Supermarketi svakodnevno dijele milijune vrećica s namirnicama. U vreće treba stati oko 5 do 15 kilograma tereta. To može biti konzervirana roba, boce, svježi proizvodi i smrznuta hrana. Ručka ne smije biti potrgana, potrgana ili izgubljena prilikom nošenja torbe. Razbijena vrećica na blagajni nije mali problem. Može oštetiti proizvode, uznemiriti kupce i dovesti trgovine u pravni rizik. Kao rezultat toga, lanci trgovine mješovitom robom imaju stroge zahtjeve za težinu svojih dobavljača vrećica. Zato jestroj za izradu vrećica za namirnicemoraju biti izgrađeni kako bi pružili stabilnost i jake performanse pri velikim brzinama.
Ovaj rad predstavlja mehaničke, materijalne i procesne karakteristike modernog stroja za pakiranje vrećica za hranu, zbog čega težina stroja za vrećice za hranu dostiže i premašuje standard težine za kupovinu u supermarketu.
Razumijevanje zahtjeva-nosivosti u maloprodajnom sektoru
Prije nego što shvatimo strojarstvo, trebali bismo točno znati što supermarketima treba. Glavne maloprodajne grupe obično koriste standardne metode testiranja za određivanje prihvatljivih performansi vrećica. Američko društvo za ispitivanje i materijale (ASTM) ima standard ASTM D4649. Omogućuje testiranje nosivosti vrećica s namirnicama. To uključuje papir i plastiku. Standard kaže da tipična vrećica s namirnicama mora izdržati statički okomiti teret od najmanje 8 kg najmanje 10 sekundi. Ručke, šavovi ili dno ne smiju biti slomljeni (ASTM International, 2021.).
U praksi su mnogi lanci supermarketa podigli vlastita ograničenja. Obično naplaćuju između 10 i 12 kilograma. To uključuje grubu obradu, oštre proizvode i slaganje tijekom transporta. Europska norma EN s pravilima o materijalima i smanjenju otpada. Međutim, šalje pojedinosti o mehaničkom ispitivanju nacionalnim standardima ISO (ISO) (Europski odbor za standardizaciju, 2020.).
Stoga vrećice koje proizvodi proizvođač vrećica za hranu ne samo da bi trebale ispunjavati ove zahtjeve, već bi trebale imati i veću sigurnosnu marginu od ovih zahtjeva. To se mora učiniti za svaku seriju, s malim promjenama između vrećica.
Mehaničke značajke koje određuju nosivost
Brtvljenje i ojačanje dna
Dno vrećice s namirnicama najstresnije je područje. Bez obzira radi li se o vrećici s ravnim-dnom ili plastičnoj -majici, dno mora ravnomjerno raspodijeliti težinu predmeta po svom području. Astroj za izradu vrećica za namirnicerukuje ovim inženjerskim metodama.
Za papirnate vrećice za namirnice, stroj savija i prianja na dno više slojeva. To je ono što nazivamo "dnom vrećice" ili "blokom". Donja stanica za oblikovanje drži uzorak ljepila za pokrivanje cijele širine osnovnog preklopa. Zatim pritisnite preklop na postavljeni tlak i temperaturu. Plastične vrećice moraju se potpuno očvrsnuti prije nego napuste stroj. Istraživanje u časopisu Journal of Applied Polymer Science pokazalo je da ljepilo na bazi vode- može imati otpornost na smicanje između 4,5 i 6,0 N/cm2 na tretiranom smeđem papiru. To je dovoljno da spriječi pucanje dna pod normalnim opterećenjem namirnicama (Wiley, 2019).
Za plastične vrećice, brtva na dnu je toplinski zavarena. Brtva koristi kombinaciju temperature, tlaka i vremena zadržavanja za topljenje polimernih slojeva u čvrstu vezu. Ako brtvljenje nije potpuno-obično zato što temperatura još nije prešla granicu-šavovi na dnu pokvareni. To je glavni uzrok razbijenih plastičnih vrećica s namirnicama. Novi stroj rješava ovaj problem sa servo-kontroliranim sustavima za brtvljenje. Ovi senzori prate temperaturu oko šipke u stvarnom vremenu.
Pričvršćivanje ručke i geometrija ručke
Ručka je bila druga slabost. U papirnatim vrećicama ručka može biti dio vrećice (uvijena ili ravna papirnata ručka) ili zasebno pričvršćena na vrećicu. U plastičnim vrećicama za majice, obrada je izrezana iz iste cjevaste folije kao i vrećica. To ih inherentno čini jačima. Ali samo ako izrezani oblik pravilno raspoređuje pritisak.
