เครื่องรีดแผ่น CPET: คู่มือทางวิศวกรรมสำหรับการผลิตถาดอบในเตาอบ

ก เครื่องอัดรีดแผ่น CPET เป็นแกนหลักของโรงงานผลิตถาด PET ที่ตกผลึกสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารสำเร็จรูป ต่างจากสายการผลิต PET อสัณฐานมาตรฐาน อุปกรณ์นี้จะต้องขับเคลื่อนการตกผลึกแบบควบคุมในสายการผลิต เพื่อให้แผ่นสำเร็จรูปสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 220 องศาเซลเซียส ในเตาอบธรรมดาและเตาอบไมโครเวฟ ที่ JWELL เราใช้เวลากว่าสองทศวรรษในการสร้างและอัปเกรดสายการผลิตเหล่านี้สำหรับผู้แปรรูปบรรจุภัณฑ์อาหารในกว่าสามสิบประเทศ คู่มือนี้ครอบคลุมถึงสิ่งสำคัญเมื่อระบุและทดสอบการใช้งานสายการผลิตสำหรับการผลิตถาดแบบใช้เตาอบได้

เครื่องอัดรีดแผ่น CPET คืออะไร?

เครื่องอัดรีดแผ่น CPET จะนำเม็ดพลาสติก PET ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นชิปเกรดขวดบริสุทธิ์หรือรีไซเคิลที่มีความหนืดภายในประมาณ 0.80 ถึง 0.84 เดซิลิตร/กรัม มาละลาย สร้างเป็นแผ่นเรียบ จากนั้นให้ความร้อนกับแผ่นนั้น เพื่อให้โซ่โพลีเมอร์จัดเรียงใหม่เป็นโครงสร้างผลึก เป้าหมายความเป็นผลึกอยู่ระหว่าง 30 ถึง 45 เปอร์เซ็นต์ ด้านล่างถาดจะเสียรูปในเตาอบ ด้านบนแผ่นจะเปราะและแตกหักระหว่างการเทอร์โมฟอร์ม

ส่วนหน้าของสายการผลิตไม่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากเครื่องอัดรีดแผ่น PET ทั่วไป คุณยังมีถังอบแห้ง เครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวหรือสกรูคู่ T-die เครื่องรีดแบบสามม้วน และเครื่องหมุน สิ่งที่แยกสาย CPET ออกจากกันคือทุกสิ่งทุกอย่างที่อยู่หลังเครื่องปฏิทิน: เตาอบตกผลึก ส่วนแบ่งเบาบรรเทา และการแบ่งเขตอุณหภูมิที่แน่นหนาที่จะดันโพลีเมอร์ให้ผ่านการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วโดยไม่ปล่อยให้ละลายหรือบิดงออีกครั้ง

หากคุณได้ดำเนินการ เครื่องอัดรีดแผ่นเทอร์โมฟอร์ม ก่อนสามารถจัดการเส้นโค้งการเรียนรู้ได้ ระเบียบวินัยอยู่ในโปรไฟล์การระบายความร้อน ไม่ใช่การตั้งค่าทางกลไก

เหตุใด PET ที่ตกผลึกจึงต้องใช้สายการผลิตเฉพาะ

แผ่น PET อสัณฐาน - ชนิดใสที่ใช้สำหรับบรรจุภัณฑ์แบบฝาพับ - จะอ่อนตัวลงประมาณ 70 องศาเซลเซียส เอาเข้าเตาอบแล้วมันยุบ PET ที่ตกผลึกจะล็อคโซ่ให้เข้าที่ ส่งผลให้อุณหภูมิในการใช้งานจริงเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 200 ถึง 220 องศา นั่นคือความแตกต่างระหว่างถาดที่ละลายเป็นลาซานญ่าของลูกค้ากับถาดที่ออกมาสะอาด

คุณไม่สามารถบรรลุความเป็นผลึกนั้นได้เพียงแค่เปิดแผ่น PET ธรรมดาผ่านเตาอบที่ร้อนกว่า อัตราการตกผลึกของ PET จะช้าที่อุณหภูมิห้องและจะสูงสุดในหน้าต่างแคบระหว่าง 140 ถึง 190 องศา เคลื่อนที่ผ่านหน้าต่างนั้นเร็วเกินไปและความเป็นผลึกยังต่ำ ปล่อยทิ้งไว้นานเกินไปและแผ่นกระดาษจะเกาะติดกับลูกกลิ้งหรือทำให้เกิดหมอกควัน เส้นที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะจะควบคุมเวลาที่อยู่ในหน้าต่างนั้นภายในไม่กี่วินาที

