Lielveikali katru dienu izdala miljoniem pārtikas preču maisiņu. Maisos jāietilpst aptuveni 5 līdz 15 kilogramus smagas kravas. Tie var būt konservi, pudeles, svaigi produkti un saldēta pārtika. Pārnēsājot somu, rokturis nedrīkst būt saplēsts, saplēsts vai pazaudēts. Salauztā soma pie kases nav maza problēma. Tas var sabojāt produktus, sarūgtināt klientus un pakļaut veikalus juridiskam riskam. Rezultātā pārtikas preču ķēdēm ir stingras svara prasības somu piegādātājiem. Tāpēc arīpārtikas maisiņu izgatavošanas mašīnajābūvē tā, lai nodrošinātu stabilitāti un spēcīgu veiktspēju lielā ātrumā.
Šis raksts iepazīstina ar mūsdienu pārtikas maisiņu iepakošanas mašīnas mehāniskajām, materiālu un procesa īpašībām, kas liek pārtikas maisiņu iepakošanas mašīnas svaram sasniegt un pārsniegt lielveikalu pirkšanas svara standartu.
Izpratne par slodzes{0}}prasībām mazumtirdzniecības nozarē
Pirms mēs saprotam mašīnbūvi, mums precīzi jāzina, kas lielveikaliem ir vajadzīgs. Lielākās mazumtirdzniecības grupas parasti izmanto standarta testēšanas metodes, lai iestatītu pieņemamu maisiņu veiktspēju. Amerikas Testēšanas un materiālu biedrībai (ASTM) ir ASTM D4649 standarts. Tas dod iespēju pārbaudīt pārtikas preču maisiņu nestspēju. Tas attiecas gan uz papīra, gan plastmasas veidiem. Standarts nosaka, ka parastai pārtikas preču somai vismaz 10 sekundes ir jāiztur statiskā vertikālā slodze, kas ir vismaz 8 kg. Rokturus, šuves vai apakšas nedrīkst salauzt (ASTM International, 2021).
Praksē daudzas lielveikalu ķēdes ir izvirzījušas savus ierobežojumus. Tie parasti uzlādē no 10 līdz 12 kilogramiem. Tas ietver rupju apstrādi, asus izstrādājumus un kraušanu transportēšanas laikā. Eiropas standarts EN ar materiālu noteikumiem un atkritumu samazināšanu. Tomēr tā nosūta detalizētu informāciju par mehānisko testēšanu ISO (ISO) nacionālajiem standartiem (Eiropas Standartizācijas komiteja, 2020).
Tāpēc pārtikas maisiņu izgatavotāja ražotajiem maisiņiem ir ne tikai jāatbilst šīm prasībām, bet arī tiem jābūt ar augstāku drošības rezervi nekā šīm prasībām. Tas jādara katrai partijai, nedaudz mainot maisus.
Mehāniskās īpašības, kas nosaka kravnesību
Apakšdaļas blīvējums un pastiprināšana
Pārtikas somas apakšdaļa ir visvairāk stresa vieta. Neatkarīgi no tā, vai maisiņš ir papīra maiss ar plakanu-dibenu vai plastmasas T-kreklu maisiņš, tās apakšai vienmērīgi jāizplata preces svars visā tās laukumā. Apārtikas maisiņu izgatavošanas mašīnaapstrādā šīs inženierijas metodes.
Papīra pārtikas preču maisiņiem iekārta salokās un pielīp pie vairāku slāņu apakšas. Tas ir tas, ko mēs saucam par "maisas dibenu" vai "bloku". Apakšējā formēšanas stacijā ir līmes raksts, kas aptver visu pamatnes atloka platumu. Pēc tam nospiediet atloku iestatītajā spiedienā un temperatūrā. Plastmasas maisiņiem pirms izņemšanas no iekārtas ir jābūt pilnībā sacietētiem. Pētījumi žurnālā Journal of Applied Polymer Science ir parādījuši, ka uz ūdens -bāzes līmes bīdes izturība var būt no 4,5 līdz 6,0 N/cm2 uz apstrādāta brūna papīra. Tas ir pietiekami, lai novērstu dibena plaisāšanu parastās pārtikas preču slodzes apstākļos (Wiley, 2019).
