Supermarkety rozdávají každý den miliony tašek s potravinami. Tašky potřebují pojmout zhruba 5 až 15 kilogramů nákladu. Může se jednat o konzervy, lahve, čerstvé produkty a mražené potraviny. Při přenášení tašky se rukojeť nesmí roztrhnout, roztrhnout nebo ztratit. Rozbitá taška u pokladny není malý problém. Může poškodit produkty, naštvat zákazníky a vystavit obchody právnímu riziku. V důsledku toho mají potravinářské řetězce na své dodavatele tašek přísné požadavky na hmotnost. To je důvod, pročstroj na výrobu tašek s potravinamimusí být postaven tak, aby poskytoval stabilitu a silný výkon při vysokých rychlostech.
Tento dokument představuje mechanické, materiálové a procesní charakteristiky moderního stroje na sáčky do sáčků, díky čemuž hmotnost stroje na sáčky na potraviny dosahuje a překračuje hmotnostní standard nákupu v supermarketu.
Porozumění požadavkům{0} na zatížení v maloobchodním sektoru
Než porozumíme strojírenství, měli bychom přesně vědět, co supermarkety potřebují. Velké maloobchodní skupiny obvykle používají standardní testovací metody k nastavení přijatelného výkonu sáčků. Americká společnost pro testování a materiály (ASTM) má normu ASTM D4649. Umožňuje otestovat nosnost tašek s potravinami. To zahrnuje jak papírové, tak plastové typy. Norma říká, že typická taška s potravinami musí udržet statické vertikální zatížení alespoň 8 kg po dobu alespoň 10 sekund. Rukojeti, švy nebo spodky nesmí být zlomené (ASTM International, 2021).
V praxi mnoho řetězců supermarketů zavedlo svá vlastní omezení. Obvykle se nabíjejí mezi 10 a 12 kily. To zahrnuje hrubé zpracování, ostré výrobky a stohování při přepravě. Evropská norma EN s materiálovými pravidly a omezením odpadu. Podrobnosti o mechanickém testování však zasílá národním normám ISO (ISO) (Evropský výbor pro normalizaci, 2020).
Sáčky vyráběné výrobcem potravinových sáčků by proto měly nejen splňovat tyto požadavky, ale také mít vyšší bezpečnostní rezervu než tyto požadavky. Toto musí být provedeno pro každou šarži, s malými změnami mezi sáčky.
Mechanické vlastnosti, které určují nosnost
Spodní těsnění a vyztužení
Spodní část nákupní tašky je nejvíce namáhanou oblastí. Ať už je taška-papírový pytel s plochým dnem, nebo igelitová taška na trička-, spodní část musí rozložit váhu předmětu rovnoměrně po celé ploše. Astroj na výrobu tašek s potravinamizvládá tyto inženýrské metody.
U papírových sáčků na potraviny se stroj složí a přilepí ke dnu více vrstev. To je to, co nazýváme „dno sáčku“ nebo „blok“. Spodní formovací stanice drží vzor lepidla, aby pokryl celou šířku základní chlopně. Poté stiskněte klapku při nastaveném tlaku a teplotě. Plastové sáčky musí před opuštěním stroje zcela ztuhnout. Výzkum v Journal of Applied Polymer Science ukázal, že lepidlo na bázi vody- může mít pevnost ve smyku mezi 4,5 a 6,0 N/cm2 na upraveném hnědém papíru. To stačí k tomu, aby se zabránilo praskání dna při běžném zatížení potravinami (Wiley, 2019).
U plastových sáčků je spodní těsnění tepelně svařeno. Těsnění využívá kombinaci teploty, tlaku a doby zdržení k roztavení polymerních vrstev do pevného spojení. Pokud není lepení dokončeno-obvykle proto, že teplota ani nepřekročila laťku-, švy ve spodní části selžou. To je hlavní příčina rozbitých plastových tašek s potravinami. Nový stroj tento problém řeší servo-řízenými těsnícími systémy. Tyto senzory monitorují teplotu kolem tyče v reálném čase.
Uchycení rukojeti a geometrie rukojeti
Druhou slabinou byla klika. U papírových tašek může být rukojeť součástí tašky (kroucená nebo plochá papírová rukojeť) nebo může být připevněna k tašce jednotlivě. V plastových taškách na trička- je úprava vyříznuta ze stejné hadicové fólie jako taška. Díky tomu jsou ze své podstaty silnější. Ale pouze v případě, že řezaný tvar správně rozloží tlak.
