Супермаркетите раздават милиони торби с хранителни стоки всеки ден. Чантите трябва да побират около 5 до 15 килограма товар. Това могат да бъдат консерви, бутилки, пресни продукти и замразени храни. Дръжката не трябва да е скъсана, прокъсана или изгубена при носене на чантата. Счупената чанта на касата не е малък проблем. Може да повреди продуктите, да разстрои клиентите и да изложи магазините на правен риск. В резултат на това веригите за хранителни стоки имат строги изисквания към теглото на своите доставчици на чанти. Ето защо намашина за производство на чанти за хранителни стокитрябва да бъде изграден така, че да осигурява стабилност и висока производителност при високи скорости.
Тази статия представя механичните, материалните и процесните характеристики на съвременната машина за пакетиране на хранителни торбички, което кара теглото на машината за пакетиране на хранителни торбички да достигне и надхвърли стандарта за тегло при закупуване на супермаркети.
Разбиране на изискванията-за товароносимост в сектора на търговията на дребно
Преди да разберем машинното инженерство, трябва да знаем от какво точно се нуждаят супермаркетите. Големите групи за търговия на дребно обикновено използват стандартни методи за тестване, за да определят приемлива производителност на чантата. Американското дружество за изпитване и материали (ASTM) има стандарт ASTM D4649. Той дава възможност за тестване на товароносимостта на торбичките за хранителни стоки. Това включва както хартия, така и пластмаса. Стандартът казва, че една типична чанта за хранителни стоки трябва да издържа на статично вертикално натоварване от най-малко 8 кг за най-малко 10 секунди. Дръжките, шевовете или дъната не трябва да са счупени (ASTM International, 2021 г.).
На практика много вериги супермаркети повишиха собствените си ограничения. Обикновено взимат между 10 и 12 килограма. Това включва груба обработка, остри продукти и подреждане по време на транспортиране. Европейският стандарт EN с правила за материалите и намаляване на отпадъците. Той обаче изпраща подробности за механичните изпитвания към националните стандарти на ISO (ISO) (Европейски комитет за стандартизация, 2020 г.).
Следователно торбичките, произведени от производителя на торбички за храна, трябва не само да отговарят на тези изисквания, но и да имат по-висока граница на безопасност от тези изисквания. Това трябва да се направи за всяка партида, с малка промяна между торбите.
Механични характеристики, които определят товароносимостта
Долно уплътнение и армировка
Дъното на чантата за хранителни стоки е най-стресиращата зона. Независимо дали чантата е хартиен чувал с плоско-дъно или пластмасова тениска, дъното трябва да разпределя тежестта на артикула равномерно по площта си. Амашина за производство на чанти за хранителни стокиборави с тези инженерни методи.
За хартиени торбички за хранителни стоки машината се сгъва и залепва към дъното на няколко слоя. Това е, което наричаме „дъното на чантата“ или „блок“. Долната формовъчна станция съдържа лепило, за да покрие цялата ширина на основния капак. След това натиснете клапата при зададено налягане и температура. Пластмасовите торбички трябва да бъдат напълно втвърдени, преди да напуснат машината. Изследване в Journal of Applied Polymer Science показа, че лепилото на водна- основа може да има якост на срязване между 4,5 и 6,0 N/cm2 върху обработена кафява хартия. Това е достатъчно, за да предотврати напукване на дъното при нормални натоварвания с хранителни стоки (Wiley, 2019).
За найлоновите торбички долното уплътнение е термично заварено. Уплътнението използва комбинация от температура, налягане и време на престой, за да стопи полимерните слоеве в твърда връзка. Ако уплътнението не е пълно-обикновено защото температурата дори не е преминала границата-шевовете на дъното се развалят. Това е основната причина за счупените найлонови торбички за хранителни стоки. Новата машина решава този проблем със серво{6}}контролирани системи за запечатване. Тези сензори следят температурата около лентата в реално време.
Приставка за дръжка и геометрия на дръжката
Дръжката беше втората слабост. В хартиените торби дръжката може да бъде част от торбата (усукана или плоска хартиена дръжка) или да бъде прикрепена към торбата поотделно. В пластмасовите торби за тениски обработката се изрязва от същия тръбен филм като торбата. Това ги прави присъщо по-силни. Но само ако изрязаната форма разпръсква натиска правилно.
