ماشین اکستروژن ورق CPET: راهنمای مهندسی برای تولید سینی قابل فر

الف دستگاه اکستروژن ورق CPET ستون فقرات هر کارخانه ای است که سینی های PET متبلور را برای بسته بندی غذای آماده تولید می کند. برخلاف خطوط استاندارد آمورف PET، این تجهیزات باید کریستالیزاسیون کنترل شده را در خط انجام دهد تا ورق تمام شده در دمای 220 درجه سانتیگراد در اجاق های معمولی و مایکروویو زنده بماند. در JWELL، ما بیش از دو دهه را صرف ساخت و ارتقای این خطوط برای مبدل های بسته بندی مواد غذایی در بیش از سی کشور کرده ایم. این راهنما مواردی را که هنگام مشخص کردن و راه اندازی خط تولید سینی قابل فر اهمیت دارد را پوشش می دهد.

ماشین اکستروژن ورق CPET چیست؟

یک دستگاه اکستروژن ورق CPET رزین PET را می گیرد - معمولاً یک تراشه بطری بکر یا بازیافتی با ویسکوزیته ذاتی در حدود 0.80 تا 0.84 دسی لیتر بر گرم - آن را ذوب می کند، یک ورقه مسطح را تشکیل می دهد و سپس آن ورق را تحت عملیات حرارتی قرار می دهد تا زنجیره های پلیمری ساختار خطی را مجدداً به شکل c مرتب کنند. هدف کریستالینیتی بین 30 تا 45 درصد قرار دارد. در زیر آن، سینی در فر تغییر شکل می دهد. در بالای آن، ورق در طول ترموفرمینگ شکننده شده و خرد می شود.

قسمت جلویی خط تفاوت اساسی با دستگاه استاندارد اکستروژن ورق PET ندارد. شما هنوز یک قیف خشک کن، یک اکسترودر تک پیچ یا دو پیچ، یک T-die، یک تقویم سه رول و یک سیم پیچ دارید. چیزی که یک خط CPET را از هم جدا می کند همه چیز بعد از تقویم است: یک کوره کریستالیزاسیون، یک بخش حرارت دهی، و منطقه بندی دمایی محکم که پلیمر را از مرحله انتقال شیشه ای خود عبور می دهد بدون اینکه اجازه دهد دوباره ذوب شود یا تاب بخورد.

اگر الف را عمل کرده اید ترموفرمینگ ورق اکستروژن قبل از، منحنی یادگیری قابل مدیریت است. این رشته در مشخصات حرارتی زندگی می کند، نه تنظیمات مکانیکی.

چرا PET متبلور به یک خط اختصاصی نیاز دارد؟

ورق PET آمورف - نوع شفافی که برای ظروف تاشو استفاده می شود - در حدود 70 درجه سانتیگراد نرم می شود. آن را در فر قرار دهید و در هم می ریزد. PET متبلور زنجیر را در جای خود قفل می کند و دمای سرویس عملی را تا حدود 200 تا 220 درجه افزایش می دهد. این تفاوت بین سینی ای است که در لازانیا مشتری ذوب می شود و سینی که تمیز بیرون می آید.

شما نمی توانید به سادگی با عبور دادن ورق PET معمولی در یک اجاق گرمتر به آن بلورینگی دست پیدا کنید. سرعت تبلور PET در دمای اتاق آهسته است و در یک پنجره باریک بین 140 تا 190 درجه به اوج خود می رسد. از طریق آن پنجره خیلی سریع حرکت کنید و کریستالیته آن کم می ماند. خیلی طولانی بمانید و ورق به غلتک ها می چسبد یا مه ایجاد می کند. یک خط هدفمند زمان اقامت در آن پنجره را در عرض چند ثانیه کنترل می کند.

محتوای بازیافتی چین و چروک دیگری را اضافه می کند. rPET سریعتر از رزین بکر متبلور می شود زیرا الیگومرهای باقیمانده به عنوان مکان های هسته ای عمل می کنند. وقتی به ترکیب 50/50 بروید، خطی که برای تراشه 100 درصد بکر تنظیم شده است، بیش از حد متبلور می شود. خطوط JWELL شامل نقاط تنظیم منطقه فر و نسبت سرعت تسمه قابل تنظیم است تا اپراتورها بتوانند دستور العمل ها را بدون تغییر سخت افزار تغییر دهند.