Plastmasas maisiņiem apakšējais blīvējums ir termiski metināts. Blīvējums izmanto temperatūras, spiediena un uzturēšanās laika kombināciju, lai polimēru slāņus izkausētu cietā saitē. Ja blīvējums nav pabeigts,-parasti tāpēc, ka temperatūra pat nav šķērsojusi joslu,-apakšējā šuves sabojājas. Tas ir galvenais salauztu pārtikas preču maisiņu cēlonis. Jauna iekārta atrisina šo problēmu ar servo{6}}vadāmām blīvēšanas sistēmām. Šie sensori reāllaikā uzrauga temperatūru ap joslu.
Roktura stiprinājums un roktura ģeometrija
Rokturis bija otrā vājība. Papīra maisiņos rokturis var būt daļa no maisa (savīts vai plakans papīra rokturis) vai piestiprināts pie maisa atsevišķi. Plastmasas T-kreklu maisiņos apstrāde ir izgriezta no tās pašas cauruļveida plēves, no kuras tiek izgriezts maisiņš. Tas padara tos pēc būtības spēcīgākus. Bet tikai tad, ja griezuma forma pareizi izkliedē spiedienu.
Pārtikas maisiņu izgatavošanas mašīnamodeļiem ar roktura papīra maisiņiem jānodrošina, lai roktura stiprinājuma vietai būtu pietiekams līmes laukums un līmes pārklājums. Izmantojiet precīzas līmes pistoles vai rullīti, lai uzlīmētu uz uzlīmju stacijas. Šie līmes raksti nodrošina vislielāko kontakta laukumu. Tie arī izvairās no pārāk daudz līmes, kas vājina apkārtējās papīra šķiedras. Starptautiskās Iepakojuma pētniecības institūtu asociācijas (IAPRI) veiktais pētījums atklāja, ka aptuveni 63% pārtikas preču maisiņu strukturālo kļūmju radušās nepareizas roktura stiprinājuma dēļ. Pētījumā arī konstatēts, ka, palielinot līmēšanas laukumu par 15%, atteices līmenis samazināsies par gandrīz 40% (IAPRI, 2022).
Plastmasas maisiņiem rokturi izgriež precīza veidne maisiņu izgatavotāja iekšpusē. Veidnei jāpaliek asai un stingrā diapazonā. Ja veidne ir blāva vai bezsaistē, roktura pamatnē parādīsies neliels plīsums. Asaras aug zem slodzes, izraisot roktura priekšlaicīgu noklikšķināšanu.
Guļu veidošanās un sienas integritāte
Blīve ir uz iekšu{0}}saliekami iepakojuma sānu paneļi. Tie tiek atvērti, lai pielāgotos lielajam projektam. Tie arī palīdz sadalīt somas svaru. Ja locījums nav labi izveidots, locījuma vietā tiek izveidots sprieguma punkts. Tas var saplēst maisiņu gar kroku.
Saliekamā stacija{0}}uz apārtikas maisiņu izgatavošanas mašīnaizmanto regulējamas vadotnes un servo{0}}saliekamus asmeņus. Tie veido vienmērīgas un asas krokas. Papīra maisiņiem krokas neizraisa papīra šķiedru plaisāšanu. Plastmasas maisiņiem locīšana neizraisa spiediena balināšanu vai plēves retināšanu. Dažāda maisa izmēra materiāla biezuma gadījumā iekārta var nemainīt rievas kvalitāti, kas tieši ietekmē maisa svara izkliedes efektu.
Materiālu apstrāde un substrāta saderība
Slodzes-nestspēja nenotiek tikai no mehāniskās mehānikas. Tas ir atkarīgs arī no barības kvalitātes un veida. Labi-izstrādāta iekārta var apstrādāt dažādus materiālus, taču joprojām saglabā ražošanas konsekvenci.
