Ejiet pa jebkuru lielveikala cepšanas eju, un jūs atradīsiet rindas smalkmaizīšu ieliktņu, kēksu iesaiņojumu un pīrāgu čaumalas apaļās, kvadrātveida, sirds, zvaigznes un sešstūra formās. Katrai formai ir sava funkcija (satur mīklu cepšanas procesā, lai attīrītu un atbrīvotu gatavo produktu). Un katrs piedāvā estētiku (vizuāli pievilcīgs ceptu izstrādājumu atveidojums). Taču šo dažādo formu ražošanai rūpnieciskā ātrumā ir nepieciešamas specializētas formēšanas iekārtas. Automātiskās kūku paplātes formēšanas iekārtas ir sistēmas, kas plakanas, iepriekš-sagrieztas vai velmētas sagataves pārvērš 3D cepšanas traukos. Tās instrumentu arhitektūra nosaka formu klāstu, ko tas var radīt. To nosaka tā spēja apstrādāt materiālus. To nosaka tas, kā tas veidojas.
Kā darbojas formēšanas process
Pirms diskutēt par konkrētām formām, ir jāsaprot fundamentālais formēšanas mehānisms. Darba process AnAutomātiska papīra kūku paplātes formēšanas mašīnaapvieno siltumu, spiedienu un mehānisko formēšanu. Sastāvdaļas parasti ir tauku necaurlaidīgs papīrs, pergaments vai papīrs, kas pārklāts ar plāniem silikona vai fluorētu polimēru slāņiem. Un tas tiek ievadīts iekārtā vai nu kā iepriekš-sagriezts sagatave, vai kā nepārtraukts tīkls, kas tiek sagriezts pēc izmēra iekārtas iekšpusē.
Griešanas sagatave ir sakārtota uz mātes veidnes (mātes veidne ir dobums vajadzīgās paplātes iekšpusē). Tas ir izgatavots no vīrieša veidnes (-perforatora formas paplāte ārpusē). Kad perforators nonāk veidnes dobumā, sagatavei jāatbilst veidnes ģeometrijai. Rezultātā tas veido rievotas sānu sienas, plakanu dibenu un cirtainas malas, kurās ir papīra glāzīte. Temperatūra parasti svārstās no 180 līdz 220 ° C. Tas aktivizē papīra pārklājumu vai gumiju. Rezultātā tas rada kraukšķīgas, pastāvīgas krokas, kas saglabā paplātes formu pēc spiediena samazināšanas.
Pētījums, kas publicēts Materiālu apstrādes tehnoloģiju žurnālā, parāda, ka papīra formējamība dziļās vilkšanas un štancēšanas laikā ir atkarīga no tā mitruma satura, šķiedru orientācijas un pārklājuma veida. Optimālu formēšanas veiktspēju var iegūt, ja mitruma saturs ir no 5% līdz 7%. Šķiedra ir perpendikulāra galvenajam stiepes virzienam (Elsevier, 2020).
Apaļi paplātes: nozares standarts
Apaļās papīra cepšanas glāzes ir pasaulē visplašāk ražotais cepšanas formāts. Tie ir visvairāk patērētā formāta pasaule. Cilindriska vai nedaudz koniska forma ir noklusējuma forma smalkmaizītēm, kūciņām un pīrāgiem. Jo cepšanas laikā mīkla tiek vienmērīgi sadalīta. Tas pat ļauj siltumam cirkulēt ap produktu. Tas atbrīvo maizes izstrādājumus ar minimālu pretestību.
Automātiskā papīra kūku paplātes formēšanas iekārta ražo apļveida paplātes, nosūtot apļveida sagataves uz rotācijas vai indeksēšanas formēšanas staciju, kas aprīkota ar apļveida moduli. Diametrs parasti svārstās no 30 mm kēksiņiem līdz 95 mm smalkmaizītēm. Krokētais raksts rada raksturīgu rievotu sānu sienu. To rada ģeometriskā atšķirība starp sagataves diametru un gatavā krūzes diametra diametru. Standarta smalkmaizīšu krūzē var izmantot 95 mm atstarpi, lai izveidotu 65 milimetrus gatavu pamatni. Tādējādi tiek izveidotas 8 līdz 12 krokas, kas ir vienmērīgi sadalītas pa apkārtmēru.
