با افزایش روزافزون تقاضا برای بسته‌بندی مواد غذایی، به‌ویژه محصولات کنسروی و نوشیدنی که در قوطی پر می‌شوند، نیاز به روش‌های کارآمد جهت تامین این تقاضا روبه افزایش است. عملیات بسته‌بندی در کارخانه‌جات صنایع غذایی شامل ماشین‌آلات مختلفی اعم از پرکن‌ها، دستگاه‌های دربند و انواع لیبل‌زن و دستگاه‌های شیرینک می‌باشد. در این میان، دستگاه درب بند از اهمیت بیشتری نسبت به سایر ماشین‌آلات بسته‌بندی برخوردار است.
اهمیت دربندی از آن جهت است که تمامی فرآیندهای تولید که در یک کارخانه صنایع غذایی انجام شده‌اند، در صورتیکه با یک عمل درب‌بندی مناسب تکمیل نشوند، به هدر رفته و محصول نهایی عملا بلا استفاده خواهد بود.
دستگاه درب بند قوطی که گاها به‌اختصار با عنوان دربند قوطی نیز نام برده میشود، دستگاهی است که جهت پرس یا پلمپ درب قوطی به‌کار برده میشود. دستگاه دربند با عناوین لاتین دستگاه سیمر (can seamer) یا دستگاه سیل (can sealer) شناخته میشود. واژه انگلیسی سیل به معنای درزگیر می‌باشد. دستگاه دربندی در واقع درب قوطی را روی بدنه آن قرار داده و شکاف یا درز بین آن‌ها را می‌پوشاند. دستگاه درب بند با عناوین دیگری نظیر والس قوطی و دستگاه پرس قوطی نیز نام برده میشود.
دستگاه دربند قوطی به‌طور معمول شامل قطعات زیر است:
هد (Head) یا چاک (Chuck) یکی از مهم‌ترین اجزای دستگاه دربند می‌باشد. کاربرد اصلی هد آن است که قوطی را در برابر فشار قرقره عمل اول و دوم محافظت نماید. زمانی که درب قوطی تحت عمل اول و دوم قرقره‌ها قرار می‌گیرد، باید از بالا توسط دیسک هد تحت فشار قرار داده شود تا در اثر نیروی جانبی قرقره‌ها دچار اعوجاج نگردد. ابعاد دیسک بسته به قطر قوطی که مورد پرس قرار گرفته است، متفاوت می‌باشد. بنابراین برای پلمپ انواع مختلف قوطی با قطرهای گوناگون، دیسک‌های با اندازه‌های متناسب مورد نیاز خواهد بود.
دستگاه درب بند معمولا بسته به ظرفیت مورد انتظار می‌تواند شامل یک هد یا بیشتر باشد. از جمله رایج‌ترین انواع ماشین‌آلات درب‌بندی می‌توان به انواع دستگاه درب بند تک هد، درب بند ۴ هد، درب بند ۶ هد، درب بند ۸ هد و درب بند ۱۲ هد اشاره کرد.
هر ماشین درب‌بندی باید حداقل شامل دو قرقره باشد که توسط آن‌ها فرآیندهای عمل اول و دوم انجام گیرد. در مواردی که سرعت بالاتر دربندی مد نظر باشد می‌توان دستگاه را طوری طراحی نمود که از دوقرقره جهت انجام عمل اول و دو قرقره جهت انجام عمل دوم استفاده شود. پروفیل قرقره اول و موقعیت آن نسبت به هد، نقشی موثر در کیفیت عمل درب‌بندی نهایی خواهد داشت. کوچکترین خطایی در طراحی این قرقره می‌تواند منجر به ایجاد مشکل در عمل قرقره دوم و نهایتا مختل شدن پلمپ قوطی گردد.
جنس قرقره مهم‌ترین موردی است که در مشخصات فنی باید به آن توجه کرد. قرقره‌های دستگاه درب‌بندی اگر دارای سختی بالا، ساخت خوب و متریال باکیفیت نباشند عمل دوخت به خوبی صورت نخواهد گرفت.