اجزای اصلی یک ماشین اکستروژن ورق CPET

شکستن خط به بلوک های عملکردی آن:

سیستم خشک کردن رزین PET رطوبت سنجی است. رطوبت بالاتر از 50 ppm باعث تخریب هیدرولیتیک در حین اکستروژن می شود که IV را کاهش می دهد و استحکام مکانیکی را از بین می برد. JWELL یک خشک کن قیف رطوبت گیر را با یک مدار هوای حلقه بسته جفت می کند و رزین را در دمای 150 تا 170 درجه به مدت چهار تا شش ساعت نگه می دارد. نقطه شبنم باید زیر منفی 40 درجه باشد.

اکسترودر. اکثر خطوط CPET از یک اکسترودر تک پیچ با نسبت L/D 30:1 یا 33:1 استفاده می کنند. یک بخش اندازه گیری با برش کم از گرم شدن بیش از حد مذاب جلوگیری می کند، در حالی که یک منطقه اختلاط مستربچ رنگ یا عامل هسته زا را همگن می کند. انواع دو مارپیچ با سنگ زنی سنگین یا ترکیب درون خطی کار می کنند، اما هزینه بیشتری دارند و از نظر حرارتی متعادل تر می شوند.

تقویم تی دای و سه رول. دای lip gap گیج ورق را تنظیم می کند. برای یک سینی 600 میکرونی قابل فر، معمولاً 650 تا 700 میکرون اکسترود می‌کنید تا کشش را در طول ترموفرمینگ محاسبه کنید. رول های کلندر در دمای 40 تا 60 درجه کار می کنند - عمداً خنک - بنابراین ورق بی شکل و شفاف خارج می شود. تبلور بعداً می آید.

کوره کریستالیزاسیون. این قلب خط است. ورق از یک کوره مادون قرمز یا هوای گرم چند ناحیه ای عبور می کند و از پنجره تبلور 140 تا 190 درجه بالا می رود. سرعت تسمه و دمای منطقه دو متغیری هستند که اپراتورها بیشتر به آن دست می زنند. اجاق‌های JWELL از بانک‌های گرمکن بالا و پایین به‌طور مستقلی استفاده می‌کنند تا ورق به‌طور یکنواخت بدون پیچ‌خوردگی متبلور شود.

معتدل و بادگیر. بعد از فر، ورق داغ، تیره و نیمه سفت شد. یک رول تمپرینگ آن را به دمای کار برمی گرداند و سیم پیچ آن را روی هسته های کارخانه ترموفرمینگ می چرخاند.

عوامل هسته زا و سینتیک کریستالیزاسیون

تنها ماندن، PET به آرامی متبلور می شود. یک عامل هسته‌زا با دادن سطحی به زنجیره‌های پلیمری برای سازماندهی در اطراف فرآیند را سرعت می‌بخشد. انتخاب های رایج شامل بنزوات سدیم، تالک و مستربچ های اختصاصی مبتنی بر آینومر با دوز 0.2 تا 1.0 درصد است.

مبادله وضوح در مقابل سرعت است. عامل هسته‌زای بیشتر به معنای تبلور سریع‌تر و توان عملیاتی بالاتر فر است، اما باعث افزایش مه نیز می‌شود. برای سینی‌های سیاه - رنگ غالب در بسته‌بندی غذای آماده - تیرگی بی‌اهمیت است. برای سینی‌های کهربایی یا سفید که برای خرده‌فروشی ممتاز در نظر گرفته شده‌اند، ممکن است لازم باشد بار عامل هسته‌زا را کاهش دهید و خط را کاهش دهید.

رطوبت محیط، تنوع مقدار رزین و نسبت ترکیب rPET همگی منحنی کریستالیزاسیون را در طول سال تغییر می دهند. یک خط توانمند به اپراتورها یک پنجره فر به اندازه کافی عریض می دهد تا بدون توقف تولید، آن را جبران کنند.

