半自動充填機と全自動充填機の違いと特長。充填~包装、シールまでどうすれば良い?

今回は、充填工程の半自動と全自動の違いと特徴、そして、充填・包装・シールは、どのような工程で行われるのかをお話します。例として、食品工場でプリンを製造している場合の工程で考えてみます。

まずは完全に手作業のパターン。充填の作業をする方が、カップ容器を自分で並べて、そこにヤカンや鍋に入ったプリンの液体を目分量で注いでいきます。その後、フタとなる部分をかぶせて、プリンの完成です。

次に、半自動充填機(ボタン1つで充填作業ができるような充填機)を使用する場合ですが、先ほどの完全手作業で、ヤカンでしていた作業を、半自動充填機に変更して、スピードアップと製品重量の安定化を図ります。

また、ライン充填と呼ばれる充填の方法がありますが、それはもっと大量に製造する場合です。
ライン充填とは、長いベルトコンベアの上流で、Aさんがカップ容器を置きます。そして、流れてきたカップ容器にBさんが半自動充填機でプリン液を入れます。

下流で待機しているCさんがフタを付け、さらに下流にいるDさんがそれをコンベアから取って、別のバンジュウに並べていって完成というような充填の流れです。

*バンジュウとは、写真の中にある、青や黄色のトレイのことです。*

そして、ライン充填を進化させたのが、全自動充填ラインです。
まず、上流で大量にストックされたカップ容器が、容器供給機から自動的にコンベアに並べられます。 この場合、幅広いコンベアに横一列に対して、一気に10個程度のカップ容器が並べられます。それが2〜3秒ごとに供給されるのですから、コンベアの上は、まるでカップが軍隊の行進みたいな状態です。

10個単位で次々とカップがやってくるのですから、充填も1個ノズルの半自動充填機では追いつきません。
10個のノズルが横一列に並んだ、ライン充填機が、10個のカップ容器に対して、一気に充填していくのです。

さて、ここから先の工程が、少し今までとは違ってきます。
手作業や半自動の場合は、フタを付けて、冷蔵庫で冷やす工程になるのですが、全自動の場合は、カップに並々とプリン液が入った、ものすごく大量に、流れてくるのですから、それを手作業でフタなどしていられません。

ここで登場するのが、シール機械と呼ばれる機械です。
コンビニなどで買ったプリンなどを食べる時に、フタではなく、透明の薄いシートを剥がしてから食べますよね?あれが、シールと呼ばれる方法です。

プリンの場合は、トップシールという技術が活用されます。
これはコンベアで流れてきたプリン液の入った容器の上に、ロールで巻かれた透明な大きなシートが、容器にかぶさるように降りてきて、それを熱や高周波を利用して、容器にピッタリと密着させ、同時に丸い形に切り取るイメージです。ですから、使用済のシートは、丸い穴がたくさん空いた状態です。

このような、一連の流れを連動させながら、工程を進めていく方式を、全自動充填包装機と呼びます。
この他にも、充填・包装と連動させるパターンは大型機では一般的で、例えば袋の中に液体を充填して、その袋の口を密着させる場合は、これもシール機械なのですが、この場合は、先ほどのトップシール機とは別で、シーラーと呼ばれる機械でシールします。
イメージとしては、女性が髪の毛をクセづける時に使う、ヘアーアイロンが近いです。
髪の毛の代わりに、ポテトチップの袋を挟んで熱で密着させる感じです。

ただし、ヘアーアイロンは熱で髪の毛をクセづけるのですが、大量生産の現場では、熱密着では管理が大変なので、高周波と言う技術で密着させるのが一般的です。

充填と包装、シーラー、これらを連動させる事で、一連の流れが自動化が可能となります。

ただし、これらを導入するには、非常に大きな金額の設備投資が必要であり、ラインを組むために大きな場所も必要になるため、どちらかと言うと大企業向きになります。中小企業の場合は、充填は半自動充填機を活用して、包装やシール機、またはシーラーを、充填作業をする方が、いかに使いこなすかで、生産効率が格段に違ってきます。充填機と包装機シーラーとの連動を、いかに上手く橋渡しする配置にするのも、大切なポイントです。

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