Машина за производство на торбички за хранителни стокимоделите с хартиени торби с дръжка трябва да гарантират, че точката на закрепване на дръжката има достатъчно лепило и покритие с лепило. Използвайте пистолети за прецизно лепило или валяк, за да поставите върху станцията за стикери. Тези модели на лепило осигуряват най-голяма контактна площ. Те също така избягват твърде много лепило, което отслабва околните хартиени влакна. Проучване на Международната асоциация на институтите за изследване на опаковките (IAPRI) установи, че около 63% структурни повреди в чантата за хранителни стоки са причинени от неправилно прикрепване на дръжката. Проучването установи също, че 15% увеличение на площта на залепване би намалило процента на неуспех с близо 40% (IAPRI, 2022 г.).
За пластмасови торбички дръжката се изрязва от прецизна форма вътре в машината за производство на торбички. Формата трябва да остане остра и в стриктни граници. Ако матрицата е тъпа или не е на линия, в основата на дръжката ще се получи малко разкъсване. Сълзите растат под натоварване, което води до преждевременно щракване на дръжката.
Образуване на клин и цялост на стената
Уплътнението представлява-сгъващи се навътре странични панели на пакет. Те се отварят, за да поемат масивния проект. Те също помагат за разпределяне на тежестта на чантата. Ако гънката не е добре оформена, в нея се създава точка на напрежение. Това може да разкъса чантата по гънката.
Станцията за сгъване-на клин на aмашина за производство на чанти за хранителни стокиизползва регулируеми водещи плочи и серво{0}}задвижвани сгъваеми остриета. Те правят равномерни и остри гънки на клиновете. При хартиените торби гънките не причиняват напукване на хартиените влакна. За пластмасови торбички сгъването не причинява избелване при натиск или изтъняване на филма. За различни размери на чантата, дебелините на материала и дебелината, машината може да запази качеството на втулката непроменено, което пряко влияе върху ефекта на разсейване на теглото на чантата.
Боравене с материали и съвместимост на субстрата
Товароносим-капацитетът не идва само от механичната механика. Зависи и от качеството и вида на фуража. Добре-проектираната машина може да обработва различни материали, но въпреки това да поддържа последователност в производството.
Хартиени субстрати
Машините за торбички за храна, които работят с хартия, трябва да работят с крафт хартия с основно тегло от 80 до 150 g/m2. Системата за контрол на напрежението на машината трябва да поддържа напрежението на лентата равномерно по цялата ширина на хартиената ролка. Това предотвратява бръчки, размествания или разкъсвания по време на формоване. Ако напрежението е твърде голямо, то ще се разтегне и ще отслаби хартиените влакна. Ако напрежението е твърде ниско, гънките няма да се подравнят правилно и лепилото ще се слепи неравномерно.
В своите насоки за устойчивост на опаковките, Организацията по прехрана и земеделие към Обединените нации (FAO) казва, че крафт хартията за торбички за хранителни стоки трябва да има якост на опън от 5,0 kN/m в посока към машината и 2,5 kN/m в напречна посока. Това гарантира, че торбите могат да бъдат заредени, когато са готови (FAO, 2022 г.). Системата-за манипулиране на лентата на машината трябва да поддържа тези характеристики по време на формоване, рязане и запечатване.
Субстрати от пластмасово фолио
За найлонови торбички за хранителни стоки машината работи с издухано или лято полиетиленово фолио. Такива филми обикновено са с дебелина от 15 до 40 микрона. Якостта на опън на фолиото, удължението при счупване и устойчивостта на удар на фолиото при падане от стрелички определят крайната товароносимост на чантата. ISO 527 и ASTM D1709 определят тези свойства. Работата на машината е да обработва фолиото внимателно. Така се избягват дефекти. Машината трябва също така да зададе правилно параметрите на топлинното запечатване според конкретния тип и дебелина на полимера.
Контрол на качеството и вградено тестване
Съвременната система за торбички за храна има вграден мониторинг на качеството. Това гарантира, че товароносимостта остава в определен диапазон през целия производствен процес. Тези системи обикновено имат:
- Системи за визуална проверка за проверка на покритието на лепилото, качеството на уплътнението и точността на размерите при пълна производствена скорост
- Сензорите за наблюдение на напрежението могат да открият счупвания на платното или отклонение, преди да навредят на качеството на изхода
- Софтуер за статистически контрол на процеса (SPC) за проследяване на ключови настройки като температура на запечатване, време на престой, количество лепило. Маркира всички промени извън обхвата на настройката.