دستیابی به مقاومت در برابر حرارت و عملکرد دوگانه قابل اجاق گاز

قابلیت فر دوگانه به این معنی است که سینی تمام شده هم در مایکروویو و هم در اجاق های حرارتی معمولی کار می کند. مقاومت مایکروویو در مورد پایداری ابعادی تحت بخار و حرارت سطح است. مقاومت معمولی کوره سخت تر است - هوای اجباری در 200 درجه به علاوه گرمای تابشی.

کریستالینیتی به تنهایی عملکرد دوگانه قابل فر را تضمین نمی کند. ضخامت دیوار، هندسه سینی و شیب بلورینگی همگی نقش دارند. ورقه ای که فقط روی سطح متبلور شده باشد، وقتی هسته نرم شود، لایه لایه شده یا کمانش می شود.

هدایت فرآیند JWELL - که از طریق صدها آزمایش خطی ایجاد شده است - بلورینگی یکنواخت از طریق ضخامت را هدف قرار می دهد. کوره باید ورق را از هر دو طرف با سرعت های مشابه گرم کند، با زمان ماندگاری کافی برای رسیدن انتشار حرارتی به هسته. در یک ورق 700 میکرون، انتشار در منطقه اوج تقریباً 8 تا 12 ثانیه طول می کشد.

توان عملیاتی، عرض برگه، و ادغام پایین دست

اکثر خریداران همان سوال اول را می پرسند: چند کیلوگرم در ساعت؟ پاسخ به عرض ورق، ضخامت و هدف کریستالی بستگی دارد.

یک خط میان رده JWELL با قالب 1200 میلی متری معمولاً 500 تا 700 کیلوگرم در ساعت روی CPET سیاه 600 تا 800 میکرون کار می کند. خطوط پهن تر - 1500 تا 1800 میلی متر - 900 تا 1200 کیلوگرم در ساعت را فشار می دهند، اما نیاز به ردپای بزرگتر، ظرفیت خشک کردن بیشتر و اجاق وسیع تری دارند.

عرض ورق توسط ترموفرمر دیکته می شود نه اکسترودر. اگر ترموفرمر پایین دست شما ورقی به عرض 730 میلی متر دارد، خرید یک خط 1500 میلی متری و کوتاه کردن لبه ها فایده ای ندارد. بازیافت ضایعات در CPET در خط سخت تر است زیرا کریستالینی بودن دوباره آسیاب با تراشه بکر متفاوت است.

الف دستگاه اکستروژن ورق بسته بندی مواد غذایی نیز باید به طور تمیز با ترموفرمینگ درون خطی ادغام شود. برخی از مبدل ها بر روی یک خط پیوسته اکسترود و ترموفرم می شوند. دیگران رول ها را به کارخانه جداگانه می فرستند. رویکرد پیوسته باعث صرفه جویی در انرژی می شود، اما نظم و انضباط سخت تری را می طلبد - یک رگه سنج 30 ثانیه بعد به سینی رد تبدیل می شود.

نقص های رایج و راه های پیشگیری از آنها

حلقه زدن. ورق کمربند فر را بلند می کند یا به شکل لوله در می آید. علت: گرمایش ناهموار از بالا به پایین. رفع: نقاط تنظیم بانک بخاری را متعادل کنید و نازل مسدود شده یا عنصر IR خراب را بررسی کنید.

مه یا شکوفه سفید. علت: تبلور بیش از حد یا عامل هسته زایی بیش از حد. رفع: زمان ماندن در فر را کاهش دهید یا دوز را 0.1 تا 0.2 درصد کاهش دهید.

تنوع سنج. علت: ناهماهنگی لبه‌ها یا تغذیه ناهماهنگ با چرخش مجدد. رفع: قالب را دوباره تراز کنید و نسبت دوباره آسیاب را تثبیت کنید.

حباب یا رگه های نقره ای. علت: رطوبت در رزین یا حباب هوا. رفع: نقطه شبنم، زمان خشک شدن و عملکرد هواکش را بررسی کنید. یک جابجایی نقطه شبنم از منفی 45 به منفی 30 درجه به صورت حباب در عرض یک ساعت ظاهر می شود.

برنامه ریزی سرمایه گذاری و بازگشت سرمایه برای تولیدکنندگان سینی

خط کامل دستگاه اکستروژن ورق CPET - خشک کردن، اکستروژن، قالب، کلندر، کوره کریستالیزاسیون، تمپرینگ، سیم پیچی - معمولاً بسته به عرض، توان عملیاتی و سطح اتوماسیون بین 1.2 تا 2.8 میلیون دلار کار می کند. برای نصب و راه اندازی 15 تا 20 درصد اضافه کنید.

