A szupermarketek naponta több millió élelmiszeres szatyrot osztanak ki. A zsákokba körülbelül 5-15 kilogramm rakomány fér el. Ezek lehetnek konzervek, palackok, friss termékek és fagyasztott élelmiszerek. A fogantyú nem szakadhat el, nem szakadhat el vagy elveszhet a táska hordozásakor. Nem kis gond a törött táska a pénztárnál. Károsíthatja a termékeket, felzaklathatja a vásárlókat, és jogi kockázatnak teheti ki az üzleteket. Ennek eredményeként az élelmiszerbolt-láncok szigorú súlykövetelményeket támasztanak táskabeszállítóikkal szemben. Ezért aélelmiszer táska készítő gépúgy kell megépíteni, hogy stabilitást és erős teljesítményt biztosítson nagy sebességnél.
Ez a cikk bemutatja a modern élelmiszer-zacskó-zsákoló gép mechanikai, anyagi és eljárási jellemzőit, amelyeknek köszönhetően az élelmiszer-zacskó-zsákoló gép súlya eléri és meghaladja a szupermarketben történő vásárlás súlyszabványát.
A kiskereskedelmi szektor teherviselési-követelményeinek megértése
Mielőtt megértenénk a gépészetet, pontosan tudnunk kell, mire van szükségük a szupermarketeknek. A nagyobb kiskereskedelmi csoportok általában szabványos vizsgálati módszereket alkalmaznak az elfogadható tasakteljesítmény beállítására. Az American Society for Testing and Materials (ASTM) ASTM D4649 szabványt alkalmaz. Lehetőséget ad az élelmiszer-táskák teherbírásának tesztelésére. Ez magában foglalja a papír és a műanyag típusokat is. A szabvány szerint egy tipikus élelmiszer-táskának legalább 10 másodpercig el kell bírnia legalább 8 kg statikus függőleges terhelést. A fogantyúkat, a varrásokat vagy az alsó részeket nem szabad eltörni (ASTM International, 2021).
A gyakorlatban sok szupermarketlánc felvetette saját korlátozásait. Általában 10 és 12 kiló között töltenek. Ide tartozik a durva megmunkálás, az éles termékek és a szállítás közbeni egymásra rakás. Az EN európai szabvány anyagi szabályokkal és hulladékcsökkentéssel. A mechanikai vizsgálatok részleteit azonban elküldi az ISO (ISO) nemzeti szabványoknak (Európai Szabványügyi Bizottság, 2020).
Ezért az élelmiszerzacskó-gyártó által gyártott zacskóknak nemcsak meg kell felelniük ezeknek a követelményeknek, hanem magasabb biztonsági ráhagyással is kell rendelkezniük, mint ezeknél a követelményeknél. Ezt minden tételnél el kell végezni, a tasakok között kis változtatással.
Mechanikai jellemzők, amelyek meghatározzák a terhelhetőséget
Alsó tömítés és megerősítés
A bevásárlótáska alja a legstresszesebb terület. Legyen szó lapos-fenekű papírzacskóról vagy műanyag pólótáskáról-, az aljának egyenletesen kell elosztania a tárgy súlyát az egész területén. Aélelmiszer táska készítő gépkezeli ezeket a mérnöki módszereket.
Papír szatyrok esetében a gép több rétegben összehajtható és az aljára tapad. Ezt hívjuk a "táska aljának" vagy "tömbnek". Az alsó fröccsöntő állomás ragasztómintázatot tart, hogy lefedje az alaplap teljes szélességét. Ezután nyomja meg a fedelet a beállított nyomáson és hőmérsékleten. A műanyag zacskókat teljesen meg kell szilárdítani a gép elhagyása előtt. A Journal of Applied Polymer Science folyóiratban megjelent kutatás kimutatta, hogy a víz{5}alapú ragasztó nyírószilárdsága 4,5 és 6,0 N/cm2 közötti lehet kezelt barna papíron. Ez elegendő ahhoz, hogy megakadályozza a fenék megrepedését normál élelmiszer-terhelés mellett (Wiley, 2019).
Műanyag zacskóknál az alsó tömítés hőhegesztéssel van ellátva. A tömítés a hőmérséklet, a nyomás és a tartózkodási idő kombinációját használja, hogy a polimer rétegeket szilárd kötéssé olvasztja. Ha a tömítés nem teljes,-általában azért, mert a hőmérséklet még a sávot sem lépte át-, akkor az alján lévő varratok meghibásodnak. Ez a fő oka a műanyag élelmiszer-zacskók törésének. Az új gép szervo{6}}vezérelt tömítőrendszerekkel oldja meg ezt a problémát. Ezek az érzékelők valós időben figyelik a rúd körüli hőmérsékletet.
A fogantyú rögzítése és a fogantyú geometriája
A fogantyú volt a második gyengeség. A papírzacskóknál a fogantyú lehet a táska része (csavart vagy lapos papírfogantyú), vagy külön-külön is rögzíthető a zacskóhoz. A műanyag pólótasakokban a kezelést ugyanabból a csőszerű fóliából vágják ki, mint a zacskót. Ez eredendően erősebbé teszi őket. De csak akkor, ha a vágott forma megfelelően eloszlatja a nyomást.