الکتروموتور قطعه‌ای است که وظیفه‌ی چرخاندن دیسک حامل قوطی فلزی و یا چرخش قرقره ها را بر عهده دارد. به طور کلی الکترومتور وسیله‌ای است که می‌تواند نیروی الکتریکی ورودی را به انرژی مکانیکی تبدیل کند.
الکتروموترها با توجه به جنس بدنه و شرکت‌های سازنده به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. جنس بدنه آن‌ها از دو نوع آلومینیوم و چدن می‌باشد. شرکت‌های سازنده‌ی الکتروموتور در دنیای امروز بسیار زیاد و متنوع هستند. از معروف‌ترین آن‌ها در جهان می‌توان به زیمنس و در داخل ایران نیز می‌توان به موتوژن اشاره کرد.
عمل پلمپ یا درب‌بندی قوطی‌های فلزی، ممکن است به یکی از سه حالت دستی، نیمه‌اتومات و یا تمام‌اتوماتیک انجام شود. ماشین‌آلات درب‌بندی که متناسب با نوع روش انتخابی جهت پلمپ قوطی انتخاب می‌شوند، دارای تنوع بسیار زیادی از نظر سطح اتوماسیون و سرعت درب‌بندی می‌باشند. مهم‌ترین انواع ماشین‌آلات درب‌بندی قوطی فلزی عبارتند از:
دستگاه درب‌بند تمام‌اتوماتیک دستگاهی است که عمل پلمپ قوطی را به‌صورت کاملا اتومایتک و بدون نیاز به اپراتور انجام می‌دهد. مکانیسم کار درب‌بند تمام‌اتومات به‌این شکل است که قوطی‌های پر شده از محصول روی نوار ترانسپورت قرار گرفته و توسط یک ماردون به داخل دستگاه هدایت می‌شوند. ماردون یک نوار مارپیچی از جنس تفلون یا برنج است که جهت هدایت کردن قوطی‌ها، تنظیم فاصله آن‌ها و قرار دادن دقیق آن‌ها در زیر دیسک به‌کار برده میشود.
همزمان با ورود قوطی‌ها به دستگاه، حضور هر قوطی توسط اهرمی که بر روی نوار ترانسپورت تعبیه شده، تشخیص داده میشود. با عبور هر قوطی از ماردون، این اهرم فشار داده شده و یک درب قوطی از قسمت خشاب بالای دستگاه، که درب‌ها دپو شده‌اند آزاد میشود. درب قوطی پس از آزاد شدن درون یک ریل قرار می‌گیرد و دقیقا در لحظه‌ای که قوطی توسط ستاره ورود به سمت صفحه پدال هدایت میشود، روی قوطی قرار می‌گیرند. ستاره ورود یک هدایت کننده است که قوطی‌های خارج شده از ماردون را که به تعداد دیسک‌های دستگاه می‌باشند، بر صفحه پدال مربوطه، قرار می‌دهد.
پس از آنکه قوطی روی صفحه قرار گرفت، به سمت بالا هدایت شده و بدین ترتیب تحت فشار صفحه پدال از پایین و فشار دیسک از بالا قرار داده میشود. در نهایت، عمل اول و دوم توسط دو عدد بادامک که روی هر هد دستگاه قرار گرفته شده است، به‌صورت منظم و طی سه و نیم دور چرخش قوطی انجام میشود. قوطی‌ها در نهایت پس از تکمیل عمل درب‌بندی و رها شدن، توسط ستاره خروج به خارج از دستگاه هدایت می‌شوند.
ماشین دربند نیمه‌اتومات دارای مکانیسمی تقریبا مشابه درب‌بند اتومات است با این تفاوت که به یک اپراتور جهت انجام فشردن دکمه دستگاه نیاز دارد. استفاده از این دستگاه به‌گونه‌ای است که اپراتور نیاز به تخصص یا آموزش خاصی ندارد و تنها با فشردن یک دکمه عمل درب‌بندی انجام میشود.
