优质包装线，赋能即饮咖啡生产

　　作者：Pat Reynolds

　　译自Packaging World杂志

　　在2009年，曾担任Alltel公司总裁兼首席执行官的Scott Ford创建了Westrock Coffee公司。当时他意识到卢旺达的咖啡农户们并没有获得公平的咖啡价格，因此希望通过创立Westrock Coffee公司来打造一项自有品牌咖啡业务，以确保卢旺达小型独立咖啡农户能够获得应有报酬。

　　Scott儿子Will Ford担任了公司的运营部总裁，他阐释了公司的发展历程：“我们从一个烘焙和研磨工厂起步，为自有品牌客户提供散装咖啡。2014年，当Keurig的专利到期后，我们将业务拓展到单杯咖啡胶囊领域。2020年，我们收购了S&D咖啡公司，它是一家为快餐店和便利店提供自有品牌产品的制造商。虽然在新冠疫情初期，我们餐饮客户的业务受到了影响，然而在零售市场，含有我们液态咖啡精华的食品饮料产品销量大增。

　　为满足客户需求，Westrock Coffee公司于2020年12月收购了位于阿肯色州康威的一家面积为57万平方英尺的工厂。起初，公司计划将工厂25%产能用于即饮（RTD）咖啡饮料的生产，然而随着自有品牌即饮咖啡需求的激增，他们发现这一产能远远不够。因此，公司对康威工厂进行了重新配置，以容纳三条新的包装线：

　　◆ 一条用于多用途PET瓶装（冷链分销）的生产线；

　　◆ 一条配备了杀菌设备的单份玻璃瓶装生产线；

　　◆ 一条同样配备杀菌设备的单份铝罐生产线。

　　公司运营执行副总裁Shay Zohar评论道：“即饮咖啡市场的迅猛增长导致市场供应极为紧张。我们凭借全产业链的一体化优势，掌控了从生豆采购到成品包装整条供应链的关键环节。此次产能扩张旨在支持我们的核心使命，即通过扩大业务规模造福卢旺达农民。”

　　多功能罐装生产线

　　Westrock咖啡高级工程副总裁 R.J. Macke表示，在康威工厂的三条生产线中，罐装生产线的自动化程度最高。Macke说：“我们在这条生产线上生产不同规格罐装咖啡。有8.4盎司的修长罐、12盎司的纤体罐、12盎司和16盎司的标准罐。转换时间至关重要，虽然并非完全是一键操作，但切换速度依然很快。比如，当罐子直径保持不变而仅高度发生变化时，转换时间为15到30分钟；当罐体直径发生改变时，转换时间会稍长一点；如果罐盖从200型变为202型，转换时间会更长，因为安装这种罐盖的封罐机需要花一些时间来更换。”

　　易拉罐以托盘装载的形式运达康威工厂，随后被装入由Alliance Industrial提供的顶置式C型流动卸垛机中。该卸垛机配备了如Macke所形容的“针对不同容器高度的一键转换功能”。它通过大容量容器清理装置将易拉罐逐层移除至大容量传送带上。空罐、满罐以及满箱输送带均由Descon公司提供。

　　Macke表示：“我们选择与Descon合作，是因为他们的生产线设计和整合理念与我们的想法高度一致。”

　　在生产线上，空罐子被逐渐聚拢成单列，随后它们通过伟迪捷喷墨编码器，在每个易拉罐底部打上日期代码。“我觉得在空容器处理阶段对易拉罐底部进行编码是最佳方式，因为这样就无需处理湿冷的罐底。”Macke表示。在编码之后紧接着的是空罐检测系统，有缺陷或变形的易拉罐被从空罐流中剔除，之后易拉罐经过Entech的易拉罐旋转/冲洗机，该设备一直通向工厂的地面层。在这个过程中，易拉罐被翻转180度，用电离空气冲洗，然后再次摆正，以便进行灌装。Entech旋转/冲洗机具有可调节的组件，能够以最少的转换时间适应各种不同尺寸的易拉罐。