Papīra substrāti
Pārtikas maisiņu mašīnām, kas strādā ar papīru, ir jārīkojas ar kraftpapīru, kura pamatsvars ir no 80 līdz 150 g/m2. Iekārtas spriegojuma kontroles sistēmai vienmērīgi jāsaglabā auduma spriegojums visā papīra ruļļa platumā. Tas novērš grumbu, izmežģījumu vai plīsumu veidošanos formēšanas laikā. Ja spriegums ir pārāk augsts, tas izstieps un vājinās papīra šķiedras. Ja spriegums ir pārāk zems, krokas nesaskaņosies pareizi un līme salips kopā nevienmērīgi.
Apvienoto Nāciju Organizācijas Pārtikas un lauksaimniecības organizācija (FAO) savās iepakojuma ilgtspējības vadlīnijās norāda, ka pārtikas preču maisiņiem paredzētā kraftpapīra stiepes izturībai jābūt 5,0 kN/m mašīnas virzienā un 2,5 kN/m šķērsvirzienā. Tas nodrošina, ka maisus var iekraut, kad tie ir gatavi (FAO, 2022). Iekārtas web{5}}apstrādes sistēmai ir jāsaglabā šīs īpašības formēšanas, griešanas un blīvēšanas laikā.
Plastmasas plēves substrāti
Plastmasas pārtikas preču maisiņiem iekārta darbojas ar pūstu vai atlietu polietilēna plēvi. Šādas plēves parasti ir no 15 līdz 40 mikroniem biezas. Plēves stiepes izturība, lūzuma pagarinājums un plēves triecienizturība pret šautriņu krišanu nosaka somas galīgo kravnesību. ISO 527 un ASTM D1709 nosaka šīs īpašības. Iekārtas uzdevums ir saudzīgi apstrādāt plēvi. Tas ļauj izvairīties no defektiem. Mašīnai arī pareizi jāiestata karstuma blīvējuma parametri atbilstoši konkrētajam polimēra veidam un biezumam.
Kvalitātes kontrole un iekšējā pārbaude
Mūsdienīgai pārtikas maisiņu sistēmai ir iekļauta kvalitātes uzraudzība. Tas nodrošina, ka nesošā veiktspēja saglabājas noteiktā diapazonā visā ražošanas procesā. Šajās sistēmās parasti ir:
- Vizuālas pārbaudes sistēmas, lai pārbaudītu līmes pārklājumu, blīvējuma kvalitāti un izmēru precizitāti pilnā ražošanas ātrumā
- Spriegojuma uzraudzības sensori var noteikt tīkla pārrāvumus vai novirzes, pirms tiek sabojāta izvades kvalitāte
- Statistiskā procesa kontroles (SPC) programmatūra, lai izsekotu galvenos iestatījumus, piemēram, blīvējuma temperatūru, uzturēšanās laiku, līmes daudzumu. Tas atzīmē visas izmaiņas ārpus iestatījumu diapazona.
Starptautiskā standartizācijas organizācija (ISO) aptver iepakojuma kvalitātes pārvaldību, izmantojot ISO 9001 un ISO 15378. Abi standarti nosaka, ka ražotājiem ir jāizmanto procesa kontrole, kas nodrošina konsekventu produkta veiktspēju (ISO, 2023). Iekārtu tiešā uzraudzība ir visvienkāršākais veids, kā izpildīt šos noteikumus. To konstatē, kad rodas defekts, nevis pārbauda paraugus pēc ražošanas.
Ātruma sasniegšana, nezaudējot spēkus
Viena no grūtākajām pārtikas preču somu izgatavošanas daļām ir uzturēt augstu{0}}slodzes nestspēju. Lielveikalos ir jāsaražo 150–300 maisiņi minūtē papīram un 300–500 maisiņi minūtē plastmasai. Ar šo ātrumu tiek saīsināts sacietēšanas laiks, blīvējuma dzesēšanas laiks un materiāla nosēšanās laiks.