Apļveida formas tehniskā priekšrocība ir strukturālā simetrija. formēšanas līdzekļu procesam ir vienmērīgs sprieguma sadalījums un labs sienas biezums un atkārtojamība. Kroku dziļums ir ļoti atkārtojams. Un loku konsistence ir ļoti atkārtojama. Tie ir galvenie kvalitātes faktori komerciālām maizes ceptuvēm, kas prasa, lai automātiskās pildīšanas un iepakošanas līnijas būtu vienāda izmēra. ASTM D646 standarta testa metode cepamā papīra svara (bāzes svara) mērīšanai. Apļveida krūzes pielietojums parasti ir no 35 līdz 80 g/m2 (ASTM International, 2021).
Kvadrātveida un taisnstūrveida paplātes: precizitāte stūros
Kvadrātveida un taisnstūrveida papīra cepešpannas tiek izmantotas brauniju, plākšņu kūku un atsevišķu desertu pagatavošanai. Tie ir būtiski atšķirīgs veidošanas izaicinājums. Apļveida paplāte vienmērīgi sadala veidojošo spriegumu ap 360 grādiem. Bet kvadrātveida paletes koncentrē stresu četros stūros. Uz šiem stūriem papīrs jāvelk asos leņķos. To nedrīkst ievilkt maigā līkumā.
Kvadrātveida paplātes formēšanas veidnē ir iestrādāta leņķiskā reljefa funkcija. Tie ir mazi rādiusi iekšējos stūros. Parasti 2-5 mm. Tas arī novērš papīra plīsumu papīra vilkšanas laikā. Pat ar šādu reljefu papīrs stūrī ir ievērojami noslogots nekā papīrs uz plakanajām sānu sienām. Pētījumā, kas publicēts International Journal of Mechanical Sciences, konstatēts, ka lokālā deformācija kvadrātveida papīra paplātes stūros var būt 3,5 līdz 4,2 reizes lielāka nekā sānu sienas centrā. Tāpēc papīra izvēle šajos stresa punktos un pārklājuma veiktspēja ir faktori, kas nosaka kvadrātveida paplātes kvalitāti (Elsevier, 2021).
Automātiskā papīra kūku paplātes formēšanas iekārta ir konfigurēta kvadrātveida paplātes izgatavošanai, izmantojot iepriekš-izgrieztas kvadrātveida sagataves. Tajā netiek izmantoti apļi. Tukša vieta ir novietota virs kvadrātveida mātes-modeļa. Vīriešu dūre vienlaikus nolaižas, veidojot četras sānu sienas. Plisētais raksts atšķiras no apaļās krūzes. Kvadrātveida paplātēs parasti tiek izmantotas diagonālas krokas katrā stūrī. Tie neizmanto riņķveida kroku izkārtojumu. Tāpēc tam nepieciešama atšķirīga perforatora ģeometrija. Tam nepieciešams atšķirīgs formēšanas spiediena profils.
Kvadrātveida paplātes parasti ir no 50 × 50 mm līdz 120 × 120 mm. Taisnstūra formāta attiecība ir 2: 1, kas ir izplatīta šķēlumu lietojumprogrammās. Lai pārslēgtos uz dažāda izmēra kvadrātveida vai taisnstūrveida mašīnām, parasti ir jānomaina gan vīriešu, gan sieviešu modeļi. Mūsdienu servo{9}}regulējamās iekārtās tas aizņem 15–30 minūtes.
Sirds-formas paplātes: veidošanās izaicinājums
Sirds{0}}formas cepamtrauki ir īpašs formāts, ko izmanto kūku svinēšanai. Tajos ietilpst Valentīna diena, kāzas, jubilejas un dekoratīvo desertu izstādes. Tās ir vissarežģītākās mehāniski standarta formas kūciņu paplātes, ko var ražot automātiskās formēšanas iekārtas. Tā kā sirds ģeometrija apvieno divus dažādus līknes rādiusus. Tas apvienojas ar dzelkšņiem apakšā. Arī kopējais izskats ir asimetrisks.
Sirds{0}}formas paplātes formēšanai ir jāņem vērā ģeometriski raksturīgais nevienmērīgais sprieguma sadalījums. Divām augšējām daivām papīrs ir jāvelk izliektās līknēs. apakšējā virsotne rada sprieguma koncentrācijas punktu. Šajā brīdī papīrs tiek izvilkts līdz gandrīz nulles rādiusam. Presformas dizainā jāiekļauj mēroga vilkšanas leņķi. Tam jābūt kontrolētai materiālu plūsmai. Tas novērš virsotni. Tas saglabā izteiksmīgu kroku definīciju gar izliekto sānu sienu.
