Atkritumu maisi ir viens no lielākajiem produktu veidiem pasaules mīkstā iepakojuma tirgū. Eiropas Plastmasas pārstrādes organizāciju asociācija lēš, ka Eiropā vien sadzīves un komerciālo atkritumu savākšanā katru gadu tiek izmantoti vairāk nekā 8 miljoni tonnu polietilēna plēves. Patēriņa līmenis pasaulē ir daudz augstāks. Šīs piegādes ķēdes ražošanas beigās ir īpaša pārveidošanas ierīce. Tā ir iekārta, kas nepārtrauktus polietilēna plēves ruļļus ievieto noslēgtos, perforētos un serdeņos{5}}brūču maisos un iekrauj sadzīves un rūpnieciskajās tvertnēs. Lai saprastu, kas ir atkritumu maisu izgatavošanas mašīna un kā tā darbojas mehāniski, mums ir jāsaprot, kā plēves ekstrūzija, precīza blīvēšana, kontrolēta locīšana un automātiskā uztīšana darbojas kopā. Šīs daļas nosaka mašīnas darbību.
Aprīkojuma definēšana
A Atkritumu maisu izgatavošanas mašīnair pakārtota konversijas sistēma. To baro ar iepriekš-ekstrudētu polietilēna plēvi. Šī plēve var būt viena slāņa pūšanas plēve vai daudzslāņu pūšanas plēve. Vai arī tas var būt plakans panelis, kas ir salokāms. Pēc tam iekārta palaiž filmu, veicot vairākas darbības. Šīs darbības ietver blīvēšanu, perforāciju, griešanu un tinumu. Galaprodukts ir gatavs maisiņš, gatavs iesaiņošanai un nosūtīšanai. Pati mašīna filmu neveido. Šis darbs pieder izpūstas plēves ekstrūzijas līnijas ražošanas līnijai. Tā vietā mašīna tiek strukturāli pārveidota. Tas rada apakšējā maisa blīvējumu. Tas nodrošina perforācijas līniju, lai lietotāji varētu noplēst vienu maisiņu no ruļļa. Tas veido zvaigžņveida{14}}plombu vai plakanu blīvējumu, kas nosaka, kā maiss atveras un cik lielu svaru tas var izturēt.
Atšķirība starp membrānu un maisiņu ir tā darbības veidā. Amerikas Testēšanas un materiālu biedrībai (ASTM) ir standarts D1709 polietilēna plēves triecienizturībai. Šajā standartā membrāna un konversijas maiss tiek mērīti kā divas atsevišķas lietas. Plēves materiāla īpašības un somas struktūras ģeometrija ietekmē plēves īpašības. Atkritumu maisu izgatavošanas mašīna nemaina plēves materiāla īpašības. Bet tas lielā mērā ietekmē somas strukturālo uzvedību. Tas tiek panākts, kontrolējot blīvējuma ģeometriju, locīšanas un griešanas precizitāti.
Galvenie darba posmi
1. posms: plēves attīšana un spriegojuma kontrole
Process sākas ar cauruļveida vai plakanas plēves rullīti. Rullītis ir uzstādīts uz elektriskās tinšanas iekārtas. Plēves ruļļi, ko izmanto atkritumu maisu ražošanā, parasti sver no 200 līdz 500 kg. Tās var būt 1000{10}}1500 milimetrus platas. Attinējam ir jānogādā plēve uz pakārtoto blīvēšanas staciju ar kontrolētu spriegojumu. Zema blīvuma polietilēnam (LDPE) spriegums parasti ir 15 un 40 ņūtoni. Ja spriegums ir pārāk augsts, plēve izstiepsies un sašaurināsies. To sauc par kakla izgriezumu. Ja spriegums ir pārāk zems, plēve saburzās un blīvējums izkustēsies.
Plastmasas inženieru biedrībai (SPE) ir tehniska atsauces nozīme poliolefīna plēves apstrādē. Tajā teikts, ka spriegojuma kontrolei jābūt precīzai līdz ± N. kas ir nepieciešams, lai plēves izmērs būtu stabils. Īpaši tas attiecas uz 10–25 μm plēvēm, kas ir izplatītas sadzīves atkritumu maisos. Mūsdienu mašīnas tiek ieviestas, izmantojot slēgtas{6}cilpas atgriezenisko saiti, pamatojoties uz slodzes šūnām. Dejotāju veltņi vai slodzes elementi mēra faktisko tīkla spriegumu no 50 līdz 100 reizēm sekundē. Pēc tam servopiedziņas attīšanas mašīna maina ātrumu, lai saglabātu spriegumu iestatīšanas punktā. Kad plēve beidzas, ruļļa diametrs samazinās un sviras svira saīsinās. Tātad kontrolieris automātiski proporcionāli palielina ātrumu. Tas saglabā lineāro spriegumu nemainīgu.