Iekārtu ražotāji šo problēmu atrisina, izmantojot vairāku{0}}staciju paralēlo apstrādi. Tas nozīmē, ka vairāki maisiņi vienlaikus ir dažādos formēšanas posmos. Viņi arī izmanto labāku procesa laiku. Piemēram, papīra maisiņu iekārta var izmantot garāku dzesēšanas kanālu pēc stacijas ielīmēšanas apakšā. Tas nodrošina, ka plastmasas maisiņi pilnībā sacietē pirms sakraušanas un skaitīšanas, pat ja ir liela raža. Līdzīgi ātrās dzesēšanas blīves var izmantot plastmasas maisiņu iekārtās. Tas nodrošina stabilu metināšanu mazāk nekā 0,3 sekundēs. Pēc tam nākamo maisu var nekavējoties izmest, neriskējot salauzt zīmogu. Labi{10}}noregulētspārtikas maisiņu izgatavošanas mašīnasinhronizē visas šīs stacijas, lai nodrošinātu konsekventu izvadi, vienlaikus saglabājot slodzes{0}}nešanas integritāti katrā somā.
Secinājums
Pārtikas maisiņu ražotājs apmierina lielveikalu slodzes{0}}vajadzības, apvienojot precīzu mehānisko konstrukciju, materiālu zinātni un procesu kontroli. Apakšējam blīvējumam ir jāveido saite, kas sadala svaru visā pamatnes zonā. Roktura stiprinājumam vai griešanai ir jābūt strukturāli stabilam maksimālās slodzes punktā. Izliekuma veidošanai ir jānodrošina stabilas krokas, lai izturētu spriedzes palielināšanos. Iekļautā kvalitātes uzraudzībai ir jāatklāj problēmas, pirms sliktie maisiņi sasniedz klientus.
Rezultāts ir soma, kurā var droši pārvadāt 10 kg vai vairāk pārtikas preču. Šķiet, ka tā ir vienkārša lieta, taču tā rodas no sarežģītas līmes ķīmijas, polimēru fizikas un mehāniskās precizitātes kombinācijas. Iekārtai būs jādara vairāk, jo jaunie ilgtspējības noteikumi mudina nozari izmantot plānākus materiālus un pārstrādāt vairāk satura. Līdz ar to spēcīga inženierzinātņu un procesu kontrole kļūs svarīgāka, lai apmierinātu veikala cerības.
Atsauces
ASTM International. (2021).ASTM D4649: Standarta rokasgrāmata nesošo papīra transportēšanas maisu izvēlei un lietošanai. West Conshohocken, PA: ASTM.
Eiropas Standartizācijas komiteja. (2020).EN 13428: Iepakojums - Prasības attiecībā uz ražošanu un sastāvu - Novēršana, samazinot avotu. Brisele: CEN.
Wiley. (2019).Bīdes izturība uz ūdens{0}}bāzes līmes saitēm uz apstrādātām kraftpapīra pamatnēm. Journal of Applied Polymer Science, 136(18), 47531.
IAPRI (Starptautiskā iepakojuma pētniecības institūtu asociācija). (2022).Pārtikas preču maisiņu struktūras veiktspējas atteices režīma analīze: roktura stiprinājums un apakšējās šuves integritāte. IAPRI ikgadējās konferences materiāli.
FAO (Apvienoto Nāciju Pārtikas un lauksaimniecības organizācija). (2022).Ilgtspējīgs pārtikas iepakojums: materiālu specifikācijas{0}}papīra pārtikas preču maisiņiem. Roma: FAO.
ISO (Starptautiskā standartizācijas organizācija). (2023).ISO 15378: primārie zāļu iepakojuma materiāli - Īpašas prasības ISO 9001 piemērošanai attiecībā uz GMP. Ženēva: ISO.
