EN
Vffs mašina sandarinimo sistemos optimizavimas lipniems ir drėgniems produktams
Tikslus sandarinimo trukmės, temperatūros ir slėgio reguliavimas, kad būtų išvengta plėvelės sukibimo
Norint užkirsti kelią plėvelėms lipti viena prie kitos vertikalių formavimo, pildymo ir sandarinimo (VFFS) operacijų metu, būtina tiksliai subalansuoti sandarinimo trukmę, temperatūrą ir slėgį. Per didelė temperatūra sukelia polimerinių sluoksnių lydymąsi tiesiai į sandarinimo žnyplių paviršių. Nepakankama temperatūra lemia silpnus sandarinimus, kurie negali išlaikyti turinio ir gali praleisti visur aplinkui. Svarbus taip pat ir slėgis: jei jis netinkamas, sluoksniai gali nevisiškai susilieti arba, dar blogiau, pakuotė gali deformuotis. Pag according to 2021 m. žurnale „Packaging Technology & Science“ paskelbtų tyrimų duomenims, net nedidelės temperatūros svyravimai – viršytant medžiagoms reikalingą temperatūrą daugiau nei ±5 °C – drėgnose aplinkose padidina sandarinimo nesėkmių dažnį maždaug 34 %. Cukriniams milteliams ir kitiems drėgniems produktams geriausiai tinka trumpesnis kontaktinis laikas – nuo pusės sekundės iki 1,2 sekundės – palaikant vidutinę temperatūrą apie 140–160 °C. Tai padeda išvengti lipnių likučių kaupimosi ant karštų detalių. Šiuos parametrus derinant su politetrafluoroetilenu (Teflonu) dengtomis sandarinimo žnyplėmis ir reguliariai vykdoma valymo tvarka gamintojai pastebi mažiau užteršimo problemų ir mažesnį gamybos sustojimų laiką bendrai.
Trijų dimensijų (VFFS) taikymuose naudojamo plėvelės trinties koeficiento (COF) valdymas
Trinties koeficientas (COF) plėvelėse žaidžia svarbų vaidmenį, nustatant, kaip nuosekliai jos veikia vertikaliuose formavimo, pripildymo ir sandarinimo sistemose. Kai plėvelių trinties koeficientas yra labai mažas – žemesnis nei 0,2, – jos netikėtai slysta formavimo vamzdeliuose, dėl ko kyla įvairių išlyginimo problemų. Atvirkščiai, kai trinties koeficientas viršija 0,5, medžiagai judant vertikalia kryptimi per sistemą, atsiranda per didelis pasipriešinimas. Gamintojai, kurie gamina natūraliai lipnias medžiagas, pvz., sirupus ar pomidorų paplotėlius, dažnai naudoja modifikuotas polietileno plėveles, kurių sudėtyje yra slydimo priedų, tokių kaip erukamidas. Šios specialios plėvelės palaiko trinties koeficientą tiksliai tame „geriausiame“ intervale – nuo 0,3 iki 0,4 – užtikrindamos optimalų veikimą. Tyrimai, susiję su polimerų sukibimu, parodė dar vieną įdomų faktą: santykinė drėgmė, viršijanti 60 %, gali padidinti trinties koeficientą apytikriai 22 %. Todėl daugelis gamybos įmonių specialiai šiose kritinėse sandarinimo zonose įrengia drėgmės mažinimo įrenginius. Tvirtinimo jėga, kai plėvelė išvyniojama, turi būti tiksliai pritaikyta pripildymo įrenginio greičiui, kad būtų išvengta ištempimo, kuris gali pakeisti trinties charakteristikas. Dauguma patyrusių operatorių bent kartą per mėnesį tikrina trinties koeficiento reikšmes pagal ASTM D1894 standarto rekomendacijas. Taip pat jie skiria laiko ritinėlių padėčių regulavimui, kad rastų ir pašalintų tas nepatogias vietoves, kur plėvelė užstrigsta. Toks dėmesys smulkmenoms užtikrina bepersto, sklandų procesą be netikėtų sustojimų ar kokybės problemų ateityje.
Tikslūs pripildymo sprendimai netolygiems, grūdėtiems ir aliejinėms prekėms
Sraigtinių, tūrinės puodelio, stūmoklinių ir kombinuotų svarstyklių palyginimas VFFS integracijoje
Teisingo pildymo įrenginio pasirinkimas sudėtingiems arba nelygiems produktams iš tikrųjų priklauso nuo to, kaip gerai jis tvarko skirtingas klampumo laipsnius, valdo daleles ir atitinka gamybos reikalavimus. Šaukštai pildytuvai puikiai tinka sausiems milteliškiems produktams, pvz., pipirams ar greitai tirpstančiai kavai, nes jie naudoja spiralės formos sraigtus tiksliai dozuoti produktus. Toliau, kai reikia pildyti vienodo dydžio produktus, pvz., ryžius ar riešutus, tūriniai puodelių sistemos dažniausiai yra geriau, nes jų kalibruoti puodeliai tiksliai matuoja kiekvieną porciją. Dirbant su storesniais skysčiais, pvz., alais, padažais ar pomidorų padažais, stūmokliniai pildytuvai yra labiausiai tinkami dėl savo teigiamojo perkėlimo metodo, kuris užtikrina tikslų kiekvieno pildymo matavimą. Jei svarbiausia yra greitis, tačiau reikia išlaikyti tikslumą, tai kombinuoti svarstyklių įrenginiai yra geriausias sprendimas. Šie įrenginiai gali tvarkyti įvairaus tankio mišrius produktus, pvz., mišrius riešutus, neįtikėtinai dideliu greičiu – kartais pildydami daugiau nei 160 maišų per minutę.