Stroj na výrobu tašek na potravinymodely s papírovými taškami s rukojetí musí zajistit, aby měl upevňovací bod rukojeti dostatečnou lepicí plochu a pokrytí lepidlem. Použijte přesné lepicí pistole nebo váleček k nanášení na samolepicí stanici. Tyto vzory lepidla poskytují největší kontaktní plochu. Vyhnou se také přílišnému množství lepidla, které oslabuje okolní papírová vlákna. Studie Mezinárodní asociace ústavů pro výzkum obalů (IAPRI) zjistila, že asi 63 % strukturálních poruch v tašce na potraviny je způsobeno nefunkčním uchycením rukojeti. Studie také zjistila, že 15% nárůst v oblasti lepení by snížil poruchovost o téměř 40 % (IAPRI, 2022).
U igelitových tašek je rukojeť vyříznuta přesnou formou uvnitř taštičky. Forma musí zůstat ostrá a v přísném rozmezí. Pokud je forma tupá nebo offline, dojde k malému natržení na základně rukojeti. Trhliny při zatížení rostou, což způsobuje předčasné prasknutí rukojeti.
Vytváření klínů a integrita stěny
Těsnění jsou dovnitř-skládací boční panely obalu. Otevírají se, aby se přizpůsobili masivnímu projektu. Pomáhají také rozložit váhu tašky. Pokud přehyb není dobře vytvořen, vytvoří se na přehybu napěťový bod. To může roztrhnout sáček podél záhybu.
Skládací-stanice na astroj na výrobu tašek s potravinamipoužívá nastavitelné vodicí desky a servo{0}}poháněné skládací nože. Ty vytvářejí rovnoměrné a ostré záhyby na klínu. U papírových sáčků záhyby nezpůsobují praskání papírových vláken. U plastových sáčků skládání nezpůsobuje tlakové bělení ani ztenčování fólie. Pro různé tloušťky materiálu sáčku může stroj zachovat kvalitu klínu nezměněnou, což přímo ovlivňuje účinek rozptylu hmotnosti sáčku.
Manipulace s materiálem a kompatibilita substrátu
Nosnost-nepochází pouze z mechanické mechaniky. Záleží také na kvalitě a druhu krmiva. Dobře-navržený stroj může pracovat s různými materiály, ale přesto si zachová konzistenci výroby.
Papírové substráty
Stroje na sáčky na potraviny, které pracují s papírem, musí zpracovávat kraftový papír o plošné hmotnosti 80 až 150 g/m2. Systém řízení napětí stroje musí udržovat napětí pásu rovnoměrně po celé šířce role papíru. To zabraňuje vráskám, dislokacím nebo slzám během formování. Pokud je napětí příliš vysoké, natáhne a oslabí vlákna papíru. Pokud je napětí příliš nízké, záhyby se správně nesrovnají a lepidlo se nerovnoměrně slepí.
Organizace OSN pro výživu a zemědělství (FAO) ve svých pokynech k udržitelnosti obalů uvádí, že kraftový papír pro sáčky na potraviny by měl mít pevnost v tahu 5,0 kN/m ve směru stroje a 2,5 kN/m v příčném směru. To zajišťuje, že tašky lze naložit, když jsou připraveny (FAO, 2022). Manipulační systém stroje-musí zachovat tyto vlastnosti během tvarování, řezání a těsnění.
Plastové filmové substráty
U plastových tašek na potraviny stroj pracuje s foukanou nebo litou polyetylenovou fólií. Takové filmy mají typicky tloušťku 15 až 40 mikronů. Pevnost fólie v tahu, lomové prodloužení a odolnost fólie proti nárazu při pádu ostřelovačů určují konečnou nosnost vaku. ISO 527 a ASTM D1709 definují tyto vlastnosti. Úkolem stroje je jemně zpracovat film. Tím se zabrání defektům. Stroj musí také správně nastavit parametry tepelného svařování podle konkrétního typu a tloušťky polymeru.