Международната организация по стандартизация (ISO) обхваща управлението на качеството на опаковките чрез ISO 9001 и ISO 15378. И двата стандарта изискват от производителите да използват контрол на процеса, който осигурява постоянна производителност на продукта (ISO, 2023). Вграденото наблюдение на машини е най-лесният начин за спазване на тези правила. Открива се при възникване на дефект, вместо да се проверяват проби след производството.
Постигане на скорост без жертване на сила
Една от най-трудните части при направата на чанта за хранителни стоки е поддържането на високо{0}}качество на носене. Супермаркетите трябва да произвеждат 150-300 торби на минута за хартия и 300-500 торби на минута за пластмаса. При тази скорост времето за втвърдяване, времето за охлаждане на уплътнението и времето за утаяване на материала се съкращават.
Производителите на машини решават този проблем с много-станционна паралелна обработка. Това означава, че няколко торби са в различни етапи на формоване едновременно. Те също така използват по-добро време на процеса. Например, машина за хартиени торби може да използва по-дълъг охлаждащ канал след поставяне на станцията в долната част. Това гарантира, че пластмасовите торбички се втвърдяват напълно преди подреждане и броене, дори при високи добиви. По същия начин бързо охлаждащите се уплътнения могат да се използват на машини за пластмасови торбички. Това позволява стабилно заваряване за по-малко от 0,3 секунди. След това следващата торба може да бъде изхвърлена незабавно, без риск от счупване на печата. Добре{10}}настроенмашина за производство на чанти за хранителни стокисинхронизира всички тези станции за постигане на последователен изход, като същевременно поддържа целостта-на натоварване във всяка чанта.
Заключение
Машината за производство на торбички за храна отговаря-на нуждите на супермаркетите за издръжливост чрез комбинация от прецизен механичен дизайн, наука за материалите и контрол на процеса. Долното уплътнение трябва да образува връзка, която разпределя тежестта в цялата основна площ. Закрепването на дръжката или рязането трябва да е структурно здраво в точката на максимално напрежение. Оформянето на клин трябва да осигурява стабилни гънки, за да устои на натрупването на напрежение. Вграденият мониторинг на качеството трябва да открие проблеми, преди лошите торби да стигнат до клиентите.
Резултатът е чанта, която може надеждно да носи 10 кг или повече хранителни стоки. Изглежда просто нещо, но идва от сложна комбинация от химия на лепилото, физика на полимера и механична прецизност. Машината ще трябва да направи повече, тъй като новите правила за устойчивост тласкат индустрията да използва по-тънки материали и да рециклира повече съдържание. В резултат на това силното инженерство и контрол на процесите ще станат по-важни за удовлетворяване на очакванията на магазина.
Референции
ASTM International. (2021).ASTM D4649: Стандартно ръководство за избор и използване на издръжливи хартиени торби за транспортиране. West Conshohocken, PA: ASTM.
Европейски комитет по стандартизация. (2020 г.).EN 13428: Опаковка - Изисквания, специфични за производството и състава - Предотвратяване чрез намаляване на източника. Брюксел: CEN.
Уайли. (2019 г.).Якост на срязване на водни{0}}адхезивни връзки върху обработени субстрати от крафт хартия. Journal of Applied Polymer Science, 136(18), 47531.
IAPRI (Международна асоциация на изследователските институти за опаковки). (2022).Анализ на режима на повреда на структурните характеристики на чантата за хранителни стоки: закрепване на дръжката и целостта на долния шев. Доклади на годишната конференция на IAPRI.
ФАО (Организация по прехрана и земеделие на Обединените нации). (2022).Устойчиво опаковане на храни: Спецификации на материалите за хартиени-торби за хранителни стоки. Рим: ФАО.
ISO (Международна организация по стандартизация). (2023).ISO 15378: Първични опаковъчни материали за лекарствени продукти - Специфични изисквания за прилагане на ISO 9001 с позоваване на GMP. Женева: ISO.
