Hvað er sorppokagerðarvél og hvernig virkar hún?

Sorppokar eru ein stærsta vörutegundin á alþjóðlegum mjúkum umbúðamarkaði. Evrópusamtök plastendurvinnslusamtaka áætla að meira en 8 milljónir tonna af pólýetýlenfilmu séu notuð við söfnun heimilis- og atvinnusorps í Evrópu einni á ári hverju. Neysla á heimsvísu er mun meiri. Við framleiðslulok þessarar aðfangakeðju er sérstakt umbreytingartæki. Þetta er vél sem setur samfelldar rúllur af pólýetýlenfilmu í lokuðu, götuðu og kjarna-sárpokana og hleður þeim í heimilis- og iðnaðartunnur. Til að skilja hvað sorppokagerðarvél er og hvernig hún virkar vélrænt, þurfum við að skilja hvernig filmuútpressun, nákvæmnisþétting, stýrð felling og sjálfvirk vinda vinna saman. Þessir hlutar ákvarða virkni vélarinnar.

Að skilgreina búnaðinn

A Vél til að búa til ruslapokaer downstream umbreytingarkerfi. Það er fóðrað með for-pressuðu pólýetýlenfilmu. Þessi filma getur verið eins lags blástursfilma eða fjöl-laga blásin filma. Eða það getur verið flatt spjald sem þarf að brjóta saman. Vélin keyrir síðan myndina í gegnum röð skrefa. Þessi skref fela í sér þéttingu, götun, klippingu og vinda. Lokavaran er fullunnin poki, tilbúinn til að pakka og senda. Vélin sjálf gerir ekki filmu. Það starf tilheyrir framleiðslulínunni fyrir blástursfilmupressulínu. Þess í stað er vélin burðarvirk. Það skapar innsigli á botnpoka. Það leyfir götunarlínunni þannig að notendur geta rifið einn poka af rúllunni. Það myndar stjörnu-laga innsigli eða flatt innsigli, sem ákvarðar hvernig pokinn opnast og hversu mikla þyngd hann getur haldið.

Munurinn á himnu og poka er hvernig hún virkar. American Society for Testing and Materials (ASTM) hefur staðal sem heitir D1709 fyrir höggþol pólýetýlenfilmu. Í þessum staðli eru himnan og umbreytingarpokinn mældur sem tveir aðskildir hlutir. Efniseiginleikar filmunnar og burðargetu pokans hafa áhrif á eiginleika filmunnar. Vél til að búa til ruslapoka breytir ekki efniseiginleikum filmunnar. En það hefur að miklu leyti áhrif á uppbyggingu hegðun pokans. Það er náð með því að stjórna rúmfræði, brjóta saman og skera nákvæmni innsiglisins.

Kjarnavinnustig

Stig 1: Afslöppun kvikmynda og spennustjórnun

Ferlið hefst með rúllu af pípulaga eða flatri filmu. Scrollið er fest á rafknúna spóluvél. Filmrúllur sem notaðar eru við framleiðslu á ruslapoka vega venjulega á bilinu 200 til 500 kg. Þeir geta verið 1.000-1.500 millimetrar á breidd. Afvindarinn verður að afhenda filmuna á þéttistöðina aftan við strauminn með stýrðri spennu. Fyrir lágþéttni pólýetýlen (LDPE) er spennan venjulega 15 og 40 Newton. Ef spennan er of mikil mun filman teygjast og þrengjast. Þetta er kallað hálsmál. Ef spennan er of lág mun filman hrukka og innsiglið losnar.

Félag plastverkfræðinga (SPE) hefur tæknilega viðmiðunarþýðingu fyrir pólýólefínfilmuvinnslu. Það segir að spennustýringin verði að vera nákvæm í ± N. sem er nauðsynlegt til að halda filmustærðinni stöðugri. Þetta á sérstaklega við um 10–25 μm filmur sem eru algengar í heimilisúrgangspoka. Nútímavélar eru útfærðar með lokuðu-lykkja endurgjöf byggt á álagsfrumum. Dansrúllur eða álagsfrumur mæla raunverulega vefspennu á milli 50 og 100 sinnum á sekúndu. Servo-drif afspólunarvélin breytir síðan hraða sínum til að viðhalda spennu við stillingarpunktinn. Þegar filman klárast minnkar þvermál rúllunnar og lyftistöngin styttist. Þannig að stjórnandinn hækkar hraðann sjálfkrafa hlutfallslega. Þetta heldur línulegu spennunni stöðugri.

