) и «Таурас Феникс» («Турбопак А»). На таком оборудовании процессы приема бутылок с транспортера, формирования блока из заданного количества бутылок, обертывания пленкой, сварки и обрезки краев пленки, подачи блоков на транспортер термоусадочного тоннеля, термоусадки и удаления охлажденной упаковки выполняются автоматически.

Термоусадочные автоматы успешно используются в скоростных технологических линиях розлива производительностью 6000–12000 бут./ч.

Термоусадочные автоматы производят многие ино-странные фирмы. Можно отметить термоусадочный автомат Autopack TLF польской фирмы Packmann. Автомат, встроенный в производственную линию, одновременно с группированием блока бутылок выполняет изготовление картонного поддона из заготовки, поступающей из магазинного устройства. У картонной заготовки загибаются сначала два противоположных бортика, а после заполнения ее бутылками загибаются и два других бортика. Все это склеивается и с блоком бутылок перемещается к узлу обертывания пленкой и далее в термоусадочный тоннель.

Представляет интерес автомат OAXi01 польской фирмы Pofamia для упаковывания блоков бутылок в термоусадочную пленку с автоматическим группирователем и двумя параллельными термоусадочными тоннелями. Такое решение позволило достигнуть производительности аппарата до 1500 уп./ч и обеспечить возможность применения в производственных линиях розлива до 30000 бут./ч.

Автоматические упаковочные агрегаты моделей FALC 6020 и FALC 9030 фирмы ECI Ltd (США) с программируемой электронной системой отсчета, группирования, обтяжки блоков бутылок и с автоматической подачей плоского картона и пленки характеризуются высокоскоростной группировкой бутылок производительностью до 900 уп./ч. Термоусадочный тоннель с независимой регулировкой скорости и температуры допускает изготовление до 700 мм по длине, 550 мм по ширине и 280 мм по высоте.

Итальянская фирма SMI выпускает широкий спектр термоусадочного упаковочного оборудования в виде отдельных модулей:

1) MTB — автомат для групповой упаковки бутылок, банок и других изделий с автоматической подачей плоских картонных подложек; 2) ABAS 60 — автоматическая упаковочная машина производительностью 840 уп./ч для присоединения к линиям розлива жидкостей в бутылки; 3) MAB — автоматическая машина для установки ручек на термоусадочную тару с целью облегчения переноски вручную. Ручка представляет собой клейкую ленту с картонной этикеткой. Производительность модуля до 70 уп./мин. 

Робототехнические системы непрерывного действия

В высокоскоростных линиях розлива производительностью свыше 30000 бут./ч групповая упаковка стеклянных бутылок более эффективно осуществляется робототехническими системами непрерывного действия. Так, система «Раунд- пак» (фирма «Кронес») для укладки в тару или извлечения из нее сгруппированного из 20 бутылок блока базируется на применении роторного робота-манипулятора (рисунок 3). Ротор этого манипулятора с 4, 5 или 6-ю грейферными головками непрерывно вращается в вертикальной плоскости на горизонтальном валу. Бутылки и картонные ящики движутся синхронно по транспортерам, расположенным друг над другом в той же вертикальной плоскости. Каждая головка манипулятора оснащена 20-ю сменными грейферными захватами с механическими, пневматическими или вакуумными цанговыми зажимами. Сменные захваты подбираются под любую бутылку. Смена упаковочных головок происходит автоматически по программе на определенной позиции манипулятора, где головка устанавливается в самоцентрирующейся раме с электрическим замком. Быстрая и надежная подача сменных головок производится посредством специального барабана или полочного магазина. Весь процесс групповой упаковки бутылок контролируется микро-электронной системой и фиксируется на дисплее.

Производительность робототехнической системы групповой упаковки бутылок, в зависимости от числа упаковочных головок, составляет от 2200 до 6000 ящ./ч или от 44000 до 120000 бут./ч соответственно.

Фирма KHS выпускает аналогичные робототехнические системы Innopack непрерывного действия с карусельным манипулятором, оснащенным 6-ю упаковочными головками. Манипулятор вращается в горизонтальной плоскости, а бутылки и ящики перемещаются на параллельно расположенных транспортерах.

Конечной операцией групповой упаковки ящиков с бутылками на высокоскоростных линиях является пакетирование на плоских поддонах с помощью роботов-манипуляторов.

Групповая упаковка стеклянных бутылок непосредственно на плоских поддонах успешно применяется в логистических системах доставки стеклотары с заводов-изготовителей крупным потребителям этих изделий. Роботизированное оборудование для таких систем выпускают фирмы Mollers, MSK, Steinle Maschinenfabrik GmbH (Германия), Acmi (Италия) и др.

Программируемый робот-манипулятор-группирователь размещает слой бутылок на стандартном плоском поддоне и укладывает на них лист картона, на котором формируется следующий слой бутылок. Операции повторяются до образования пакета из нескольких сотен бутылок (рисунок 4). Для защиты от внешних воздействий и обеспечения устойчивости бутылок на поддоне пакет упаковывается в усадочную пленку. Для этого изготовленный из рулонной термоусадочной пленки колпак надевается на пакет и с помощью охватывающей рамки горячим воздухом или газовыми грелками нагревается, осуществляя усадку пленки и образование прочного и устойчивого пакета.

Производительность автоматизированной системы пакетирования составляет 150–170 пакетов в час или до 145000 бут./ч.Для разборки пакетов на предприятиях-потребителях бутылок применяются автоматизированные сталкиватели или манипуляторы.