ผ้ารีไซเคิลจะเพิ่มรอยยับอีกครั้ง rPET ตกผลึกเร็วกว่าเรซินบริสุทธิ์ เนื่องจากโอลิโกเมอร์ที่ตกค้างทำหน้าที่เป็นจุดที่เกิดนิวเคลียส เส้นที่ปรับแต่งสำหรับชิปบริสุทธิ์ 100 เปอร์เซ็นต์จะตกผลึกมากเกินไปเมื่อคุณเปลี่ยนไปใช้ส่วนผสม 50/50 กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ JWELL มีการตั้งค่าโซนเตาอบที่ปรับได้และอัตราส่วนความเร็วของสายพาน เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถเปลี่ยนสูตรโดยไม่ต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์

ส่วนประกอบหลักของเครื่องอัดรีดแผ่น CPET

แบ่งบรรทัดออกเป็นบล็อคการทำงาน:

ระบบอบแห้งเรซิน PET ดูดความชื้นได้ ความชื้นที่สูงกว่า 50 ppm ทำให้เกิดการย่อยสลายของไฮโดรไลติกในระหว่างการอัดขึ้นรูป ซึ่งจะทำให้ IV ตกและทำลายความแข็งแรงเชิงกล JWELL จับคู่เครื่องอบแห้งแบบฮอปเปอร์แบบลดความชื้นกับวงจรอากาศแบบวงปิด โดยคงเรซินไว้ที่ 150 ถึง 170 องศาเป็นเวลาสี่ถึงหกชั่วโมง จุดน้ำค้างควรอ่านได้ต่ำกว่าลบ 40 องศา

เครื่องอัดรีด กลุ่มผลิตภัณฑ์ CPET ส่วนใหญ่ใช้เครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวที่มีอัตราส่วน L/D อยู่ที่ 30:1 หรือ 33:1 ส่วนสูบจ่ายที่มีแรงเฉือนต่ำจะหลีกเลี่ยงไม่ให้วัสดุหลอมร้อนเกินไป ในขณะที่โซนผสมจะทำให้มาสเตอร์แบทช์สีหรือสารสร้างนิวเคลียสเป็นเนื้อเดียวกัน รุ่นสกรูคู่รองรับการลับคมหนักหรือการผสมแบบอินไลน์ แต่มีต้นทุนสูงกว่าและยากต่อการปรับสมดุลทางความร้อน

ปฏิทินแบบ T-die และแบบสามม้วน ช่องว่างปากตายกำหนดเกจแผ่น สำหรับถาดอบขนาด 600 ไมครอน โดยทั่วไปคุณจะพ่นออกที่ 650 ถึง 700 ไมครอน เพื่อพิจารณาการยืดตัวระหว่างการเทอร์โมฟอร์ม ม้วนปฏิทินจะทำงานที่อุณหภูมิ 40 ถึง 60 องศา — จงใจเย็น — ดังนั้นแผ่นงานจึงออกมาไม่มีรูปร่างและโปร่งใส การตกผลึกจะเกิดขึ้นในภายหลัง

เตาตกผลึก. นี่คือหัวใจของเส้น แผ่นดังกล่าวจะผ่านเตาอบอินฟราเรดหรือเตาอบลมร้อนหลายโซน โดยปีนผ่านหน้าต่างการตกผลึก 140 ถึง 190 องศา ความเร็วของสายพานและอุณหภูมิโซนเป็นตัวแปรสองตัวที่ผู้ปฏิบัติงานปรับแต่งมากที่สุด เตาอบ JWELL ใช้ช่องทำความร้อนด้านบนและด้านล่างที่ควบคุมอย่างอิสระ ดังนั้นแผ่นจึงตกผลึกอย่างสม่ำเสมอโดยไม่ม้วนงอ

การแบ่งเบาบรรเทาและการหมุน หลังจากอบแล้ว แผ่นจะร้อน เข้ม และกึ่งแข็ง ม้วนแบ่งเบาบรรเทาจะนำมันกลับไปที่อุณหภูมิในการจัดการ และเครื่องม้วนจะม้วนมันลงบนแกนสำหรับโรงงานเทอร์โมฟอร์ม

