Inhoudsopgave - HHS studentweb09058389/Eindrapport kasteelgeb… · Web viewHet snijrooster word...

Kasteelgebak - Productie proces

WH28A1 - Installaties Pagina 1

Eindrapport

WH28A1


Ingeleverd door: Luuk van Dam


Inhoudsopgave

Voorwoord

Samenvatting

Inleiding

1. Productieproces.............................................................................................................................8

2. Productielijn Kasteelgebak...........................................................................................................11

2.1 Aanvoer: marsepein.............................................................................................................11

2.2 Aanvoer: Hakmes..................................................................................................................14

2.3 Interieursnijder.....................................................................................................................16

2.4 Rollen....................................................................................................................................25

2.5 Dichtvouwen marsepein.......................................................................................................29

2.6 Verpakking............................................................................................................................32

3. Onderhoud en hygiëne................................................................................................................41

4. Flowsheet....................................................................................................................................42

5. Offerte.........................................................................................................................................43

Conclusie..............................................................................................................................................46

Bijlagen.................................................................................................................................................47

I. Plattegronden.......................................................................................................................47

II. Tehema traylader tekening...................................................................................................49

III. Excursie Growa.....................................................................................................................50


Voorwoord

Dit rapport is in opdracht gemaakt voor de “Haagse Hogeschool”, om de studenten groepen inzicht te laten krijgen in het ontwerpen van technische installaties en kennis te laten maken met de rol als adviseur. Hiervoor wordt de productie van Kasteelgebak als uitgangspunt genomen. De technische installatie moet voor dit productielijn van toepassing zijn, en aan de eisen en wensen van de opdrachtgevers voldoen.

Het gehele blok van in totaal zeven lesweken staat in het teken van het maken van deze installatie, onderleiding van de heer van der Meulen. Tijdens de lessen heeft de heer van der Meulen aangeven wat hij verwacht en hoe je op de presentatie moet voorbereiden. Wij willen hem hiervoor bedanken.

Wij willen de heer Leo bedanken voor de tijd die hij heeft genomen om een rondleiding te geven en de plattegronden naar ons te sturen.

Daarnaast heeft onze tutor de heer Van Steijn aan het project bijgedragen door feedback te plaatsen bij de ingeleverde tussenrapporten.

Projectgroep WH28 A1


Samenvatting

In dit rapport wordt beschreven hoe de productielijn eruit zal komen te zien. De verschillende onderdelen zullen worden omschreven en verduidelijkt . Ook zullen de specificaties van de verschillende onderdelen worden beschreven.

De aanvoer zal nu automatisch met een lopende band omhoog gebracht worden. Het walsen zal nog op de huidige manier gebeuren met een aantal kleine aanpassingen. In de nieuwe productielijn wordt er gewerkt met verwarmde messen, en een dubbele uitvoer van de marsepein. Dit door over de gehele breedte de marsepein uit te rollen waardoor het mogelijk is twee repen marsepein te snijden. Deze messen zijn verstelbaar voor de verschillende maten van het gebakje, dit doormiddel van een verstelbare klem die de messen op hun plek houdt. Deze klemmen kunnen worden aangepast naar de gewenste maat.

Het uitsmeren van de crème gebeurt volgens hetzelfde principe, alleen is dit principe verbeterd. Er is nu een stortbak boven de plek waar de crème aangebracht wordt, deze zorgt voor een constante toevoer van crème. De rubber strip die de crème verdeeld over de marsepein is los te halen van dit onderdeel, waardoor het stukken makkelijker is om dit te reinigen. Ook is de crème toevoer te regelen.

De marsepein wordt in de huidige productielijn in stukken gesneden door een soort hakmes. Dit principe werkt goed met het nadeel dat dit mes regelmatig moet worden schoongespoten. Door dit mes nu te verwarmen voordat het de marsepein snijdt en door een coating toe te passen voorkomt men dat er marsepein aan het mes blijft plakken, en wordt toch het gewenste resultaat behaald. Door deze aanpassing in te voeren kan de rest van het huidige mes blijven bestaan.

Het snijden van de interieurs van de cake’s gebeurt via pneumatische kracht. Met een machine die de interieurs snijdt zoals dat nu gebeurt met het snijrooster, met het verschil dat deze nu pneumatisch aangedreven wordt. Hierdoor is de benodigde kracht gemakkelijk te behalen en hoeven er niet meer mensen aan de arm te hangen om de messen erdoor te krijgen. Het snijrooster word ook versterkt zodat deze de krachten die erop komen te staan kan verdragen.

Wanneer de cake gesneden is zal de cake geplaatst worden op een gebakschaaltje. Dit gebakschaaltje zit in een v-snaar maar kan nog wel vrij draaien. Hierdoor is het mogelijk om het schaaltje met daarop de cake om het marsepein heen te draaien. De v-snaar draait een rondje tussen verschillende rollen die worden aangedreven. De gebakschaaltjes worden door de v-snaar meegedragen naar de lopende band. Op de lopende band liggen de voorgesneden marsepeinen plakken klaar om opgerold te worden. Er is een vertanding aangebracht aan de onderkant van het schaaltje. De v-snaar en daarmee ook het gebakschaaltje worden 90 graden gedraaid zodat de vertanding inhaakt op de vertanding die aan de lopende band is gemaakt. Doormiddel van de vertandingen die in elkaar grijpen gaat het schaaltje draaien. Wanneer het schaaltje draait zal de marsepein om de cake gerold worden.


Na het oprollen worden de gebakjes van het gebakschaaltje afgehaald en door een rail begeleid, vervolgens op een aparte lopende band geschoven, deze rails is verstelbaar in de verschillende maten. Met behulp van een sensor wordt er gedetecteerd of er een gebakje is. Als er een gebakje is wordt de band tijdelijk stil gezet, op dat moment schuiven de pneumatische cilinders uit. Deze duwen de stukjes marsepein tegen elkaar. Op dat moment wordt het toefje slagroom op de bovenkant geplaatst, wederom met behulp van pneumatiek. Hierna schuift de band door naar het volgende station en komt er weer een nieuw gebakje. Op deze wijze kunnen de verschillende maatvoeringen geproduceerd worden. Indien nodig kunnen er meerdere banden naast elkaar geplaatst worden. Zodat de productie snelheid verhoogd kan worden.

De verpakking van de gebakjes gebeurt zoveel mogelijk automatisch, dit omdat het vaak sneller gebeurt maar het is ook hygiënischer. De gebakjes worden 1 voor 1 aangevoerd waarna ze worden uitgelijnd op de band, dit om ze in de goede positie in de doos te laten vallen. De gebakjes gaan langs een teller die ervoor zorgt dat er niet teveel gebakjes in de verpakking zullen vallen. Deze laat elke keer 3 gebakjes door naar de buffer, dit is het aantal dat per lijn in de verpakking komt. De buffer staat onder een hoek waardoor de gebakjes gemakkelijker in de doos zullen komen. Hierna zullen de dozen worden aangevoerd, in drievoud. Als de dozen op hun positie staan zullen de gebakjes in de doos vallen, alle kleuren eerlijk verdeeld. De dozen worden doormiddel van een band van links naar recht geschoven. Zodra de eerste rij is gevuld, wordt de doos naar voren geduwd om de tweede rij te vullen. Dit keer van links naar rechts met 3 gebakjes. Hierna komen de gevulde dozen op en andere transportband, hier zal een werknemer de chocolaatjes aanbrengen in de slagroom. Waarna een volgende werknemer de deksel op de dozen plaatst en de dozen sorteert in kratten.


Inleiding

Smaakvol gebak gaat gepaard met ambachtelijk vakmanschap waarbij het productieproces een belangrijke rol inneemt. Heden ten dage is werktuigbouwkunde van essentieel belang binnen de voedselindustrie bij het automatiseren van de productieprocessen.

Ingenieursbureau Delft Foodmachines is door het bedrijf John’s Gebak uit Delfgauw benaderd om het huidige productieproces van hun kasteelgebakjes op te schalen en te automatiseren. Daarbij is ook een oplossing gewenst voor huidige mankementen bij de reeds aanwezige machines.

Ingenieursbureau Delft Foodmachines bestaat uit tien tweedejaars studenten werktuigbouwkunde van de Haagse Hogeschool en heeft in het eerste kwartaal van 2011 een ontwerp uitgebracht voor een vervijfvoudiging van de huidige productieaantallen en een het ontwerp voor een krachtversterker van de interieursnijder.

Dit is het eindrapport behorende bij de ontworpen productielijn en krachtversterker voor het bedrijf John’s gebak. Dit eindrapport is samengesteld na alle fases die doorlopen zijn bij het tot stand komen van het ontwerp, zoals de conceptfase en het samengestelde technisch product dossier.

