ΕΝΑ Η γραμμή εξώθησης φύλλων πολλαπλών στρώσεων είναι το βασικό σύστημα παραγωγής πίσω από κάθε δίσκο τροφίμων υψηλού φραγμού, φαρμακευτική συσκευασία blister και θερμοδιαμορφωμένο δοχείο στην αγορά σήμερα. Στην JWELL, έχουμε περάσει δύο δεκαετίες τελειοποιώντας αυτά τα συστήματα συν-εξώθησης για επεξεργαστές που δεν μπορούν να αντέξουν οικονομικά την είσοδο οξυγόνου, την αποκόλληση ή την απόκλιση πάχους σε ταχύτητες γραμμής άνω των 25 μέτρων ανά λεπτό. Αυτός ο οδηγός αναλύει τη μηχανική από τη διάταξη του εξωθητή μέσω του σχεδιασμού μήτρας, της επιστήμης των υλικών και της προμήθειας.
Τι είναι μια Πολυστρωματική Γραμμή Εξώθησης Φύλλων;
Μια πολυστρωματική γραμμή εξώθησης φύλλων συνδυάζει δύο ή περισσότερους εξωθητήρες για να παράγει ένα μόνο φύλλο με διακριτά στρώματα, το καθένα από τα οποία εξυπηρετεί μια συγκεκριμένη μηχανική, οπτική λειτουργία ή λειτουργία φραγμού. Η συν-εξώθηση σάς επιτρέπει να τοποθετήσετε ένα ακριβό φράγμα οξυγόνου στο κέντρο ενώ το προστατεύετε με δομικά δέρματα και στα δύο πρόσωπα. Η γραμμή περιλαμβάνει εξωθητήρες, ένα μπλοκ τροφοδοσίας, μια μήτρα συν-εξώθησης, μια στοίβα καλαντέρ, μετρητή πάχους, επένδυση ακμών και περιέλιξη. Δεν ταιριάζουν με τον δείκτη τήξης μεταξύ του στρώματος δεσίματος και της ρητίνης φραγμού και το φύλλο σας θα διαχωριστεί στον θερμοδιαμορφωτή. Η JWELL κατασκευάζει αυτές τις γραμμές με αποδόσεις από 300 kg/h έως 1.200 kg/h. Ο αποφασιστικός παράγοντας είναι ο έλεγχος της αναλογίας στρώματος.
Πώς λειτουργεί η αρχιτεκτονική Co-Extrusion
Η αρχιτεκτονική μιας πολυστρωματικής γραμμής εξώθησης φύλλων περιστρέφεται γύρω από τη σύγκλιση του ρεύματος τήγματος και την αντιστοίχιση ιξώδους. Κάθε εξωθητής λιώνει και μετράει τη ρητίνη που του έχει ανατεθεί. Αυτά τα τήγματα ταξιδεύουν μέσω θερμαινόμενων σωλήνων σε ένα κεντρικό τμήμα τροφοδοσίας, όπου στοιβάζονται κάθετα πριν εισέλθουν στη μήτρα.
Η πραγματική πρόκληση είναι η σταθερότητα της διεπαφής. Όταν δύο τήγματα πολυμερών συναντώνται, το υλικό χαμηλότερου ιξώδους θέλει να ενθυλακώσει το υλικό υψηλότερου ιξώδους. Σε μια δομή A/B/A τριών στρωμάτων, εάν το στρώμα PP του δέρματος σας είναι πολύ χαμηλό σε ιξώδες σε σχέση με τον πυρήνα σας, το δέρμα τυλίγεται γύρω από τις άκρες, δημιουργώντας «σκύλο-κόκαλο» σε διατομή.
Τα συστήματα ελέγχου γραμμής χρησιμοποιούν αντλίες τήξης σε κάθε εξωθητή για την εξάλειψη των υπερτάσεων. Στην JWELL, ενσωματώνουμε γραναζωτές αντλίες με ανάδραση πίεσης κλειστού βρόχου, επειδή ακόμη και μια απότομη αύξηση 2% στη στρώση EVOH σας μπορεί να δημιουργήσει ένα κενό φραγμού που καταστρέφει έναν ολόκληρο τροχό. Αυτό το επίπεδο ελέγχου διαχωρίζει μια μηχανή φύλλων συν-εξώθησης από τρεις αυτόνομους εξωθητές που μοιράζονται τον ίδιο όροφο.