Kontrola kvality a inline testování
Moderní systém sáčků na potraviny má inline sledování kvality. Tím je zajištěno, že nosnost zůstane v určitém rozsahu během výrobního procesu. Tyto systémy mají obvykle:
- Vizuální kontrolní systémy pro kontrolu pokrytí lepidlem, kvality těsnění a rozměrové přesnosti při plné výrobní rychlosti
- Senzory pro monitorování napětí dokážou detekovat přetržení nebo posun pásu dříve, než poškodí kvalitu výstupu
- Software pro statistické řízení procesu (SPC) pro sledování klíčových nastavení, jako je teplota těsnění, doba zdržení, množství lepidla. Označuje všechny změny mimo rozsah nastavení.
Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO) pokrývá řízení kvality obalů prostřednictvím norem ISO 9001 a ISO 15378. Obě normy vyžadují, aby výrobci používali procesní kontroly, které zajišťují konzistentní výkonnost produktu (ISO, 2023). Inline monitorování na strojích je nejpřímější způsob, jak tato pravidla splnit. Zjistí se, když se vyskytne vada, spíše než kontrola vzorků po výrobě.
Dosažení rychlosti bez obětování síly
Jednou z nejtěžších částí výroby tašek na potraviny je udržení vysoké nosnosti-kvality. Supermarkety potřebují vyrobit 150–300 sáčků za minutu pro papír a 300–500 sáčků za minutu pro plasty. Při této rychlosti se zkracuje doba vytvrzování, doba chlazení těsnění a doba usazování materiálu.
Výrobci strojů řeší tento problém pomocí více{0}}stanicového paralelního zpracování. To znamená, že několik sáčků je současně v různých formovacích krocích. Používají také lepší načasování procesu. Například stroj na papírové sáčky může používat delší chladicí kanál po vložení stanice na dno. To zajišťuje, že plastové sáčky před stohováním a počítáním zcela ztuhnou, a to i při vysokých výtěžcích. Podobně lze rychle ochlazující těsnění použít na strojích na plastové sáčky. To umožňuje stabilní svařování za méně než 0,3 sekundy. Další pytel pak může být okamžitě zlikvidován bez rizika porušení pečeti. Dobře{10}}vyladěnéstroj na výrobu tašek s potravinamisynchronizuje všechny tyto stanice, aby bylo dosaženo konzistentního výstupu při zachování integrity{0}}nesoucí zátěže v každé tašce.
Závěr
Výrobník potravinových sáčků splňuje-zátěžové potřeby supermarketů díky kombinaci přesného mechanického designu, vědy o materiálech a řízení procesu. Spodní těsnění musí vytvořit vazbu, která rozloží váhu po celé ploše základny. Uchycení nebo řezání rukojeti musí být konstrukčně zdravé v místě maximálního namáhání. Vytváření klínů musí poskytovat stabilní záhyby, aby odolalo nahromadění napětí. Inline monitorování kvality musí odhalit problémy dříve, než se špatné tašky dostanou k zákazníkům.
Výsledkem je taška, která spolehlivě unese 10 kg a více potravin. Vypadá to jako jednoduchá věc, ale vychází to ze složité kombinace chemie lepidla, fyziky polymerů a mechanické přesnosti. Stroj bude muset udělat více, protože nová pravidla udržitelnosti tlačí průmysl k používání tenčích materiálů a recyklaci většího množství obsahu. V důsledku toho bude pro splnění očekávání obchodu důležitější silné inženýrství a řízení procesů.
Reference
Mezinárodní ASTM. (2021).ASTM D4649: Standardní příručka pro výběr a použití nosných papírových přepravních vaků. West Conshohocken, PA: ASTM.
Evropský výbor pro normalizaci. (2020).EN 13428: Obaly - Požadavky specifické pro výrobu a složení - Prevence snížením zdrojů. Brusel: CEN.
Wiley. (2019).Pevnost ve smyku adhezivních spojů na bázi vody- na ošetřených substrátech kraftového papíru. Journal of Applied Polymer Science, 136(18), 47531.
IAPRI (International Association of Packaging Research Institutes). (2022).Analýza režimu selhání konstrukce nákupní tašky: Uchycení rukojeti a integrita spodního švu. Sborník výroční konference IAPRI.
FAO (Organizace OSN pro výživu a zemědělství). (2022).Udržitelné balení potravin: Specifikace materiálů pro papírové-tašky na potraviny. Řím: FAO.
ISO (Mezinárodní organizace pro normalizaci). (2023).ISO 15378: Primární obalové materiály pro léčivé přípravky - Zvláštní požadavky na aplikaci ISO 9001 s odkazem na SVP. Ženeva: ISO.