Het rapport zal beginnen met het Pakket van eisen en wensen. Hierna zullen alle subsystemen worden uitgewerkt. Hierbij zijn naast tekstuele uitleg ook modellen en afbeeldingen van de subsystemen te zien, welke een indruk geven hoe Ingenieursbureau Delft Foodmachines het productieproces van John’s gebak naar een hoger niveau tilt.


1. Productieproces

Opbouw

Om de samenhang van het rapport te behouden is er voor gekozen het productie proces stap voor stap uit te leggen. De onderdelen van het productie proces zijn: Aanvoer marsepein, Crème smeren, Snijden marsepein, oprollen interieur, dichtvouwen marsepein en Verpakken.

Het toelichten per onderdeel is verdeeld in verscheidene stappen. Als eerste wordt het onderdeel algemene omschreven, hierin wordt toegelicht wat er tijdens deze stap van het productie proces gebeurd. Hierna gevolg een technische omschrijving deze technische omschrijving zal ondersteund worden door schetsen of een AutoCAD tekening. Bij de technische omschrijving wordt toegelicht wat er precies wordt gedaan, hoe de handelingen die zijn genoemd bij de algemene omschrijving zijn genoemd worden uitgevoerd. De benodigde apparatuur die nodig is bij de productie zal vervolgens worden besproken. Ook wordt er toegelicht wat voor materiaal er wordt gebruikt en indien deze afwijkt van het gemeenschappelijke materiaal wordt er toegelicht waarom er is gekozen voor dit materiaal.

Gemeenschappelijke onderdelen

Verspreidt over het productie proces zijn er enkele gemeenschappelijk onderdelen. Dit is het constructie materiaal, roestvrijstaal. Er is gekozen voor RVS vanwege de sterkte en corrosie bestendigheid van dit materiaal. RVS is eenvoudig schoon te maken, echter ligt hier het enige nadeel van RVS. Bij het schoonmaken van RVS kan niet met zure of basisch oplossingen gewerkt worden, deze doen afbreuk aan het materiaal. De oplossing hiervoor is het reinigen met stoom.Tijdens het productie proces worden transportbanden gebruikt, er is voor gekozen om een type transport band te gebruiken. Deze transportband is speciaal ontwikkeld voor de voedingsware industrie, en daarom uitermate geschikt. Hieronder wordt deze transportband verder toegelicht.Tijdens verschillende stappen in het productie proces wordt er gebruik gemaakt van meerdere pneumatische cilinders, er is daarom gekozen om alle cilinders van het merk Festo te gebruiken. Festo pneumatische cilinders

In onze productie lijn komen meerdere cilinders voor. Alle cilinders worden voor het gemak en voordeel bij hetzelfde bedrijf besteld. Het betreft hier het bedrijf Festo. Festo is een internationaal opererende Duitse onderneming op het gebied van automatiserings- en sturingstechniek met haar hoofdgebouw gevestigd in Esslingen. In 1925 werd de onderneming Festo opgericht in Esslingen door Gottlieb Stoll. De naam Festo is afgeleid uit de namen van de 2 oprichters namelijk Albert Fezer en Gottlieb Stoll, waarvan Albert Fezer al in het jaar 1929 de onderneming verliet. Festo richtte zich de eerste periode toe op het produceren van houtbewerking machines zoals boor-, frees-, en schaafmachines. Deze machines behoren worden niet meer gefabriceerd sinds 1 januari 2000. In de jaren '50 van de 20e eeuw vergroot de familieonderneming zijn producten. Kurt Stoll de oudste zoon van Gottlieb Stoll begint met het produceren van perslucht producten voor de aandrijving en de sturing van industriële toepassingen. Festo stelt in 1956 als eerste een compleet programma voor de machinebouw voor en legt daarmee de fundamenten van de automatiseringstechniek. Het gebruik van perslucht vormt de basis van de hedendaagse automatiseringstechniek en wordt sindsdien ook veel in andere sectoren toegepast.


Festo heeft inmiddels meer dan 250 filialen over de hele wereld waaronder in Nederland in de stad Delft. Het voordeel hiervan is dat er nou contact gelegd kan worden met de leverancier doordat deze dicht bij gevestigd is. Tevens heeft Festo een zeer groot aanbod verschillende pneumatische cilinders van veel verschillende maten/krachten en technieken. Hierdoor is het makkelijk mogelijk om de juiste cilinder te vinden. Bijna alle cilinders zijn te vinden op de website van Festo. Het is ook mogelijk om een catalogus te bestellen of te downloaden met daarin alle cilinders van het desbetreffende jaar.

Het is mogelijk om via de website van Festo een uitgebreide PDF-documentatie te downloaden van de desbetreffende cilinder. Hierin staat alles over de cilinder vermeld. Waaronder hoe de cilinder in elkaar zit welke onderdelen er inzitten, alle technische informatie met betrekking tot druk, kracht en slag. Welke onderdelen er meegeleverd zijn en wat de afmetingen zijn van de cilinder. Het is ook mogelijk om 2D en 3D CAD-tekeningen te downloaden van de site. Festo vermeld ook aan welke ISO en NEN-Normen de cilinder voldoet, en bied verder 30 dagen retour mogelijkheid en 3 jaar garantie op de meeste producten.

Om de bovenstaande redenen is er voor gekozen om al onze pneumatische cilinders te bestellen bij Festo. Het bedrijf wekt een vertrouwelijk indruk en bied goede service en een ruim assortiment.

Transportbanden

Voor het transporten van de marsepein, de cakejes en het gebakje worden in verschillende stadia van het productie proces gebruik gemaakt van een transportband . Deze transportband verbindt de afzonderlijke onderdelen en is daardoor een essentiële schakeling in het productie proces. Na enig onderzoek is er een transportband gevonden die speciaal ontwikkeld is voor de voedingsindustrie. Deze transportband wordt vervaardigd door het bedrijf Eurobelt & Components.Hieronder volgt de productomschrijving. Daarna wordt er kort toegelicht waarom er voor deze band is gekozen.

Productinformatie, volpolyurethaan transportband Thermodrive

Deze FDA en USDA conforme volpolyurethaan transportbanden zonder weefselversterking bieden een perfect alternatief voor de klassieke modulaire schakelbanden: dankzij een profiel aan de onderkant worden ze door dezelfde 1” of 2” tandwielen aangedreven. Door deze positieve tandwielaandrijving vermijdt men de rek-span-en verloopproblemen van de weefselversterkte transportbanden.


Maar terwijl schakelbanden zeer moeilijk te reinigen zijn, is het reinigen en desinfecteren van Thermodrive transportbanden 100% gewaarborgd dankzij hun kompleet homogene en totaal gesloten structuur. Contaminatie door het ontstaan van haarden van bacteriën en micro-organismen is volledig uitgesloten. Het reinigingsproces vergt veel minder tijd en reinigingsproducten. Ook geen problemen meer met in het voedingsproduct teruggevonden gebroken schakels of pinnen, wat zo vaak voorkomt bij schakelbanden.

Onderbouwing

Er zijn een aantal reden voor het kiezen van deze transport band. De voornaamste rede is het hygiënische aspect. Door het materiaal en de bouw van de transportband is deze eenvoudig schoon te maken. Dit bespaart kosten door te bezuinigen op ingewikkelde schoonmaak apparatuur. Door de bouw van de transportband is het gevaar op losse onderdelen nihil. Dit maakt de transport band een stuk veiliger en geschikt voor het produceren van de kasteel gebakjes.

WH28A1 - Installaties

Fig 1. Volpolyurethaan transportband Thermodrive 1 Fig 2. Volpolyurethaan transportband Thermodrive 2

Pagina 13

2. Productielijn Kasteelgebak

2.1 Aanvoer: marsepein

In het huidige ontwerp moeten de werknemers de marsepein boven hun hoofd in de walsbak gieten. Om de werknemers dit te besparen zal dit in het nieuwe ontwerp omhoog gebracht worden door een lopende band, hierop kunnen de werknemers de inhoud van de marsepeinzak legen waarna deze omhoog gebracht wordt naar de opvangbak voor het walsen. Het walsen zal nog op de huidige manier gebeuren met een aantal kleine aanpassingen. In de nieuwe productielijn wordt er gewerkt met verwarmde messen, en een dubbele uitvoer van de marsepein. Dit door over de gehele breedte de marsepein uit te rollen waardoor het mogelijk is twee repen marsepein te snijden. Deze messen zijn verstelbaar voor de verschillende maten van het gebakje, dit doormiddel van een klem die de messen op hun plek houdt. Deze klemmen kunnen worden losgehaald waardoor de messen in een andere gleuf geplaatst kunnen worden voor de andere maatVoor de aanvoor van marsepein naar de walsinrichting:

Transportband : elevatormodel

Lengte + opvoerhoogte : naar wensLengte + opvoerhoogte : naar wensBandbreedte : 500 mmBand : met meenemers (40 mm hoog, om de 350 mm)Voorzien van zijgeleiding met afdichtingFig 3. Principe lopende band aanvoer


Dit principe kan uitgevoerd worden met het type band dat gebruikelijk is voor de voedselindustrie, en voor deze productielijn uitgevoerd wordt.Eventueel kan dit ook worden uitgebreid met een producttoevoersysteem:Het volautomatische producttoevoersysteem wordt met name ingezet in de voedingsmiddelenindustrie aansluitend aan ovenbanden, koelbanden, gietmachines, productpersen, productwals- en snijmachines. Het Lomatic systeem ordent en verdeelt de productstroom, bijvoorbeeld; biscuits-, wafel-, chocolade- en banketproducten en voert deze rij voor rij toe aan nageschakelde verpakkingsmachines.Het systeem is modulair en kan naar wens worden uitgebreid met meerdere productoverzetstations. Deze productoverzetstations sluizen een complete rij uit de hoofdproductstroom en scheiden deze onder een hoek (vaak 90 Graden) af van de continu toegevoerde hoofdstroom, om deze vervolgens aan de nageschakelde verpakkingsmachines toe te voeren.