Stig 2: Gusset Folding og Centering

Ef filman sem kemur inn er flöt frekar en for-þúfuð verður að brjóta hana saman í rör á þessum tímapunkti. Tvær hliðar brjóta saman spjöld munu gera starfið. Þetta eru fíngerð málm- eða há-pólýetýlenplötur. Þeir búa til fellingar inn á við. Fellingarnar þrengja flata breiddina og leyfa þér einnig að sjá hliðarbrot á fullbúnu töskunni. Fyrir for-filmu í túpu er þetta skref ekki nauðsynlegt. Samt fer myndin í gegnum fletjandi kafla. Þessi kafli tryggir að báðar hlífarnar hafi sömu dýpt áður en filman fer inn á þéttingarsvæðið.

Leiðarbrautarkerfið notar úthljóðs- eða sjónskynjara. Þessir skynjarar geta séð hvar filman er vinstri og hægri. Þeir kvörðuðu það síðan í rauntíma í gegnum stýrisgrindina á afvindaranum. Jafnvel 2 mm frávik getur valdið vandræðum. Botnþétting mun víkja frá miðju. Þetta gerir innsigli jaðar poka ójafn. Þessir pokar brotna þegar þeir eru fylltir. TAPPI er tæknifélag kvoða- og pappírsiðnaðarins. Umbreytingardeild þess felur einnig í sér umbreytingu á fjölliðafilmu. TAPPI gaf til kynna að nákvæmni brúnleiðsagnar ±0,5 mm er staðalbúnaður fyrir háhraðabúnað sem tekur yfir 200 hringi á mínútu.

Stig 3: Botnþétting

Botnþétting er mikilvægasti byggingarhlutinn í ruslapokanum. Það verður að vera nógu þétt til að koma í veg fyrir að blautur úrgangur leki út. Það verður líka að vera nógu sterkt til að halda þyngd fullrar poka þegar töskunni er kippt í ólarnar eða efri brúnina.

Það eru þrjú helstu innsiglisform:

Flat (eða bein) innsigli. Það er lárétt hitaþétting þvert á breidd pokans. Þetta er auðveldasta og fljótlegasta leiðin. En það setur þrýsting á brúnir himnunnar. Skarpa hornið á milli þykku perlunnar og filmunnar mun sprunga við álag. Rannsóknir sem Félag plastverkfræðinga birti í ANTEC ráðstefnuritum sínum sýndu að brot í töskum eru á milli 65 og 75 prósent af getu stjörnupakkninga. Þetta stafar af álagi við brúnir innsigli.

Stjörnusel (eða saumsel). Kúlubrotin opnuðust neðst. Kvikmyndinni er safnað saman í stjörnum eða stjörnumynstri. Síðan soðar hringlaga eða bogin innsigli öll lögin á sama tíma. Þetta dreifir þrýstingnum yfir margar línur, ekki bara tvö horn. Það losnar líka við raufvasana sem fanga vökva í flatri innsigli. Sameinuðu Bandaríkin. Umhverfisverndarstofnun (EPA) rannsakar fastan úrgang frá sveitarfélögum. Þar segir að stjörnu-innsiglaða byggingin sé aðalform þungra úrgangspoka þar sem hún þolir leka og jafnar álagsstuðning.

C Fold (eða flatt-botn) innsigli. Þetta er blendingshönnun. Botninn er flatþéttur en með tvöföldu broti til að búa til botninn. Þetta gefur töskunni flatan botn, sem stendur í tunnunni. En það krefst flóknari þéttistöðvar með tveimur samhliða innsiglisstöngum sem starfa við aðeins mismunandi hitastig.