Barrier Layer and Tie Layer Engineering
Το στρώμα φραγμού είναι ο λόγος που οι περισσότεροι αγοραστές επενδύουν σε μια γραμμή εξώθησης πολυστρωματικών φύλλων. Στις συσκευασίες τροφίμων, ο ρυθμός μετάδοσης οξυγόνου (OTR) αυξάνει τη διάρκεια ζωής. Ένα μονοστρωματικό φύλλο PP μπορεί να μεταδίδει 1.500 cc/m²/ημέρα. Προσθέστε έναν πυρήνα EVOH 20 μικρομέτρων και πέφτετε κάτω από 1 cc/m²/ημέρα. Αυτή είναι η διαφορά ανάμεσα σε ένα φλιτζάνι γιαούρτι επτά ημερών και σε ένα σαράντα πέντε ημερών.
Αλλά το EVOH δεν προσκολλάται στις πολυολεφίνες. Είναι υγροσκοπικό, εύθραυστο και θερμικά ευαίσθητο. Τοποθετήστε το σε σάντουιτς ανάμεσα σε δύο δέρματα PP χωρίς στρώση δεσίματος και το φύλλο θα αποτύχει στον θερμοδιαμορφωτή.
Εκεί μπαίνει η στρώση σύνδεσης. Οι ρητίνες δεσμών είναι κόλλες εμβολιασμένες με μηλεϊνικό ανυδρίτη κατασκευασμένες για να συνδέουν υλικά πολικού φραγμού σε μη πολικά δομικά στρώματα. Σε ένα τυπικό φύλλο A/B/C/B/A πέντε στρώσεων, έχετε δέρμα PP, κόλλα γραβάτας, φράγμα EVOH, κόλλα γραβάτας, δέρμα PP. Το στρώμα δεσίματος είναι συνήθως μόνο 5% έως 10% του συνολικού πάχους, αλλά χωρίς αυτό, το φύλλο σας ξεφλουδίζει τη στιγμή που χτυπά στον θερμοδιαμορφωτή υποβοήθησης βύσματος. Βρίσκουμε ότι η αναλογία δεσίματος 8% έως 12% ανά πλευρά λειτουργεί για τους περισσότερους συνδυασμούς PP/EVOH.
Σχεδιασμός μήτρας ανατροφοδότησης και συν-εξώθησης
Το feedblock είναι ο ελεγκτής κυκλοφορίας. Τα εσωτερικά κανάλια ροής του πρέπει να διανέμουν κάθε ρεύμα τήγματος σε ένα ομοιόμορφο στρώμα με καθαρές, παράλληλες διεπαφές. Το JWELL χρησιμοποιεί αρθρωτά μπλοκ τροφοδοσίας με εναλλάξιμα ένθετα, επιτρέποντας στους επεξεργαστές να αλλάζουν από διαμορφώσεις τριών επιπέδων σε διαμορφώσεις πέντε επιπέδων χωρίς να αντικαταστήσουν ολόκληρο το μπλοκ.
Μέσα στο μπλοκ τροφοδοσίας, τα πτερύγια διαχωρίζουν τα ρεύματα τήξης μέχρι το τελικό σημείο συγχώνευσης. Όσο πιο κοντά στην είσοδο της μήτρας γίνεται η συγχώνευση, τόσο λιγότερος χρόνος χρειάζεται για να διαχυθούν τα τήγματα. Για εφαρμογές φραγμού, σχεδιάζουμε για σύντομο χρόνο παραμονής μετά τη συγχώνευση για να ελαχιστοποιήσουμε τη θερμική αποδόμηση ευαίσθητων ρητινών όπως το EVOH.