De capaciteit van het Lomatic producttoevoersysteem bedraagt 40 productrijen/min (per productoverzetstation)

Fig 4. Huidige walsinrichting

Het terugvoeren van de overgebleven marsepein gebeurt ook op de huidige manier:Het terugvoeren van de marsepein is in de huidige productielijn effectief, er is dus ook geen reden om dit aan te passen. Het is gemakkelijk toe te passen in het nieuwe concept omdat dit niet erg veel af wijkt van het oude ontwerp. Met deze reden zal dit ook in het nieuwe ontwerp worden toegepast.

Fig 5. Transportbandensysteem


Snijbladen

Het snijden van de marsepein gebeurt in principe hetzelfde als de huidige manier, enkel verschil is dat de mesbladen verstelbaar zijn. Ook zullen de messen verwarmd worden waardoor deze niet vervuild worden met plakkend marsepein. Dit gebeurt allemaal in een dubbele uitvoering waardoor er twee repen tegelijk worden gesneden.

De snijbladen zullen worden gemaakt uit aluminium vanwege de goede geleidbaarheid van dit materiaal, ook voldoet dit aan de eisen die nodig zijn voor het snijden van de marsepein. Deze zullen worden verwarmd doordat ze voor het snijden door een verwarmingselement gaan welke elektrisch aangedreven zal worden. Hierna gaat de reep marsepein door naar de creme- afdeling.

Fig 6. Snijbladen met verwarmingselement

Flowsheet

De eis is dat de productielijn 10000 stuks per uur produceert. 1 gebakje gebruikt 1 plak marsepein, met de afmetingen 200mm*50mm*5mm. Een stuk marsepein is 0,05L. Dus voor 10000 stuks per uur wordt dit 500L. marsepein.Kosten

Na geinformeerd te hebben bij de producent van de huidige wals, is gebleken dat deze wals €42.000 kost. Omdat dit een enkele wals is, waar in het nieuwe ontwerp 3 van deze walsen worden toegepast, word dit bedrag verdrievoudigd. Dit maakt dus een totaalbedrag van €126.000 voor dit onderdeel van de productielijn.


2.2 Aanvoer: Hakmes

De functie van dit mes is om de strip aangevoerde marsepein of juiste maat dikte af te snijden. Om deze functie te vervullen is ervoor gekozen om het huidige apparaat te behouden maar wel aan te passen. Het huidige apparaat levert een constante slag en lukt het om alle strips netjes af te snijden. Maar er moet momenteel veel onderhoud aan worden gepleegd om het snijvlak schoon te houden. Het marsepein heeft namelijk de vervelende eigenschap om lichtelijk te blijven plakken aan het mes. Hierdoor ontstaat er na verloop van tijd een vervuild mes.

Huidige situatie\onderhoud

Momenteel wordt er frequent water op het mesblad gespoten om hem schoon te houden. Maar een nadeel hiervan is hierdoor ook op ongewenste plekken komt en ook op het etenswaar.

Na enige navraag qua omgang met het snijden van marsepein bij verschillende bedrijven en eigen test. Bleek een oplossing te zijn om het mes te verwarmen. Bij de eigen test was dit doormiddel van een mes in kokend water te steken en daarna af te drogen en vervolgens te snijden en er was een duidelijk verschil met het koude mes.

Met deze informatie is er besloten om het ook terug te laten komen in het concept. Het verschil hierbij is wel dat er gewerkt gaat worden met verwarmingselementen en geen kokend water of dergelijke. Hierbij beweegt het mes langs de elementen.


Coatings

Er bestaan voor de voedsel industrie ook coatings om er zo voor te zorgen dat het etenswaar niet blijft plakken aan het metaal. Na navraag bij een gespecialiseerd bedrijf is dit aangeraden.De coatings die aangebracht worden hebben speciale eigenschappen. Ze zijn namelijk anti-kleef, chemisch- en hoog temperatuurbestendig (tot 300°) Voorbeelden zijn Teflon, Halar , Kynar, Xylan, Absite, Fluoplas.

Omdat de coating voldoende hittebestendig zijn kunnen deze ook worden gebruikt in combinatie met de hitte elementen. Het is gebruikelijk om deze elementen het mes te laten verwarmen tot een temperatuur van 80°. Dus hierbij is er geen gevaar voor de coating.

Teflon

De gekozen coating is Teflon, deze kwam als gunstigste naar voren. Allereerst omdat deze coating tussen de -200 & 280 graden Celcius gebruikt kan worden. En deze de kleinste laagdikte nodig heeft in vergelijking met de andere opties. Het grootste voordeel is echter zijn grote warmtegeleiding-coefficient. Gezien het mes ook verwarmd gaat worden is dit een essentieel aspect.

Het mes verhitten

Hierbij worden er 2 hitte elementen langs het gehele mes geplaats waardoor een gloeidraad loopt. De afstand en het vermogen wat het gloeidraad zijn de variabele in dit systeem waardoor de temperatuur geregeld kan worden. Deze elementen worden vaak op maat gemaakt voor een desbetreffend systeem.


Schatting van de kosten

De kosten voor 1 element 100 a 150 euroEr worden 2 elementen geplaatst. Dus zowel de kosten van de elementen als van het plaatsen zelf komt neer op een totaal bedrag van ongeveer 400 a 500 euro

De coating van het mes

Hierbij kon alleen een ruime schatting gegeven worden en kwam neer 75 a 100 euro. Als het mes tenminste gelijkt behandeld kon worden.

2.3 Interieursnijder

Ontwerp interieursnijder

Na het toepassen van de kesselring methode is besloten dat het snijden van de cake (het interieur) onder andere door een pneumatische kracht zal worden uitgevoerd. Hier in dit hoofdstuk zal het snijden van de cake uitgebreid uitgeschreven en uitgewerkt worden. Tevens zal de specifieke opdracht de “krachtversterker” in dit hoofdstuk worden uitgewerkt. Als eerst is hieronder beschreven hoe de snijmachine zal worden aangepast volgens het definitieve concept in het conceptrapport.

Het snijden van de cake wordt verricht onder pneumatische kracht. De huidige opstelling wordt aangepast. Daarnaast zullen enkelen pneumatische cilinders worden geplaatst. De werkplaats moet voorzien worden van een hoge druk installatie om dit mogelijk te maken. De plakken cake worden in een mal geplaatst, deze verschild per maat voering. De snijdende kant is verwisselbaar zodat het mogelijk is om de verschillende maten gebak te produceren. Het mes gaat volledig door de cake heen, dit maakt het mogelijk om snel te snijden. Eventueel wordt de snijdende kant aangepast zodat het snij oppervlak vermindert waardoor de snijkracht afneemt. De snijdende kant wordt begeleidt door gefixeerde stangen aan beide zijdes, dit voorkomt dat het mes verschuift.

Zo als hier boven beschreven staat is volgens de kesselring methode de beste manier om de cake te snijden. Het is niet noodzakelijk dat we precies aan dit concept voldoen. Vandaar dat er eerst onderzoek gedaan is na verschillende pneumatische snijmachines die nu op de markt te verkrijgen zijn. Zodat het eventueel mogelijk is om een machine in te kopen en deze aan te passen zodat John’s gebak de machine in gebruik kan nemen. Dit is misschien op dit moment een duurdere uitgaven. Maar het voordeel van het inkopen van een machine is dat dan de huidige machine niet opnieuw hoeft ontworpen te worden en specifieke onderdelen daarvoor gemaakt moeten worden.