Lokunarbúnaðurinn notar heita stangir eða snúningshníf. Lágþéttni pólýetýlen (LDPE) er haldið við 160–200 gráður C. Nákvæmt hitastig fer eftir filmumælinum, bræðsluvísitölu plastefnis og línulegum hraða. innsiglisstöngin þrýstir filmunni að bakvals úr kísillgúmmíi í fasta dvöl í 0,15–0,4 sekúndur. Alþjóðlega staðlastofnunin (ISO) hefur ISO 11607-2 fyrir dauðhreinsaðar-umbúðir. Þessi staðall skal nota til að prófa þéttingarstyrk hans. Það segir að pólýetýlenfilman ætti að hafa hitaþéttingarstyrk sem er meiri en 5N á 25 mm innsiglisbreidd. Þetta er hægt að ná með sorppokaframleiðsluvélinni með því að halda innsigli hitastigi innan ±5 gráður um alla breiddina. Þetta umburðarlyndi krefst þess að innbyggð hitaeining sé sett á 50 mm fresti.

Stig 4: Göt og klipping

Þegar botnþéttingunni er lokið færist filman í götunarstöðina. Hér myndar snúningshnífur eða fast blað punktalínu. Línan gerir notendum kleift að rífa einstakar töskur úr skrollum. Gatið varð að vera nógu djúpt til að einhver gæti rifið það upp með höndunum. Samkvæmt ASTM D1922 þarf þetta venjulega rifkraft upp á 3 -8 N til að bæta rifþol. En hann má ekki vera svo djúpur að hægt sé að rífa pokann upp við vafning, flutning eða notkun.

Skurðurinn sem skilur einn poka frá þeim næsta er gerður á sama tíma og botninn á næsta poka er lokaður. Eða rétt á eftir innsiglingunni. Þess vegna er hver þéttingarlota heill poki. Skurðarblöð eru venjulega hringlaga hnífar sem snúast. Hann er úr háhraða stáli eða wolframkarbíði. Blaðið vinnur á steðjakefli með stjórnbil sem er 0.02 -0.05 mm. Journal of Applied Polymer Science er gefið út af Wiley Press. Niðurstöðurnar sýna að skerpa blaðsins hefur bein áhrif á hreinleika skurðarins. Blað með radíus minni en 2 μm er skorið hreint. Þessi skýra skurður skilur ekki eftir smá rifa á filmunni. En blöð með radíus meira en 5 míkron hafa grófar brúnir. Þegar pokinn er hlaðinn þróast þessi grófa brún í innsigli.

Stig 5: Brjóta saman og kjarnavinda

Fullbúnum pokum er vafið utan um pappakjarna fyrir smásöluumbúðir. Innra þvermál þessara kjarna er venjulega 38 mm eða 76 mm. Vafningsstöðin verður að brjóta saman dúkapokann í ákveðnu mynstri. Algeng mynstur eru C eða þríþætt. Þessi felling gerir rúlluna minni í þvermál. Það gerir einnig einstaka töskur koma hreinar út þegar þær eru dreginn.

Sorppokagerðarvél samþykkir samanbrotsbretti. Stjórnin situr uppstraums við vindavélina. Það skapar nauðsynlegt brotamynstur á meðan filman stjórnar spennunni. Vindvélin er miðlægt aksturskerfi. Kjarninn snýst á vélknúnum skafti. Þegar þvermál rúllunnar eykst minnkar spennan. Þetta kemur í veg fyrir að innra lagið verði mulið af þyngd ytra lagsins. Þessi mjókkandi spennustýring er mjög mikilvæg. Sveigjanlegar vindafilmur falla einnig undir tæknilega staðla The Association of Nonwoven Fabrics Industry (INDA). INDA segir að 30 30 – 50 prósent hlutföll séu best. Þetta þýðir að endanleg vindspenna er 30–50 prósent% af upphafsspennu. Þessi hlutföll koma í veg fyrir stækkun rúllunnar og aflögun kjarna í fjöllaga rúllu.