Sirds{0}}formas paplātes parasti ir no 45 mm (mini kūciņa) līdz 90 mm (standarta kūkām) ar līdzvērtīgu diametru. Volāni ir neregulāri. Tās augšējo lapu blīvākas krokas. Arī taisnie volāni ir retāk. Tam ir asa kroka apakšā. Šis nelīdzenums nozīmē, ka apkārtējais formēšanas spiediens, visticamāk, nebūs vienmērīgs. Tāpēc iekārtai jāpieliek diferenciālais spiediens uz matricas virsmu. Šai iespējai ir nepieciešamas vairāku{10}}zonu pneimatiskās vai servo{11}}vadāmās presēšanas sistēmas.
Eiropas Pārtikas zinātnes un tehnoloģiju federācija (EFFOST) ir publicējusi pētījumu par papīra cepšanas trauku veidošanas strukturālajām īpašībām. Tika arī atzīmēts, ka sirds -formas paplāte uzrādīja par aptuveni 20 procentiem lielāku sānu stīvumu nekā lielākajai apaļajai paplātei. Tas ir saistīts ar nevienmērīgu kroku sadalījumu un kopējā kroku skaita samazināšanos. Tā rezultātā sirds -formas paplātēm ir nepieciešams nedaudz lielāks{6}}papīra svars. Tas parasti ir par 5-10 g/m2 virs līdzvērtīgās apaļās specifikācijas. Tās strukturālā veiktspēja sasniedza salīdzināmu līmeni (EFFoST, 2022).
Citas īpašas formas: zvaigznes, sešstūri un pielāgoti formāti
Papildus šiem trim pamata formātiem modernās formēšanas mašīnas var radīt virkni ģeometriski definētu formu.
Zvaigžņu paplātes
Galvenā runa bija zvaigznes formā. Tie ietver svētku cepšanu, bērnu ballīšu preces un dekoratīvo desertu iepakojumu. Pieci vai seši zvaigznes punkti rada galēju stresa koncentrāciju katrā virsotnē. Tāpēc tie pieprasa, lai veidne būtu izstrādāta ar sarežģītu stiepes rādiusu. Un tiem ir nepieciešami papīra substrāti ar augstu -šķērsgriezuma izturību pret plīsumiem. TAPPI T414 nosaka papīra izturības pret plīsumiem pārbaudes metodi. Šis ir galvenais masas parametrs, lai novērtētu substrātu piemērotību zvaigznes formāta veidošanai (TAPPI, 2022).
Sešstūra un astoņstūra paplātes
Daudzpusīgas formas nodrošina kompromisu starp apļveida krūzes struktūras efektivitāti un kvadrātveida konteinera telpas optimizāciju. Tos parasti izmanto komerciālos cepšanas produktos, un tiem jābūt efektīvi inkrustētiem uz standarta cepšanas dēļiem. Daudzpusīgas paplātes veidošanas process ir mehāniski vienkāršāks nekā sirds -formas vai zvaigznes formas paplātes veidošana. Jo stress nav vienmērīgi sadalīts. Bet to ir vieglāk paredzēt un vadīt nekā akūtās virsotnēs.
Pielāgotas formas
Daži ražotāji piedāvā pēc pasūtījuma izgatavotas{0}}neregulāras formas veidnes. Tie ietver ziedus, dzīvniekus un sezonas rakstus. Tie ir dekoratīvi, nevis funkcionāli. Šīm formām parasti ir nepieciešama īpaša instrumentu izstrāde. Viņi ražo mazāk. Tāpēc tie attiecas tikai uz augstākās kvalitātes vai sezonas produktu līnijām.
Pārtika-Sazinieties ar papīra cepešpanšu drošības standartiem
Neatkarīgi no formas, visām papīra cepešpannām jāatbilst pārtikas drošības noteikumiem. Amerikas Savienotajās Valstīs FDA reglamentē papīru un kartonu, kas nonāk saskarē ar pārtiku, saskaņā ar Federālo pārtikas noteikumu 176. iedaļas 21. nodaļu (Netiešās pārtikas piedevas: papīra un kartona sastāvdaļas). Regula arī nosaka vielas, kas ir atļautas papīra ražošanas procesā. Tas ietver līmes, pārklājumus un polimēru apstrādi. Perfluoralkilvielu (PFAS) izmantošana tauku necaurlaidīgai apstrādei ir pakļauta arvien lielākai normatīvajai pārbaudei. Vairākās citās valstīs ir ierobežojumi attiecībā uz PFAS pārtikas iedarbības dokumentos (FDA, 2022).