Fig 7. Pneumatische snijmachine

Na verschillend markt onderzoek is gebleken dat de techniek van pneumatisch snijden wel wordt toegepast in zowel in de technische als in de voedingsindustrie. Maar in veel verschillende vormen en technieken. Een specifieke machine die te vinden is in de technische industrie is mogelijk goed toe te passen in John’s Gebak productielijn. Het nadeel van deze machine is dat deze niet optimaal aan te passen is zodat het kan worden toegepast worden in de productielijn. Vandaar dat besloten is de techniek te gebruiken voor het ontwerpen van een nieuwe machine. De besproken machine is in het figuur hiernaast te zien. Zoals te zien werkt het snijden doormiddel van één pneumatisch cilinder de geleid word door vierbuizen zodat het snijsjabloon op zijn plaats blijft. In het figuur is het een rechthoekig sjabloon, dit zal in de productielijn van John’s gebak een snijrooster zijn die in verschillende maten te verkrijgen zijn. Zodat het mogelijk is om verschillende maten gebakjes te snijden. Deze verschillende snijroosters zijn dus afneembaar en kunnen daardoor ook grondig schoongemaakt worden.

Het snijsysteem gaat er verder ongeveer hetzelfde uitzien als het huidig systeem bij John’s gebak. De bodem van de snijmachine zal er hetzelfde uitzien als bij John’s gebak. Maar zal ook in verschillende maten verkrijgbaar zijn zodat de verschillende snijmessen overeenkomen met de bodemplaat gleuven. Hiernaast in het figuur is goed te zien hoe de huidige bodemplaat bij John’s gebak er uit ziet. Zo zal de bodem bij deze machine er ook uitgaan zien alleen zal deze ook verwisselbaar zijn zodat de maten van de snijroosters en de bodemplaten overeen komen. Hierdoor is het ook mogelijk om goed de bodemplaat schoon te maken.

Fig 8. Snijrooster bodemplaat


De messen van de snijroosters zullen ook iets aangepast worden waardoor er minderkracht hoeft uitgevoerd te worden door de machine. In het huidige systeem zien de messen er uit zo als in de afbeelding hiernaast goed te zien is. De messen hebben een punt waardoor de kracht verdeeld word. Deze punten worden scherper en puntiger gemaakt waardoor er nog minder kracht nodig is en het snijden makkelijker gaat. Tevens zullen er verstevigingen worden aangebracht zodat het rooster niet gaat vervormen er een grote kracht op komt te staan.

Fig 9. Snijrooster huidige machine

De bovengenoemde ontwerp ideeën zijn een globaal ontwerp verder in dit hoofdstuk zal het verduidelijk worden doormiddel van Inventor tekeningen. Eerst zal de krachtversterker besproken worden in hoeverre ons ontwerp een uitbreiding is op de oorspronkelijk interieursnijder.

Krachtversterker

Er is om een specifieke opdracht geven. Het is de bedoeling dat er een oplossing bedacht moet worden bij het probleem in deze specifieke opdracht. De opdracht is als volgt geformuleerd:

Ontwerp een aanpassing van de huidige assemblagelijn voor het produceren en opslaan van kasteeltjes naar een vervijfvoudiging van de huidige productieaantallen.Ontwerp en fabriceer een krachtversterker voor de huidige interieursnijder.

Dit hoofdstuk is gericht op de onderste regel uit de specifieke opdracht. “ Ontwerp en fabriceer een krachtversterker voor de huidige interieursnijder” De bedoeling is dus dat op de huidige interieursnijder een krachtversterker moet gefabriceerd worden. In dit stuk wordt toegelicht wat wordt aangepast en waarom.

Als eerst zijn hier een aantal afbeeldingen van de huidige interieursnijder. Dit zodat het mogelijk is om een goede vergelijking te kunnen maken tussen de huidige interieursnijder en het nieuwe ontwerp.


Fig 9 en 10. Huidige interieursnijder

Hier boven is duidelijk te zien dat de huidige interieursnijder ook door vierbuizen naar beneden geleid word net zoals in het ontwerp dat hiervoor besproken is. Tevens zijn de snijbladen en de snijgeleiders bijna hetzelfde als in het nieuwe ontwerp. De snijbladen en snijgeleiders zullen vervangen worden aangezien die bij de huidige interieursnijder gebogen zwak en niet scherp zijn. De vervanging zal alleen plaats vinden als de huidige machine behouden wordt. Zoals in de plaatjes hierboven te zien wordt de interieursnijder nu handmatig bediend doormiddel van een hefboom.

Bij het bezoeken van de bakkerij is er geconcludeerd dat de huidige interieursnijder er zeer onbetrouwbaar uitziet en is. In de hefboom zit veel speling de messen zijn krom en gebogen, het standaard beweegt erg veel als er kracht op uitgeoefend wordt en de interieursnijder is ook instabiel. Dus is er de conclusie gemaakt dat de huidige interieursnijder vervangen moet worden in verband met veiligheid en productiviteit. De huidige interieursnijder is niet in staat om zo aangepast te worden dat deze automatisch versterkt kan worden omdat daar de onderdelen te zwak voor zijn. Tevens zouden er zoveel onderdelen vervangen moeten worden dat het goedkoper is om een nieuwe machine te produceren.

De nieuwe interieursnijder zal daarom opnieuw gebouwd moeten worden, er zullen wel onderdelen hergebruikt kunnen worden aangezien het nieuwe ontwerp gebaseerd is op het huidige ontwerp. Het bouwen van een nieuwe interieursnijder garandeert een stabiel en effectieve snijmachine. Aangezien alles gebouwd kan worden aan de eisen en krachten die de interieursnijder moet opvangen als deze doormiddel van een pneumatische cilinder automatisch bediend wordt. Tevens wordt hierdoor de machine veiliger en minder instabiel, dit kan doormiddel van het plaatsen van beschermkappen zodat je niet direct in contact kan komen met de messen van de interieursnijder. Omdat de interieursnijder geautomatiseerd wordt is het ook mogelijk om de productie snelheid, die vijf keer versneld moet worden bij te kunnen houden. Dit is handmatig gezien onmogelijk. Daarom is er besloten om de huidige interieursnijder te vervangen en eventueel hertgebruiken in plaats van de huidige interieursnijder aan te passen zoals in de specifieke opdracht staat.


De nieuwe interieursnijder

In dit kopje zal de nieuwe interieursnijder nader worden uitgelegd en verduidelijkt. Dit gebeurt doormiddel van Autodesk Inventor 3D tekeningen.

Fig 11. Nieuwe interieursnijder I

Op de tekening is te zien dat er een aanvoer, snij, en afvoer gedeelte is aan de machine. De blauwe bak met rollen is de aanvoer, waar de grote platen cake op aankomen.

Het middenstuk is het snij gedeelte, waar de grote stukken cake op gesneden worden door de puntige messen die van boven komen. De messen worden door een pneumatische cilinder naar beneden geduwd, dit is het zwarte onderdeel bovenop de machine.

Na het snijden gaan de losgesneden stukken interieur via de zilveren bak naar beneden, waar ze in drie stroken worden verdeeld. Zodat de cakejes verder kunnen op de lopende band(en).


Fig 12. Nieuwe interieursnijder II

Op deze afbeelding is goed te zien hoe de afvoerbaan in drie delen is gesplitst en schuin afloopt zodat het interieur naar beneden glijd op een lopende band.

De aanvoer bestaat uit rollen omdat het interieur nog aan elkaar vast zit en er dan toch niet tussen kan vallen. Bij de uitvoer was dit niet mogelijk omdat dan alle cakejes tussen de rollen kwamen.

Als er gesneden word en het snij gedeelte naar beneden komt duwt deze automatisch de aan en uitvoer onderdelen naar beneden. Als het snij onderdeel klaar is gaat het omhoog en komen de aan en uitvoer ook weer op goede hoogte omhoog.


Fig 13. Nieuwe interieursnijder III

De grote vierkante stukken cake worden op het rooster geplaatst die kleine inkepingen heeft voor de snijmessen. De messen zijn puntig en hebben exact de afmetingen van een stuk cake.

Materiaal messen

Omdat de messen tegen een grote druk bestand moeten zijn, en erg stijf en hard moeten zijn omdat de messen snel vervormen bij het snijden door het bevroren interieur. Is het van belang dat de messen van een stevig materiaal gemaakt worden. Er is gekeken naar materiaal soort wat vaak toegepast wordt voor messen. Het materiaal waar voor gekozen is, is staal. Nu zijn er ontzettend veel staal soorten, het belangrijkste bij de verschillende staal soorten is de hardheid van het staal. Deze wordt uitgedrukt in graden Rockwell C, vaak afgekort als HRC. Na het vergelijken van de verschillende hardheden is er gekozen voor 58-60 HRC staal. Deze staal soort word vaak toegepast bij messen van Cold Steel, Buck en keukenmessen uit Japan. Dit garandeert ons dat de messen van een goede kwaliteit staal zijn die bestand is tegen de krachten die het te voorduren krijgt. Een staal soort met een mindere HRC-waarde is te zwak, alhoewel er wordt gezegd dat het beter geschikt is als keukenmes is hier het probleem dat het gaat om bevroren gebak wat aanzienlijk harder is dan het meeste eten. Bij een hogere HRC-waarde wordt het staal te duur, te bros en veel moeilijker te slijpen.