Fyrir kiljupoka er þetta aðskilinn samanbrjótandi poki, frekar en rúlla, með annarri leið. Leiðin kvíslaðist aftan við skurðarstöðina. Staflari safnar saman og telur poka. Mappan notar síðan lokabrotshaminn. Settu síðan pokann í kassann.

Drawtape samþætting

Margir heimilisúrgangspokar eru með hengjum. Þetta er mjó ræma af filmu, venjulega 6 -10 mm á breidd. Það liggur meðfram efri brún pokans og stingur út í hnútum á hvorri hlið. Til að bæta teiknibandsframleiðslu við sorppokaframleiðanda þarf tvo aukahluta. Hið fyrsta er borði extruder eða borði klippa mát. Þetta veldur því að teiknibandið spólast úr seinni myndinni. Annað er tengistöð. Þetta heitsoðið eða ultrasonic límband hefur topp og neðri fald í þéttingarferlinu.

Úthljóðstengingaraðferðin er að verða algengari. Það þarf ekki lím. Þetta forðast hita-viðkvæm vandamál. Edison Welding Institute (EWI) er óháð efni sem gengur til liðs við rannsóknarhópinn. EWI birti rannsókn í þessu sambandi. Niðurstöðurnar sýna að styrkleiki úthljóðsflögunar á pólýetýlenböndum er 12 – 18 N/ 25 mm. Þetta er yfir 8N þröskuldinum sem krafist er fyrir áreiðanlega lokun poka. Það notar 60 prósent minni orku en varmatenging sama tengis.

Efnissjónarmið og sjálfbærni

Aðalefni úrgangspoka er lágþéttni pólýetýlen (LDPE) eða línuleg lágþéttni pólýetýlen (LLDPE). Háþéttni pólýetýlen (HDPE) er notað til að búa til þynnri, ódýrari poka. Efnastofnun Evrópu (ECHA) starfar samkvæmt REACH reglugerðinni. Það fylgist með aukefnum sem notuð eru í plasti, svo sem aserukamíð, kísil og litarefni (kolsvartur fyrir svarta poka og títanhvítur fyrir hvíta poka). Nýjar reglur hafa vakið áhuga á endurunnu-efni frá neytendum (PCR). Reglugerð um umbúðir og umbúðaúrgang setur endurvinnslumarkmið um 35 prósent fyrir plastumbúðir fyrir árið 2030. Þetta breytir beint efnisvali og meðhöndlun véla.

Sorppokagerðarvél verður að geta lagað sig að mismunandi flæðiseiginleikum PCR blanda. Í samanburði við nýja plastefnið hefur endurunnið pólýetýlen breiðari mólþungasvið og meiri bræðsluflæðisbreytileika. Þetta hefur í för með sér minni filmuþykkt og fleiri hlaupagnir. Þetta eru blettir af óbræddum plastefnisflekkum sem geta valdið þéttingarvandamálum. Breytingar á vélinni fela í sér örlítið hærra innsiglishitastig um + 5-10 gráður. Lengri stöðvunartími, um +0.05 sekúndur, er einnig innifalinn. Þeir þurfa að skoða blöðin oftar til að takast á við slípiefni í PCR filmum.


Gæðaeftirlit og prófun

Fullbúinn pakki er háður hefðbundinni skoðun til að prófa frammistöðu hans. Lykilpróf eru meðal annars:

Fallpróf (ASTM D5276). Þyngd poki féll úr ákveðinni hæð. Þetta líkir eftir áhrifum þess að vera hent í ruslafötu eða ruslakörfu. Stjörnu-laga poki lifir venjulega fall upp á milli 1,2 og 1,5 metra með 5 kg þyngd. Undir sama álagi mun flata-pakkningin bila við 0,8–1,0 m.

Innsigli styrkur (ASTMF88). Þetta er afhýðingarpróf á botnþéttingunni. Það mælir kraftinn sem þarf til að rjúfa innsiglið. Lágmarks ásættanlegt gildi fyrir heimilisplastpoka er 5 N/25 mm. Verðmæti þungra verktakapakka er 12 N/25 mm.

