Щодня супермаркети роздають мільйони пакетів з продуктами. Мішки повинні вміщувати від 5 до 15 кілограмів вантажу. Це можуть бути консерви, пляшки, свіжі продукти та заморожені продукти. При носінні сумки ручка не повинна бути порвана, порвана або втрачена. Зламана сумка на касі – це не маленька проблема. Це може пошкодити продукти, засмутити клієнтів і наражати магазини на юридичний ризик. У зв’язку з цим продуктові мережі пред’являють жорсткі вимоги щодо ваги своїх постачальників пакетів. Ось чомумашина для виготовлення пакетів для продуктівповинні бути створені для забезпечення стабільності та високої продуктивності на високих швидкостях.
У цьому документі представлено механічні, матеріальні та технологічні характеристики сучасної машини для пакування пакетів для харчових продуктів, завдяки чому вага машини для пакетування для харчових продуктів досягає та перевищує стандарт ваги, який купують у супермаркеті.
Розуміння вимог-до несіння навантажень у секторі роздрібної торгівлі
Перш ніж зрозуміти машинобудування, ми повинні точно знати, що потрібно супермаркетам. Основні групи роздрібної торгівлі зазвичай використовують стандартні методи тестування для встановлення прийнятної продуктивності пакетів. Американське товариство випробувань і матеріалів (ASTM) має стандарт ASTM D4649. Це дає можливість перевірити вантажопідйомність пакетів для продуктів. Це стосується як паперу, так і пластику. Згідно стандарту, звичайна сумка для продуктів повинна витримувати статичне вертикальне навантаження щонайменше 8 кг протягом щонайменше 10 секунд. Ручки, шви або дно не повинні бути зламані (ASTM International, 2021).
На практиці багато мереж супермаркетів посилили власні обмеження. Зазвичай вони беруть від 10 до 12 кілограмів. Це включає в себе грубу обробку, гострі вироби та укладання під час транспортування. Європейський стандарт EN із правилами щодо матеріалів та зменшення відходів. Однак він надсилає деталі механічних випробувань до національних стандартів ISO (ISO) (Європейський комітет стандартизації, 2020).
Таким чином, пакети, виготовлені виробником пакетів для харчових продуктів, повинні не тільки відповідати цим вимогам, але й мати вищий запас міцності, ніж ці вимоги. Це потрібно робити для кожної партії, з невеликою зміною між мішками.
Механічні характеристики, які визначають вантажопідйомність
Ущільнення та армування дна
Нижня частина сумки для продуктів – це найбільш стресова зона. Незалежно від того, чи є мішок паперовим-з плоским дном чи пластиковим-мішком у футболці, дно має рівномірно розподілити вагу предмета по всій площі. Амашина для виготовлення пакетів для продуктівобробляє ці інженерні методи.
Паперові пакети для продуктів машина складає та приклеює до дна у кілька шарів. Це те, що ми називаємо «дном сумки» або «блоком». Нижня станція формування утримує клейовий візерунок, щоб покрити всю ширину основного клапана. Потім натисніть на заслінку при встановленому тиску та температурі. Пластикові пакети повинні повністю затвердіти перед тим, як вийти з машини. Дослідження в Journal of Applied Polymer Science показали, що клей на водній- основі може мати міцність на зсув від 4,5 до 6,0 Н/см2 на обробленому коричневому папері. Цього достатньо, щоб запобігти трісканню дна під час звичайного продуктового навантаження (Wiley, 2019).
Для поліетиленових пакетів нижнє ущільнення термічно зварене. Для ущільнення використовується комбінація температури, тиску та часу перебування, щоб розплавити полімерні шари в міцний зв’язок. Якщо ущільнення не є повним-зазвичай через те, що температура навіть не перетнула планку-, шви знизу руйнуються. Це основна причина зламаних пластикових пакетів для продуктів. Нова машина вирішує цю проблему за допомогою серво-керованих систем ущільнення. Ці датчики контролюють температуру навколо смуги в режимі реального часу.
Кріплення ручки та геометрія ручки
Другою слабкістю була ручка. У паперових мішках ручка може бути частиною мішка (скручена або плоска паперова ручка) або прикріплена до мішка окремо. У поліетиленових пакетах-майках обробка вирізана з тієї самої трубчастої плівки, що й пакет. Це робить їх за своєю суттю сильнішими. Але тільки якщо форма різу правильно розподіляє тиск.