Met dit systeem kunnen er 36 stukken cake in een beweging worden gemaakt, en aangezien er ongeveer 1 cakeje per seconde moet worden geproduceerd kan er dus 36 seconden worden gedaan over de aanvoer, snijden en uitvoer. Dit moet goed haalbaar zijn, en het systeem zou zelfs nog sneller aan kunnen.


Ft = 1570 N

1300 mm

1100 mm

Fnodig130°

1100 mm

0000 mm1300 mm

2177 mm

Berekeningen

Om te bepalen wat type en soort pneumatische cilinder geplaatst moet worden op de nieuwe interieursnijder. Moet er eerst berekend worden wat voor kracht er nodig is om de cake/interieur door te snijden. Aangezien dit niet gegeven is moet dit berekend worden. Dit wordt gedaan aan de hand van het gegeven dat de er twee man aan de hefboom moet hangen voordat het mes door het bevroren interieur heen wilt gaan. Dit kunnen we aannemen aangezien John dit op het bezoek vermeldt heeft.

De volgende mechanische berekeningen geven de kracht aan in Newton:

Afbeelding interieursnijder: VLS interieursnijder:

De kracht die er nodig is om het interieur door te snijden heet Fnodig deze moet berekend worden. De lengtematen zijn indicaties aangezien er geen beschikking is over de exacte maten.

In het VLS wordt er vanuit gegaan dat als er twee man aanhangt dat er een gewicht van 2*80kg aanhangt.

F t=2∗80=160 Kg=160∗9.81≈1570N

Het VLS wordt opgelost doormiddel van Scalaire analyse. En wordt dus berekend doormiddel van de loodrechte afstand tussen de nodige kracht (Fnodig) en de gegeven kracht (Ft). Zie onderstaande figuur voor de lengte van Fnodig tot Ft:


De benodigde kracht kan als volgt worden berekend:

Fnodig=F∗s=1570∗2.177=3418 Nm

F = 1570 Ns = afstand in m = 2.177 m

Fnodig = 3418 N

De minimaal benodigde kracht is 3418 N om het interieur door te snijden. Dus er moet een pneumatische cilinder geplaatst worden die minimaal die kracht kan leveren.

Pneumatische cilinder

Nu de benodigde kracht berekend is, die nodig is om het interieur door te snijden. Is het mogelijk om een goede pneumatische cilinder uit te zoeken. Daarbij kwam het bedrijf Festo als een geschikt bedrijf naar voren om daar de cilinder te bestellen. Naast het bestellen van de cilinder is het bestellen van luchtslangen, koppelingen en ventielen voor de pneumatische cilinder ook mogelijk. Na uitgebreid onderzoek en vergelijkingen is de volgende cilinder de beste keuze geworden (meer informatie over het bedrijf Festo is te vinden in het hoofdstuk algemene informatie):

Standaard Cilinder DNCB

Product info:

Merk: FestoDiameter: 32 – 100 mmSlag: 2 – 2000 mmKracht: 483 – 4712 NWerkdruk: 0.6 – 12 BarOmgevingstemp.: -20 tot 80 °CMateriaal behuizing: Aluminium legeringWerkmedium: PersluchtMateriaal zuigstang: Hoog gelegeerd Staal

De gekozen cilinder kan een groot genoeg kracht leveren om het bevroren interieur door te snijden. En de maten zijn ook geschikt, dus daarom is deze cilinder gekozen om te plaatsen.

De richtprijs van deze cilinder licht rond de € 115,-. De exacte prijs via de site Festo is niet bekend. Aangezien Festo de prijzen niet vermeldt. Maar hetzelfde type cylinder is te vinden voor rond de € 115,- bij andere bedrijven. Dus dit bedrag is de richt prijs.

De richtprijs van de totale machine is gebaseerd op vergelijkbare machines gevonden op verschillende buitenlandse sites. De prijs is een zeer grove indicatie omdat er weinig bedrijven de prijs vrij geven van de machines. Maar de schatting aan materiaal en bewerkings kosten ligt rond de € 3.500,-.

WH28A1 - Installaties

Fig 14. Pneumatische Cilinder

Pagina 27

2.4 Rollen

Algemene omschrijving

Wanneer de cake gesneden is zal de cake geplaatst worden op een gebakschaaltje. Om de cakejes op het schaaltje te krijgen worden ze aangevoerd vanuit de cakesnijder. Ze komen vervolgens op een plateau waar ze gebufferd worden, wanneer er een schaaltje aankomt ligt er slecht een cakeje klaar op het klapmechanisme. Het klapmechanisme bestaat uit een plaat met daaronder een pneumatische cilinder die de plaat negentig graden kan kantelen. Hierdoor word het cakeje als het waren op het schaaltje gedrukt. Het cakeje blijft vastzitten doormiddel van het kleine pinnetje in het schaaltje.

Dit gebakschaaltje zit in een v-snaar maar kan nog wel vrij draaien. Hierdoor is het mogelijk om het schaaltje met daarop de cake om het marsepein heen te draaien. De v-snaar draait een rondje tussen verschillende rollen die worden aangedreven. De gebakschaaltjes met daarop het interieur word door de v-snaar meegedragen naar de lopende band. Op de lopende band liggen de voorgesneden marsepeinen plakken klaar om opgerold te worden. Zoals te zien is op het ontwerp van het gebakschaaltje zit er onder het schaaltje een vertanding. De v-snaar en daarmee ook het gebakschaaltje worden 90 graden gedraaid zodat de vertanding inhaakt op de vertanding die aan de lopende band is gemaakt. Doormiddel van de vertandingen die in elkaar grijpen gaat het schaaltje draaien. Wanneer het schaaltje draait zal de marsepein om de cake gerold worden. Vervolgens draait d v-snaar weer in zijn recht opstaande positie en word het schaaltje vervoerd naar machine die de bovenkant van het marsepein dichtvouwt. Vanwege het feit dat er 3 lijnen zijn met verschillende kleuren zullen er 3 banden boven elkaar geplaatst worden.

Fig 15. ( Gebakschaaltje) Fig 16. ( Vertanding bij lopende band)


Fig 17. (Klapmechanisme gesloten) Fig 18. (klapmechanisme zijkant) Fig 19. (klapmechanisme open)

Technische omschrijving

De cakejes worden aangevoerd vanuit de cakesnijder doormiddel van een lopende band. Vervolgens belanden ze op een schuin aflopende plaat waar ze netjes in een rij gelegd worden. Aan het eind van de rij zit een klep die de cakjes tegenhoud. Deze zorgt ervoor dat er telkens maar een cakeje op het klapmechanisme ligt. Wanneer er gedetecteerd word doormiddel van een optische sensor dat er een cakeschaaltje aankomt stopt de v-snaar kort met draaien en word het cakeje tegen het schaaltje aangedrukt. Vervolgens vervolgt het zijn weg naar de band met marsepein.

De aangevoerde plakken marsepein worden doormiddel van een verstelbare geleider (zo nodig) op de juiste positie gebracht. Vervolgens komt dan het gebakschaaltje met daarop het interieur aan, deze kijkt met behulp van een optische sensor of er een plak marsepein licht. Wanneer dit niet het geval is zal de v-snaar stil gezet worden, totdat er weer een plak marsepein aangevoerd word. Dan kan het proces weer vervolgd worden. Wanneer de plak marsepein er wel op het juiste moment ligt zal het schaaltje negentig graden draaien en zal het marsepein zich om het interieur heen rollen. Om ervoor te zorgen dat de marsepein goed aangedrukt word aan de zijkanten maakt deze een extra omwenteling zodat alle zijkanten opnieuw aangedrukt worden. Vervolgens draait de v-snaar weer en voert hij het gebakje naar de machine die de marsepein van de bovenkant dichtdrukt. Als laatste zal de v-snaar met daarin de schaaltjes door een machine heen gaan die ze schoonmaakt met stoom.


