Supermarketurile împart milioane de pungi de băcănie în fiecare zi. Sacii trebuie să țină aproximativ 5 până la 15 kilograme de marfă. Acestea pot fi conserve, sticle, produse proaspete și alimente congelate. Mânerul nu trebuie rupt, rupt sau pierdut atunci când transportați geanta. Geanta spartă de la casa de marcat nu este o problemă mică. Poate deteriora produsele, poate supăra clienții și poate pune magazinele în pericol legal. Drept urmare, lanțurile de produse alimentare au cerințe stricte de greutate pentru furnizorii lor de pungi. De aceeamașină de făcut pungi de băcănietrebuie construit pentru a oferi stabilitate și performanță puternică la viteze mari.
Această lucrare prezintă caracteristicile mecanice, materiale și de proces ale mașinii moderne de ambalare a pungilor alimentare, ceea ce face ca greutatea mașinii de ambalare a pungilor alimentare să atingă și să depășească standardul de greutate al achiziției de supermarket.
Înțelegerea cerințelor de încărcare-în sectorul comerțului cu amănuntul
Înainte de a înțelege ingineria mecanică, ar trebui să știm exact de ce au nevoie supermarketurile. Grupurile majore de vânzare cu amănuntul folosesc de obicei metode standard de testare pentru a stabili performanța acceptabilă a pungilor. Societatea Americană pentru Testare și Materiale (ASTM) are standardul ASTM D4649. Oferă o modalitate de a testa capacitatea de transport a pungilor de băcănie. Aceasta include atât tipurile de hârtie, cât și de plastic. Standardul spune că o pungă tipică pentru băcănie trebuie să rețină o sarcină verticală statică de cel puțin 8 kg timp de cel puțin 10 secunde. Mânerele, cusăturile sau fundul nu trebuie sparte (ASTM International, 2021).
În practică, multe lanțuri de supermarketuri și-au ridicat propriile restricții. De obicei, încarcă între 10 și 12 kilograme. Aceasta include prelucrarea brută, produse ascuțite și stivuirea în timpul transportului. Standardul european EN cu reguli materiale și reducerea deșeurilor. Cu toate acestea, trimite detalii despre testarea mecanică la standardele naționale ISO (ISO) (Comitetul European pentru Standardizare, 2020).
Prin urmare, pungile produse de producătorul de pungi pentru alimente nu trebuie doar să îndeplinească aceste cerințe, ci și să aibă o marjă de siguranță mai mare decât aceste cerințe. Acest lucru trebuie făcut pentru fiecare lot, cu puține schimbări între pungi.
Caracteristici mecanice care determină capacitatea de încărcare
Etanșare și armare inferioară
Fundul pungii de băcănie este zona cea mai stresantă. Indiferent dacă geanta este un-sac de hârtie cu fund plat sau o pungă de tricou din plastic-, partea de jos trebuie să împartă greutatea articolului în mod uniform pe suprafața sa. Omașină de făcut pungi de băcăniese ocupă de aceste metode de inginerie.
Pentru pungile de hârtie pentru băcănie, mașina se pliază și aderă la partea inferioară a mai multor straturi. Acesta este ceea ce numim „fundul pungii” sau „bloc”. Stația de turnare inferioară deține modelul de lipici pentru a acoperi întreaga lățime a clapei de bază. Apoi apăsați clapeta la presiunea și temperatura setate. Pungile de plastic trebuie să fie complet solidificate înainte de a părăsi mașina. Cercetările din Journal of Applied Polymer Science au arătat că lipiciul pe bază de apă poate avea o rezistență la forfecare între 4,5 și 6,0 N/cm2 pe hârtie maro tratată. Acest lucru este suficient pentru a preveni crăparea fundului sub încărcături normale de alimente (Wiley, 2019).
Pentru pungile de plastic, garnitura de jos este sudată termic. Sigiliul folosește o combinație de temperatură, presiune și timp de rezidență pentru a topi straturile de polimer într-o legătură solidă. Dacă etanșarea nu este completă-de obicei, deoarece temperatura nici măcar nu a depășit bara-cusăturile din partea de jos nu reușesc. Aceasta este cauza principală a spartelor pungi de plastic pentru băcănie. Noua mașină rezolvă această problemă cu sistemele de etanșare servo-controlate. Acești senzori monitorizează temperatura din jurul barului în timp real.
Atașarea mânerului și geometria mânerului
Mânerul a fost a doua slăbiciune. În pungi de hârtie, mânerul poate fi parte a pungii (un mâner de hârtie răsucit sau plat) sau atașat individual de pungă. În pungile de tricou din plastic, tratamentul este tăiat din aceeași peliculă tubulară ca și punga. Îi face în mod inerent mai puternici. Dar numai dacă forma tăiată dispersează corect presiunea.
