A CPET levha ekstrüzyon makinesi, hazır yemek paketleme için kristalize PET tepsiler üreten herhangi bir tesisin omurgasıdır. Standart amorf PET hatlarının aksine, bu ekipmanın, bitmiş tabakanın geleneksel fırınlarda ve mikrodalga fırınlarda 220 santigrat dereceye kadar olan sıcaklıklara dayanabilmesi için hat içi kontrollü kristalizasyon sağlaması gerekir. JWELL olarak, otuzdan fazla ülkedeki gıda ambalajı dönüştürücüleri için bu hatları inşa etmek ve geliştirmek için yirmi yılı aşkın bir süre harcadık. Bu kılavuz, fırınlanabilir tepsi üretimi için bir hattı belirlerken ve devreye alırken önemli olan hususları kapsar.
CPET Levha Ekstrüzyon Makinesi Nedir?
Bir CPET levha ekstrüzyon makinesi, PET reçinesini (tipik olarak 0,80 ila 0,84 dL/g civarında içsel viskoziteye sahip, işlenmemiş veya geri dönüştürülmüş şişe kalitesinde bir çip) alır, onu eritir, düz bir levha oluşturur ve ardından polimer zincirlerinin kristal bir yapıya yeniden düzenlenmesi için bu tabakaya ısıl işlem uygular. Kristallik hedefi yüzde 30 ila 45 arasındadır. Bunun altında tepsi fırında deforme olur. Üstünde, tabaka ısıyla şekillendirme sırasında kırılganlaşır ve parçalanır.
Hattın ön ucu standart bir PET levha ekstrüzyon makinesinden çok da farklı değil. Hala bir kurutma hunisine, tek vidalı veya çift vidalı bir ekstrüdere, bir T kalıbına, üç silindirli bir kalendere ve bir sarıcıya sahipsiniz. Bir CPET hattını ayıran şey, perdahlamadan sonraki her şeydir: bir kristalizasyon fırını, bir temperleme bölümü ve polimerin yeniden erimesine veya eğrilmesine izin vermeden cam geçişini geçmesine neden olan sıkı sıcaklık bölgeleri.
Eğer ameliyat ettiyseniz Termoform levha ekstrüzyon makinesinden önce öğrenme eğrisi yönetilebilir. Disiplin, mekanik kurulumda değil, termal profilde yaşar.
Kristalize PET Neden Özel Bir Hat Gerektirir?
Kapaklı kaplar için kullanılan şeffaf tür olan amorf PET levha, 70 santigrat derece civarında yumuşar. Fırına koyun ve çöker. Kristalize PET, zincirleri yerine kilitleyerek pratik servis sıcaklığını yaklaşık 200 ila 220 dereceye yükseltir. Müşterinin lazanyasına karışan tepsi ile temiz çıkan tepsi arasındaki fark budur.
Bu kristalliği sıradan PET levhayı daha sıcak bir fırında çalıştırarak elde edemezsiniz. PET'in kristalleşme hızı oda sıcaklığında yavaştır ve 140 ila 190 derece arasındaki dar bir pencerede zirveye ulaşır. Bu pencereden çok hızlı geçerseniz kristallik düşük kalır. Çok uzun süre oyalanırsanız levha silindirlere yapışır veya bulanıklık oluşur. Amaca yönelik olarak inşa edilmiş bir hat, bu pencerede kalma süresini birkaç saniye içinde kontrol eder.
Geri dönüştürülmüş içerik başka bir kırışıklık ekler. rPET, işlenmemiş reçineden daha hızlı kristalleşir çünkü artık oligomerler çekirdeklenme bölgeleri olarak hareket eder. Yüzde 100 işlenmemiş çip için ayarlanmış bir hat, 50/50 karışıma geçtiğinizde aşırı kristalleşecektir. JWELL serileri, ayarlanabilir fırın bölgesi ayar noktaları ve bant hızı oranları içerir; böylece operatörler donanımı değiştirmeden tarifleri değiştirebilir.