Apparatuur

De apparatuur die nodig is om deze opstelling te laten functioneren is relatief eenvoudig. De v-snaar zal standaard zijn en kan zo ingekocht worden, het enige is dat er mischien zelf gaten in gemaakt moeten worden voor de gebakschaatjes. Daarnaast worden de gebakschaaltjes gemaakt van kunstof zodat deze goed en snel gereinigd kunnen worden, dit gebeurd als de gebakjes ervan af zijn geschept en hij teruggaat naar het beginpunt. Dit zal gedaan worden door een stoom-cleaner. De geleider op de lopende band zal gemaakt zijn van RVS en zal afneembaar zijn zodat deze indien nodig, eenvoudig te reinigen is. De lopende band zal aangedreven worden door een elctromotor, deze zal geen onderhoud vergen. Om de goede snelheid te regelen en de motor te koppelen aan de optische sensor zal er een frequentieregelaar tussen komen te staan. Ook deze vergt geen onderhoud of ingewikkeld besturingssysteem. Het klapmechanisme is eenvoudig te vervaardigen en bestaat uit standaard onderdelen. Daarnaast zal er een pneumatische cilinder moeten worden aangeschaft en ingeregeld worden. Dit geld ook voor de optische sensor bij het klapmechanisme.

Materiaal gebruik

Vanwege het feit dat het materiaal waarvan de lopende band zelf gemaakt word geen poriën mag bevatten waar vuil tussen kan komen is er gekozen om de lopende band van Volpolyurethaan te maken. Dit is een materiaal waar bacteriën zich niet kunnen plaatsen. Daarnaast zitten er kleine randjes op de band die de producten op hun plaats houden. Deze materiaalkeuze word vaak gebruikt in de voedingsmiddelen-industrie vanwege het eenvoudig reinigen van het oppervlak. Het onderstel voor de lopende band en de rolllen die de v-snaar begeleidgen zullen worden vervaardigt uit RVS, ook de geleider zal hiervan gemaakt worden. Dit omdat RVS relatief goedkoop is en daarnaast goed te reinigen is. Het klapmechanisme zal zelf gefabriceerd worden en worden vervaardigt uit RVS dit vanwege het feit dat het eenvoudig te reinigen is en niet kan gaan roesten. Hierdoor waarborg je de hygiëne bij het klapmechanisme.


Kosten opvouwmechanisme

De kosten voor het opvouwen van de cakejes in het marsepein gebeurt door een machine die geheel zelf ontwikkeld zou moeten worden. Vandaar dat een prijsindicatie geven met betrekking tot de gehele machine een lastige opgave is. Er is gekozen om een schatting te maken zo is er voor bestaande componenten gekeken wat ze kosten op de markt en voor speciale componenten is er een grove schatting gemaakt. Zo kan men toch een totaalbeeld met daaraan een prijskaartje krijgen van de gehele machine.

De v-snaar zijn standaard te verkrijgen in vele soorten maten, om aan de lengte te komen die nodig is voor het betreffende ontwerp zal wel even gezocht moeten worden. Daarnaast zijn de lopende band en de v-snaar katrollen standaard onderdelen die regelmatig worden gebruikt. De gebakschaaltjes daar in tegen zullen vervaardigt moeten worden doormiddel van spuitgieten van kuntstof. Spuitgieten word pas voordelig wanneer er grote aantallen worden gegoten. Dat is hier niet het geval en vandaar zal de prijs van een enkel schaaltje ook een stuk hoger liggen. Als laatste onderdeel met betrekking tot het oprolsysteem is er de tandwiel-lijn, deze zal ook uit eigen vervaardiging moeten voortkomen, vandaar dat ook dit onderdeel flink wat gaat kosten.

Voor het klapmechanisme is weinig nodig, vooral het plaatwerk voert de boventoon als men kijkt naar de kosten. Dit komt vanwege het feit dat het gehele klapmechanisme zelf vervaardigt gaat worden en dat daarbij grote platen roestvrijstaal aan te pas komen. Daarnaast word er gebruik gemaakt van een stootcilinder die de gebakjes op de schaaltjes drukt. Omdat de gebakjes een klein gewicht hebben is er geen zware cilinder nodig vandaar dat er met een kleine cilinder voldaan kan worden. Dat scheelt enorm in de kosten voor de cilinder. Als laatste moet er een scharnierpunt komen op het klapmechanisme, hiervoor volstaat een standaard scharnier die negentig graden open kan klappen.De totaalprijs is een schatting van het systeem, voor exacte prijzen zullen offertes opgevraagd moeten worden bij leveranciers en zal er gekeken moeten worden wat het kost om de onderdelen zelf te vervaardigen.

Onderdelen Prijs incl btw (euro’s) Aantal Totaal prijs (euro’s)OprolsysteemV-snaar 155 3 465Lopende band 2500 1 2500Schaaltjes +/- 15 +/- 60 900Tandwiel-lijn 300 1 300v-snaar katrol 10 9 90

Klapmechanisme(stoot) cilinder 65 1 65Plaatwerk 1200 1 1200Scharnier 15 1 15

Totaal 5535


2.5 Dichtvouwen marsepein

Het toelichten van dit onderdeel is verdeeld in verscheidene stappen. Als eerste wordt er een algemene omschrijving gegeven, gevolgd door een technische omschrijving deze technische omschrijving zal ondersteund worden door schetsen en een Autocad tekening. Veder worden de benodigde apparatuur besproken.

Algemene omschrijving

Na het oprollen worden de gebakjes van het gebakschaaltje afgehaald en door een rail begeleid, vervolgens op een aparte lopende band geschoven, deze rails is verstelbaar in de verschillende maten. Met behulp van een optische sensor wordt er gedetecteerd of er een gebakje is. Als er een gebakje is wordt de band tijdelijk stil gezet, op dat moment schuiven er vier pneumatische cilinders uit. De uiteindes van de zuigers zijn afgerond, deze duwen de stukjes marsepein tegen elkaar. Op dat moment wordt het toefje slagroom op de bovenkant geplaatst, wederom met behulp van pneumatiek. Hierna schuift de band door naar het volgende station en komt er weer een nieuw gebakje. Op deze wijze kunnen de verschillende maatvoeringen geproduceerd worden. Indien nodig kunnen er meerdere banden naast elkaar geplaatst worden. Zodat de productie snelheid verhoogd kan worden.

Technische omschrijving

Het gebakschaaltje met daarop het gebak komt op de V-snaar aan. Het gebakje wordt van het schaaltje gescheiden door middel van twee platen. Het gebakje schuift over deze platen, tegelijkertijd wordt het gebakschaaltje naar beneden getrokken. Hierdoor blijft het gebakje zonder gebakschaaltje achter op de metalen platen. Hierna schuift het op een lopende band. Op deze lopende band zijn verstelbare rails bevestigd, deze begeleiden het gebakje tot de juiste oriëntatie. Het waarnemen van het gebakje gebeurd met behulp van een optische sensor, hierbij moet gedacht worden aan een sensor zoals deze te vinden is bij meeste winkel ingangen.

Boven de fabricage lijn hangt een constructie deze constructie is bevestigd aan de fabricage lijn zelf. Als het gebakje eenmaal op de juiste plaats is aangekomen duwen de vier cilinders tegen de marsepein aan. Deze cilinders zijn dusdanige georiënteerd dat de stuken marsepein precies tegen elkaar aan komen.Op dat moment wordt het toefje slagroom geplaatst. Boven het gebakje hangt een voorraat bak met slagroom. De slagroom zakt onder eigen kracht in een gevormd tuitje. De slagroom wordt uit dit tuitje geduwd door een zuiger, deze zuiger heeft dezelfde vorm als het tuitje. Hiermee wordt er altijd even veel slagroom geleverd en kan de hoeveelheid ingesteld worden door verschillende vormen.


Fig 20. Totaalbeeld

Apparatuur

De apparatuur die nodig is voor deze opstelling is relatief eenvoudig. De stukken rails zijn van RVC en uitneembaar zodat deze indien nodig, eenvoudig gereinigd kunnen worden. De optische sensor komt veel voor en is hierdoor niet duur. Dit soort sensoren zijn niet specialistisch, door de aard en plaatsing van deze sensor behoeft deze geen onderhoud. De benodigde cilinders zijn reguliere pneumatische cilinders, hierdoor zijn deze relatief goedkoop en behoeven weinig onderhoud. De uiteinde van de cilinders moeten wel schoongemaakt worden. Er is een druk installatie nodig om de cilinders te bekrachtigen, de prijs en onderhoudskosten van deze installatie variëren. Uiteraard is er een besturingssysteem nodig voor het besturen van de cilinders en het verwerken van het signaal van de optische sensor.


Materiaal gebruik

De platen die gebruikt worden voor het scheiden van het gebakje en het gebaksschaaltje zijn van RVS. RVS is een relatief goedkoop product, daarnaast is het eenvoudig schoon te maken.De stukken rails zijn ook van RVS evenals de constructie voor het ophangen van de cilinders. Het constructie materiaal van de cilinders zelf hangt uiteraard af van de producent. Het zou gunstig zijn als de buitenkant van de cilinders glad en waterdicht zijn. Dit vereenvoudigt het schoonmaken. Ook de opslag bak van de slagroom is gemaakt van RVS. De uitneembare tuitjes worden van een thermoplast gemaakt vanwege het feit dat deze flexibel moet zijn. Deze thermoplast dient bestand te zijn tegen hogere temperaturen in verband met het reinigen.