Mașină de făcut pungi de băcăniemodelele cu pungi de hârtie cu mâner trebuie să se asigure că punctul de atașare a mânerului are o zonă de adeziv suficientă și o acoperire cu lipici. Utilizați un pistoal de lipit de precizie sau o rolă pentru a aplica pe stația de autocolante. Aceste modele de lipici oferă cea mai mare zonă de contact. De asemenea, evită prea mult lipici, care slăbește fibrele de hârtie din jur. Un studiu realizat de Asociația Internațională a Institutelor de Cercetare a Ambalajelor (IAPRI) a constatat că aproximativ 63% defecțiuni structurale ale pungilor pentru alimente sunt cauzate de funcționarea defectuoasă a atașării mânerului. Studiul a mai constatat că o creștere cu 15% a zonei de lipire ar reduce rata de eșec cu aproape 40% (IAPRI, 2022).
Pentru pungile de plastic, mânerul este tăiat de o matriță precisă în interiorul producătorului de pungi. Mucegaiul trebuie să rămână ascuțit și într-un interval strict. Dacă matrița este plictisitoare sau offline, va apărea o mică ruptură la baza mânerului. Lacrimile cresc sub sarcină, făcând mânerul să se rupă prematur.
Formarea gussetului și integritatea peretelui
Garnitura este o-panouri laterale pliabile spre interior ale unui pachet. Se deschid pentru a găzdui proiectul masiv. De asemenea, ajută la răspândirea greutății pungii. Dacă pliul nu este bine format, se creează un punct de stres la pliu. Acest lucru poate rupe punga de-a lungul cutei.
Stația de pliere-gusset pe amașină de făcut pungi de băcăniefolosește plăci de ghidare reglabile și lame pliabile cu servo{0}}acționare. Acestea fac cute uniform și ascuțite. Pentru pungile de hârtie, cutele nu provoacă crăparea fibrelor de hârtie. Pentru pungile de plastic, plierea nu provoacă albirea prin presiune sau subțierea filmului. Pentru grosimi de material de diferite dimensiuni ale sacului, mașina poate menține calitatea gușului neschimbată, ceea ce afectează direct efectul de disipare a greutății sacului.
Manipularea materialelor și compatibilitatea substratului
Capacitatea portantă-nu provine numai din mecanică. Depinde și de calitatea și tipul furajului. O mașină- bine proiectată poate lucra cu materiale diferite, dar păstrează totuși consistența în producție.
Suporturi de hârtie
Mașinile pentru pungi pentru alimente care lucrează cu hârtie trebuie să manipuleze hârtie kraft, cu o greutate de bază de 80 până la 150 g/m2. Sistemul de control al tensiunii al mașinii trebuie să mențină tensiunea benzii uniform pe toată lățimea rolei de hârtie. Acest lucru previne ridurile, luxațiile sau lacrimile în timpul turnării. Dacă tensiunea este prea mare, se va întinde și va slăbi fibrele hârtiei. Dacă tensiunea este prea scăzută, pliurile nu se vor alinia corect și adezivul se va lipi neuniform.
În orientările sale privind sustenabilitatea ambalajelor, Organizația Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură (FAO) spune că hârtia kraft pentru pungi de băcănie ar trebui să aibă o rezistență la tracțiune de 5,0 kN/m în direcția mașinii și de 2,5 kN/m în direcția transversală. Acest lucru asigură că pungile pot fi încărcate atunci când sunt gata (FAO, 2022). Sistemul de manipulare-pânză al mașinii trebuie să mențină aceste caracteristici în timpul formării, tăierii și etanșării.
Substraturi de film plastic
Pentru pungile din plastic pentru băcănie, mașina funcționează cu folie de polietilenă suflată sau turnată. Astfel de filme au, de obicei, o grosime de 15 până la 40 de microni. Rezistența la tracțiune a filmului, alungirea la rupere și rezistența la impact a filmului la căderea săgeților determină capacitatea finală de încărcare a sacului. ISO 527 și ASTM D1709 definesc aceste proprietăți. Sarcina mașinii este să prelucreze ușor filmul. Astfel se evită defectele. De asemenea, mașina trebuie să seteze corect parametrii de etanșare termică în funcție de tipul și grosimea polimerului specific.