دستگاه درب‌بند نیمه‌اتومات که معمولا به شکل رومیزی ساخته میشود، به یک اپراتور نیاز دارد تا درب را روی قوطی قرار دهد. بر خلاف دستگاه درب‌بندی دستی، دستگاه درب‌بند نیمه‌اتومات نیازی به اعمال فشار پا از سمت اپراتور ندارد. در اینجا، تنها کافیست، اپراتور یک دکمه را فشار دهد تا قوطی قرار گرفته شده رو صفحه پدال، توسط خود دستگاه، بالا برده شود. پس از فشردن دکمه توسط اپراتور، مابقی فرآیند درب‌بندی شامل عمل اول و دوم به‌صورت اتوماتیک، و توسط بادمک‌هایی که در یک ستون تعبیه شده‌اند، انجام میشود.
مزیت استفاده از درب‌بند نیمه‌اتومات آن است که بر خلاف درب‌بند دستی که نیاز به اپراتور آموزش دیده دارد، با این دستگاه، حتی اپراتور غیرحرفه‌ای نیز می‌تواند به‌راحتی عمل دربندی را تنها با فشردن یک دکمه انجام دهد.
درب بند دستی، دستگاهی که برای انجام عمل دربندی نیاز به یک اپراتور دارد تا با قرارد دادن قوطی در محل دستگاه و فشردن یک پدال عمل درب‌بندی را انجام دهد. این دستگاه با عنوان دستگاه دربند پدالی نیز نام برده میشود. دستگاه دربند قوطی دستی عمدتا برای خطوط تولید کوچک با ظرفیت تولید کارگاهی مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد. دستگاه درب‌بند دستی که از آن با عنوان درب‌بند پدالی نیز نام برده میشود، جهت انجام عمل پلمپ قوطی، به یک اپراتور نیاز دارد.
مکانیسم کار دستگاه درب بند دستی به این شکل است که ابتدا درب قوطی توسط اپراتور روی قوطی قرار گرفته و سپس قوطی روی صفحه پدال دستگاه قرار داده میشود. در ادامه، قوطی قرار گرفته روی صفحه پدال توسط فشار پایی که اپراتور اعمال می‌کند به بالا هدایت شده تا جایی که درب‌قوطی دقیقا در زیر دیسک نگهدارنده درب قوطی قرار گرفته و اصطلاحا مچ شود. از آنجا که دیسک‌های دستگاه، متناسب با درب قوطی تراش خورده و آبکاری می‌شوند، کاملا متناسب با ابعاد درب روی آن قرار گرفته و کیپ می‌شوند. در نهایت، قرقره‌های عمل اول و دوم که به اهرم متصل می‌باشند، توسط اپراتور به درب قوطی نزدیک شده و به‌ترتیب عملیات فلنچینگ و پرس را انجام می‌دهند تا فرآیند دوخت، تکمیل شود. در انتها، با برداشتن فشار پا توسط اپراتور و رها کردن پدال، قوطی پایین آمده و بدین ترتیب، عمل پلمپ درب قوطی نهایی می‌گردد.
ماشین‌آلات دربند بر اساس شکل طراحی در دو نوع روتاری و خطی ساخته می‌شوند:
ماشین‌آلات دربندی روتاری یا دوار به‌گونه‌ای طراحی می‌شوند که عمل پلمپ توسط هدهای دستگاه در حالی که حول محور خود و همچنین حول یک هد ثابت می‌چرخند انجام می‌گیرد. طراحی روتاری جهت درب‌بندی قوطی‌های فلزی گرد بسیار ایده‌آل است. این نوع از طراحی، سرعت دربندی را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. طراحی روتاری معمولا با ۱۸ هد ساخته میشود و عمدتا برای خطوط تولید بزرگ مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد.
طراحی ماشین‌آلات دربندی خطی به‌گونه‌ای است که قوطی‌های خالی به‌نوبت و به شکل ردیفی پشت سر هم دربندی می‌شوند. توقفی که این نوع طراحی در درب‌بندی ایجاد می‌کند اگرچه به میزان قابل توجهی از سرعت دربندی می‌کاهد اما دقت آن را افزایش می‌دهد. بنابراین از ماشین‌آلات دربندی خطی معمولا برای محصولاتی نظیر مایعات و محصولات کنسروی استفاده میشود تا از ریختن آن‌ها جلوگیری شود. این نوع طراحی برای انواع مختلف قوطی با اشکال دایره‌ای، بیضی و مربعی قابل استفاده خواهد بود. اکثر انواع دستگاه‌های دربند نیمه‌اتومات، با طراحی خطی ساخته می‌شوند.