Kosten

Hoewel de exacte kosten niet bekend zijn, kan er wel een grove prijs indicatie gegeven worden. Het hoofd bestandsdeel van de constructie en rail is RVS, de prijs van RVS hangt sterk af van de gekozen variant. Deze prijs varieert tussen de 5 en 15 euro per kilogram. Dit zijn de prijzen van het ruwe materiaal, hierbij moeten nog de bewerkingskosten bij opgeteld worden. De lopende band die gebruikt wordt is al nader toegelicht.Verder resteren alleen nog de kosten van de cilinders, ook hierin is een groot prijsverschil te vinden. Voor dit model wordt uitgegaan van 150 euro per cilinder. De kosten van dit onderdeel van het productie proces worden geschat op 900 euro. Dit is exclusief de lopende band en de benodigde druk installatie.

Flowsheet

Bij het dichtvouwen van de gebakjes wordt tegelijkertijd een toefje slagroom geplaatst. Dit toefje slagroom weegt tussen de 2 en 5 gram. Dit hangt af van de maat van tuitje, die afhangt van de maat van het gebakje. De hoeveelheid slagroom die nodig is hangt af van de productie, aangezien de productie maximaal tienduizend gebakjes per uur bedraagt, zal er tussen de twintig en vijftig kilo slagroom nodig zijn.Daarnaast gebruiken de cilinders nog een onbepaalde hoeveelheid lucht.


2.6 Verpakking

Algemeen omschrijving

Voor de ontwerpopdracht door Delft Foodmachines voor het bedrijf Johns zijn in de conceptfase verschillende verpakkingsmanieren bepaald en afgewogen. Hieruit volgde dat een verpakkingsmethode gewenst was, waarbij de gebakjes direct in de verpakking viel, zoals een blister, waarbij de verpakking voortbeweegt. Het subsysteem Verpakking in de productielijn voor het kasteelgebak is nader uitgewerkt welke in dit hoofdstuk zal wordt toegelicht. Voor deze uitwerking is marktonderzoek uitgevoerd naar de bestaande machines, waarbij gelet is op de eisen welke gesteld zijn in het Programma van Eisen in het Conceptrapport. Dit marktonderzoek heeft plaatsgevonden voor verpakkingssystemen, transportsystemen en overige technisch materieel welke toegepast wordt.

Soorten verpakkingen

Voor de verpakking is getracht om een oplossing in te passen welke over kan met de verpakkingen die momenteel door Johns Gebak worden gebruikt. Deze verpakkingen zijn onderstaand in figuur afgebeeld.


Fig 21. Huidige verpakking Johns gebak (onder: 6 pack- blister)Productielijn verpakkingsontwerp


Toelichting verpakkingsontwerp

Handeling 1: Invoer gebakjes

Bij de eerste handeling worden de gebakjes ingevoerd. Nadat ze zijn gevouwen tot een piramide (bovenkant) en de toefje is er op gespoten, komen de gebakjes 1 voor 1 naar de verpakking. De 3 banen zijn voor 3 verschillende kleuren. De banen zijn aangepast aan de maten die de gebakjes hebben.

Handeling 2: Uitlijnen geleider

'

Om er voor te zorgen dat de gebakjes precies in de midden komen te staan wordt er doormiddel van een geleider (gebogen) de gebakjes naar de juiste positie gebracht. Dit om de gebakjes te centreren om later goed in de verpakking te laten vallen met behulp van de Traylader verpakkingsmachine van fabrikant Tehama.

Handeling 3: Teller (rood)

Bij elk van de 3 banen meet een sensor wanneer er een gebakje de buffer in komt, zodat de verpakking door de verpakkingsmachine erna, altijd genoeg aanvoer heeft.

Handeling 4: Buffer

In de buffer is ruimte voor 3 gebakjes die in de wachtrij staan om hun weg op een lopende band naar de verpakkingsmachine één voor één te vervolgen. Een klep aan het eind van de buffer laat de gebakjes van de 3 banen op de juiste momenten gaan. De buffer staat schuin beneden onder een hoek. Zo kunnen de gebakjes makkelijker in de doos vallen.


Handeling 5: Klep (zwart)

De klep zit aan de einde van de buffer. De klep zorgt dat de 3 gebakjes op tijd in het doos vallen. De klep wordt aangestuurd door een elektromotor.

Handeling 6: Aanvoer dozen(bruin)

In de aanvoer is er een machine die een stapel dozen van dezelfde formaat bevat. Steeds worden de 3 dozen richting het vullen gestuurd. Een medewerker moet alleen de machine vullen met dozen. Dit is een bestaande uitbreidingsmodule op de geselecteerde verpakkingsmachine.

Handeling 7: Gebak in doos

Voor het vullen is de verpakkingsmachine ‘Traylader’ van de fabrikant Tehama geselecteerd. De dozen worden aangevoerd. Er zijn verschillende verpakkingen en vulprogramma’s mogelijk. Voor een 6 pack blister geldt dat zodra de dozen op hun positie staan, wordt de eerste en tweede rij bij één baan met één kleur gebak gevuld. Hierna schuift de verpakking door en kan een volgende rij met een andere kleur gebak gevuld worden.

Handeling 8: Volgorde vullen

Bij elke baan wordt één kleur gebak aangevoerd. Hierbij kan een rij met die kleur worden gevuld met de verpakkingsmachine van Tehama.

Handeling 9: Op transportband

Als de gebakjes in de dozen zijn, gaan de dozen naar links. Het groene gedeelte is schuin naar benden onder een hoek. Zo komen de dozen op de transportband.


Handeling 10: Vervoeren dozen

Zodra de dozen gevuld zijn, worden de dozen naar links geschoven. De dozen worden dan weer naar voren geschoven door middel van een band. In plaatst van 3 banen komen de dozen op 1 baan terecht.

Handeling 11: Chocolade toevoegen

Bij deze handeling worden de chocolaatjes toegevoegd met de hand. Dit om het meer ambachtelijke er uit te laten zien. Om een groot machine te ontwerpen en bouwen voor deze handeling kost veel geld en ruimte.

Handeling 12 en 13: Deksel aanbrengen + in kratten sorteren


Op de dozen worden de deksel s stevig aangebracht met de hand en direct in kratten gesorteerd. Om een machine te ontwerpen en bouwen om alleen de deksel aan te brengen kost veel geld / ruimte. Met de hand gaat het veel sneller, omdat de doos ook direct in de krat wordt gesorteerd.

Apparatuur / Machine

Verpakkingsysteem – Tehama Traylader

Voor de verpakking is na marktonderzoek het Traylader systeem van producent Tehama geselecteerd.

Deze verpakkingsmachine is geselecteerd op basis van de verschillende soorten verpakkingen die Johns gebak momenteel gebruikt en de eis om verschillende kleuren te kunnen verpakken in een blister. Hierbij is het van belang dat de machine meerdere rijen kan vullen met één kleur.

De Traylader van Tehama voldoet aan de eisen en wensen voor de ontwerpopdracht. De machine is ontworpen voor gebruik in de food sector, waarbij goed te onderhouden is in hygiënisch oogpunt. Daarnaast kan deze machine vullen volgens verschillende vulprogramma’s, waardoor de verpakking bij omschakeling naar productie van kleine, middelgrote of grote kasteelgebakjes eenvoudig uit te voeren is.

Delft Foodmachines heeft voor deze ontwerpopdracht contact gezocht met deze fabrikant, welke bevestigd heeft dat deze machine toepasbaar is in de gewenste situatie.

Het beladingsystemen is elektronisch en computer gestuurd met standaard 32 afzonderlijke programma´s waarin de product afhankelijke instellingen kunnen worden opgeslagen. Dit bespaart lange instel- en omsteltijden. Voor het vullen van rijen wordt gebruik gemaakt van een zogenaamde servo gestuurde schietplaat.

Een technische overzichtstekening van de machine is als bijlage bij dit rapport toegevoegd.

Systeemkenmerken:

• Volledig automatisch beladen van diverse soorten trays, doosjes of bijvoorbeeld een dieptrekmachine. • Flexibele toepassing / universeel. • Eenvoudig en simpel bedienbaar, geen hoog opgeleid personeel benodigd. • Belading in langs- of dwarsrichting t.o.v. blister. • Zowel enkel- als meervoudige producten. • Ook als automatische toevoer t.b.v. enkelstuksverpakkingen. • Hoge capaciteit. • Eenvoudig reinigbaar. • Uitbreiding met vele opties mogelijk, zoals automatische tray toevoer en visionsystemen.


Ter illustratie van deze verpakkingsmachine dienen de volgende foto’s als voorbeeld van het gebruik van deze machine in bestaande productielijnen.