สารนิวคลีเอตติ้งและจลนพลศาสตร์ของการตกผลึก

ทิ้งไว้ตามลำพัง PET จะตกผลึกอย่างช้าๆ สารสร้างนิวเคลียสจะเร่งกระบวนการให้เร็วขึ้นโดยให้โซ่โพลีเมอร์มีพื้นผิวเพื่อจัดระเบียบรอบๆ ตัวเลือกทั่วไป ได้แก่ โซเดียมเบนโซเอต แป้งโรยตัว และมาสเตอร์แบทช์ที่ใช้ไอโอโนเมอร์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งมีปริมาณ 0.2 ถึง 1.0 เปอร์เซ็นต์

ข้อเสียคือความชัดเจนกับความเร็ว สารก่อนิวเคลียสที่มากขึ้นหมายถึงการตกผลึกเร็วขึ้นและปริมาณงานของเตาอบที่สูงขึ้น แต่ยังเพิ่มหมอกควันอีกด้วย สำหรับถาดสีดำ ซึ่งเป็นสีหลักในบรรจุภัณฑ์พร้อมรับประทาน หมอกควันนั้นไม่เกี่ยวข้อง สำหรับถาดสีเหลืองอำพันหรือสีขาวที่มีไว้สำหรับการขายปลีกระดับพรีเมียม คุณอาจต้องลดภาระของสารก่อนิวเคลียสและทำให้สายการผลิตช้าลง

ความชื้นโดยรอบ ความแปรผันของล็อตเรซิน และอัตราส่วนการผสม rPET ล้วนเปลี่ยนกราฟการตกผลึกตลอดทั้งปี สายการผลิตที่มีความสามารถช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานมีหน้าต่างเตาอบที่กว้างพอที่จะชดเชยโดยไม่ต้องหยุดการผลิต

บรรลุการต้านทานความร้อนและประสิทธิภาพการทำงานแบบเตาอบคู่

เตาอบแบบคู่ได้หมายความว่าถาดสำเร็จรูปใช้งานได้ทั้งกับไมโครเวฟและเตาอบแบบใช้ความร้อนทั่วไป ความต้านทานต่อไมโครเวฟเป็นเรื่องเกี่ยวกับความเสถียรของมิติภายใต้ไอน้ำและความร้อนที่พื้นผิว ความต้านทานของเตาอบแบบเดิมนั้นยากกว่า — บังคับลมที่ 200 องศาบวกกับความร้อนแบบกระจาย

ความเป็นผลึกเพียงอย่างเดียวไม่ได้รับประกันประสิทธิภาพการทำงานแบบสองเตาอบได้ ความหนาของผนัง รูปทรงของถาด และการไล่ระดับของผลึกล้วนมีบทบาทสำคัญ แผ่นที่ตกผลึกเฉพาะบนพื้นผิวจะแยกตัวหรือโค้งงอเมื่อแกนกลางอ่อนตัวลง

คำแนะนำกระบวนการของ JWELL — พัฒนาผ่านการทดลองหลายร้อยสายการผลิต — มุ่งเป้าไปที่ความเป็นผลึกที่มีความหนาสม่ำเสมอ เตาอบจะต้องให้ความร้อนแผ่นจากทั้งสองด้านในอัตราที่เท่ากัน โดยมีเวลาพักนานเพียงพอสำหรับการแพร่กระจายความร้อนไปถึงแกนกลาง บนแผ่นหนา 700 ไมครอน การแพร่กระจายจะใช้เวลาประมาณ 8 ถึง 12 วินาทีในโซนพีค

ปริมาณงาน ความกว้างของแผ่นงาน และการบูรณาการขั้นปลาย

ผู้ซื้อส่วนใหญ่ถามคำถามแรกเดียวกัน: กี่กิโลกรัมต่อชั่วโมง? คำตอบขึ้นอยู่กับความกว้างของแผ่น ความหนา และเป้าหมายความเป็นผลึก

โดยทั่วไปแล้ว กลุ่มผลิตภัณฑ์ JWELL ระดับกลางที่มีแม่พิมพ์ขนาด 1200 มม. จะทำงานที่ 500 ถึง 700 กก./ชม. บน CPET สีดำขนาด 600 ถึง 800 ไมครอน เส้นที่กว้างขึ้น — 1500 ถึง 1800 มม. — ดัน 900 ถึง 1200 กก./ชม. แต่ต้องใช้พื้นที่ที่มากขึ้น ความสามารถในการอบแห้งที่มากขึ้น และเตาอบที่กว้างขึ้น