Gatþol (ASTM D4833). Þetta mælir kraftinn sem þarf til að gata filmuna með keilu. Það líkir eftir snertingu við skarpan úrgang. Dæmigert gildi fyrir 15 – 25 μm LDPE filmu voru 5-15 N.

Alþjóðaviðskiptamiðstöðin (ITC) er sameiginleg stofnun Sameinuðu þjóðanna og Alþjóðaviðskiptastofnunarinnar. ITC hefur sett þessar prófunaraðferðir inn í tæknilega innkaupahandbók sína fyrir úrgangsstjórnun. Þessar leiðbeiningar eru aðgengilegar kaupendum borgarinnar og stofnana. Þetta tryggir að vél-töskur uppfylli frammistöðustaðla samnings fyrir sendingu.

Niðurstaða

Sorppokagerðarvél er fjölþrepa umbreytingarkerfi.- Meginhlutverk þess er að búa til samfellda pólýetýlenfilmu í lokaða, götótta og sára poka. Þetta starf veltur á nákvæmri samhæfingu spennu sem fellur út, hrukkum, hitaþéttingum, gataskurði og krullingu rúmfræðilegra forma. Frammistaða vélarinnar er ekki aðeins mæld með hraða framleiðslu, staðalstillingin er venjulega 150–250 lotur á mínútu. Það er einnig hægt að mæla með styrkleika töskunnar sem gerðar eru. Þessi styrkur fer eftir einsleitni hitastigs innsiglisins, skerpu blaðsins, götunardýpt og dreifingu álags um innsiglismynstrið. Með nýju reglunum munu breytir skipta yfir í endurvinnanlegar filmur, úrgangsflokkunarkerfi munu krefjast fleiri tegunda af pokum og hæfni véla til að meðhöndla mismunandi efni á meðan viðhalda þéttingu og skurðgæðum mun hafa aukin áhrif á framleiðsluverðmæti þeirra

Heimildir

• European Association of Plastics Recycling and Recovery Organizations (EPRO).Evrópsk plastendurvinnslumarkaðstölfræði og efnisflæðisgreining.
• ASTM International.ASTM D1709 - staðlaðar prófunaraðferðir fyrir höggþol plastfilmu með Free-Falling Dart-aðferðinni.
• Félag plastverkfræðinga (SPE).Tæknileg tilvísun um polyolefin filmuvinnsluogRáðstefnurit ANTEC - Rúmfræði innsigla og hleðsluárangur í úrgangspokum.
• TAPPI umbreytingardeild.Tæknilegar leiðbeiningar fyrir sveigjanlega kvikmyndaumbreytingu.
• Umhverfisverndarstofnun Bandaríkjanna (EPA).Rannsóknir á einkennum fastsúrgangs sveitarfélaga - Pökkun og gámagreining.
• ISO 11607-2:2019.Umbúðir fyrir endanlega sótthreinsuð lækningatæki - Hluti 2: Löggildingarkröfur fyrir mótunar-, lokunar- og samsetningarferli.
• Wiley -Journal of Applied Polymer Science- Blaðbrún rúmfræði og skurðgæði í pólýetýlenfilmu.
• INDA - Association of the Nonwoven Fabrics Industry.Tæknilegir staðlar fyrir sveigjanlega kvikmyndavindingu og kjarnastjórnun.
• Edison Welding Institute (EWI).Ultrasonic Bonding of Polyethylene Film Joints - Styrkleika- og orkugeturannsóknir.
• Efnastofnun Evrópu (ECHA).REACH reglugerð - Aukaefnavöktun fyrir pólýólefínfilmusamsetningar.
• ASTM International.ASTM D5276 - staðalprófunaraðferð fyrir fallpróf á hlaðnum gámum; ASTM F88 - staðalprófunaraðferð fyrir innsigli styrkleika sveigjanlegra hindrunarefna; ASTM D4833 - stöðluð prófunaraðferð fyrir þol jarðtextíls gegn gati.
• Alþjóðaviðskiptamiðstöðin (ITC) / WTO.Tæknilegar innkaupaleiðbeiningar fyrir úrgangsstjórnun.