Verpakkingsvoorbeelden:


Materiaalkeuze

Binnen de gehele verpakkingslijn is worden op twee plaatsen transportbanden toegepast. Na de buffer is er een korte transportband met op het eind de verpakkingsmachine (aangegeven met nummer 7 op de tekening) en op plek waar de chocolades handmatig worden toegevoegd, bewegen de verpakkingen op een transportband (nummer 11).Hiervoor wordt gebruikt gemaakt van de Thermodrive transportbanden van volpolyurethaan van de fabrikant Eurobet Component. Deze banden borgen een hoge hygiëne en zijn speciaal inzetbaar voor in de foodsector.


3. Onderhoud en hygiëne

De installaties voor de productielijn zijn ontworpen met in acht name van hygiënische normen. Desondanks blijven onderhoudshandeling benodigd om de hygiëne te waarborgen in het productieproces. Hiernaast dient het onderhoud ook plaats te vinden om onder andere de veiligheid te waarborgen, een langere levensduur te garanderen, een betere productiekwaliteit te halen en een hogere beschikbaarheid en betrouwbaarheid te bewerkstelligen.

Uitbesteed onderhoud

Alle pneumatiek cilinders die in het ontwerp zijn toegepast, zijn van dezelfde fabrikant, te weten Festo. Het verdiend aanbeveling om voor deze pneumatiek cilinders een onderhoudscontract met de fabrikant af te sluiten, welke periodiek de werking van de cilinders kan controleren. Deze fabrikant heeft een Nederlandse vestiging in Delft, welke nabij John’s gebak gelegen is.

Hiernaast is voor de verpakkingsmachine van Tehama tevens een onderhoudscontract met de fabrikant aan te raden.

De V-snaar met de gebakschaaltjes in combinatie met de vertanding langs de lopende band dient goed te werken voor strak gerolde gebakjes. De werking van de V-snaar dient nadat deze goed uitgelijnd is, hierna periodiek gecontroleerd te worden.

In de geautomatiseerde productielijn worden op verschillende plaatsen lagers gebruikt. Deze lagers dienen gesmeerd te worden. Voor een goede betrouwbaarheid, is het aan te raden hiervoor een onderhoudsplanning te maken.

Hygiëne installaties

In het ontwerp zijn verschillende aspecten toegepast om een hoge hygiëne te waarborgen. Dit zijn onder andere de verwisselbare rubberen strip welke de crème aanbrengt, de speciale transportbanden voor de food sector, afneembare snijroosters voor de interieursnijder, kunststof gebakschaaltjes voor gemakkelijke reiniging en speciale anti-kleef coating op de snijbladen.

De opvangbak voor de crème en de inrichting voor het opspuiten van de slagroom dienen handmatig schoongemaakt te worden nadat de machine langer dan een dagdeel heeft stilgelegen. Hiernaast dient gecontroleerd te worden op kruimels en resten interieur welke kunnen achterblijven in het productieproces. De installaties zijn ontworpen volgens hygiënische normen en zullen bij in acht name van eigen hygiëne een betrouwbaar hygiënisch productieproces garanderen.


4. Flowsheet


5. Offerte

Offertenummer Offertedatum GeldigheidsduurDuur van opdracht

1 31-mrt 30 dagen 8 weken

Beschrijving Aantal EenheidPrijs per eenheid BTW Bedrag

Machine

Aanvoer marsepein 1 Stuks € 126.600,00 19,00% € 126.600,00

Interieursnijder 1 Stuks € 3.500,00 19,00% € 3.500,00

Rollen 1 Stuks € 5.535,00 19,00% € 5.535,00

Dichtvouwen marsepein 1 Stuks € 900,00 19,00% € 900,00

Traylader 1 Stuks € 250.000,00 19,00% € 250.000,00

Machine onderdelen

Pneumatische cilinder 1 Stuks € 115,00 19,00% € 115,00

Elektromotoren traylader 3 Stuks € 100,00 19,00% € 300,00

Sensoren traylader 3 Stuks € 100,00 19,00% € 300,00

Bedrijf

Bedrijfsruimte 2 Maanden € 450,00 19,00% € 900,00

Elekticiteit 2 Maanden € 200,00 19,00% € 400,00


Water 2 Maanden € 200,00 19,00% € 400,00

Bureau materialen 5 Maanden € 1.200,00 19,00% € 6.000,00

Computers 5 Maanden € 800,00 19,00% € 4.000,00

Personeel

Salaris Ontwerper (8 pers) 180 uur € 30,00 19,00% € 5.400,00

Salaris Mangement (2 pers) 200 uur € 40,00 19,00% € 8.000,00

Koffie / Thee 1 Stuks € 500,00 19,00% € 500,00

Koek 100 Stuks € 2,00 19,00% € 200,00

Overige

Internet 2 Maanden € 650,00 19,00% € 1.300,00

NEN Normen 7 Stuks € 270,00 19,00% € 1.890,00

Telefonie 2 Maanden € 80,00 19,00% € 6.400,00

Subtotaal € 422.640,00

BTW bedrag 19% € 80.301,60

Totaal € 502.941,60


Voor akkoord,

WH28A1 Haagse Hogeschool

Naam : Naam :Plaats : Functie :

Datum :Plaats :


Conclusie

In het rapport zijn er eisen en wensen opgesteld, deze onderdelen zijn in het pakket van eisen en wensen beschreven en dit is de belangrijkste richtlijn binnen het rapport. Aan de hand van deze eisen en wensen is er een gebakslijn ontwikkeld die zo veel mogelijk hieraan voldoet. Zoals gewoonlijk zijn er altijd onderdelen die prima uitgevoerd zijn, maar ook onderdelen die minder goed uit de verf zijn gekomen.

Tijdens het ontwerpen van de productielijn is er uitgebreid tijd besteed aan de NEN normen. Hier werd tijdens, en na ieder onderdeel feedback op gegeven door de projectleden en zo nodig aangepast. Deze eis is dus prima uitgevoerd en hier is veel aandacht naar toe gegaan. Ook is een van de eisen de minimum capaciteit van de huidige lijn te vergroten. Hiervoor is er berekend hoeveel tijd het mag kosten om één gebakje te produceren, hierbij is van een minimum uitgegaan van 10.000stuks. Bij elk onderdeel is er nagegaan of deze productietijd haalbaar is of niet. Deze methode is niet erg nauwkeurig, en hier is wellicht nog ruimte voor verbetering. Dit is alleen wel erg lastig in te schatten voor sommige onderdelen, en dit kan pas bij een gedetailleerdere uitwerking beter worden berekend.

De ontworpen productielijn moet in het bestaande pand passen. Doordat de lijn modulair is ontworpen kan er zelfs tot aan het installeren nog geschoven worden met de machines. Wel is er naar de plattegronden gekeken van het huidige gebouw en hiervoor is een adviesopstelling gemaakt.Een ander onderdeel is de automatiseringsgraad, dit is belangrijk omdat het een wens was dat er minder personeel aan toepas hoeft te komen en minder zwaar werk heeft. In de conceptfase is automatiseringsgraad zwaar mee gaan tellen in de uiteindelijke beoordeling. En zo is een concept met een goede automatisering naar voren gekomen.

Al met al zijn er kleine puntjes van verbetering aan te brengen, of onderdelen die op een andere manier benaderd hadden moeten worden. Maar als geheel is er veel aandacht aan het pakket van eisen en wensen besteed, en bevat het rapport veel nuttige informatie voor de bakkerij.


Bijlagen

I. Plattegronden


II. Tehema traylader tekening


III. Excursie Growa

Wij zijn op vrijdag 1 april naar het bedrijf Growa geweest. Dit is geregeld door Raymond de Ruyter. Zijn oom is mede eigenaar van het bedrijf. Binnen het bedrijf worden paprika's gekweekt, geplukt en verpakt. Wij zijn naar het proces verpakking geweest en hebben een uitgebreide uitleg gehad.

De dozen worden uit pallets via een machine op de band gebracht. De machine vouwt de doos in de juiste vorm. De paprika's worden in grote bakken gestopt en de grote bakken worden omgekiept zodat de paprika's op de band komen. De sorteer machine maakt van ieder paprika een foto en weegt het gewicht van een paprika. Het gewicht van de doos is eerlijk verdeelt en zo weet je dat je paprika hebt van hoge kwaliteit. Dat de sorteermachine drie verschillende groten sorteert en gelijk verdeelt over de dozen. De paprika's worden in de dozen gesorteerd en verder vervoert naar de logistiek.

De sorteermachine is van Aweta.


Inhoudsopgave - HHS studentweb09058389/Eindrapport kasteelgeb… · Web viewHet snijrooster word...

Documents

Transcript of Inhoudsopgave - HHS studentweb09058389/Eindrapport kasteelgeb… · Web viewHet snijrooster word...