Машина для виготовлення пакетів для продуктівМоделі з паперовими мішками з ручкою повинні забезпечувати достатню площу клею та покриття клеєм у точці кріплення ручки. Використовуйте точні клейові пістолети або валик, щоб нанести на станцію наклейки. Ці шаблони клею дають найбільшу площу контакту. Вони також уникають надмірної кількості клею, який послаблює навколишні паперові волокна. Дослідження, проведене Міжнародною асоціацією дослідницьких інститутів упаковки (IAPRI), показало, що приблизно 63% структурних збоїв у пакетах для харчових продуктів спричинені несправністю кріплення ручки. Дослідження також показало, що збільшення площі склеювання на 15% зменшить відсоток відмов майже на 40% (IAPRI, 2022).
Для пластикових пакетів ручка вирізана точною формою всередині виробника пакетів. Форма повинна залишатися гострою і в строгому діапазоні. Якщо цвіль тьмяна або не працює, біля основи ручки з’явиться невеликий розрив. Розриви ростуть під навантаженням, внаслідок чого ручка ламається передчасно.
Формування ластовиці та цілісність стіни
Прокладка – це бічні панелі,-що складаються всередину упаковки. Вони відкриваються, щоб розмістити масштабний проект. Вони також допомагають розподілити вагу сумки. Якщо складка сформована погано, на складці створюється точка напруги. Це може порвати сумку вздовж складки.
Складна станція-з ластовицею на aмашина для виготовлення пакетів для продуктіввикористовує регульовані напрямні пластини та серво{0}}складні леза. Вони роблять рівномірні та різкі складки на ластовиці. Для паперових пакетів складки не призводять до розтріскування паперових волокон. Для поліетиленових пакетів складання не спричиняє відбілювання або потоншення плівки під тиском. Для різної товщини матеріалу розміру мішка машина може зберегти якість ластовиці незмінною, що безпосередньо впливає на ефект розсіювання ваги мішка.
Транспортування матеріалів і сумісність підкладки
Несуча здатність-належить не тільки від механічної механіки. Це також залежить від якості та виду корму. Добре-сконструйована машина може обробляти різні матеріали, але все одно зберігає послідовність у виробництві.
Паперові підкладки
Машини для пакетування харчових продуктів, які працюють з папером, повинні працювати з крафт-папером з основною вагою від 80 до 150 г/м2. Система контролю натягу машини повинна підтримувати рівномірний натяг полотна по всій ширині рулону паперу. Це запобігає зморшкам, зміщенням або розривам під час формування. Якщо натяг занадто високий, він розтягнеться та послабить волокна паперу. Якщо натяг занадто низький, згини не вирівняються належним чином, і клей злипнеться нерівномірно.
Продовольча та сільськогосподарська організація Об’єднаних Націй (FAO) у своїх рекомендаціях щодо екологічності упаковки стверджує, що крафт-папір для продуктових пакетів має мати міцність на розрив 5,0 кН/м у машинному напрямку та 2,5 кН/м у поперечному напрямку. Це гарантує, що мішки можна буде завантажити, коли вони будуть готові (FAO, 2022). Система транспортування полотна-машини має підтримувати ці характеристики під час формування, різання та запечатування.
Плівкові підкладки
Для пластикових продуктових пакетів машина працює з видувною або литою поліетиленовою плівкою. Зазвичай такі плівки мають товщину від 15 до 40 мікрон. Міцність плівки на розрив, подовження при розриві та ударостійкість плівки до падіння зі дротиків визначають кінцеву вантажопідйомність сумки. ISO 527 і ASTM D1709 визначають ці властивості. Робота машини полягає в обережній обробці плівки. Це дозволяє уникнути дефектів. Машина також повинна правильно встановити параметри термозварювання відповідно до конкретного типу та товщини полімеру.
Контроль якості та вбудоване тестування
Сучасна система харчових пакетів має вбудований контроль якості. Це гарантує, що несучі характеристики залишаються в певному діапазоні протягом усього виробничого процесу. Ці системи зазвичай мають:
- Системи візуального контролю для перевірки покриття клею, якості ущільнення та точності розмірів на повній швидкості виробництва
- Датчики моніторингу натягу можуть виявляти розриви полотна або дрейф до того, як це погіршить якість друку
- Програмне забезпечення статистичного керування процесом (SPC) для відстеження ключових налаштувань, таких як температура ущільнення, час перебування, кількість клею. Він позначає будь-які зміни за межами діапазону налаштувань.