بازپرداخت به سه عدد بستگی دارد: هزینه رزین، زمان آماده سازی خط و قیمت فروش به ازای هر کیلوگرم سینی تمام شده. سینی‌های CPET سیاه نسبت به صدف‌های پت آمورف بی‌شکل به دلیل عملکرد قابل فر کردن، با قیمت‌های بالاتری به فروش می‌رسند. مبدل هایی که یک خط 700 کیلوگرم در ساعت را با 85 درصد زمان کار در سه شیفت کار می کنند، تقریباً 4900 تن ورق در سال تولید می کنند. در مقابل حاشیه ناخالص معمولی 15 تا 25 درصد در سینی های تمام شده، بیشتر خطوط در 18 تا 36 ماه بازپرداخت می شوند.

جایی که خریداران پول خود را از دست می دهند به قیمت دستگاه بستگی ندارد. در زمان خرابی برنامه ریزی نشده ناشی از خرابی عناصر فر، تغییرات گیج که باعث پیرایش می شود و ضایعات رزین در طول تغییر دستور پخت است. JWELL این مشکل را از طریق کنترل تقسیم‌بندی فر، اسکن گیج خودکار، و یک کتابخانه دستور العمل انجام می‌دهد که به اپراتورها اجازه می‌دهد ظرف 20 دقیقه بین محصولات سیاه، کهربایی و ترکیبی rPET جابجا شوند.

وقتی کریستالینیتی تغییر می کند، به مهندس نیاز دارید که بتواند ترموگرام DSC را بخواند، نه فقط یک مکانیک. JWELL از هر خطی با پشتیبانی فرآیند از راه دور و مهندسین راه اندازی در محل پشتیبانی می کند که تولید ورق بسته بندی مواد غذایی را درک می کنند.

سوالات متداول

آیا می توانم CPET و PET آمورف را در یک خط اجرا کنم؟

بله، با احتیاط. شما کوره کریستالیزاسیون را برای ورق بی شکل دور می زنید و دمای تقویم را به سمت بالا تنظیم می کنید. خط باید از ابتدا با نوار نقاله بای پس فر طراحی شود. مقاوم سازی یکی بعداً گران است.

ویسکوزیته ذاتی رزین باید چقدر باشد؟

0.80 تا 0.84 dL/g را برای چیپ ویرجین در نظر بگیرید. زیر 0.78 سینی ها مقاومت در برابر ضربه را از دست می دهند. خشک کردن و اکستروژن IV 0.02 تا 0.04 کاهش می یابد، بنابراین از نزدیک به بالای محدوده شروع کنید.

چه مقدار rPET می توانم استفاده کنم؟

اکثر مشتریان JWELL 30 تا 50 درصد rPET را در لایه اصلی ساختار A/B/A اجرا می کنند. در بالای 70 درصد ممکن است تبلور سریعتر و شکنندگی را مشاهده کنید. هر منبع rPET را قبل از انجام یک شیفت کامل تست کنید.

طول معمولی فر چقدر است؟

برای یک ورق 600 میکرون با سرعت 500 کیلوگرم در ساعت، یک کوره کریستالیزاسیون 6 تا 9 متری را انتظار دارید. توان عملیاتی بیشتر یا ورق ضخیم تر به 10 تا 14 متر نیاز دارد.

آیا به اتاق تمیز نیاز دارم؟

یک اتاق تمیز کامل نیست، اما یک منطقه با آلودگی کنترل شده در اطراف قالب و تقویم یک روش استاندارد است. سینی های CPET با غذا تماس می گیرند و ورقه سیاه ذرات خارجی را پنهان می کند. JWELL محفظه های قالب با فشار مثبت را به عنوان یک گزینه ارائه می دهد.

راه اندازی چقدر طول می کشد؟

از اولین گرم کردن تا اولین ورق قابل فروش، معمولاً چهار تا هشت هفته. توسعه دستور کریستالیزاسیون طولانی ترین مرحله است - حداقل دو هفته برای هر درجه محصول اصلی زمان بگذارید.