Užpildymo galvutės ir dozavimo mechanizmų kalibravimas nuosekliai valdyti netolygius dalelių dydžius
Tikslūs matavimai nelygiems produktams reikalauja nustatymų koregavimo keičiantis sąlygoms, o ne laikytis fiksuotų parametrų. Paimkime sudėtingus atvejus, kai dalelės būna visokių dydžių, pvz., smulkinti riešutai ar šaldyti avietės. Sistemos, kurios gali realiuoju laiku reguliuoti augerio sukimosi greitį pagal apkrovos jutiklių duomenis, mažina produkto švaistymą apie 4 procentais, kaip pranešė „Packaging Digest“ praėjusiais metais. Produktams, kurie linkę lipti, specialių dangų taikymas purkštukams daro didelę įtaką. Šios hidrofobinės paviršiai neleidžia likti nuosėdoms įrangos viduje, todėl užpildymo rezultatai yra geriausi, o technikams rečiau tenka valyti įrangą. Trapius daiktus netipiškos formos tvarkyti kelia visiškai kitą iššūkį. Operatoriams reikia sinchronizuoti virpesių dažnį su pakuotės plėvelės judėjimu, kad nieko nesuplaktų, kai produktai krinta dideliu greičiu. Ir nepamirškite dažnai tikrinti svarstykles tinkamomis kalibravimo svirtimis, ypač keičiantis tarp skirtingų produktų. Reguliarios patikros padeda laikytis normatyvinių reikalavimų ir vienu metu neleidžia perpildyti, kas kainuoja pinigų.
Kritiniai VFFS mašinos komponentai, kurie veikia produkto srautą ir plėvelės vientisumą
Formavimo vamzdžio konstrukcija, plėvelės judėjimo kelio išdėstymas ir pildymo sistemos sinchronizacija
Yra trys pagrindiniai veiksniai, kurie lemia, kiek patikima yra pakuotė sunkiai pervežamiems produktams: formavimo vamzdžių forma, plėvelės judėjimo tikslumas palei juos ir ar pripildomos tūrio dalys atitinka viena kitą. Geriau suformuoti vamzdžiai sukuria mažiau vietų, kur daiktai užstrigsta, todėl sumažėja problemos, tokios kaip užstrigimai ar plėvelės plyšimai. Pagal naujausius pramonės ataskaitas įprasti dizainai iš tikrųjų sukelia apie 32 % daugiau užstrigimų, kai dirbama su lipniomis medžiagomis. Teisingai nustatytas plėvelės judėjimo kelias naudojant lazerinę navigaciją užtikrina, kad net keistos medžiagos būtų tvirtai laikomos vietoje, todėl nesiformuoja raukšlės ir neapsunkėja sandarinimo procesas. Tačiau svarbiausia – idealiai sinchronizuoti pripildymo įrenginius su vamzdžių judėjimo greičiu. Tai neleidžia mažoms dalelėms patekti ant pusiau suformuotų sandarinimo sričių, dėl ko išsipiltų produktai. Šia viena problema granulių taikymuose gali būti prarandama apie 17 % produkto. Kai visi šie elementai veikia kartu su tikslumu iki milisekundės dalies, gamintojai gali pasiekti mažiau nei 1 % atliekų normą net tada, kai perduodami stori skysčiai ar delikatūs prekės, kurias paprastai būna sudėtinga supakuoti.
DUK
Kaip išvengti plėvelės lipdymo VFFS veikimo metu?
Kad būtų išvengta plėvelės lipdymo VFFS veikimo metu, būtina tiksliai sureguliuoti sandarinimo trukmę, temperatūrą ir slėgį. Naudokite Teflonu dengtus sandarinimo žnyplius ir reguliariai juos valykite, kad būtų sumažinta užterštumas.
Kokie veiksniai veikia plėvelės trinties koeficientą (COF)?
Trinties koeficientą veikia plėvelės medžiagos savybės, drėgmės lygis bei slidumo priedų, pvz., erukamido, buvimas. Žemas trinties koeficientas gali sukelti slydimą, o aukštas – per didelį traukimo pasipriešinimą.
Kaip pasirinkti tinkamiausią pildymo įrenginį savo produktui?
Pildymo įrenginio pasirinkimą lemia produkto savybės, pvz., klampumas ir granulių vientisumas. Šaukštiniai pildytuvai geriausiai tinka milteliams; tūriniai dubenėliai – vienodoms granulėms; stūmokliniai pildytuvai – skystiems produktams; o kombinuoti svarstyklių įrenginiai – įvairaus tankio mišiniams.
Kokios yra geriausios praktikos kalibruojant pildymo galvutes ir dozavimo mechanizmus?
Geriausios praktikos apima nustatymų koregavimą remiantis realiuoju laiku gaunamais jutiklių duomenimis, purškiklių dangos dengimą hidrofobinėmis danga ir reguliarius svarstyklių tikrinimus naudojant kalibravimo svarmenis.
Kaip formuojančios vamzdelio konstrukcija veikia produkto tekėjimą?
Formuojančios vamzdelio konstrukcija padidina patikimumą sumažindama vietas, kuriose plėvelės ustrigsta, neleisdama užsikimšimų ir užtikrindama tinkamą išdėstymą, kad būtų išvengta raukšlių ir išsiliejimų.