Міжнародна організація стандартизації (ISO) охоплює управління якістю упаковки через стандарти ISO 9001 та ISO 15378. Обидва стандарти вимагають від виробників використання засобів контролю процесу, які забезпечують стабільну продуктивність продукції (ISO, 2023). Вбудований моніторинг на машинах є найпростішим способом виконання цих правил. Його виявляють, коли виникає дефект, а не перевіряють зразки після виробництва.
Досягнення швидкості, не жертвуючи силою
Однією з найскладніших частин виготовлення сумки для продуктів є підтримка високої-якості витримувати навантаження. Супермаркети повинні виробляти 150-300 пакетів за хвилину для паперу і 300-500 пакетів за хвилину для пластику. При такій швидкості час затвердіння, час охолодження ущільнювача та час осідання матеріалу скорочуються.
Виробники машин вирішують цю проблему за допомогою багато-станційної паралельної обробки. Це означає, що кілька мішків одночасно перебувають на різних етапах формування. Вони також використовують кращий час процесу. Наприклад, машина для виробництва паперових пакетів може використовувати довший канал охолодження після вклеювання станції внизу. Це гарантує, що поліетиленові пакети повністю затвердіють перед укладанням і підрахунком, навіть при високому врожаї. Подібним чином швидкоохолоджуючі запечатування можна використовувати на машинах для виготовлення пластикових пакетів. Це забезпечує стабільне зварювання менш ніж за 0,3 секунди. Після цього наступний мішок можна негайно утилізувати без ризику порушити пломбу. Добре{10}}налаштованиймашина для виготовлення пакетів для продуктівсинхронізує всі ці станції для досягнення узгодженого результату, зберігаючи цілісність-несучої навантаження в кожному мішку.
Висновок
Виробник харчових пакетів відповідає-потребам супермаркетів у навантаженні завдяки поєднанню точної механічної конструкції, матеріалознавства та контролю процесу. Нижнє ущільнення має утворювати зв’язок, який розподіляє вагу по всій площі основи. Кріплення ручки або різання має бути структурно надійним у точці максимального навантаження. Формування ластовиці має забезпечувати стабільні складки, щоб протистояти накопиченню напруги. Вбудований моніторинг якості повинен виявляти проблеми до того, як погані пакети потраплять до клієнтів.
У результаті виходить сумка, яка може надійно перемістити 10 кг або більше продуктів. Це здається простою річчю, але вона походить від складної комбінації хімії клею, фізики полімерів і механічної точності. Машині доведеться робити більше, оскільки нові правила сталого розвитку підштовхують галузь до використання тонших матеріалів і переробки більше вмісту. Як наслідок, потужний інженерний і технологічний контроль стане більш важливим для відповідності очікуванням магазину.
Список літератури
ASTM International. (2021).ASTM D4649: Стандартний посібник із вибору та використання несучих паперових транспортних мішків. West Conshohocken, PA: ASTM.
Європейський комітет стандартизації. (2020).EN 13428: Упаковка - Специфічні вимоги до виробництва та складу - Запобігання зменшенню джерела. Брюссель: CEN.
Wiley. (2019).Міцність до зсуву адгезивних з’єднань на водній- основі на оброблених підкладках з крафт-паперу. Journal of Applied Polymer Science, 136(18), 47531.
IAPRI (Міжнародна асоціація дослідницьких інститутів упаковки). (2022).Аналіз режиму відмови конструктивних характеристик сумки для продуктів: кріплення ручки та цілісність нижнього шва. Матеріали щорічної конференції IAPRI.
ФАО (Продовольча та сільськогосподарська організація Об'єднаних Націй). (2022).Екологічна харчова упаковка: специфікації матеріалів для паперових-пакетів для продуктів. Рим: ФАО.
ISO (Міжнародна організація стандартизації). (2023).ISO 15378: Первинні пакувальні матеріали для лікарських засобів - Особливі вимоги до застосування ISO 9001 з посиланням на GMP. Женева: ISO.