CPET Levha Ekstrüzyon Makinesinin Temel Bileşenleri
Çizgiyi fonksiyonel bloklarına ayırmak:
Reçine kurutma sistemi. PET higroskopiktir. 50 ppm'nin üzerindeki nem, ekstrüzyon sırasında hidrolitik bozulmaya neden olur, bu da IV'ü düşürür ve mekanik mukavemeti azaltır. JWELL, reçineyi dört ila altı saat boyunca 150 ila 170 derecede tutan bir nem alma hazneli kurutucuyu kapalı devre hava devresiyle birleştiriyor. Çiy noktası eksi 40 derecenin altında okunmalıdır.
Ekstruder. Çoğu CPET hattında L/D oranı 30:1 veya 33:1 olan tek vidalı ekstruder kullanılır. Düşük kaymalı ölçüm bölümü eriyiğin aşırı ısınmasını önlerken, karıştırma bölgesi renkli ana partiyi veya çekirdekleştirici maddeyi homojenleştirir. Çift vidalı modeller, ağır yeniden taşlama veya hat içi bileşim işlemlerini gerçekleştirir ancak daha maliyetlidir ve termal olarak dengelenmesi daha zordur.
T-kalıp ve üç silindirli takvim. Kalıp dudak boşluğu sac ölçüsünü ayarlar. 600 mikronluk fırınlanabilir bir tepsi için, ısıyla şekillendirme sırasındaki esnemeyi hesaba katmak için genellikle 650 ila 700 mikronda ekstrüzyon yaparsınız. Kalender silindirleri 40 ila 60 derecede (kasıtlı olarak soğuk) çalışır, böylece tabaka amorf ve şeffaf olarak çıkar. Kristalleşme daha sonra gelir.
Kristalizasyon fırını. Bu hattın kalbidir. Levha, çok bölgeli bir kızılötesi veya sıcak hava fırınından geçerek 140 ila 190 derecelik kristalizasyon penceresinden tırmanıyor. Bant hızı ve bölge sıcaklıkları, operatörlerin en çok ayarladığı iki değişkendir. JWELL fırınları bağımsız olarak kontrol edilen üst ve alt ısıtıcı sıralarını kullanır, böylece tabaka kıvrılmadan eşit şekilde kristalleşir.
Temperleme ve sarıcı. Fırından sonra tabaka sıcak, kararmış ve yarı sert hale gelir. Temperleme silindiri onu taşıma sıcaklığına geri getirir ve sarıcı, onu ısıyla şekillendirme tesisi için maçaların üzerine yuvarlar.
Çekirdekleştirici Ajanlar ve Kristalleşme Kinetiği
PET kendi başına bırakıldığında yavaşça kristalleşir. Çekirdekleştirici bir madde, polimer zincirlerine etrafında organize olacak bir yüzey vererek süreci hızlandırır. Yaygın seçenekler arasında sodyum benzoat, talk ve yüzde 0,2 ila 1,0 arasında dozajlanan özel iyonomer bazlı masterbatchler yer alır.
Takas, hıza karşı netliktir. Daha fazla çekirdekleştirici madde, daha hızlı kristalleşme ve daha yüksek fırın verimi anlamına gelir, ancak aynı zamanda bulanıklığı da artırır. Hazır yemek ambalajında baskın renk olan siyah tepsiler için pus önemli değildir. Birinci sınıf perakende satışlara yönelik sarı veya beyaz tepsiler için çekirdekleştirici madde yükünü azaltmanız ve hattı yavaşlatmanız gerekebilir.
Ortam nemi, reçine partisi değişimi ve rPET karışım oranının tümü, yıl boyunca kristalizasyon eğrisini değiştirir. Yetenekli bir hat, operatörlere üretimi durdurmadan telafi edebilecek kadar geniş bir fırın penceresi sağlar.
Çift fırınlanabilirlik, bitmiş tepsinin hem mikrodalgada hem de geleneksel termal fırınlarda çalışabileceği anlamına gelir. Mikrodalga direnci, buhar ve yüzey ısısı altında boyutsal stabilite ile ilgilidir. Geleneksel fırın direnci daha zordur; 200 derecede basınçlı hava artı radyant ısı.
