从装箱自动化到可回收包装， 引领婴童营养食品新生态

有机零食品牌Once Upon a Farm在短时间内实现了快速发展，成功打造了清晰的品牌形象，并持续壮大。这家总部位于美国加州的私营企业，在短短九年间不断实现一个又一个里程碑式的发展目标。

自2018年以来，Once Upon a Farm旗下婴幼儿营养食品和儿童零食的直立袋产品在零售终端的铺货量几乎翻了一番。

 

为满足日益增长的市场需求，公司于2024年2月在其合作的两家合同制造/包装厂安装了SOMIC Packaging 424 W3型自动化环绕式装箱系统，一家位于威斯康星州密尔沃基，另一家位于加州橙县。

“我们最初在PACK EXPO展会上了解到SOMIC及其424机型，当时还与其西海岸销售经理Stacy Schmeiser进行了深入交流。”Once Upon a Farm联合包装商工程总监Douglas Blake回忆道。

“这台设备的出色表现给我们留下深刻印象，我们意识到这是优化产线流程的绝佳契机。”Blake补充道，“我们考察过另两家竞争品牌，但最终选择了SOMIC，主要看重其高精度装箱能力、灵活适配多种箱型的性能，以及全面的客户服务体系。而Stacy坚持不懈的沟通和直率坦诚的性格，也在很大程度上促成了这次合作。他始终相信SOMIC能满足我们的技术需求，这也增强了我们的信心。”

值得一提的是，Once Upon a Farm直立袋产品采用高压处理（HPP）工艺，因此在装箱环节，对速度和效率的要求尤为严格。“我们产品的冷藏保质期较短，仅为四个月，因此必须确保装箱过程既快速又安全。”Blake表示。

 

Once Upon a Farm品牌的有机果泥采用带吸嘴的直立袋包装，便于重复封口，方便随身携带。

另一个促成双方合作的重要因素，是SOMIC具备处理该品牌指定纸板箱（非传统瓦楞纸箱）的能力。“SOMIC团队在合作过程中表现出极大配合意愿，愿意根据我们的具体需求进行调整。他们此前也有处理类似尺寸和厚度纸板的经验，这使我们相信项目能够顺利推进。我们使用的是29磅涂布未漂白牛皮纸，这种材料在控制项目成本和实现商业可行性方面起到了关键作用。箱型、设计、尺寸及用工优化等因素，都对最终决策产生了重要影响。”

 

装箱设备落地，推动产线效率提升

位于Milwaukee的APC公司是Once Upon a Farm的合作包装商之一，目前运行着一台SOMIC 424 W3装箱机。APC业务发展副总裁Greg Zaja表示，他们最初是通过食品行业的合作伙伴了解到SOMIC这一品牌的。

Zaja在APC已工作超过20年。他表示：“最终决定采购这套设备的是Once Upon a Farm，而设备性能是促成这一决策的关键。SOMIC的技术规格高度契合我们的生产需求，且用户口碑一直不错。”他指出，新的装箱设备不仅提升了每小时的产量，还大幅降低了人为操作失误的风险。“旧设备需要额外增加人手才能满足产线需求，而且也无法胜任我们目前产量。”

 

当八个包装袋在隔挡中完成直立排列，它们就会被作为整体推入一个由扁平纸板预先成型的纸盒中。

这台SOMIC装箱机所处理的是带吸嘴、底部带褶边的立式包装袋，容量为3.2或4盎司。所有包装袋均由上游Gualapack设备完成灌装，其中最新配置的是CHP 2H型双头旋转灌装机，额定速度为每分钟85袋。该设备的灌装流程如下：包装袋以每组50个为单位，由导轨系统输送至操作区域，操作员将导轨送入上料系统，由其转送至推送装置，随后整组包装袋会被推入装载工位。装载站每次将两个包装袋置入旋转工作台的卡槽内，吸嘴可精确嵌入卡槽。当袋体悬置于卡槽后，旋转工作台转位至灌装工位进行定量灌装。

 

包装箱完成压合封闭后将进入下一工序。

接着，包装袋依顺序进入封盖工位（完成初步封盖）、清洁工位（对袋体外部进行清洁），最终到达旋紧工位完成盖体牢固锁定。在这一流程中，还配备了一台基恩士（Keyence）激光打码机，用于在包装袋背面底部位置打印生产日期码。完成灌装的包装袋经由卸料输送带传送，经过金属探测器检测后落入一个可容纳约4,000袋的集装周转箱中。

Blake评价道：“我们发现Gualapack的设备表现非常出色。许多灌装机在冷灌装条件下效率不高，通常更适用于灌装温热且流动性强的液体。而Gualapack采用伺服驱动的容积式活塞，即使在冷灌装状态下，也能精准控制回抽和推送速度，实现高度稳定的灌装精度。我们的产品灌装温度约为38华氏度（约3.3°C），而灌装重量误差控制在3克以内，表现非常令人满意。”

冷链短保需求下的高压处理解决方案

接下来进入第二阶段：高压处理（HPP）。目前，APC公司运营着五套HPP系统，其中最新一套是Avure公司生产的525L型号。所有HPP系统都采用批次处理模式，525L型号也不例外。操作员会将装载了数百个包装袋的大型料筐（或：托盘/载具）送入Avure系统中充满高压水的处理腔室。腔室密封后，内部压力将升至 87,000 磅/平方英寸（PSI），并在此压力下约保持三分钟。

这种非热加工技术能在杀灭微生物的同时，完好保留食品风味与营养价值。相较于可能损害产品品质的传统热处理方法，HPP技术无需使用化学添加剂或防腐剂，就能有效延长产品的冷藏保质期，例如，可使Once Upon a Farm袋装食品冷藏储存期延长至4个月。