Η ίδια η μήτρα συνεξώθησης είναι μια πολλαπλή κρεμάστρας που απλώνει το στρωμένο τήγμα σε όλο το πλάτος του φύλλου. Η προσαρμογή του χείλους της μήτρας είναι κρίσιμης σημασίας. Ακόμη και μια διακύμανση 0,05 mm σε ένα καλούπι 1.200 mm μεταφράζεται σε απόκλιση πάχους που η μέτρηση κατάντη δεν μπορεί να διορθώσει πλήρως. Οι μήτρες JWELL διαθέτουν αυτόματη θερμική ενεργοποίηση μπουλονιών που συνδέεται με σαρωτές προφίλ.
Το μήκος της γης επηρεάζει επίσης την ακεραιότητα του στρώματος. Πολύ κοντό και το λιώσιμο δεν χαλαρώνει πριν βγει. Η υπερβολικά μεγάλη διάρκεια και η θέρμανση με διάτμηση σπρώχνει το EVOH πέρα από το όριο υποβάθμισής του. Το πρότυπό μας είναι μια αναλογία γης προς διάκενο 50:1 για πολυστρωματικές δομές με βάση PP, προσαρμοσμένη προς τα κάτω για ευαίσθητα στη θερμοκρασία φράγματα.
Διαμορφώσεις μηχανής εξώθησης φύλλων πέντε στρωμάτων
Όταν οι επεξεργαστές υπερβαίνουν τα τρία επίπεδα, στοχεύουν επιθετικές απαιτήσεις φραγμού ή περιεχόμενο ανακύκλωσης. ΕΝΑ Η μηχανή εξώθησης φύλλων πέντε στρώσεων προσθέτει πολυπλοκότητα αλλά ανοίγει δυνατότητες που δεν μπορούν να αγγίξουν τα συστήματα τριών στρωμάτων.
Η κλασική δομή πέντε στρωμάτων για συσκευασία γαλακτοκομικών προϊόντων και τροποποιημένης ατμόσφαιρας είναι PP/tie/EVOH/tie/PP. Βλέπουμε επίσης παραλλαγές έξι στρωμάτων για δίσκους κρέατος με βαθιά έλξη, όπου το νάιλον προσθέτει αντίσταση στο τρύπημα. Ορισμένοι επεξεργαστές εκτελούν A/B/C/B/A με ένα στρώμα επανατριβής στον πυρήνα, που πλαισιώνεται από παρθένο δέρμα και στρώματα δεσμών, συν ένα λεπτό φράγμα EVOH. Αυτό τους επιτρέπει να καταναλώνουν τα άκρα χωρίς να εκθέτουν το ανακυκλωμένο υλικό στην επιφάνεια επαφής του προϊόντος.
Από την άποψη του μηχανήματος, μια γραμμή πέντε στρωμάτων χρειάζεται πέντε εξωθητήρες ή τέσσερις εάν εξυπηρετεί και τα δύο στρώματα σύνδεσης μέσω ενός διαχωρισμένου ρεύματος. Συνιστούμε αποκλειστικούς εξωθητήρες για κάθε ρητίνη επειδή ο καθαρισμός είναι πιο γρήγορος και αποφεύγετε τη διασταυρούμενη μόλυνση. Οι αντλίες γραναζιών σε κάθε εξωθητή γίνονται αδιαπραγμάτευτες σε αυτόν τον αριθμό στρώσεων. Η ζώνη θερμοκρασίας ρολού ημερολογίου έχει επίσης σημασία. φύλλα πέντε στρώσεων με λεπτούς πυρήνες φραγμού ψύχονται ανομοιόμορφα, δημιουργώντας εσωτερική πίεση και κατσαρά. Καθορίζουμε τις διαφορικές θερμοκρασίες ρολού και μερικές φορές την υπέρυθρη προψύξη για την εξισορρόπηση του προφίλ θερμότητας.