2. posms: ieliktņu locīšana un centrēšana
Ja ienākošā plēve ir plakana, nevis iepriekš{0}}intubēta, šajā vietā tā ir jāsaloka caurulē. Divi sānu saliekamie paneļi veiks šo darbu. Tās ir smalki veidotas metāla vai augsta -blīvuma polietilēna loksnes. Tie rada iekšējas krokas. Ieloces sašaurina plakano platumu, kā arī ļauj redzēt gatavās somas sānu krokas. Filmai ar iepriekš-caurulēm šī darbība nav nepieciešama. Tomēr filma iet cauri saplacināšanas sadaļai. Šī sekcija nodrošina, ka abām eļļām ir vienāds dziļums, pirms plēve nonāk blīvēšanas zonā.
Vadošo sliežu sistēmā tiek izmantoti ultraskaņas vai optiskie sensori. Šie sensori var redzēt, kur filma atrodas pa kreisi un pa labi. Pēc tam viņi to kalibrēja reāllaikā, izmantojot atritinātāja stūres rāmi. Pat 2 mm novirze var radīt problēmas. Apakšējais blīvējums novirzīsies no centra. Tas padara maisu blīvējuma malas nevienmērīgas. Šie maisi saplīsīs, kad tie būs piepildīti. TAPPI ir celulozes un papīra rūpniecības tehniskā asociācija. Tās pārveidošanas nodaļā ietilpst arī polimēru plēvju pārveidošana. TAPPI norādīja, ka malu vadības precizitāte ±0,5 mm ir standarta{11}}ātrdarbīgām iepakošanas ierīcēm ar ātrumu, kas pārsniedz 200 apļus minūtē.
3. posms: apakšas blīvējums
Apakšējais blīvējums ir vissvarīgākā atkritumu maisa konstrukcijas daļa. Tam jābūt pietiekami ciešam, lai novērstu mitro atkritumu noplūdi. Tai arī jābūt pietiekami izturīgai, lai noturētu pilnas somas svaru, kad soma tiek vilkta aiz siksnām vai augšējās malas.
Ir trīs galvenās blīvējuma formas:
Plakans (vai taisns) blīvējums. Tas ir horizontāls karstuma blīvējums visā maisa platumā. Tas ir vienkāršākais un ātrākais veids. Bet tas rada spiedienu uz membrānas malām. Asais leņķis starp biezo lodziņu un plēvi slodzes ietekmē saplaisās. Pētījumi, ko Plastmasas inženieru biedrība publicēja savā ANTEC konferences izdevumā, parādīja, ka maisiņu plīsumi ir no 65 līdz 75 procentiem no zvaigžņu iepakojuma ietilpības. Tas ir saistīts ar spriegumu blīvējuma malu malās.
Zvaigžņu blīvējums (vai šuves blīvējums). Apakšā atvērās ieloces ieloces. Filma ir savākta zvaigznīšu vai zvaigznīšu veidā. Tad apļveida vai izliekta blīve metina visus slāņus vienlaikus. Tas izkliedē spiedienu daudzās līknēs, nevis tikai divos stūros. Tas arī atbrīvojas no spraugām kabatām, kas uztver šķidrumu plakanā blīvējuma dizainā. Apvienotās ASV. Vides aizsardzības aģentūra (EPA) pēta cietos sadzīves atkritumus. Tajā teikts, ka zvaigžņotā-noslēgtā struktūra ir smago atkritumu maisu galvenā forma, jo tā ir izturīga pret noplūdēm un līdzsvaro kravas atbalstu.
C Salieciet (vai plakanu{0}}apakšējo) blīvējumu. Šis ir hibrīda dizains. Apakšdaļa ir plakaniski noslēgta, bet tai ir dubults ielocījums, lai izveidotu rievotu pamatni. Tas nodrošina līdzenu dibenu maisam, kas atrodas atkritumu tvertnē. Bet tam ir nepieciešama sarežģītāka blīvēšanas stacija ar diviem paralēliem blīvēšanas stieņiem, kas darbojas nedaudz atšķirīgās temperatūrās.
