Како се прави обликована пулпа: Водич-по-корак за процес производње

Увод

Амбалажа од ливене пулпе се производи софистицираним процесом на бази воде-којим се целулозна влакна претварају у чврсте, тродимензионалне производе за паковање-. Разумевање процеса производње помаже купцима да донесу информисане одлуке о дизајну, избору материјала и очекивањима квалитета. Овај водич пролази кроз сваки корак производње обликоване пулпе, од припреме сировина до готовог производа.

Преглед процеса производње

Производња обликоване пулпе укључује шест основних фаза: 1.Припрема сировина- Набавка влакана и пулпирање 2.Припрема каше- Контрола мешања влакана и конзистенције 3.Моулдинг- Таложење влакана на калупе 4.Сушење- Уклањање влаге 5.Финисхинг- Обрезивање, премазивање, штампање 6.Контрола квалитета и паковање- Преглед и испорука

Специфични процес варира између метода суве пресе и мокре пресовања, али основни принципи остају исти.

Корак 1: Припрема сировина

Фибер Соурцинг

Произвођачи бирају влакна на основу захтева производа:

Рециклирана папирна влакна(најчешћи): - Стари валовити контејнери (ОЦЦ): Јака, економична, браон боја - Стара новинска хартија (ОНП): Мекша, добра подлога, сива боја - Мешани канцеларијски папир: Избалансирана својства, светлија боја - Пре-отпад од потрошача, претварање реза у млину

Пољопривредна отпадна влакна: - Багассе (остатак шећерне трске): Светла боја, глатка, обновљива - Пшенична слама: у изобиљу, слична багасу - Слама од пиринча: Нова опција, висок садржај силицијум-диоксида - Стабљика конопље: Јака, одржива

Специјална влакна: - Бамбус: Висока чврстоћа, премиум - Памучно влакно: ултра-чисто, медицинско/прехрамбено - девичанска дрвена пулпа: врхунска, конзистентна

Процес пулпинга

1. Балирање: Влакна стижу у компримованим балама (обично 200-500 кг)
2. Разбијање бале: Бале се отварају и влакна се одвајају
3. Чишћење: Уклањање загађивача (пластика, метал, спајалице)
4. Пулпинг: Влакна се мешају са водом у хидрапулперу (велики ротирајући бубањ)
5. Рафинирање: Механички третман за фибрилацију влакана и побољшање везивања
6. Сцреенинг: Уклањање превеликих честица и остатака
7. Бељење(опционо): Бељење водоник-пероксидом или кисеоником за светлију боју

Кључни параметри процеса

• Доследност: 2-5% влакана у води током пулпе
• Температура: 40-60 степени за оптималну хидратацију влакана
• пХ: 6,5-8,5 (неутрално до благо алкално)
• Рафинирање енергије: 50-200 кВх по тони (у зависности од жељених особина)

Корак 2: Припрема каше

Мешање влакана

Прилагођене мешавине су направљене ради оптимизације: -Снага: Дужа влакна (ОЦЦ) за затезну чврстоћу -Јастучење: Краћа влакна (ОНП) за апсорпцију енергије -Боја: Лакша влакна за врхунски изглед -Цост: Више рециклираног садржаја за економичност -Глаткост површине: Багассе или девичанско влакно за мокру пресу

Адитиви

У зависности од захтева производа, адитиви могу да обухватају: -Смоле влажне чврстоће: За отпорност на влагу (АКД, АСА) -Средства за суву чврстоћу: За побољшану крутост -Помагала за задржавање: За побољшање ефикасности одлагања влакана -Дефоамерс: За контролу пене током обраде -Боје/пигменти: За прилагођавање боје -Биоциди: За спречавање раста микроба у каши

Контрола конзистентности

Суспензија за обликовање се обично разблажи у: -0,5-2% конзистенцијеза танке{0}}производе са танким зидовима -1-3% конзистенцијеза стандардне производе -2-5% конзистенцијеза производе{0}}дебелих зидова

Прецизна контрола конзистенције обезбеђује уједначену тежину и квалитет дела.

Корак 3: Обликовање (таложење влакана)

Машина за обликовање

Машина за ливење пулпе састоји се од: -Резервоар за стајњак: Задржава кашу влакана -Монтажа калупа: Мушки/женски калупи са мрежастим површинама -Вакуумски систем: Увлачи воду кроз калуп, одлажући влакна -Механизам преноса: Помера мокре делове између калупа -Контролни систем: Регулише време циклуса, вакуум, температуру

Циклус калуповања (сува преса)

1. Потапање у калуп: Калуп за формирање се спушта у резервоар за муљ
2. Вакуумско таложење: Примењује се вакуум, извлачећи влакна на површину калупа
3. Време задржавања: 2-10 секунди за постизање жељене дебљине влакана
4. Повлачење калупа: Калуп се диже са каше
5. Одводњавање: Стални вакуум уклања вишак воде
6. Трансфер: Мокри облик влакана се преноси у калуп за сушење
7. Релеасе: Део се пушта на транспортер или сталак за сушење