Εφαρμογές μηχανήματος διέλασης φύλλου φραγμού
Οι μηχανές διέλασης φύλλων φραγμού εξυπηρετούν αγορές όπου η διάρκεια ζωής και η προστασία του προϊόντος επιβάλλουν κορυφαίες τιμές. Κυριαρχούν οι συσκευασίες τροφίμων: φλιτζάνια γαλακτοκομικών, δίσκοι κρέατος, μπανιέρες μαργαρίνης και βάσεις για έτοιμα γεύματα. Το φύλλο πρέπει να μπλοκάρει το οξυγόνο, να διατηρεί την υγρασία, να αντιστέκεται στο λίπος και να επιβιώνει στην επιθετική θερμοδιαμόρφωση χωρίς λευκά σημάδια τάσης ή παραβίαση φραγμού.
Οι φαρμακευτικές συσκευασίες blister είναι μια άλλη εφαρμογή υψηλού πονταρίσματος. Μια πολυστρωματική γραμμή εξώθησης φύλλων που παράγει δομές APET/EVOH ή PVC/PVDC πρέπει να λειτουργεί σε συνθήκες καθαρού δωματίου με επικυρωμένες παραμέτρους διαδικασίας. Οποιαδήποτε τρύπα στο EVOH αποτελεί κίνδυνο παρτίδας.
Οι βιομηχανικές και καλλυντικές εφαρμογές αυξάνονται. Οι δεξαμενές καυσίμου χρησιμοποιούν πολυστρωματικό συνεξωθημένο φύλλο ως μια ελαφρύτερη εναλλακτική λύση στα εξαρτήματα που έχουν χυτευθεί με εμφύσηση. το στρώμα φραγμού αποτρέπει τη διείσδυση υδρογονανθράκων ενώ τα δομικά δέρματα χειρίζονται την κρούση. Τα βάζα κρέμας και οι δίσκοι ορού χρειάζονται φράγμα οξυγόνου για τη διατήρηση των ενεργών συστατικών, καθώς και γυαλιστερή αισθητική που η μονοστρωματική PP δεν μπορεί να επιτύχει. Ένα συνεξωθημένο φύλλο με δέρμα PETG και πυρήνα EVOH παρέχει και τα δύο.
Επιλογή υλικού: Από PP/PS έως EVOH
Η επιλογή ρητινών για μια γραμμή εξώθησης πολυστρωματικών φύλλων είναι μια διαπραγμάτευση μεταξύ της απόδοσης φραγμού, της δυνατότητας επεξεργασίας και του κόστους. Το πολυπροπυλένιο παραμένει η βάση για τα δομικά στρώματα. Είναι φθηνό, σκληρό και θερμομορφοποιείται καλά. Αλλά το PP έχει φτωχό φράγμα οξυγόνου, επομένως χρειάζεται EVOH ή PVDC στον πυρήνα για ευαίσθητα προϊόντα.
Το πολυστυρένιο, ειδικά οι ποιότητες υψηλής πρόσκρουσης, εξακολουθεί να εμφανίζεται σε δοχεία γαλακτοκομικών προϊόντων και αλλαντικών λόγω ακαμψίας και δυνατότητας εκτύπωσης. Το HIPS/EVOH/HIPS είναι μια κοινή δομή τριών στρωμάτων για τα καπάκια γιαουρτιού. Το PS είναι πιο εύκολο στην επεξεργασία από το PP σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, κάτι που βοηθάει εάν το στρώμα φραγμού σας είναι θερμικά ευαίσθητο.
Το EVOH είναι το χρυσό πρότυπο για το φράγμα οξυγόνου. Η Kuraray EVAL και η Nippon Gohsei Soarnol είναι οι κύριοι προμηθευτές. Η σύλληψη είναι η ευαισθησία στην υγρασία. Το ξηρό EVOH σε 0% σχετική υγρασία έχει OTR κάτω από 0,5 cc·mm/m²·day·atm. Σε 85% υγρασία, που πηδά κατά μια τάξη μεγέθους. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το EVOH είναι πάντα θαμμένο μέσα σε ένα δέρμα ανθεκτικό στην υγρασία. Σε αγορές με υψηλή υγρασία, μερικές φορές καθορίζουμε εξωτερικές επιφάνειες PA6 με εσωτερικό πυρήνα EVOH ή συμβουλεύουμε τους επεξεργαστές να αποθηκεύουν το φύλλο σε κλιματιζόμενα περιβάλλοντα πριν από τη θερμοδιαμόρφωση.