Blīvēšanas mehānisms izmanto karsto stieni vai rotējošo nazi. Zema blīvuma polietilēns (LDPE) tiek turēts 160–200 ° C temperatūrā. Precīza temperatūra ir atkarīga no plēves mērītāja, sveķu kušanas indeksa un lineārā ātruma. blīvējuma stienis piespiež plēvi uz silikona gumijas rezerves veltņa, lai fiksētu aizturi 0,15–0,4 sekundes. Starptautiskajai standartizācijas organizācijai (ISO) ir ISO 11607-2 attiecībā uz nolietoto sterilo iepakojumu. Šo standartu izmanto tā blīvējuma stiprības pārbaudei. Tajā teikts, ka polietilēna plēves termiskā blīvējuma stiprībai ir jābūt lielākai par 5 N uz 25 mm blīvējuma platuma. To var panākt ar atkritumu maisu izgatavošanas mašīnu, saglabājot blīvējuma temperatūru vienādu ±5 grādu robežās visā platumā. Šī pielaide paredz, ka ik pēc 50 mm ir jāievieto iebūvēti termopāri.
4. posms: perforēšana un griešana
Kad apakšējais blīvējums ir pabeigts, plēve pārvietojas uz perforācijas staciju. Šeit griežams nazis vai fiksēts asmens veido punktētu līniju. Līnija ļauj lietotājiem saplēst atsevišķus maisiņus no ruļļiem. Perforācijai bija jābūt pietiekami dziļai, lai kāds to varētu atplēst ar roku. Saskaņā ar ASTM D1922, lai uzlabotu izturību pret plīsumiem, parasti ir nepieciešams 3 -8 N. Bet tā nevar būt tik dziļa, lai tīšanas, transportēšanas vai lietošanas laikā maisu varētu saplēst vaļā.
Iegriezums, kas atdala vienu maisu no nākamā, tiek veikts vienlaikus ar nākamā maisa apakšas aizzīmogošanu. Vai uzreiz pēc plombas. Tāpēc katrs aizzīmogošanas cikls ir pilns maiss. Griešanas asmeņi parasti ir rotējoši apļveida naži. Tas ir izgatavots no ātrgriezēja-tērauda vai volframa karbīda. Asmens darbojas uz laktas veltņa ar vadības atstarpi 0.02 -0.05 mm. Lietišķās polimēru zinātnes žurnālu izdod Wiley Press. Rezultāti liecina, ka asmens asums tieši ietekmē griešanas tīrību. Asmens, kura rādiuss ir mazāks par 2 μm, tiek nogriezts tīrs. Šis skaidrais griezums uz plēves neatstāj vieglas plīsuma pēdas. Bet asmeņiem, kuru rādiuss ir lielāks par 5 mikroniem, ir raupjas malas. Kad maiss ir ielādēts, šī nelīdzenā mala kļūst par blīvējuma bojājumu.
5. posms: locīšana un serdes uztīšana
Gatavos maisiņus aptin ap kartona serdeņiem mazumtirdzniecības iesaiņošanai. Šo serdeņu iekšējais diametrs parasti ir 38 mm vai 76 mm. Uztīšanas stacijai ir jāsaloka auduma maisiņš noteiktā veidā. Parastie modeļi ir C vai trīskāršs. Šī locīšana padara veltni mazāku diametrā. Tas arī ļauj atsevišķiem maisiņiem izvilkt tīrus.
Atkritumu maisu izgatavošanas mašīna pieņem saliekamo dēli. Dēlis atrodas pirms tīšanas mašīnas. Tas rada nepieciešamo locījuma rakstu, kamēr plēve kontrolē spriegumu. Uztvērējs ir centrālā piedziņas sistēma. Kodols griežas uz motorizētas vārpstas. Palielinoties veltņa diametram, spriedze samazinās. Tas novērš iekšējā slāņa saspiešanu no ārējā slāņa svara. Šī konusveida spriegojuma kontrole ir ļoti svarīga. Uz elastīgajām tinumu plēvēm attiecas arī Neausto audumu rūpniecības asociācijas (INDA) tehniskie standarti. INDA saka, ka vislabākā attiecība ir 30 30 – 50 procenti. Tas nozīmē, ka galīgais tinuma spriegums ir 30–50 procenti% no sākotnējā sprieguma. Šīs attiecības novērš ruļļa izplešanos un serdes deformāciju daudzslāņu ruļļos.