Мокро пресовање

У процесу мокрог пресовања (термоформисано): 1. Таложење влакана (исто као сува преса) 2. Пребацивање у загрејани одговарајући сет калупа 3.Вруће пресовање: 150-220 степени, притисак 5-30 бара у трајању од 5-30 секунди 4. Истовремено сушење и згушњавање 5. Део излази потпуно осушен и гладак

Моулд Десигн

Калупи су критичне за квалитет производа: -Материјал: алуминијум (најчешћи), епоксид (прототип), нерђајући челик (премиум) -Месх: 40-100 мрежа од нерђајућег челика жичана тканина -Вакумски канали: Унутрашњи канали за равномерно уклањање воде -Углови нацрта: Најмање 3-5 степени за ослобађање -Вентилација: Правилна евакуација ваздуха током преноса

Цицле Тимес

• Мали делови(картон за јаја): 5-15 секунди
• Средњи делови(електронски уметак): 10-25 секунди
• Велики делови(индустријска посуда): 20-45 секунди
• Мокра преса: 15-60 секунди (укључујући вруће пресовање)

Корак 4: Сушење

Методе сушења сувом пресом

Након обликовања, влажни делови садрже 60-75% влаге и морају се осушити до 5-10% влаге.

Сушење у транспортној пећи(најчешће): - Делови путују кроз загрејани тунел на мрежастим транспортерима - Температура: 120-180 степени - Време задржавања: 10-30 минута – Више температурних зона за контролисано сушење

Сушење са ротационим бубњем: - Делови се постављају на ротирајуће полице - Ефикасно за мале, униформне делове - Мања потрошња енергије по делу

Хот пресс сушење(мокро пресовање): - Интегрисано у циклус обликовања - Загрејани калупи се истовремено формирају и суше - Није потребан посебан корак сушења

Параметри сушења

• Улазна влага: 60-75% (мокра основа)
• Излазна влага: 5-10% (мокра основа)
• Температура: 120-200 степени (у зависности од производа)
• Проток ваздуха: 1-3 м/с по површини производа
• Потрошња енергије: 1,5-3,0 кВх по кг уклоњене воде

Дефекти сушења

Неправилно сушење може да изазове: -Варпинг: Неравномерно уклањање влаге -Пуцање: Брзо сушење површине -Жутило: Превисока температура -Слабе тачке: Непотпуно везивање влакана -Раст буђи: Недовољно сушење

Корак 5: Завршетак операција

Тримминг

• Дие цуттинг: Оштре челичне калупе секу вишак материјала
• Ласерско сечење: Прецизно сечење за сложене облике
• Роботско тримовање: Аутоматизовано за{0}}производњу великог обима
• Ручно подрезивање: За прототипове и мале количине

Наношење премаза

Премази се примењују за својства баријере: -Облагање спрејом: Уједначена покривеност, погодна за већину производа -Премаз потапањем: Потпуно урањање, максимална заштита -Ролл цоатинг: За равне површине, ефикасан -У-премаз у калупу: Примењује се током обликовања (технологија у настајању)

Уобичајени премази: -АКД/АСА: Отпорност на воду -Хитозан/шелак: Отпорност на маст -Биљни воскови: Баријера од воде и масти -Проводни премази: ЕСД заштита

Штампање

• Флекограпхиц: Најчешћи, 1-4 боје, исплатив
• Оффсет: Висок квалитет, више боја, погодан за мокру штампу
• Дигитал: Кратке серије, променљиви подаци
• Вруће штанцање: Фолија за премиум брендирање
• Утискивање/урезивање: подигнути/увучени логотипи

Скупштина

За вишекомпонентно паковање-: -Адхезивно везивање: лепкови-на бази воде или топљиви{1}}лепкови -Механичко спајање: дизајни-прилагођавајући се -Стаплинг: За тешке-апликације -Ултразвучно заваривање: Појава за везивање{0}}влакана

Корак 6: Контрола квалитета и паковање

Долазна контрола квалитета

• Провера састава влакана
• Испитивање садржаја влаге
• Инспекција контаминације
• Провера концентрације адитива

У-Контрола квалитета процеса

• Део тежине: ±5% толеранције, проверава се сваких 30 минута
• Дебљина зида: Мерење микрометром, на основу{0}} узорка
• Димензије: Иди/не-иди на мераче или ЦММ за критичне делове
• Визуелни преглед: Детекција дефекта (пукотине, рупе, промена боје)
• Садржај влаге: Блиско{0}}инфрацрвено (НИР) или гравиметријско тестирање

Финална инспекција

• АКЛ узорковање: АНСИ/АСК З1.4 стандарди
• Верификација димензија: Критичне димензије 100% или узорковане
• Функционално тестирање: Постављање, монтажа, слагање
• Интегритет премаза: Спот тестови отпорности на воду/маст
• Верификација паковања: Исправно означавање картона, броји