ความกว้างของแผ่นถูกกำหนดโดยเทอร์โมฟอร์มเมอร์ ไม่ใช่เครื่องอัดรีด หากเทอร์โมฟอร์มเมอร์แบบดาวน์สตรีมของคุณใช้แผ่นกว้าง 730 มม. ก็ไม่มีประโยชน์ที่จะซื้อเส้นขนาด 1500 มม. และตัดขอบ เศษเล็มบน CPET นั้นรีไซเคิลในสายการผลิตได้ยากกว่า เนื่องจากความเป็นผลึกของการเจียรนั้นแตกต่างจากเศษบริสุทธิ์

ก เครื่องอัดรีดแผ่นบรรจุภัณฑ์อาหาร ควรบูรณาการเข้ากับเทอร์โมฟอร์มแบบอินไลน์ได้อย่างหมดจด คอนเวอร์เตอร์บางตัวจะพ่นและเทอร์โมฟอร์มบนเส้นต่อเนื่องเส้นเดียว บ้างก็จัดส่งม้วนไปยังโรงงานที่แยกจากกัน วิธีการต่อเนื่องช่วยประหยัดพลังงาน แต่ต้องมีระเบียบวินัยที่เข้มงวดมากขึ้น — แนวเกจจะกลายเป็นถาดคัดแยกในอีก 30 วินาทีต่อมา

ข้อบกพร่องทั่วไปและวิธีการป้องกัน

การดัดผม แผ่นจะยกออกจากสายพานเตาอบหรือม้วนเป็นท่อ สาเหตุ: ความร้อนจากบนลงล่างไม่สม่ำเสมอ แก้ไข: ปรับสมดุลเซ็ตพอยต์ธนาคารฮีตเตอร์ และตรวจสอบหัวฉีดที่อุดตันหรือองค์ประกอบ IR ที่ล้มเหลว

หมอกหรือบานสีขาว สาเหตุ: การตกผลึกมากเกินไปหรือมีสารก่อนิวเคลียสมากเกินไป แก้ไข: ลดเวลาพักเตาอบหรือลดขนาดยาลง 0.1 ถึง 0.2 เปอร์เซ็นต์

การเปลี่ยนแปลงเกจ สาเหตุ: แนวปากของดายไม่ตรงหรือการบดเคี้ยวที่ไม่สอดคล้องกัน แก้ไข: ปรับระดับแม่พิมพ์ใหม่และรักษาอัตราส่วนการบดให้คงที่

ฟองอากาศหรือเส้นสีเงิน สาเหตุ: ความชื้นในเรซินหรือการกักเก็บอากาศ แก้ไข: ตรวจสอบจุดน้ำค้าง เวลาในการทำให้แห้ง และประสิทธิภาพการระบายอากาศ จุดน้ำค้างที่ลอยจากลบ 45 ถึงลบ 30 องศา จะเกิดฟองอากาศภายในหนึ่งชั่วโมง

การวางแผนการลงทุนและ ROI สำหรับผู้ผลิตถาด

กลุ่มผลิตภัณฑ์เครื่องอัดรีดแผ่น CPET ที่สมบูรณ์ — การอบแห้ง การอัดรีด แม่พิมพ์ เครื่องรีด เตาอบตกผลึก การอบคืนตัว และการม้วน — โดยทั่วไปจะมีค่าใช้จ่ายระหว่าง 1.2 ล้านถึง 2.8 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ขึ้นอยู่กับความกว้าง ปริมาณงาน และระดับระบบอัตโนมัติ เพิ่ม 15 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์สำหรับการติดตั้งและการว่าจ้าง

การคืนทุนขึ้นอยู่กับตัวเลข 3 ตัว ได้แก่ ต้นทุนเรซิน เวลาในการผลิต และราคาขายต่อกิโลกรัมของถาดสำเร็จรูป ถาด CPET สีดำขายได้ดีกว่าฝาพับ PET ที่ไม่มีรูปร่างเนื่องจากประสิทธิภาพในการอบ คอนเวอร์เตอร์ที่ใช้สายการผลิตเดี่ยวขนาด 700 กก./ชม. ที่เวลาทำงาน 85 เปอร์เซ็นต์ในสามกะสามารถผลิตแผ่นงานได้ประมาณ 4,900 ตันต่อปี เมื่อเทียบกับอัตรากำไรขั้นต้นโดยทั่วไปที่ 15 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์สำหรับถาดสำเร็จรูป สายการผลิตส่วนใหญ่จะคืนทุนใน 18 ถึง 36 เดือน