Kristallik tek başına çift fırınlanabilir performansı garanti etmez. Duvar kalınlığı, tepsi geometrisi ve kristallik gradyanlarının tümü bir rol oynar. Yalnızca yüzeyinde kristalleşen bir tabaka, çekirdek yumuşadığında tabakalara ayrılacak veya bükülecektir.
Yüzlerce hat denemesiyle geliştirilen JWELL süreç rehberliği, kalınlık boyunca tekdüze kristalliği hedefler. Fırın, ısıl difüzyonun çekirdeğe ulaşması için yeterince uzun kalma süresiyle, levhayı her iki taraftan eşleştirilmiş oranlarda ısıtmalıdır. 700 mikronluk bir levha üzerinde, zirve bölgesinde difüzyon yaklaşık 8 ila 12 saniye sürer.
Verim, Sayfa Genişliği ve Aşağı Yönde Entegrasyon
Çoğu alıcı aynı ilk soruyu soruyor: saatte kaç kilogram? Cevap sac genişliğine, kalınlığına ve kristallik hedefine bağlıdır.
1200 mm kalıba sahip orta sınıf bir JWELL hattı, genellikle 600 ila 800 mikron siyah CPET üzerinde 500 ila 700 kg/saat hızla çalışır. Daha geniş hatlar (1500 ila 1800 mm) saatte 900 ila 1200 kg'ı zorlar ancak daha büyük bir ayak izi, daha fazla kurutma kapasitesi ve daha geniş bir fırın gerektirir.
Levha genişliği ekstruder tarafından değil termoform cihazı tarafından belirlenir. Aşağı yöndeki termoform makineniz 730 mm genişliğinde levha çalıştırıyorsa, 1500 mm'lik bir hat satın almanın ve kenarları düzeltmenin hiçbir anlamı yoktur. CPET'teki kırpıntı hurdasının hat içinde geri dönüştürülmesi daha zordur çünkü yeniden öğütme kristalliği işlenmemiş talaştan farklıdır.
A gıda ambalajı levha ekstrüzyon makinesi aynı zamanda hat içi termoformlama ile temiz bir şekilde entegre olmalıdır. Bazı dönüştürücüler tek bir sürekli hat üzerinde ekstrüzyon ve ısıyla şekillendirme yapar; diğerleri ruloları ayrı bir tesise gönderiyor. Sürekli yaklaşım enerji tasarrufu sağlar ancak daha sıkı bir disiplin gerektirir; ölçüm çizgisi 30 saniye sonra ret tepsisine dönüşür.
Yaygın Kusurlar ve Bunların Önlenmesi
Kıvırma. Levha fırın bandından kaldırılır veya bir tüpe doğru yuvarlanır. Sebep: yukarıdan aşağıya eşit olmayan ısıtma. Düzeltme: Isıtıcı grubu ayar noktalarını dengeleyin ve tıkalı bir nozul veya arızalı IR elemanı olup olmadığını kontrol edin.
Pus veya beyaz çiçeklenme. Nedeni: aşırı kristalleşme veya aşırı çekirdekleştirici madde. Düzeltme: Fırında kalma süresini kısaltın veya dozu yüzde 0,1 ila 0,2 oranında azaltın.
Gösterge değişimi. Sebep: kalıp dudağının yanlış hizalanması veya tutarsız yeniden taşlama beslemesi. Düzeltme: Kalıbı yeniden hizalayın ve yeniden öğütme oranını sabitleyin.
Kabarcıklar veya gümüş çizgiler. Nedeni: reçinede nem veya hava sürüklenmesi. Düzeltme: Çiy noktası, kuruma süresi ve havalandırma performansını kontrol edin. Eksi 45'ten eksi 30 dereceye kadar bir çiğlenme noktası kayması bir saat içinde kabarcıklar halinde yüzeye çıkacak.