Stroj za izradu vrećica za namirnicemodeli s papirnatim vrećicama s ručkom moraju osigurati da točka pričvršćivanja ručke ima dovoljno ljepljive površine i pokrivenosti ljepilom. Koristite precizne pištolje za ljepilo ili valjak za nanošenje na stanicu za naljepnice. Ovi uzorci ljepila daju najviše kontaktne površine. Također izbjegavaju previše ljepila, koje slabi okolna papirna vlakna. Studija Međunarodne udruge instituta za istraživanje pakiranja (IAPRI) otkrila je da je oko 63% strukturnih kvarova u vrećicama za hranu uzrokovano neispravnim pričvršćivanjem ručke. Studija je također otkrila da bi povećanje površine lijepljenja od 15% smanjilo stopu kvarova za gotovo 40% (IAPRI, 2022.).
Za plastične vrećice, ručka je izrezana preciznim kalupom unutar aparata za izradu vrećica. Kalup mora ostati oštar i unutar strogog raspona. Ako je plijesan dosadan ili nije povezan, pojavit će se mala poderotina na dnu drške. Suze rastu pod opterećenjem, uzrokujući prerano pucanje drške.
Formiranje umetka i cjelovitost zida
Brtva je prema unutra-savijene bočne stranice paketa. Otvaraju se kako bi se prilagodili masivnom projektu. Oni također pomažu rasporediti težinu torbe. Ako pregib nije dobro oblikovan, na pregibu se stvara točka naprezanja. To može potrgati vrećicu duž nabora.
Stanica za{0}}sklapanje ušiju na astroj za izradu vrećica za namirnicekoristi podesive vodeće ploče i servo{0}}preklopne oštrice. Oni čine ravnomjerne i oštre ušitne nabore. Za papirnate vrećice, nabori ne uzrokuju pucanje vlakana papira. Za plastične vrećice presavijanje ne uzrokuje izbjeljivanje pritiskom ili stanjivanje filma. Za različite veličine vrećica, debljine materijala, stroj može zadržati kvalitetu ušitaka nepromijenjenom, što izravno utječe na učinak disipacije težine vrećice.
Rukovanje materijalom i kompatibilnost podloge
Nosivost-opterećenja ne dolazi samo od mehaničke mehanike. Također ovisi o kvaliteti i vrsti hrane. Dobro-projektiran stroj može obrađivati različite materijale, ali i dalje održavati dosljednost u proizvodnji.
Papirne podloge
Strojevi za vrećice za hranu koji rade s papirom moraju raditi s kraft papirom, s osnovnom težinom od 80 do 150 g/m2. Sustav za kontrolu napetosti stroja mora održavati napetost trake ravnomjernom po cijeloj širini role papira. Time se sprječava naboranje, pomicanje ili pukotine tijekom oblikovanja. Ako je napetost previsoka, rastegnut će se i oslabiti vlakna papira. Ako je napetost preniska, nabori se neće pravilno poravnati i ljepilo će se nejednako zalijepiti.
U svojim smjernicama za održivost pakiranja, Organizacija Ujedinjenih naroda za hranu i poljoprivredu (FAO) kaže da kraft papir za vrećice za namirnice treba imati vlačnu čvrstoću od 5,0 kN/m u strojnom smjeru i 2,5 kN/m u poprečnom smjeru. To osigurava da se vreće mogu napuniti kada budu spremne (FAO, 2022.). Strojev-sustav za rukovanje mrežom mora održavati te karakteristike tijekom oblikovanja, rezanja i zatvaranja.
Podloge od plastične folije
Za plastične vrećice za namirnice, stroj radi s puhanom ili lijevanom polietilenskom folijom. Takvi filmovi obično su debljine od 15 do 40 mikrona. Vlačna čvrstoća filma, produljenje pri lomu i otpornost filma na udar strelica određuju konačnu nosivost vreće. ISO 527 i ASTM D1709 definiraju ova svojstva. Posao stroja je nježna obrada filma. Time se izbjegavaju kvarovi. Stroj također mora ispravno postaviti parametre toplinskog zavarivanja u skladu s specifičnom vrstom i debljinom polimera.
Kontrola kvalitete i inline testiranje
Suvremeni sustav vrećica za hranu ima inline nadzor kvalitete. To osigurava da nosivost ostaje unutar određenog raspona tijekom proizvodnog procesa. Ovi sustavi obično imaju:
- Sustavi vizualne kontrole za provjeru pokrivenosti ljepilom, kvalitete brtvljenja i točnosti dimenzija pri punoj brzini proizvodnje
- Senzori za praćenje napetosti mogu otkriti lomove ili pomicanje mreže prije nego što naruše kvalitetu ispisa
- Softver za statističku kontrolu procesa (SPC) za praćenje ključnih postavki kao što su temperatura brtvljenja, vrijeme zadržavanja, količina ljepila. Označava sve promjene izvan raspona postavki.