Тестирање и сертификација

• Тестирање на пад: ИСТА 1А, 2А или прилагођени протоколи
• Испитивање компресије: Верификација чврстоће слагања
• Испитивање вибрација: Трансит симулатион
• Контакт са храном: Тестирање миграције (ФДА, ЛФГБ)
• Компостабилност: ЕН 13432, АСТМ Д6400
• Биобасед цонтент: АСТМ Д6866

Паковање за испоруку

• Картонске кутије: Валовите кутије одговарајуће чврстоће
• Палетизација: Стандардне величине палета (1200к1000мм ЕУ, 48к40" УС)
• Стретцх враппинг: За стабилност оптерећења
• Заштита од влаге: Пластичне облоге или средства за сушење (ако је потребно)
• Етикетирање: Шифре производа, количине, бар кодови, земља порекла

Захтеви за опрему и објекте

Производна опрема

• Хидрапулпер: 5-50 кубних метара
• Рафинерије: Двоструки диск или конусни рафинери
• Машине за калуповање: 1-12 калупних станица по машини
• Вакумски системи: Течне прстенасте или ротационе пумпе
• Пећи за сушење: Грејање на гас, струју или пару
• Пресе за обрезивање: Хидраулични или пнеуматски
• Опрема за премазивање: Водови за прскање или резервоари за потапање
• Штампарске машине: флексографски или офсет

Захтеви за објекте

• Подна површина: 2.000-10,000+ квадратних метара
• Повер: 500-2.000 кВ (у зависности од капацитета)
• Вода: 5-20 кубних метара по тони производа
• Пречишћавање отпадних вода: За рециклажу беле воде
• Обрада ваздуха: За сушење издувних гасова и контролу прашине
• Чиста соба: За медицинске/прехрамбене производе-(опционално)

Енвиронментал Цонсидератионс

Водопривреда

• Рециклирање беле воде: 80-95% процесне воде се рециклира
• Пречишћавање отпадних вода: Примарни (скрининг), секундарни (биолошки)
• Слатководна шминка: 0,5-2 кубна метра по тони производа
• Нулто пражњење: Неки објекти имају затворене{0}}системе за воду

Енергетска ефикасност

• Рекуперација топлоте: Од сушења издувних гасова до предгревања улазног ваздуха
• Отпадна топлота: Од компресора и вакум пумпи
• Котлови на биомасу: Коришћење отпадних влакана за процесну топлоту
• Солар: кровна соларна енергија за струју

Смањење отпада

• Искључени-специфични делови: Репулпирано и рециклирано назад у процес
• Трим отпад: Сакупљено и репулпирано
• Опоравак влакана: Из отпадних вода (муљ се може компостирати или депоновати)

Производни капацитет и скалирање

Типичан излаз машине

• Мала машина(1-2 калупа): 50.000-200.000 делова месечно
• Средња машина(4-6 калупа): 200.000-800.000 делова месечно
• Велика машина(8-12 калупа): 800.000-2.000.000 делова месечно

Разматрања о скалирању

• Време испоруке: 3-6 месеци за уградњу нове машине
• Рад: 5-15 оператера по машини (у зависности од аутоматизације)
• АлатиДодатни калупи за повећање капацитета
• Комуналне услуге: Мора се планирати повећана потражња за струјом/водом

Уобичајени изазови у производњи

Вариабилност влакана

• Иссуе: Недоследан квалитет рециклираних влакана
• Решење: Строга улазна инспекција, мешање влакана, праћење процеса

Моулд Веар

• Иссуе: Зачепљење мреже, површинско хабање током времена
• Решење: Редовно чишћење калупа, замена мрежице, превентивно одржавање

Уједначеност сушења

• Иссуе: Делови се неравномерно суше, узрокујући савијање
• Решење: Оптимизујте проток ваздуха у пећници, оријентацију делова, температурне профиле

Конзистенција премаза

• Иссуе: Неравномерно наношење премаза
• Решење: Аутоматизовани системи за прскање, контрола вискозитета, провера квалитета

Сезонске варијације

• Иссуе: Влажност утиче на сушење и делимично влагу
• Решење: Контрола климе, подешени параметри сушења, испитивање влаге

Закључак

Производња ливене пулпе је софистициран процес који претвара једноставна целулозна влакна у заштитну амбалажу високих{0}}перформанси. Од припреме сировина до контроле квалитета, сваки корак захтева прецизну контролу како би се обезбедио доследан квалитет производа. Разумевање овог процеса помаже купцима да ефикасно сарађују са произвођачима, оптимизују дизајн за могућност производње и доносе информисане одлуке о избору материјала и процеса.

Хесхенг Инноватион Девелопмент Лтд. управља напредним постројењима за производњу ливене пулпе са могућностима мокре и суве пресе, строгим системима контроле квалитета и одрживим производним праксама. Контактирајте нас да бисте сазнали више о нашим производним могућностима и како можемо да оживимо ваш дизајн амбалаже.