Mīksto vāku maisiņiem tas ir atsevišķs salokāms maisiņš, nevis rullītis ar citu ceļu. Ceļš sazarojās aiz griešanas stacijas. Krāvējs savāc un skaita maisus. Pēc tam mapei tiek piemērots pēdējais locīšanas režīms. Pēc tam ievietojiet maisu kastē.
Drawtape integrācija
Daudziem sadzīves atkritumu maisiem ir bikšturi. Šī ir šaura plēves sloksne, parasti 6 -10 mm plata. Tas iet gar somas augšējo malu, izceļoties mezglos abās pusēs. Lai atkritumu maisu izgatavotājam pievienotu vilkšanas lentes ražošanu, ir nepieciešamas divas papildu daļas. Pirmais ir lentes ekstrūderis vai lentes griešanas modulis. Tas izraisa lentes attīšanu no otrās plēves. Otrais ir savienošanas stacija. Šai karsti metinātajai vai ultraskaņas līmlentei blīvēšanas ciklā ir augšējā un apakšējā apmale.
Ultraskaņas savienošanas metode kļūst arvien izplatītāka. Tam nav vajadzīgas līmvielas. Tas ļauj izvairīties no temperatūras{2}}jutīgām problēmām. Edisona metināšanas institūts (EWI) ir neatkarīgs materiāls, kas pievienojas pētnieku komandai. EWI publicēja pētījumu šajā sakarā. Rezultāti liecina, ka polietilēna vilkšanas lentu ultraskaņas lobīšanās stiprības stiprība ir 12 – 18 N/25 mm. Tas pārsniedz 8N slieksni, kas nepieciešams drošai somas aizvēršanai. Tas patērē par 60 procentiem mazāk enerģijas nekā tā paša savienotāja termiskā savienošana.
Materiālie apsvērumi un ilgtspējība
Galvenais atkritumu maisu materiāls ir zema blīvuma polietilēns (LDPE) vai lineārais zema blīvuma polietilēns (LLDPE). Augsta blīvuma polietilēns (HDPE) tiek izmantots plānāku, lētāku maisiņu izgatavošanai. Eiropas Ķimikāliju aģentūra (ECHA) darbojas saskaņā ar REACH regulu. Tas uzrauga plastmasā izmantotās piedevas, piemēram, azerukamīdu, silīcija dioksīdu un krāsvielas (melniem maisiņiem oglekli un baltiem maisiņiem titāna balto). Jaunie noteikumi ir izraisījuši interesi par pēc-patērētāju pārstrādāto (PCR) saturu. Iepakojuma un iepakojuma atkritumu regulā ir noteikts plastmasas iepakojuma pārstrādes mērķis līdz 2030. gadam 35 procentu apmērā. Tas tieši maina materiālu izvēli un veidu, kā tiek apstrādātas iekārtas.
Atkritumu maisu izgatavošanas mašīnai jāspēj pielāgoties PCR maisījumu dažādajām plūsmas īpašībām. Salīdzinot ar jaunajiem sveķiem, pārstrādātajam polietilēnam ir plašāks molekulmasas diapazons un lielāka kausējuma plūsmas variācija. Tas rada mazāku plēves biezumu un vairāk gēla daļiņu. Tie ir neizkusušu sveķu plankumi, kas var izraisīt blīvējuma problēmas. Iekārtas izmaiņas ietver nedaudz augstāku blīvējuma temperatūru par aptuveni + 5-10 grādiem. Ir iekļauti arī ilgāki apstāšanās laiki aptuveni +0.05 sekundes. Viņiem biežāk jāpārbauda asmeņi, lai tiktu galā ar abrazīviem netīrumiem PCR plēvēs.
Kvalitātes kontrole un testēšana
Gatavā iepakojumā tiek veikta standarta pārbaude, lai pārbaudītu tā veiktspēju. Galvenie testi ietver:
Kritiena tests (ASTM D5276). No noteikta augstuma nokrita svērta soma. Tas atdarina triecienu, ko rada izmešana tvertnē vai tvertnē. Zvaigznes -formas soma parasti iztur 1,2–1,5 metru kritienu un sver 5 kg. Ar tādu pašu slodzi plakanā-paka sabojāsies 0,8–1,0 m.
Blīvējuma stiprība (ASTMF88). Šis ir apakšējā blīvējuma lobīšanās tests. Tas mēra spēku, kas nepieciešams, lai salauztu blīvējumu. Mājsaimniecības plastmasas maisiņu minimālā pieļaujamā vērtība ir 5 N/25 mm. Smagās būvuzņēmēja paketes vērtība ir 12 N/25 mm.