Međunarodna organizacija za standardizaciju (ISO) pokriva upravljanje kvalitetom pakiranja kroz ISO 9001 i ISO 15378. Oba standarda zahtijevaju od proizvođača korištenje kontrola procesa koje osiguravaju dosljednu izvedbu proizvoda (ISO, 2023). Inline nadzor na strojevima je najjednostavniji način za ispunjavanje ovih pravila. Otkriva se kada se pojavi kvar, umjesto da se provjeravaju uzorci nakon proizvodnje.
Postizanje brzine bez žrtvovanja snage
Jedan od najtežih dijelova izrade vrećice za namirnice je održavanje visoke{0}}kvalitete nosivosti. Supermarketi trebaju proizvesti 150-300 vrećica u minuti za papir i 300-500 vrećica u minuti za plastiku. Ovom brzinom skraćuju se vrijeme otvrdnjavanja, vrijeme hlađenja brtve i vrijeme taloženja materijala.
Proizvođači strojeva rješavaju ovaj problem paralelnom obradom s više-stanica. To znači da je nekoliko vrećica u različitim koracima oblikovanja u isto vrijeme. Oni također koriste bolje vrijeme procesa. Na primjer, stroj za papirnate vrećice može koristiti duži kanal za hlađenje nakon što stanicu zalijepi na dno. To osigurava da se plastične vrećice potpuno očvrsnu prije slaganja i brojanja, čak i kod velikih prinosa. Slično, brtve za brzo hlađenje mogu se koristiti na strojevima za plastične vrećice. To omogućuje stabilno zavarivanje za manje od 0,3 sekunde. Sljedeća se vrećica tada može odmah zbrinuti bez opasnosti od pucanja pečata. Dobro{10}}ugođenostroj za izradu vrećica za namirnicesinkronizira sve te stanice kako bi se postigao dosljedan učinak uz održavanje cjelovitosti-nosivosti svake torbe.
Zaključak
Izrađivač vrećica za hranu zadovoljava-potrebe supermarketa za nosivost kombinacijom preciznog mehaničkog dizajna, znanosti o materijalima i kontrole procesa. Donja brtva mora tvoriti vezu koja raspoređuje težinu po cijelom osnovnom području. Pričvršćivanje ručke ili rezanje moraju biti strukturno zdravi na točki najvećeg naprezanja. Formiranje ušitaka mora osigurati stabilne nabore kako bi se oduprlo nakupljanju naprezanja. Inline nadzor kvalitete mora otkriti probleme prije nego što loše vrećice dođu do kupaca.
Rezultat je torba koja može pouzdano nositi 10 kg ili više namirnica. Čini se kao jednostavna stvar, ali dolazi od složene kombinacije kemije ljepila, fizike polimera i mehaničke preciznosti. Stroj će morati učiniti više jer nova pravila o održivosti tjeraju industriju da koristi tanje materijale i reciklira više sadržaja. Kao rezultat toga, snažan inženjering i kontrola procesa postat će važniji za ispunjavanje očekivanja trgovine.
Reference
ASTM International. (2021).ASTM D4649: Standardni vodič za odabir i upotrebu nosivih papirnatih vreća za transport. West Conshohocken, PA: ASTM.
Europski odbor za standardizaciju. (2020).EN 13428: Pakiranje - Specifični zahtjevi za proizvodnju i sastav - Prevencija smanjenjem izvora. Bruxelles: CEN.
Wiley. (2019).Čvrstoća ljepila na bazi vode-na smicanje na podlogama od tretiranog kraft papira. Journal of Applied Polymer Science, 136(18), 47531.
IAPRI (Međunarodna udruga instituta za istraživanje ambalaže). (2022).Analiza načina kvara strukturne izvedbe vrećice s namirnicama: pričvršćenje ručke i integritet donjeg šava. Zbornik radova godišnje konferencije IAPRI.
FAO (Organizacija Ujedinjenih naroda za hranu i poljoprivredu). (2022).Održivo pakiranje hrane: specifikacije materijala za papirnate-vreće za namirnice. Rim: FAO.
ISO (Međunarodna organizacija za standardizaciju). (2023).ISO 15378: Primarni materijali za pakiranje medicinskih proizvoda - Posebni zahtjevi za primjenu ISO 9001 u odnosu na GMP. Ženeva: ISO.