Οι ρητίνες δεσίματος πρέπει να ταιριάζουν με την πολικότητα των παρακείμενων στρωμάτων. Για το PP/EVOH, το PP που έχει εμβολιαστεί με μηλεϊνικό ανυδρίτη λειτουργεί. Για το PET/EVOH, χρειάζεστε διαφορετική χημεία, συχνά με βάση το αιθυλένιο με εποξειδική λειτουργικότητα. Η χρήση λανθασμένης ρητίνης σύνδεσης είναι σαν να χρησιμοποιείτε λάθος ράβδο συγκόλλησης: η άρθρωση φαίνεται ωραία μέχρι να ασκηθεί πίεση.
Το ανακυκλωμένο περιεχόμενο καθορίζεται όλο και περισσότερο από τους ιδιοκτήτες επωνυμίας. Η μεταβιομηχανική επανατρίχωση από την επένδυση άκρων είναι απλή για επαναφορά σε στρώμα χωρίς επαφή. Η ανακυκλωμένη ρητίνη μετά την κατανάλωση είναι πιο σκληρή επειδή η μόλυνση και η IV υποβάθμιση επηρεάζουν την πρόσφυση της στρώσης. Συνεργαζόμαστε με επεξεργαστές για να χαρακτηρίσουμε τις ροές PCR και να τις τοποθετήσουμε σε βασικά στρώματα όπου η αισθητική έχει μικρότερη σημασία.
Τι πρέπει να αξιολογήσετε όταν αγοράζετε μια μηχανή φύλλων Co Extrusion
Η αγορά μιας μηχανής φύλλων συνδιέλασης κλειδώνει το εργοστάσιό σας σε ένα παράθυρο διεργασίας για δεκαπέντε χρόνια ή περισσότερα. Η τιμή ανά μέτρο είναι λάθος μέτρηση. Δείτε το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας, την ακρίβεια ελέγχου στρώσης και την εμπειρία του προμηθευτή με τον συνδυασμό ρητίνης σας.
Ξεκινήστε με την ακρίβεια αναλογίας στρώσης. Ζητήστε τεκμηριωμένα δεδομένα απόκλισης σε μια περίοδο παραγωγής. Ένα καλό σύστημα συγκρατεί κάθε στρώμα εντός ±3% του πάχους του στόχου. Εξετάστε το μπλοκ ανατροφοδότησης: είναι αρθρωτό; Μπορείτε να έχετε πρόσβαση στα πτερύγια ροής για καθαρισμό χωρίς να αποσυναρμολογήσετε ολόκληρο το μπλοκ; Οι ρητίνες EVOH και δεσμών υποβαθμίζονται σε στάσιμες γωνίες. Ένα feedblock με νεκρά σημεία είναι ένας εφιάλτης συντήρησης.
Ο σχεδιασμός του καλουπιού είναι εξίσου σημαντικός. Ρωτήστε σχετικά με τη μέθοδο προσαρμογής του χείλους, τον χρόνο απόκρισης του θερμικού μπουλονιού και το μέγιστο πλάτος λειτουργίας σε σχέση με τις ανάγκες σας. Εάν αγοράσετε μια μήτρα 1.000 mm και σκοπεύετε να την επεκτείνετε στα 1.400 mm αργότερα, μπορεί να χρειαστείτε μια εντελώς νέα στοίβα μήτρας και καλαθιού.
Μην παραβλέπετε τη στοίβα του ημερολογίου. Η διάμετρος του ρολού, το υλικό και ο έλεγχος θερμοκρασίας καθορίζουν την ομοιομορφία της γυαλάδας και του πάχους της επιφάνειας. Για το φύλλο φραγμού, συνιστούμε επιχρωμιωμένα ρολά με έλεγχο μεμονωμένης ζώνης στους ±1°C. Το κενό μεταξύ των δύο κορυφαίων κυλίνδρων πρέπει να ρυθμίζεται με ακρίβεια μικρομέτρου, επειδή αυτό το διάκενο κοπής καθορίζει το τελικό μετρητή φύλλου.