　　一旦易拉罐降至地面层，便以单列形式被传送到一台由KHS生产的124阀旋转式容积灌装机中。“以我的经验来看，KHS的灌装机在灌装液位方面一直保持着良好的精度。”Macke说道，“他们在易拉罐处理方面也极为出色，而且产生的泡沫极少。”

　　Zohar同样对这款灌装机赞誉有加。“我们一直在寻觅一种高科技、高精度灌装机，它能够为我们所生产的不同产品赋予最佳品质和多功能性。目前，并没有很多经过验证的出色灌装机能够处理众多不同尺寸的罐装产品，同时具备高度自动化的转换功能以及内置的原位清洗（CIP）系统，而这对我们而言绝对是关键所在。KHS的这款设备在一个经过验证的装置中实现了这种多功能性，在我们这里，它每分钟能够灌装多达1600个易拉罐。此外，除了常规的液体咖啡，它还能够生产充氮饮料等超高压易拉罐。我们甚至可以直接在灌装机内部添加成分来创造新的饮料，在快速增长的即饮咖啡领域，一切关乎未来的饮料。有了这款灌装机，我们为未来做好了准备。”

　　封口和检测

　　由Ferrum公司提供的12头封罐机将灌装完毕的易拉罐封口，随后这些罐子会依次通过Filtec液位检测系统和Teledyne TapTone次品检测系统进行严格的质量检测。检测合格的罐子会被送往一个集中存储区，准备进入高温灭菌处理环节。

　　由ProMach公司旗下Allpax提供的自动化批量灭菌系统包含11个整齐排列的灭菌釜。这些不是静态的灭菌釜，操作员不会将装满容器的推车推入并关闭门进行加热、冷却和取出；也不是半搅拌式的灭菌釜，在热处理过程中不会倾斜和摇晃篮子。这些是全浸式旋转灭菌釜。Allpax的技术销售工程师David Cohen解释了它们的工作原理。

　　“在Allpax公司提供的自动化批量灭菌系统中，有一个顶部水箱，里面的水被加热到大约275°F（约 135°C），以及一个底部水箱。装满未经灭菌处理罐子的大篮子被放入底部水箱中，关上门，打开连接阀，顶部的水开始流入底部水箱，并完全浸没容器。同样重要的是，由于咖啡粘度很高，我们在灭菌过程中会不断旋转篮子，让每个易拉罐里的液体都能均匀混合。否则，要使产品中心达到必需的杀菌温度以保持货架期的稳定，将需要太长时间。对于那些含有乳成分的饮料来说，越快达到杀菌温度然后迅速冷却，最终产品的质量就越好。”

　　Zohar也认为使用全浸式旋转灭菌系统对即饮咖啡尤为重要，因为这类产品的口感和整体感官品质非常敏感，容易因过度暴露于高温而遭到破坏。“使用这种灭菌釜，我们的运行周期更短。”Zohar表示，“我们能够迅速达到灭菌温度，经过短暂的持续后也能迅速冷却，从而保留风味特色。此外，我们的杀菌系统不会出现焦糊味的产品，这会破坏消费者的整体饮用感受。”

　　同样令人赞叹的是，借助Allpax设计的穿梭系统，易拉罐进出杀菌釜的过程实现了完全自动化。该系统配备了穿梭车，沿着轨道对向移动，具备两个操作位：一个用于从杀菌釜中接收装有已灭菌罐子的篮子，另一个则用于将装有未灭菌罐子的篮子运送到杀菌釜处。穿梭机的右侧是杀菌釜，左侧是篮子装载站和篮子卸载站。未杀菌的易拉罐被大量输送至篮子装载机，它把一层层的易拉罐扫入杀菌篮中。当有足够数量的易拉罐到达进料口（基本就是达到一层所需的数量）时，它们会被放入一个带有前后围挡的清扫箱中，并紧密包围住。随后，这一层被向前扫入篮子里。篮子位于升降机上，一旦一层罐子装载完毕，篮子就会自动下降，为下一层罐子的装载腾出空间。该系统还配备了一个高架真空拾取组件，它会拾取一张塑料滑纸并将其放置在刚刚放入篮子中的那一层的顶部。最后，装箱机把易拉罐放入可容纳4至24个易拉罐的纸板箱中。