Izturība pret caurduršanu (ASTM D4833). Tas mēra spēku, kas nepieciešams, lai caurdurtu plēvi ar konusu. Tas imitē saskari ar asiem atkritumiem. Tipiskās vērtības 15–25 μm LDPE plēvei bija 5–15 N.
Starptautiskais tirdzniecības centrs (ITC) ir Apvienoto Nāciju Organizācijas un Pasaules Tirdzniecības organizācijas kopīga aģentūra. ITC ir iekļāvusi šīs testēšanas metodes savā atkritumu apsaimniekošanas piederumu iepirkuma tehniskajā rokasgrāmatā. Šīs rokasgrāmatas ir pieejamas pilsētas un iestāžu pircējiem. Tas nodrošina, ka mašīnas-izgatavotas somas pirms nosūtīšanas atbilst līguma darbības standartiem.
Secinājums
Atkritumu maisu izgatavošanas mašīna ir daudzpakāpju{0}}pārveidošanas sistēma. Tās galvenais uzdevums ir izveidot nepārtrauktu polietilēna plēvi noslēgtos, perforētos un savītos maisiņos. Šis darbs ir atkarīgs no precīzas atlocīšanas spriegojuma, kroku, termisko blīvējumu, perforācijas griešanas un ģeometrisko formu lokošanās koordinācijas. Iekārtas veiktspēju mēra ne tikai pēc ražošanas ātruma, bet standarta iestatījums parasti ir 150–250 cikli minūtē. To var izmērīt arī pēc izgatavoto maisu konstrukcijas stiprības. Šī stiprība ir atkarīga no blīvējuma temperatūras vienmērības, lāpstiņas asuma, perforācijas dziļuma un sprieguma sadalījuma visā blīvējuma modelī. Līdz ar jaunajiem noteikumiem pārstrādātāji pāries uz otrreiz pārstrādājamām plēvēm, atkritumu šķirošanas sistēmām būs nepieciešams vairāk veidu maisu un iekārtu spēja apstrādāt dažādus materiālus, vienlaikus saglabājot blīvējuma un griešanas kvalitāti, arvien vairāk ietekmēs to ražošanas vērtību.
Atsauces
- Eiropas Plastmasas pārstrādes un reģenerācijas organizāciju asociācija (EPRO).Eiropas plastmasas pārstrādes tirgus statistika un materiālu plūsmas analīze.
- ASTM International.ASTM D1709 - standarta testa metodes plastmasas plēves triecienizturībai, izmantojot brīvās-krītošās šautriņu metodi.
- Plastmasas inženieru biedrība (SPE).Tehniskā atsauce par poliolefīna plēves apstrādiunANTEC konferences rakstu materiāli - Blīvējuma ģeometrija un slodzes veiktspēja atkritumu maisos.
- TAPPI konvertēšanas nodaļa.Tehniskās vadlīnijas elastīgās plēves konvertēšanas darbībām.
- ASV Vides aizsardzības aģentūra (EPA).Sadzīves cieto atkritumu raksturojuma pētījumi - Iepakojuma un konteineru analīze.
- ISO 11607-2:2019.Galīgi sterilizētu medicīnisko ierīču iepakojums - 2. daļa: Validācijas prasības formēšanas, aizzīmogošanas un montāžas procesiem.
- Wiley -Lietišķās polimēru zinātnes žurnāls- Asmens malu ģeometrija un griezuma kvalitāte polietilēna plēves pārveidē.
- INDA - Neausto audumu rūpniecības asociācija.Elastīgās plēves tinumu un serdeņu pārvaldības tehniskie standarti.
- Edisona metināšanas institūts (EWI).Polietilēna plēves savienojumu ultraskaņas līmēšana - Stiprības un energoefektivitātes pētījumi.
- Eiropas Ķīmisko vielu aģentūra (ECHA).REACH regula - Piedevu uzraudzība poliolefīna plēves preparātiem.
- ASTM International.ASTM D{0}} standarta testa metode ielādētu konteineru kritiena pārbaudei; ASTM F88 - standarta testa metode elastīgu barjeru materiālu blīvējuma stiprībai; ASTM D4833 - standarta testa metode ģeotekstila izturībai pret caurduršanu.
- Starptautiskais tirdzniecības centrs (ITC) / PTO.Atkritumu apsaimniekošanas piederumu tehniskā iepirkuma vadlīnijas.
