ما هي آلة صنع الأكياس القابلة للتحلل الحيوي القابلة للتحلل؟

آلة صنع الأكياس القابلة للتحلل الحيوي عبارة عن خط إنتاج تعبئة يعتمد على البوليمرات القابلة للتحلل الحيوي. وتشمل هذه حمض البوليلاكتيك (PLA)، والبولي بوتيل تيريفثاليت (PBAT)، والبولي بيوتيلين سكسينات (PBS)، وخليط النشا والبولي هيدروكسيان (PHA). إنها تختلف عن صانع الأكياس القياسي في أن أنظمتها الرئيسية تتطلب تحكمًا أكثر دقة.

التصميم الميكانيكي الأساسي مشابه. إنها تستخدم آلة اللف، نظام الختم، نظام القطع ونظام التراص. والفرق الرئيسي هو السيطرة على هذه الأنظمة. يتم إغلاق الأفلام القابلة للتحلل عند درجات حرارة تتراوح من 20 إلى 30 درجة مئوية. يمكن أن تتراوح أغشية PE فوق 50 درجة. يجب أن يحافظ الختم على درجة الحرارة ضمن + -1 درجة. يجب تبريد أسطوانة التبريد وإغلاقها بسرعة. وهذا يساعد على منع الضرر الناتج عن الحرارة. ويجب أيضًا الحفاظ على مسارات الأغشية الرقيقة جافة، حيث تمتص هذه البوليمرات الرطوبة.

تتراوح الخطوط عادةً ما بين 80 إلى 150 كيسًا في الدقيقة. وهذا أبطأ من خط PE بنفس العرض. تتراوح أوقات الختم عادةً بين 0.3 و0.8 ثانية. وهذا يمنح الفيلم وقتًا كافيًا لتشكيل ختم قوي لا يحترق.

قُدرت قيمة سوق أكياس التغليف البلاستيكية الحيوية بنحو 4.04 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2024. ووفقًا لبيانات بيانات السوق التي جمعتها مؤسسة Grand View Research Tank، فمن المتوقع أن تنمو بمعدل حوالي 6.3٪ سنويًا حتى عام 2033.

كيف تختلف عن آلات التعبئة التقليدية

يبدو نوعا الماكينة متشابهين. يستخدم كلاهما لفات من الفيلم على عمود التغذية - وفك اللف، وسحب التغذية، وختم الحرارة، والقاطع والمكدس أو ناقل الملف. جاء الاختلاف الرئيسي عندما يصل الفيلم القابل للتحلل إلى ختم PE.

عادة ما يتم غلق PE عند درجة حرارة 150-200 درجة مع درجة تسامح + -5 . يحتاج جيش التحرير الشعبى الصينى إلى 110-140 درجة. يتطلب PBAT 130-160 درجة. يمزج النشا يحتاج إلى 100-120 درجة. فقط التغير في درجة الحرارة بمقدار 3-5 درجات مئوية سيكون مشكلة. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المنخفضة إلى إضعاف الأختام. يمكن أن تسبب الحرارة حروقًا أو تغيرًا في اللون أو هشاشة.

تتطلب آلات التعبئة القابلة للتحلل الحيوي تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة. قضبان إغلاق متعددة المناطق- مع 3–5 مناطق مستقلة يتم التحكم فيها بمعرف PID-. كما أنها تستخدم سخانات خرطوشة منخفضة القصور الذاتي ومزدوجات حرارية من الفئة -A. يمكن لهذه المكونات الحفاظ على درجات الحرارة بين + -0.5 درجة و+ -1 درجة مئوية. يمكن لنظام التحكم قراءة سرعة الماكينة وضبط طاقة السخان قبل كل ختم. يساعد هذا في الحفاظ على استقرار درجة حرارة الختم عندما يكون الختم على اتصال بالفيلم.

التبريد مهم أيضا. بمجرد تشكيل الختم، قم بتبريد الختم إلى حوالي 10-20 درجة باستخدام أسطوانة تبريد مبردة بالماء. وهذا يساعد البوليمرات الحيوية على التبريد بسرعة. كما أنه يساعد على منع التعرض لفترات طويلة لدرجات الحرارة المرتفعة، مما يجعل PLA هشًا.

التوتر هو عامل مهم آخر. تتميز الأفلام القابلة للتحلل الحيوي بقوة شد أقل وأسهل في التمدد. عادة ما يكون ضغط الأسطوانة وإطلاق الفرامل أقل بنسبة 20 إلى 30% من PE. تعمل مستشعرات التوتر المؤازرة - على الحفاظ على استقرار توتر الفيلم. وهذا يساعد على منع الفيلم من أن يصبح أضيق ويتغير سمكه.