Élelmiszer-táska készítő gépa fogantyús papírzacskós modelleknél gondoskodni kell arról, hogy a fogantyú rögzítési pontja elegendő tapadófelülettel és ragasztófedéssel rendelkezzen. Használjon precíziós ragasztópisztolyt vagy hengert a matricaállomásra való felhordáshoz. Ezek a ragasztóminták adják a legtöbb érintkezési felületet. Kerülik a túl sok ragasztót is, ami gyengíti a környező papírszálakat. A Csomagoláskutató Intézetek Nemzetközi Szövetsége (IAPRI) tanulmánya kimutatta, hogy körülbelül 63%-a szerkezeti meghibásodás az élelmiszeres zacskóban, amit a fogantyú hibás rögzítése okoz. A tanulmány azt is megállapította, hogy a ragasztási terület 15%-os növelése közel 40%-kal csökkenti a meghibásodási arányt (IAPRI, 2022).
A műanyag zacskók fogantyúját a zacskókészítő belsejében lévő precíz forma vágja le. A formának élesnek és szigorú tartományon belül kell maradnia. Ha a penész homályos vagy offline, egy kis szakadás keletkezik a fogantyú alján. A könnyek terhelés alatt nőnek, ami miatt a fogantyú idő előtt elpattan.
Bordásképződés és falintegritás
A tömítés egy csomag befelé{0}}hajtható oldalsó panelje. Megnyílnak, hogy befogadják a hatalmas projektet. Segítik a táska súlyának szétosztását is. Ha a redő nincs megfelelően kialakítva, a hajtásnál feszültségpont jön létre. Ez elszakíthatja a táskát a gyűrődés mentén.
Az összecsukható állomás-aélelmiszer táska készítő gépállítható vezetőlemezeket és szervo{0}}hajtású összecsukható pengéket használ. Ezek egyenletes és éles ráncokat hoznak létre. A papírzacskók esetében a gyűrődések nem okozzák a papírrostok megrepedését. A műanyag zacskók esetében a hajtogatás nem okoz nyomás alatti fehéredést vagy a film elvékonyodását. Különböző zsák méretű anyagvastagság esetén a gép változatlan formában tudja megőrizni a ránc minőségét, ami közvetlenül befolyásolja a zsák súlyeloszlását.
Anyagkezelés és alapfelület-kompatibilitás
A teherbírás-nem csak a mechanikai mechanikából származik. Ez a takarmány minőségétől és típusától is függ. Egy jól-megtervezett gép különféle anyagokat képes megdolgozni, de a gyártás során továbbra is megőrzi a konzisztenciát.
Papír szubsztrátumok
A papírral dolgozó élelmiszerzacskó gépeknek 80-150 g/m2 alaptömegű nátronpapírt kell kezelniük. A gép feszességszabályozó rendszerének egyenletesen kell tartania a szalag feszességét a papírtekercs teljes szélességében. Ez megakadályozza a ráncok, elmozdulások vagy szakadások kialakulását a formázás során. Ha a feszültség túl nagy, az megnyúlik és gyengíti a papírszálakat. Ha a feszültség túl alacsony, a redők nem illeszkednek megfelelően, és a ragasztó egyenetlenül tapad össze.
Az Egyesült Nemzetek Élelmezésügyi és Mezőgazdasági Szervezete (FAO) a csomagolási fenntarthatósági irányelveiben azt írja, hogy az élelmiszer-zsákokba szánt nátronpapír szakítószilárdsága gépirányban 5,0 kN/m, keresztirányban pedig 2,5 kN/m legyen. Ez biztosítja, hogy a zsákokat be lehessen tölteni, amikor készen vannak (FAO, 2022). A gép szalagkezelő rendszerének meg kell őriznie ezeket a jellemzőket az alakítás, a vágás és a tömítés során.
Műanyag fólia szubsztrátumok
Műanyag élelmiszer-zacskók esetén a gép fújt vagy öntött polietilén fóliával működik. Az ilyen filmek általában 15-40 mikron vastagságúak. A fólia szakítószilárdsága, törési nyúlása és a fólia ütésekkel szembeni ütésállósága határozza meg a táska végső terhelhetőségét. Az ISO 527 és az ASTM D1709 határozza meg ezeket a tulajdonságokat. A gép feladata a film finom feldolgozása. Ezzel elkerülhetők a hibák. A gépnek a hőszigetelő paramétereket is helyesen kell beállítania az adott polimer típusának és vastagságának megfelelően.
Minőségellenőrzés és belső tesztelés
A modern élelmiszertáska rendszer beépített minőségellenőrzéssel rendelkezik. Ez biztosítja, hogy a teherbírási teljesítmény egy bizonyos tartományon belül maradjon a gyártási folyamat során. Ezek a rendszerek általában a következőket tartalmazzák:
- Szemrevételezéses ellenőrző rendszerek a ragasztófedés, a tömítés minőségének és a méretpontosságának ellenőrzésére teljes gyártási sebesség mellett
- A feszültségfigyelő érzékelők képesek észlelni a szalagszakadást vagy az elsodródást, mielőtt rontaná a kimeneti minőséget
- Statisztikai folyamatvezérlő (SPC) szoftver a kulcsfontosságú beállítások nyomon követésére, mint például a tömítés hőmérséklete, tartózkodási ideje, ragasztó mennyisége. A beállítási tartományon kívüli változtatásokat jelzi.
A Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) az ISO 9001 és az ISO 15378 szabványok révén fedi le a csomagolási minőségirányítást. Mindkét szabvány előírja a gyártóknak, hogy olyan folyamatszabályozást alkalmazzanak, amely egyenletes termékteljesítményt biztosít (ISO, 2023). E szabályok betartásának legegyszerűbb módja a gépeken a soron belüli felügyelet. A rendszer akkor észleli, amikor hiba lép fel, nem pedig a minták ellenőrzése után a gyártás után.
Sebesség elérése az erő feláldozása nélkül
Az élelmiszer-táska készítésének egyik legnehezebb része a magas teherbírású-minőség fenntartása. A szupermarketeknek percenként 150-300 zacskót kell előállítaniuk papírból és 300-500 zacskót percenként műanyagból. Ezzel a sebességgel lerövidül a kötési idő, a tömítés hűtési ideje és az anyag ülepedési ideje.
A gépgyártók ezt a problémát több-állomásos párhuzamos feldolgozással oldják meg. Ez azt jelenti, hogy egyszerre több zacskó különböző formázási lépésekben van. Jobb folyamatidőzítést is használnak. Például egy papírzacskó gép használhat egy hosszabb hűtőcsatornát, miután az állomást beilleszti az aljára. Ez biztosítja, hogy a műanyag zacskók teljesen megszilárduljanak a halmozás és a számlálás előtt, még nagy hozamok esetén is. Hasonlóképpen, a gyorshűtéses tömítések használhatók a műanyag zacskós gépeken. Ez lehetővé teszi a stabil hegesztést kevesebb, mint 0,3 másodperc alatt. A következő zacskó ezután azonnal ártalmatlanítható anélkül, hogy fennállna a pecsét feltörésének veszélye. Jól{10}}hangoltélelmiszer táska készítő gépszinkronizálja ezeket az állomásokat, hogy egyenletes kimenetet érjen el, miközben megőrzi a terhelés{0}}sértetlenségét minden táskában.
Következtetés
Az élelmiszerzsákgyártó a precíz mechanikai tervezés, az anyagtudomány és a folyamatirányítás kombinációjával elégíti ki a szupermarketek teherbíró{0}}igényét. Az alsó tömítésnek olyan kötést kell képeznie, amely elosztja a súlyt az alapterületen. A fogantyú rögzítésének vagy vágásának szerkezetileg szilárdnak kell lennie a maximális igénybevétel pontján. A ráncképződésnek stabil ráncokat kell biztosítania, hogy ellenálljon a feszültség felhalmozódásának. Az inline minőségfigyelésnek fel kell ismernie a problémákat, mielőtt a rossz táskák elérik az ügyfeleket.
Az eredmény egy táska, amely 10 kg vagy több élelmiszert is megbízhatóan elbír. Egyszerű dolognak tűnik, de a ragasztókémia, a polimerfizika és a mechanikai precizitás összetett kombinációjából fakad. A gépnek többet kell tennie, mivel az új fenntarthatósági szabályok arra késztetik az ipart, hogy vékonyabb anyagokat használjanak és több tartalmat hasznosítsanak újra. Ennek eredményeként az erős tervezés és folyamatirányítás fontosabbá válik, hogy megfeleljen az üzletek elvárásainak.
Hivatkozások
ASTM International. (2021).ASTM D4649: Szabványos útmutató a teherhordó papír szállítási zsákok kiválasztásához és használatához. West Conshohocken, PA: ASTM.
Európai Szabványügyi Bizottság. (2020).EN 13428: Csomagolás - Gyártásra és összetételre vonatkozó követelmények - Megelőzés a forrás csökkentésével. Brüsszel: CEN.
Wiley. (2019).Kezelt nátronpapír alapfelületeken lévő víz{0}}alapú ragasztókötések nyírószilárdsága. Journal of Applied Polymer Science, 136(18), 47531.
IAPRI (Csomagoláskutató Intézetek Nemzetközi Szövetsége). (2022).Élelmiszer-táska szerkezeti teljesítményének hibamód-elemzése: Fogantyú rögzítése és alsó varrás integritása. IAPRI éves konferencia anyaga.
FAO (az Egyesült Nemzetek Élelmiszer- és Mezőgazdasági Szervezete). (2022).Fenntartható élelmiszer-csomagolás: A papír{0}}alapú élelmiszer-zacskók anyagspecifikációi. Róma: FAO.
ISO (Nemzetközi Szabványügyi Szervezet). (2023).ISO 15378: Elsődleges csomagolóanyagok gyógyszerekhez - Az ISO 9001 alkalmazásának különleges követelményei a GMP-re való hivatkozással. Genf: ISO.