Eiropā ar Regulu (EK) Nr.{0}}/2004 ir izveidota sistēma materiāliem, kas pakļauti pārtikas produktiem. Tas arī prasa, lai papīrs un kartons nepārnestu lielu daudzumu sastāvdaļu, kas varētu kaitēt cilvēka veselībai, nonākot saskarē ar pārtiku. Tas nedrīkst izraisīt nepieņemamas izmaiņas pārtikas sastāvā. Vācijas Federālā riska novērtēšanas institūta (BfR) ieteikumā XXXVI ir sniegtas detalizētas specifikācijas papīram un kartonam, kas nonāk saskarē ar pārtiku. Tas ietver arī īpašus atsevišķu vielu pārvietošanas ierobežojumus (Federālā kodeksa kolekcija, 2021).
Automātiskā papīra kūku paplātes formēšanas mašīna pati nenosaka atbilstību šiem noteikumiem. Tā kā elastība ir papīra substrāta un pārklājuma materiālu funkcija. Bet mašīnas nevar ievadīt piesārņotājus formēšanas laikā. Tas ietver smērvielas pārnešanu no veidnes virsmas. Turklāt tas nerada apstākļus, kas varētu kaitēt papīra pārtikas piekļuves barjerām. Mašīnās, kas paredzētas pārtikas ražošanai,{5}}uz visām saskares virsmām tiek izmantotas pārtikas{6} smērvielas. Tie izmanto nerūsējošā tērauda vai anodēta alumīnija instrumentus, lai cīnītos pret koroziju un piesārņojumu.
Secinājums
Automātiskā kūciņu paplātes formēšanas mašīna var ražot dažādas paplātes formas. Tie svārstās no strukturāli efektīvām apaļām krūzītēm līdz ģeometriski sarežģītam sirds formātam. Tas tiek panākts, mijiedarbojoties ar veidņu ģeometriju, formēšanas spiedienu, termisko aktivāciju un papīra materiāla īpašībām. Ruletes formāts joprojām ir nozares paredzamības etalons. Tā joprojām ir tās strukturālās veiktspējas bāzes līnija. Kvadrātveida un taisnstūrveida formāti ievieš izaicinājumu leņķiskā stresa pārvaldībai. Un tas viss prasa rūpīgu formēšanu. Viņiem rūpīgi jāizvēlas substrāts. Sirdis un citi īpašie formāti nospiež papīra formējamības robežas. Tāpēc tiem ir nepieciešama vairāku-zonu spiediena kontrole. Viņiem ir nepieciešami pakāpeniski leņķi. Tas nodrošina bez defektiem{12}}ražošanu rūpnieciskā ātrumā.
Atsauces
- Elsevier. (2020).Papīra formējamība dziļās{0}}zīmēšanas un štancēšanas procesos: mitruma, šķiedru orientācijas un pārklājuma ietekme. Journal of Materials Processing Technology, 282, 117698.
- ASTM International. (2021).ASTM D646: standarta testa metode papīra un kartona gramos. West Conshohocken, PA: ASTM.
- Elsevier. (2021).Lokalizēta stiepes deformācijas analīze kvadrātveida papīra paplātes veidošanā: Stūra sprieguma sadalījums. International Journal of Mechanical Sciences, 193, 106171.
- EFFoST (Eiropas Pārtikas zinātnes un tehnoloģiju federācija). (2022).Formas papīra cepšanas trauku strukturālā veiktspēja: salīdzinošā stingrības analīze ģeometriskos formātos. Food Science and Technology International, 28(3), 245–256.
- TAPPI (celulozes un papīra rūpniecības tehniskā asociācija). (2022).TAPPI T414: Papīra iekšējā plīsuma izturība. Peachtree Corners, GA: TAPPI.
- FDA (Amerikas Savienoto Valstu Pārtikas un zāļu pārvalde). (2022).21 CFR 176. daļa: Netiešās pārtikas piedevas - Papīra un kartona sastāvdaļas. Silver Spring, MD: FDA.
- BfR (Vācijas Federālais riska novērtēšanas institūts). (2021).BfR ieteikums XXXVI: papīrs un kartons saskarei ar pārtiku. Berlīne: BfR.
- Eiropas Komisija. (2004).Regula (EK) Nr. 1935/2004: Pamatregula par materiāliem, kas nonāk saskarē ar pārtiku. Brisele: EK.