مواد عملية خط الإنتاج

يبلغ سمك الأفلام الموجودة على هذه الآلات عادةً 20-80 ميكرون. عادةً ما تقتصر الأكياس القابلة للتحلل والمعتمدة من EN 13432 على 50 - 60 ميكرون. تتحلل الأفلام السميكة ببطء شديد وقد لا تلبي متطلبات التفكك القياسية لمدة 12 أسبوعًا. يجب أن تنتج الآلة أفلامًا ذات اختلاف في المقياس أقل من 5%. يمكن الحفاظ على هذا التوحيد من خلال نظام نفخ الأفلام القابل للضبط مع توسيط القالب التلقائي.

تعريف الأنظمة الفرعية للآلات

تشير أربعة اختيارات هندسية إلى أن خط الإنتاج مخصص للأفلام القابلة للتحلل الحيوي، أو فقط لآلة PE معدلة.

الأنظمة الحرارية الدقيقة.تم اعتماد ختم PID متعدد المناطق مع ±0.5–1 درجة من ثبات درجة الحرارة. استخدم سخانات ذات قصور ذاتي منخفض وقضبان مانعة للتسرب مطلية بمادة PTFE- ومغطاة بطبقة من 0.1 إلى 0.2 مم. يساعد الطلاء على منع التصاق المواد البلاستيكية الحيوية المنصهرة بالقضبان. بدون الطلاء، يمكن أن يتراكم فحم الكوك في القضبان خلال ساعات. وهذا يقلل من جودة الختم.

التبريد القسري.استخدم أسطوانة{0}مبردة بالماء بدرجة حرارة 10-20 درجة مئوية. يجب أن تتطابق الأسطوانة مع سرعة الخط. يقومون بتبريد الختم قبل أن يصل الفيلم إلى القاطع. التبريد البطيء يؤدي إلى تصلب جيش التحرير الشعبى الصينى. كما يضيف وقت الدورة. يجب أن ينظم نظام التحكم التبريد حسب نوع الفيلم.

إزالة الرطوبة وإدارة الرطوبة.جيش التحرير الشعبى الصينى يمتص الرطوبة. تعمل الرطوبة على تليين البوليمر وتقليل درجة انصهاره. هذا يمكن أن يخلق فقاعات بخار في الختم. يمكن للآلة المناسبة أن تتبع -مسار غشاء يتم التحكم في درجة حرارته. ويمكنه أيضًا استخدام مستشعر الرطوبة المضمن. يكتشف المستشعر الأفلام التي تحتوي على نسبة رطوبة أعلى من 0.5% ويقوم بضبط درجة حرارة الختم.

هيكل مقاوم للتآكل-.تطلق البوليمرات القابلة للتحلل الحيوي الأحماض عند تسخينها. يجب استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ المطلي بالكروم لإغلاق الأسطح وأغطية القطع وأغشية تلامس أعمدة الأسطوانة. يُنتج الفولاذ الطري حفرًا أثناء الإنتاج-على المدى الطويل. ويمكن بعد ذلك نقل هذه العيوب السطحية إلى الغشاء.

السرعة والإنتاجية وقيود الشهادة

عادةً ما تتراوح مدة تشغيل آلات التعبئة القابلة للتحلل الحيوي بين 80 و150 نبضة في الدقيقة. وهذا أبطأ من خطوط PE المماثلة، والتي يمكن أن تعمل عند 150-300 نبضة في الدقيقة. القيد الرئيسي هو وقت الختم. يستغرق الختم 0.3-0.8 ثانية من الاتصال لتكوين اتصال قوي. ولذلك، فإن سرعة الآلة تكون محدودة بوقت الختم، وليس فقط بسرعة المؤازرة.

يمكن للآلات التي تعمل بالمؤازرة-والتي تتميز بتحكم قابل للبرمجة في الضغط وختم النبض أن تعمل على تحسين السرعة. يقوم الختم النبضي بتسخين القضيب فقط عندما يتلامس مع الفيلم. يمكن أن يتأثر تجانس سماكة الفيلم بغشاء معتمد بسرعات تتجاوز 150 نبضة في الدقيقة. سيؤدي ذلك إلى زيادة صعوبة تلبية متطلبات EN 13432.

يجب تحديد حجم أنبوب منفضة الأكياس القابل للتحلل على أساس الإنتاج اليومي المطلوب. لا تختر آلة صنع الأكياس القابلة للتحلل بناءً على حجمها المادي فقط.

التوافق المدعوم بالجهاز-

لا تستطيع هذه الآلة إثبات جودة الحقيبة. يقوم موردو الأفلام والمختبرات المعتمدة بمعالجة الشهادات. لا يزال الجهاز يؤثر على ما إذا كان غشاء الشهادة يحافظ على أدائه المطلوب بعد التحويل. ثلاثة معايير تؤثر على متطلبات الإنتاج:

EN 13432 (السماد الصناعي الأوروبي): تتطلب هذه المواصفة القياسية تحللًا حيويًا بنسبة 90% على الأقل خلال 180 يومًا. ويجب أيضًا تقسيمها إلى أجزاء أصغر من 2 مم خلال 12 أسبوعًا. تنطبق أيضًا حدود المعادن الثقيلة واختبارات السمية البيئية. سمك وتوحيد الفيلم سوف يؤثر على نتيجة التفكك.