Controlul calității și testarea inline
Sistemul modern de pungi pentru alimente are monitorizare inline a calității. Acest lucru asigură că performanța portantă rămâne într-un anumit interval pe tot parcursul procesului de producție. Aceste sisteme au de obicei:
- Sisteme de inspecție vizuală pentru a verifica acoperirea adezivului, calitatea etanșării și acuratețea dimensiunilor la viteza maximă de producție
- Senzorii de monitorizare a tensiunii pot detecta ruperea benzii sau deplasarea înainte de a deteriora calitatea ieșirii
- Software de control statistic al procesului (SPC) pentru a urmări setările cheie, cum ar fi temperatura sigiliului, timpul de rezidență, cantitatea de lipici. Semnalizează orice modificare în afara intervalului de setare.
Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO) acoperă managementul calității ambalajelor prin ISO 9001 și ISO 15378. Ambele standarde impun producătorilor să utilizeze controale de proces care oferă performanță constantă a produsului (ISO, 2023). Monitorizarea inline pe mașini este cea mai simplă modalitate de a îndeplini aceste reguli. Este detectat atunci când apare un defect, mai degrabă decât verificarea probelor după producție.
Atingerea vitezei fără a sacrifica forța
Una dintre cele mai grele părți ale fabricării pungilor pentru băcănie este menținerea calității ridicate-la încărcăturii. Supermarketurile trebuie să producă 150-300 de pungi pe minut pentru hârtie și 300-500 de pungi pe minut pentru plastic. În acest ritm, timpul de întărire, timpul de răcire a etanșării și timpul de decantare a materialului sunt scurtate.
Producătorii de mașini rezolvă această problemă cu procesarea în paralel cu mai multe-stații. Aceasta înseamnă că mai multe pungi se află în etape diferite de turnare în același timp. De asemenea, folosesc o sincronizare mai bună a procesului. De exemplu, o mașină pentru pungi de hârtie poate folosi un canal de răcire mai lung după lipirea stației de jos. Acest lucru asigură că pungile de plastic se solidifică complet înainte de stivuire și numărare, chiar și la producții mari. În mod similar, sigiliile cu răcire rapidă pot fi utilizate la mașinile cu pungi de plastic. Acest lucru permite o sudare stabilă în mai puțin de 0,3 secunde. Următorul sac poate fi apoi aruncat imediat, fără riscul de a rupe sigiliul. Un{10}}bine reglatmașină de făcut pungi de băcăniesincronizează toate aceste stații pentru a obține rezultate consecvente, menținând în același timp integritatea-de sarcină în fiecare sac.
Concluzie
Producătorul de pungi alimentare satisface nevoile-de suport ale supermarketurilor printr-o combinație de design mecanic precis, știința materialelor și controlul proceselor. Garnitura inferioară trebuie să formeze o legătură care să distribuie greutatea în toată zona de bază. Atașarea mânerului sau tăierea trebuie să fie solidă din punct de vedere structural în punctul de solicitare maximă. Formarea gușului trebuie să ofere pliuri stabile pentru a rezista acumulării de stres. Monitorizarea calității în linie trebuie să detecteze probleme înainte ca pungile dăunătoare să ajungă la clienți.
Rezultatul este o geantă care poate transporta în mod fiabil 10 kg sau mai mult de produse alimentare. Pare un lucru simplu, dar vine dintr-o combinație complexă de chimia adezivului, fizica polimerilor și precizia mecanică. Mașina va trebui să facă mai mult pe măsură ce noile reguli de sustenabilitate împing industria să folosească materiale mai subțiri și să recicleze mai mult conținut. Ca rezultat, inginerie puternică și controlul proceselor vor deveni mai importante pentru a satisface așteptările magazinului.
Referințe
ASTM International. (2021).ASTM D4649: Ghid standard pentru selectarea și utilizarea sacilor de transport cu hârtie portantă. West Conshohocken, PA: ASTM.
Comitetul European pentru Standardizare. (2020).EN 13428: Ambalare - Cerințe specifice fabricației și compoziției - Prevenirea prin reducerea sursă. Bruxelles: CEN.
Wiley. (2019).Rezistența la forfecare a legăturilor adezive pe bază de apă-pe substraturi de hârtie kraft tratată. Journal of Applied Polymer Science, 136(18), 47531.
IAPRI (Asociația Internațională a Institutelor de Cercetare a Ambalajelor). (2022).Analiza modului de eșec a performanței structurale a pungilor de băcănie: atașarea mânerului și integritatea cusăturii inferioare. Actele conferinței anuale IAPRI.
FAO (Organizația Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură). (2022).Ambalare sustenabilă pentru alimente: specificații ale materialelor pentru pungi-de produse alimentare pe bază de hârtie. Roma: FAO.
ISO (Organizația Internațională de Standardizare). (2023).ISO 15378: Materiale de ambalare primară pentru medicamente - Cerințe speciale pentru aplicarea ISO 9001 cu referire la GMP. Geneva: ISO.