โดยที่ผู้ซื้อเสียเงินไม่ได้อยู่ที่ราคาเครื่อง โดยเป็นการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนจากความล้มเหลวขององค์ประกอบของเตาอบ ความแปรผันของเกจที่บังคับให้ต้องตัดแต่ง และการสูญเสียเรซินระหว่างการเปลี่ยนสูตร JWELL จัดการเรื่องนี้ผ่านการควบคุมเตาอบแบบแบ่งส่วน การสแกนเกจอัตโนมัติ และคลังสูตรอาหารที่ให้ผู้ปฏิบัติงานสลับระหว่างผลิตภัณฑ์สีดำ สีเหลืองอำพัน และผลิตภัณฑ์ผสม rPET ได้ภายใน 20 นาที

เมื่อความเป็นผลึกเคลื่อนไป คุณต้องมีวิศวกรที่สามารถอ่านเทอร์โมแกรม DSC ได้ ไม่ใช่แค่ช่างเครื่องเท่านั้น JWELL สนับสนุนทุกสายการผลิตด้วยการสนับสนุนกระบวนการจากระยะไกลและวิศวกรทดสอบการใช้งานถึงสถานที่ซึ่งเข้าใจการผลิตแผ่นบรรจุภัณฑ์อาหาร

คำถามที่พบบ่อย

ฉันสามารถรัน CPET และ PET อสัณฐานในบรรทัดเดียวกันได้หรือไม่

ใช่มีข้อแม้ คุณเลี่ยงผ่านเตาอบตกผลึกสำหรับแผ่นอสัณฐานและปรับอุณหภูมิปฏิทินให้สูงขึ้น สายการผลิตจะต้องได้รับการออกแบบให้มีสายพานลำเลียงแบบบายพาสของเตาอบตั้งแต่เริ่มต้น การติดตั้งเพิ่มเติมในภายหลังมีราคาแพง

เรซินควรมีความหนืดที่แท้จริงเท่าใด

ตั้งเป้าไว้ที่ 0.80 ถึง 0.84 dL/g สำหรับชิปบริสุทธิ์ ต่ำกว่า 0.78 ถาดจะสูญเสียความแข็งแรงจากการตกหล่น การทำแห้งและการอัดขึ้นรูปจะลดลง IV 0.02 ถึง 0.04 ดังนั้นให้เริ่มต้นที่ใกล้ระดับบนสุดของช่วง

ฉันสามารถใช้ rPET ได้มากแค่ไหน?

ลูกค้าของ JWELL ส่วนใหญ่ใช้งาน rPET 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ในเลเยอร์หลักของโครงสร้าง A/B/A เกินกว่าร้อยละ 70 คุณอาจเห็นการตกผลึกและความเปราะบางเร็วขึ้น ทดสอบแหล่ง rPET แต่ละแหล่งก่อนดำเนินการกะเต็ม

ความยาวเตาอบโดยทั่วไปคือเท่าไร?

สำหรับแผ่นขนาด 600 ไมครอนที่ 500 กก./ชม. คาดว่าจะต้องใช้เตาอบตกผลึกที่ความสูง 6 ถึง 9 เมตร ปริมาณงานที่สูงขึ้นหรือแผ่นหนาขึ้นต้องใช้ 10 ถึง 14 เมตร

ฉันจำเป็นต้องมีห้องคลีนรูมหรือไม่?

ไม่ใช่ห้องปลอดเชื้อเต็มรูปแบบ แต่โซนการปนเปื้อนที่มีการควบคุมรอบๆ แม่พิมพ์และคาเลนเดอร์ถือเป็นแนวปฏิบัติมาตรฐาน ถาด CPET สัมผัสกับอาหาร และแผ่นสีดำซ่อนสิ่งแปลกปลอม JWELL นำเสนอกล่องหุ้มแม่พิมพ์แรงดันบวกเป็นตัวเลือก

การว่าจ้างใช้เวลานานเท่าใด?

ตั้งแต่การทำความร้อนครั้งแรกไปจนถึงแผ่นแรกที่ขายได้ โดยทั่วไปจะใช้เวลาสี่ถึงแปดสัปดาห์ การพัฒนาสูตรการตกผลึกเป็นขั้นตอนที่ยาวที่สุด — ใช้เวลาอย่างน้อยสองสัปดาห์ต่อเกรดผลิตภัณฑ์หลัก