پیش از آنکه به تشریح مکانسیم دربندی پرداخته شود لازم است ابتدا توضیحاتی در مورد برخی از اصطلاحات رایج این حوزه ارائه گردد.
در ادامه، مهم‌ترین اصلاحات رایج در تئوری دربندی ارائه می‌شوند.
منظور از فلنج (flange) قسمت برآمده یا همان لبه قوطی و درب قوطی است که طی عمل درب‌بندی در همدیگر قفل می‌شوند.
دوخت مضاعف نوعی مکانیسم پلمپ کردن قوطی فلزی است که ابتدا فلنج قوطی و درب قوطی در هم قفل شده و سپس عمل پرس کردن نهایی انجام میشود. این مکانیسم دوخت در حال حاضر به عنوان روش استاندارد درب‌بندی در همه جای دنیا شناخته میشود.
عمل قرقره اول که اختصارا با نام عمل اول نیز نام برده میشود، نقشی کلیدی در فرآیند عمل درب‌بندی ایفا می‌کند. هر گونه اختلالی در عمل اول منجر به عدم درب‌بندی مناسب خواهد شد. مکانیسم عمل قرقره اول به‌صورت کلی شامل قرار دادن فلنج درب قوطی بر روی فلنج قوطی و درگیر کردن آن‌ها با یکدیگر است.
عمل قرقره دوم که به‌صورت اختصاری عمل دوم نیز نامیده میشود عبارت است از فشردن و پرس کامل فلنج درب قوطی درون فلنج قوطی به‌طوریکه مجموعه حاصل از درب‌قوطی و قوطی به شکل یک واحد یکپارچه تبدیل شود. درصورتیکه عمل دوم به‌صورت استاندارد انجام شود، قوطی کاملا درزگیری شده و آب‌بند میشود.
عمل پلمپ درب قوطی با مکانسیم دوخت مضاعف شامل مراحل زیر می‌باشد:
در ابتدا با عمل قرقره اول فلنج درب قوطی و قوطی با هم درگیر شده تا به‌شکل یک قلاب تبدیل شوند. ناحیه قلابی شکل بین فلنج‌های درب و قوطی به‌صورت یک کانتور منحنی -cشکل (c-shaped) با شعاع‌های مختلف است که با نام پروفیل دربندی شناخته میشود. در حین عمل اول، همزمان با فشاری که قرقره به قوطی اعمال می‌کند، فشار عمودی از جانب دیسک هد به درب قوطی وارد میشود تا از اعوجاج قوطی ممانعت به‌عمل آید.
پس از آنکه در اثر عمل اول، ناحیه قلابی شکل بین درب و بدنه قوطی ایجاد گردید، زمان آن است تا عمل قرقره دوم انجام پذیرد. طی انجام عمل دوم با فشار مضاعفی که به قوطی وارد می‌گردد، درز موجود در ناحیه قلابی شکل تقریبا به‌طور کامل از بین رفته و فلنج‌های درب قوطی و قوطی دریکدیگر قفل می‌شوند.
دربندی در صنایع مختلف غذایی و غیر غذایی کاربردهای گسترده‌ای دارد. برخی از مهم‌ترین موارد کاربرد دستگاه دربند در صنایع عبارتند از:
دستگاه دربند از جایگاه ویژه‌ای در خطوط تولید محصولات کنسروی برخوردار است. عمل کنسرو کردن بدون دربندی مناسب، بدون نتیجه خواهند ماند. به‌همین دلیل است که گاها از درب‌بندی با نام قلب خط تولید یاد میشود. کنسرو تن ماهی، کنسرو حبوبات، کنسرو رب گوجه، کمپوت، مربا و انواع ترشیجات از جمله عمده‌ترین محصولاتی هستند که در بخش تولید، شامل فرآیند دربندی می‌باشند.