完成高压处理的包装袋会被重新装入大型周转箱，随后进入第三阶段——装箱环节。在装箱区，操作员将包装袋倒在操作台上，经过整理，使它们以单列、吸嘴朝后（尾部在前）的方式排列在通往SOMIC装箱系统的传送带上。该装箱系统采用了施耐德电气（Schneider Electric）的伺服技术驱动，整套设备共配备了23个伺服电机。

在包装袋进入SOMIC装箱机前，会先经过一个工作站，以确保它们之间间距统一、排列整齐。该工作站借助下方的相位调节传送带和上方的整理传送带协同工作，精确控制每个包装袋的间距与位置。随后，包装袋会逐一进入“层板链”的独立分区内。当八个包装袋在隔挡中完成直立排列，它们就会被作为整体推入一个由扁平纸板预先成型的纸盒中。这种纸盒坯料由弹匣式进料器供给，并在包装袋周围折叠成型。借助于诺信（Nordson）涂胶系统和SOMIC的压合工具，纸盒被封合，然后准备输出。

从SOMIC装箱机输出的成品箱，会经过伟迪捷（Videojet）8520喷墨系统，在其表面喷印上产品识别信息和日期代码。最后一道工序是码垛，这一环节目前仍由人工完成。

Blake还希望将向SOMIC装箱机输送单个包装袋这一环节实现自动化，但目前这仍需人工操作。“我还没找到一个理想的自动化解决方案。”他说。尽管如此，他对装箱环节已取得的成果感到非常满意。

“在这之前，工厂需要12名操作员才能达到每分钟9到10箱的包装速度。”他指出，“优化后，一条生产线只需4名员工，产能却提升到每分钟13至15箱。”

“目前我们正与SOMIC合作开发双线配置方案，目标是将产能进一步提升至每分钟20箱。同时，计划增设缓存区域，以缓解操作人员的实时操作压力，确保流程更顺畅。”

“速度和（减少）停机时间永远是关键。”Zaja表示，“提高生产效率、避免延误——这些始终是我们最关心的问题。设备的可靠性，加上SOMIC在出现问题时提供的及时有效的服务，最大限度减少了停机时间，从而使我们能够稳定地执行生产计划。通过降低延误和成本超支的风险，我们能更好地帮助客户达成他们的业务目标。助力客户取得成功，是我们的重中之重。”

 

装满包装袋的载具从其中一台Avure高压处理（HPP）系统中输送出来。

 

迈向可回收，探索包装可持续路径

Once Upon a Farm因采用新型预制吸嘴包装袋而备受关注。这款包装由Cheer Pack公司提供，采用CHEERCircle™ PE（聚乙烯）环保吸嘴袋设计。得益于其独特的材料构成，这款包装袋具有可回收性，这意味着在有配套回收设施的地区，它可以被回收再利用。

该包装袋在Cheer Pack位于马萨诸塞州West Bridgewater的工厂生产，使用了Amcor公司的AmPrima™ Plus卷材。这是一种聚乙烯（PE）薄膜，其设计符合APR（美国塑料回收协会（The Association of Plastic Recyclers）的可回收性设计指南。

其多层结构中包含一种专有拉伸聚乙烯（MDO PE）薄膜。这是一种在生产过程中沿机器方向（MD）进行了拉伸处理的聚乙烯薄膜，这一工艺改善了薄膜的物理性能，使其更为坚韧、耐用，并增强了防潮能力。该MDO PE薄膜先在凹版印刷机上进行反向印刷，然后与一层含有EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）阻隔成分的共挤聚乙烯密封层层压在一起。EVOH层的作用是提供优良的氧气阻隔性能。

据Amcor公司称，应用于此场景的AmPrima™卷材，其氧气透过率（OTR）为 0.6cc/100in2/天（相当于 0.93cc/m2/天），水蒸气透过率（MVTR）为 0.08g/100in²/天（相当于 1.3g/m²/天）。

需要注意的是，氧气透过率的测试条件模拟了实际使用环境：包装内部为高湿度（90% RH），外部环境条件为 73。F / 50% RH。这样做是为了更准确地评估薄膜在实际产品（高湿度）环境中的阻隔表现。

同样值得一提的是，这款新型吸嘴袋还配备了Cheer Pack公司的Vizi瓶盖。APC公司在完成吸嘴灌装后，会为每个包装袋旋上这种瓶盖。

这款瓶盖采用高密度聚乙烯（HDPE）材料经注塑成型制成，为一体式设计。它不仅手感更好、易于抓握，其防篡改设计也更为醒目，能清晰显示包装是否已被打开过。更重要的是，与旧款相比，新的瓶盖与吸嘴组合所使用的塑料减少了30%。

据Cheer Pack估算，若采用这款CHEERCircle吸嘴袋搭配Vizi™瓶盖组合，每生产1000万个包装，Once Upon a Farm就能避免产生约19吨塑料进入垃圾填埋场。

“与Cheer Pack北美公司携手，共同推出CHEERCircle全聚乙烯吸嘴袋及配套的Vizi瓶盖，是我们在降低环境影响方面迈出的重要一步。”Once Upon a Farm总裁兼首席运营官Larry Waldman表示。“虽然我们在持续改进的道路上永不止步，但我们很自豪能够积极采纳并应用当前所有可行的改进措施。”

作者：Pat Reynolds
译自Packaging World杂志

 

来源：荣格-《 国际食品加工及包装商情》

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