Annossalaattirasioiden sauman vahvuuden mittausmenetelmän kehittäminen

Abstract

Insinöörityön tavoitteena oli löytää Apetit Ruoka Oy:lle toimiva menetelmä annossalaattirasioiden sauman vahvuuden mittaamiseen. Menetelmällä tuli pystyä mittaamaan sitä voimaa tai painetta, jolla muovisen rasian kanneksi saumattu muovikalvo aukeaa. Kehitettävän menetelmän tuli olla sellainen, että sitä voitaisiin käyttää jatkossa tuotantolaitoksella osana sisäistä laadunvalvontaa, joten tarkoituksena oli myös miettiä, millainen ratkaisu soveltuisi tuotantolaitoksen tiloihin.

Työssä tutkittiin yleisesti käytettyjä elintarvikepakkausten testausmenetelmiä ja niiden soveltuvuutta salaattirasioiden sauman vahvuuden mittaamiseen. Menetelmien joukosta valittiin testattavaksi yrityksen toiveiden mukaisesti puristustesti. Menetelmän luotettavuutta tutkittiin pitämällä kaikki kontrolloitavat muuttujat vakioina. Puristustesti tehtiin painamalla rasian kansikalvoa hydrauliprässin mäntään kiinnitetyllä puulevyllä. Sauman pettämiseen tarvittavaa voimaa mitattiin mäntään kiinnitetyllä voima-anturilla.

Mittauksia suoritettaessa havaittiin, että kalvon irtoamiseen tarvittava voima tällä menetelmällä oli niin suuri, että osa voimasta taivutti rasian suureunoja ja seinämiä sekä venytti kalvoa. Johtopäätöksenä tässä työssä selvisi, että puristusmenetelmä ei mittaakaan sauman vahvuutta.

Vaikka menetelmää ei voitu käyttää sauman vahvuuden mittaamiseen, sillä voitiin mitata sitä voimaa, jonka rasia kesti joko taipumatta tai sauman pettämättä. Käsikäyttöisellä pumpulla puristuksen etenemistä ei saatu vakioitua tarpeeksi ja standardimittausepävarmuudeksi tuli lopulta 14,5 %. Myös näytteiden välillä havaittiin eroja, vaikka ne oletettiin samoiksi. Pääteltiin, että sähkökäyttöisellä prässillä tai vastaavalla puristustestejä voitaisiin suorittaa pienemmällä vaihtelulla.

Tämä työ toimi esiselvityksenä puristusmenetelmän sopivuudesta osaksi salaattirasioiden laadunvalvontaa. Työssä saatiin myös selvitettyä hyvin sauman vahvuuteen vaikuttavia suunnittelu- ja häiriömuuttujia esimerkiksi mahdollista ajoparametrien optimoinnin suunnittelua varten.

This thesis was an assignment given by Apetit Ruoka Oy. The main target of this thesis was to find a reliable test method for measuring seal strength of ready-to-eat salad kit containers. The test method was supposed to measure either force or pressure required to separate heat-sealed plastic lid film from a semi-rigid plastic container. The intention was to develop a test method suitable for being used as part of internal quality management at the production facility.

Common methods for testing different food packaging were studied and their suitability for measuring seal strength was evaluated. As desired by the company a compression test was chosen for further experimenting. The reliability of the method was examined by keeping all controlled variables constant. Compression test was carried out by pressing the lid film with a small wooden block attached to the piston of a hydraulic press. The force required to break the seal was measured by a force gauge placed between the block and the piston.

It was observed that the force required to break the seal was so great that a part of it actually bent the container lips and walls and elongated the lid film. As a conclusion of the experimental part of this thesis, it was found that although the pressing force was focused on the lid the compression method actually does not measure seal strength.

Even though the method was not suitable for measuring seal strength, it was capable of measuring the force a container is able to hold before bending or seal failure. Since the hydraulic press used in this experiment had to be pumped by hand, it was not possible to keep the pressing ratio constant and finally a standard error of measurements of 14,5 % was obtained. In addition, differences between samples were observed. It was determined that with an electric hydraulic press machine compression tests could be carried out with smaller deviation.

This thesis was a preliminary investigation of compression test’s suitability for quality management of salad containers. As a part of the thesis, controlled variables and disturbance variables that have an effect on seal strength were successfully defined, for example, for future optimizing of sealing conditions.