Τέλος, επιμείνετε στην εκπαίδευση και την τεκμηρίωση. Μια γραμμή εξώθησης πολυστρωματικών φύλλων είναι τόσο καλή όσο ο χειριστής που την εκτελεί. Το JWELL περιλαμβάνει επίβλεψη εκκίνησης, ανάπτυξη συνταγών και πιστοποίηση χειριστή, επειδή έχουμε δει πάρα πολλές γραμμές να έχουν χαμηλή απόδοση απλώς και μόνο επειδή το πλήρωμα δεν έμαθε ποτέ να εξισορροπεί τις εξόδους του εξωθητή με τα σημεία ρύθμισης της αντλίας τήξης.
FAQ
Ποιο είναι το ελάχιστο πάχος στρώσης για το EVOH σε ένα πολυστρωματικό φύλλο;
Στις περισσότερες συσκευασίες τροφίμων, 15 έως 25 μικρόμετρα παρέχουν επαρκή φραγμό οξυγόνου. Το Thinner κινδυνεύει με τρύπες κατά τη θερμοδιαμόρφωση. Παχύτερο από 40 μικρόμετρα σπάνια βελτιώνει το φράγμα αναλογικά επειδή το EVOH είναι ευαίσθητο στην υγρασία.
Μπορώ να εκτελέσω μια σειρά πολλαπλών στρώσεων με ανακυκλωμένο υλικό;
Ναι, αλλά η τοποθέτηση έχει σημασία. Το μεταβιομηχανικό regrind μπορεί να τοποθετηθεί σε ένα κεντρικό δομικό στρώμα, που διαχωρίζεται από την επαφή του προϊόντος με παρθένα δέρματα και το στρώμα φραγμού σας. Η ρητίνη μετά την κατανάλωση απαιτεί προσεκτικά προσόντα.
Σε τι διαφέρει ένα μπλοκ ανατροφοδότησης από ένα καλούπι πολλαπλών πολλαπλών;
Ένα μπλοκ τροφοδοσίας συγχωνεύει ροές τήγματος σε μια στρωματοποιημένη στοίβα πριν εισέλθει σε μια μήτρα μονής πολλαπλής. Μια μήτρα πολλαπλών πολλαπλών έχει χωριστά κανάλια που συγχωνεύονται μόνο στα χείλη της μήτρας. Τα feedblocks είναι απλούστερα και φθηνότερα. Για τα περισσότερα φύλλα PP/EVOH, ένα μπλοκ τροφοδοσίας είναι η σωστή επιλογή.
Τι προκαλεί την αποκόλληση σε συνεξωθημένο φύλλο;
Μη συμβατή ρητίνη σύνδεσης, ανεπαρκές πάχος στρώσης σύνδεσης ή υπερβολική διατμητική τάση κατά τη θερμοδιαμόρφωση. Εάν το στρώμα γραβάτας σας είναι σωστό και εξακολουθεί να αποτυγχάνει, ελέγξτε τη θερμοκρασία του φύλλου πριν το σχηματίσετε.
Πόσο διαρκεί μια τυπική γραμμή εξώθησης πολυστρωματικών φύλλων;
Με σωστή συντήρηση, η μηχανική κατασκευή διαρκεί είκοσι έως είκοσι πέντε χρόνια. Οι κάννες και οι βίδες του εξωθητήρα φθείρονται πιο γρήγορα, συνήθως δέκα έως δεκαπέντε χρόνια. Η JWELL χρησιμοποιεί αναβαθμίσιμες αρχιτεκτονικές PLC. Σχεδιάστε την ανακαίνιση βίδας κάθε οκτώ έως δέκα χρόνια εάν χρησιμοποιείτε PP με πλήρωση ορυκτών.