ASTM D6400 وISO 17088: هذا هو المعيار الأمريكي والدولي للمواد البلاستيكية الاصطناعية. متطلبات التشكل الخاصة بهم متشابهة.

توجيه الاتحاد الأوروبي للبلاستيك للاستخدام الفردي ((EU 2019/904): يقيد هذا التوجيه بعض الأكياس البلاستيكية التقليدية ذات الاستخدام الواحد-. وقد أدى هذا أيضًا إلى زيادة الطلب على الأكياس الاصطناعية في أوروبا. ونتيجة لذلك، يحتاج العديد من المحولات إلى نماذج آلات صنع الأكياس القابلة للتحلل الحيوي والتي يمكنها التعامل مع PBAT وPLA دون تلويث المواد المعتمدة.

يمكن أن توفر خطوط الإنتاج التي تتبع ممارسات إدارة الجودة ISO 9001:2015 سجلات إنتاج مفيدة. يساعد تخزين وصفة PLC وتسجيل معلمات الدفعة وتتبع قوة الختم في إظهار اتساق العملية أثناء التدقيق.

الأسئلة المتداولة

هل يستطيع صانع الأكياس القابلة للتحلل الحيوي تشغيل مادة البولي إيثيلين التقليدية؟نعم، ولكن مع بعض القيود. يجب أن تدعم الآلات نطاق درجة الحرارة وإعدادات التوتر الصحيحة للأفلام القابلة للتحلل. يجب تنظيف الأختام وبكرات التبريد ومسارات الأفلام قبل استبدال المواد. وهذا يساعد على منع تلوث الأفلام الاصطناعية المؤهلة. يمكن أن تؤثر مشكلة التلوث على شهادة دفعة الإنتاج بأكملها. عادةً ما يستخدم المحولون الذين يخدمون كلا السوقين خطوطًا منفصلة لآلات تصنيع الأكياس القابلة للتحلل للأكياس القابلة للتحلل. وهذا يقلل من خطر التلوث.

ما نوع الكهرباء والمرافق التي يحتاجها الخط؟القدرة المركبة المقدرة 15 – 30 كيلو واط. يحتاج هذا الجهاز إلى مصدر طاقة ثلاثي-طور. ويتطلب أيضًا ضبط نظام مياه التبريد لأسطوانة التبريد على درجة حرارة تبلغ 10-20 درجة مئوية. 1.5 - 3 بار وهواء مضغوط للقطع الهوائية ووحدات التثقيب. عندما تكون الرطوبة المحيطة أعلى من 50%، يوصى باستخدام نظام تجفيف مسار الأغشية الرقيقة.

كم مرة يجب تنظيف الأختام؟إنها تتطلب تنظيفًا متكررًا أكثر من أختام آلات معدات الوقاية الشخصية. البوليمرات القابلة للتحلل الحيوي أسهل في فحم الكوك والالتصاق بها. يمكن عادةً تشغيل الشريط المطلي بـ PTFE- المزود بالتبريد النشط لمدة تتراوح من 4 إلى 8 ساعات بين دورات التنظيف. قد يلزم تنظيف الشريط غير المطلي كل ساعة إلى ساعتين. وهذا يجعل الطلاء اللاصق خاصية ميكانيكية مهمة.

خاتمة:

التصميم الأساسي لصانع الأكياس القابلة للتحلل الحيوي هو نفس تصميم صانع الأكياس التقليدي. ويتطلب تحكمًا أكثر دقة في درجة الحرارة والتبريد القسري والتحكم في الرطوبة ومكونات مقاومة للتآكل. نطاق درجة حرارة الختم للبوليمرات القابلة للتحلل أصغر من البولي إيثيلين. كما يجب التحكم فيها بعناية أكبر أثناء الإنتاج.

يتم اختيار آلة صنع الأكياس القابلة للتحلل وفقًا لمواد الفيلم والشهادة المطلوبة ووقت الختم. تأكد من هذه النقاط قبل اختيار سعر أو حجم الجهاز. إذا كنت بحاجة إلى مراجعة المواصفات لمزيج PBAT أو PLA أو النشا، فيمكن للفريق الهندسي في cnzhuxinmachine.com فحص عينات المواد والمخرجات المستهدفة قبل التوصية بتكوينات الماكينة. يؤدي هذا إلى تجنب مشكلة عدم قيام آلات معدات الوقاية الشخصية بإغلاق الأفلام المركبة بشكل صحيح.