Tepsi Üreticileri için Yatırım Planlaması ve Yatırım Getirisi
Komple bir CPET levha ekstrüzyon makine hattı (kurutma, ekstrüzyon, kalıp, perdahlama, kristalizasyon fırını, temperleme, sarma) genişliğe, üretime ve otomasyon seviyesine bağlı olarak genellikle 1,2 milyon ila 2,8 milyon ABD doları arasında değişir. Kurulum ve devreye alma için yüzde 15 ila 20 ekleyin.
Geri ödeme üç rakama bağlıdır: reçine maliyeti, hattın çalışma süresi ve bitmiş tepsinin kilogramı başına satış fiyatı. Siyah CPET tepsileri, fırınlanabilir performansı nedeniyle amorf PET kapaklılara göre daha yüksek fiyatla satılmaktadır. Üç vardiyada yüzde 85 çalışma süresiyle 700 kg/saatlik tek bir hat çalıştıran dönüştürücüler, yılda yaklaşık 4.900 ton levha üretiyor. Bitmiş tepsilerdeki tipik yüzde 15 ila 25'lik brüt kar marjına karşılık çoğu hat, 18 ila 36 ay içinde geri ödemeye ulaşıyor.
Alıcıların para kaybettiği yer makine fiyatında değildir. Fırın elemanı arızalarından, kesmeyi zorlayan ölçü değişimlerinden ve tarif değişiklikleri sırasındaki reçine israfından kaynaklanan plansız duruşlar nedeniyledir. JWELL, bölümlere ayrılmış fırın kontrolü, otomatik ölçü taraması ve operatörlerin siyah, amber ve rPET karışımlı ürünler arasında 20 dakika içinde geçiş yapmasına olanak tanıyan bir tarif kitaplığı aracılığıyla bu sorunu çözüyor.
Kristallik değiştiğinde, yalnızca bir tamirciye değil, DSC termogramını okuyabilen bir mühendise ihtiyacınız vardır. JWELL, her hattı uzaktan proses desteği ve gıda ambalaj kağıdı üretiminden anlayan yerinde devreye alma mühendisleriyle destekler.
SSS
CPET ve amorf PET'i aynı hatta çalıştırabilir miyim?
Evet, uyarılarla birlikte. Amorf levha için kristalizasyon fırınını atlayıp kalender sıcaklığını yukarı doğru ayarlarsınız. Hat, başlangıçtan itibaren bir fırın bypass konveyörü ile tasarlanmalıdır. Daha sonra yenisini takmak pahalıdır.
Reçinenin içsel viskozitesi ne olmalıdır?
İşlenmemiş çip için 0,80 ila 0,84 dL/g'yi hedefleyin. 0,78'in altında tepsiler düşme darbesine karşı dayanıklılığını kaybeder. Kurutma ve ekstrüzyon IV'ü 0,02'den 0,04'e düşürecektir, bu nedenle aralığın tepesine yakın bir yerden başlayın.
Ne kadar rPET kullanabilirim?
Çoğu JWELL müşterisi, A/B/A yapısının çekirdek katmanında yüzde 30 ila 50 oranında rPET çalıştırır. Yüzde 70'in üzerinde daha hızlı kristalleşme ve kırılganlık görebilirsiniz. Tam vardiyaya başlamadan önce her rPET kaynağını test edin.
Tipik fırın uzunluğu nedir?
500 kg/saatlik 600 mikronluk bir levha için 6 ila 9 metrelik bir kristalizasyon fırını bekleyin. Daha yüksek verim veya daha kalın tabaka 10 ila 14 metre gerektirir.
Temiz odaya ihtiyacım var mı?
Tam bir temiz oda değil, kalıp ve perdah makinesi etrafında kontrollü bir kirlenme bölgesi standart uygulamadır. CPET tepsileri gıdayla temas eder ve siyah tabaka yabancı parçacıkları gizler. JWELL, bir seçenek olarak pozitif basınçlı kalıp muhafazaları sunmaktadır.
Devreye alma ne kadar sürer?
İlk ısıtmadan ilk satılabilir tabakaya kadar, genellikle dört ila sekiz hafta. Kristalizasyon tarifi geliştirme en uzun aşamadır; ana ürün sınıfı başına en az iki hafta bekleyin.