عمل دربندی در صنایع نوشیدنی از قبیل انواع نوشابه و آب‌میوه که در قوطی‌های آلومینیومی بسته‌بندی می‌شوند، انجام میشود. فرآیند دربندی قوطی آلومنیومی به لحاظ مکانیسم انجام پلمپ درب‌قوطی تفاوتی با قوطی فلزی ندارد.
دستگاه دربند به‌ویژه دستگاه دربند روتاری اتوماتیک در فرآیند پلمپ محصولات دارویی مایع و جامد که در بطری بسته‌بندی می‌شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
دستگاه دربند در تمامی صنایع شیمیایی که به نوعی با وارد کردن محصول در قوطی هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله مهم‌ترین محصولات شیمیایی که از ماشین درب‌بند استفاده می‌کنند، می‌توان به انواع روغن‌های صنعتی، چسب و رزین اشاره نمود. رایج‌ترین نوع درب‌بند که برای محصولات شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد، دستگاه دربند قوطی چهارگوش است.
همانطور که اشاره شد، دستگاه دربند کاربرد وسیعی در صنایع مختلف به‌ویژه صنایع غذایی دارد. تولیدکنندگان فعال در صنایع مختلف همواره یکی از مهم‌ترین مراحل چالش‌انگیزی که در پیش دارند، انتخاب دستگاه دربندی است که بیشترین تناسب را با نیازهای تولیدی آن‌ها داشته باشد. در ادامه به مهم‌ترین مواردی که در انتخاب دستگاه درب بند باید مورد توجه قرار گیرند، اشاره میشود.
مهم‌ترین اقدام پیش از تهیه دستگاه دربند، تعیین پارامترهای اساسی موثر در کسب‌وکار مورد نظر از جمله موارد زیر است:
در میان فاکتورهای فوق، ظرفیت تولید محصول مهم‌ترین عاملی است که باید پیش از تهیه دستگاه دربندی مورد توجه قرار گیرد. ظرفیت تولید محصول در واقع میزان بودجه اختصاص یافته به یک پروژه را مشخص می‌کند که بر اساس آن تا حدود زیادی می‌توان مشخص کرد که چه میزان هزینه بابت خرید دستگاه درب بند باید صرف شود. به‌عنوان مثال برای یک تولیدی کوچک بسته‌بندی روغن خوراکی دستگاه درب بند رومیزی با ظرفیت ۲۰ الی ۳۰ قوطی در دقیقه کافی خواهد بود. در حالی‌که برای یک کارخانه بزرگ رب گوجه فرنگی احتمالا به چندین دستگاه دربند اتوماتیک با سرعتی معادل ۲۰۰ قوطی در دقیقه نیاز خواهد بود.
مهم‌ترین عواملی که تعیین کننده قیمت نهایی یک دستگاه دربندی می‌باشند، عبارتند از:
جنس بدنه دستگاه‌های دربند ساخت شرکت سیمرکو از استیل ۳۰۴ بوده و تمامی قرقره‌ها به گونه‌ای آبکاری شده‌اند که در نهایت منجر به بالا رفتن عمر دربندی خواهند شد. به‌عنوان مثال دستگاه دربند نیمه‌اتومات سیمرکو با ضمانت دربندی یک میلیون قوطی به مشتریان عرضه می‌شوند.
انتخاب دستگاه درب‌بندی که بتواند بیشترین قرابت را با نیازهای کسب‌وکار شما داشته باشد مستلزم داشتن دید کافی نسبت به صنعت خودتان و شناخت نسبی از انواع ماشین‌آلات درب بندی است. انتخاب دستگاه دربند مناسب و با کیفیت می‌تواند از بسیاری هزینه‌هایی که ممکن است در آینده به یک صنعت تحمیل شود، جلوگیری نماید. به‌عنوان مثال در صورتیکه جنس قرقره‌های دستگاه درب‌بند از کیفیت بالایی برخوردار باشید، عمر مفید بالاتری داشته و به‌همین دلیل هزینه جاری مربوط تعویض قرقره‌ها کاهش خواهد یافت.