　　穿梭系统的运行

　　一旦篮子中装好了适当数量的罐子，就会被卸到出发车道上。当出发车道上积累了四个篮子时，它们会被推上穿梭车。接着，穿梭车移动至刚刚完成一个灭菌周期的灭菌釜处。灭菌釜的门打开后，其中四个装有已灭菌罐子的篮子会被拉到穿梭车的空位上。随后，穿梭车重新调整位置，以便将其另一侧的篮子推进现在空着的灭菌釜中。灭菌釜的门关闭后，穿梭车带着装有已灭菌罐子的篮子前往篮子卸载处的到达通道。这个组件的工作方式与篮子装载机相似，只是方向相反，它将罐子一层一层地扫到卸料输送带上，接下来，该输送带会将罐子运送到位于下游的二次包装区域。

　　值得一提的是，Westrock Coffee采用了一种先进的热水回收系统，能够将上一批灭菌篮加热处理的热水回收，并应用于下一批次的灭菌。这种方法比每次填充处理容器时都需要将冷水加热到灭菌温度的做法更加节能高效。

　　“这是一个不可思议的系统，不仅因为它节能高效、高度自动化，从指挥和控制的角度来看也同样令人印象深刻。”Zohar说，“特别是当我们处理如此大的产量，穿梭车要搬运如此沉重的重量时。还有食品安全的考量，这是任何灭菌过程都不可或缺的一部分。没有多少类似设备供应商能提供这种精密程度的自动化系统，同时还包括系统集成。所以如果你整体来看Allpax系统——周期时间、处理时间、维修和保养需求——它有许多优势。它们甚至与我们的自主维护系统相衔接，并为我们提供了将所有系统完全集成在一起的资源，让我们能够通过基于罗克韦尔的系统访问获得预测性分析。”

　　在Westrock Coffee的生产线中，许多自有品牌客户的罐装产品在灌装时已经预先印刷，因此它们会直接绕过Sleeve Seal的双热缩套标机。随后，这些罐子会被送入Douglas Spectrum MP-SSP装箱系统，该系统将产品分装至纸板箱内，每箱可装4至24罐。由基Keyence激光编码器在每个纸箱上标注日期代码信息。紧接着，托盘包装机/热收缩膜包装机将装好的纸箱集中打包到瓦楞纸托盘上。至此，剩下的步骤就是在T-Tek码垛机上进行码垛，然后在Wulftec拉伸缠绕机上进行裹包，最后使用同样是ProMach公司旗下I.D. Technology的打印和贴标机为每个托盘贴上标签。

　　当Zohar回首过去的几年时，就连他自己也对该设施如此迅速地从规划阶段进入到生产阶段感到惊叹——特别是在最初计划中并没有要求三条即饮包装生产线的情况下。“这种规模的项目一般从构思到实施需要三到五年时间。”他指出，“但我们从一开始就制定了一个紧凑的时间表，从第一份采购订单到首次生产班次仅仅用了13个月。”

　　Macke回忆道：“我们遇到了挑战，但我们一直在向前推进。最大挑战之一是，这里原本是一个纸制品工厂，而不是饮料工厂。我们刚来的时候，几乎没有像样的排水系统，仅此一点，基础设施就需要进行一些升级。我们还把进厂的水管从四英寸增加到了十二英寸。Nabholtz Construction与我们合作完成了这项工作。此外，我们正在建立自己的废水处理系统，以便在将水排入城市系统之前进行妥善处理。”

　　市场展望

　　Westrock Coffee在康威的投资恰逢其时。据《财富商业洞察》（Fortune Business Insights）预测，全球即饮咖啡市场将从2019年的224.4亿美元增长到2032年的647.8亿美元，复合年增长率为8.54%。

　　Will Ford乐观地总结道：“即饮咖啡是一个快速增长的细分领域，而我们的定位是成为该品类最有效率的供应商。我们现有的工厂还有增设六条生产线的空间，如有需要，还有潜力再增加30万平方英尺生产厂房。”