Kağıt Hasır Makinaları Nasıl Çalışır?

Kağıt pipet yapma makineleri kurutma makinelerinden çok daha karmaşık bir şekilde çalışır. Ama nasıl olduğunu anlamak Kağıt İçme Enayi Yapma Makinesiçalışmalar ekipman alıcılarına ve şekerleme mühendislerine yardımcı olabilir. Ayrıca sürdürülebilir ambalaj tedarik zincirlerini seçen her operasyon yöneticisine yardımcı olur. Bu nedenle makinenin teknik detayları pipetin sağlamlığını, gıda güvenliği kurallarını ve her pipetin maliyetini belirler.

Bu Cihaz Kategorisi Şimdi Neden Önemli?

Kağıt samanı üretim ekipmanına yönelik talebi artıran düzenleyici değişiklikler iyi belgelenmiştir. Üye ülkelerde Temmuz 2021'de yürürlüğe giren, tek-plastiklere ilişkin 2019/904 sayılı AB Direktifi, yasaklanmış tek-plastik ürünler arasında pipetleri açıkça içermektedir. Direktif kağıt alternatiflerini kısıtlamamaktadır ve uygulanmasından bu yana geçen yıllarda Kanada, Birleşik Krallık, Avustralya, Tayvan ve birkaç Güneydoğu Asya yargı bölgesi ilgili kısıtlamaları benimsemiş veya geliştirmiştir (EUR-Lex, 2021).

Sonuç olarak, kağıt pipet üreticileri, geleneksel ambalaj üretim alanlarında ve daha önce plastik enjeksiyon kalıplama operasyonlarından saman tedarikini dışarıdan sağlayan tüketici ürünleri şirketlerinin üretim tesislerinde dağıtımlarını hızla genişletiyor. Peki nasıl bir şey olduğunu anlamakKağıt İçme Enayi Yapma Makinesiişler yalnızca teknik bir merak değil, işle-ilgili bir konudur.

İçindekiler: Gıda-Sınıfı Kahverengi Kağıt

Bu Cihaz Şimdi Neden Önemli?

Kağıt pipetlere olan talebi yönlendiren kurallar açıktır. Tek-plastiklere ilişkin 2019/904 sayılı AB Direktifi Temmuz 2021'de yürürlüğe girdi. Plastik pipetleri yasaklıyor. Ama kağıdı yasaklamıyor. O zamandan beri benzer kurallar Kanada, Birleşik Krallık, Avustralya, Tayvan ve Güneydoğu Asya'nın bazı bölgelerinde uygulamaya konulmuştur (EUR-Lex, 2021).

Sonuç olarak, giderek daha fazla fabrika artık kağıt pipet kullanıyor. Fabrikalar eski paketleme bölgeleri ve tüketim malları şirketleri gibi yeni yerlerde bulunuyor. Daha önce firmalar plastik pipetleri başka fabrikalardan satın alıyordu. Bu nedenle nasıl bir şey olduğunu anlamakKağıt İçme Enayi Yapma Makinesiçalışmalar sadece eğlence amaçlı değil, işletmeler için de oldukça faydalı olabilir.

Aşama 1: Kağıt Dilme ve Bant Hazırlama

Çoğu makine ilk önce ana ruloyu genişliğe sabitlenmiş dar şeritler halinde keser. Kağıt şeridin genişliği ve spiral sarım açısı, bitmiş tüpün kalınlığını ve katman sayısını belirler.

Üç-katmanlı pipetler, standart içecek pipetlerinin en yaygın türüdür. Aynı anda farklı genişliklerde üç kağıt şeridi kullanıyorlar. Buna dar bir astar, daha geniş mukavemetli bir ara katman ve ayrıca dış ambalaj için bir dış ve baskılı tasarım dahildir. Her şerit kendi çözme bobininden gelir ve gerilim-kontrollü bir yoldan şekillendirme bölümüne ulaşır.

Şerit genişliği, sarma açısı ve boru şekli arasındaki bağlantı, temel helis geometrisini takip eder. Genellikle 4 mm ila 8 mm olan sabit bir mandrel çapı için, daha dik bir sarma açısı, her dönüşte daha fazla örtüşme ve aynı şerit genişliği boyunca daha kalın duvarlar oluşturur. Daha sığ bir açı tüpün duvarlarını inceltir ancak aynı uzunluk için daha fazla kağıt gerekir.

Aşama 2: Yapıştırıcı Uygulaması

Her kağıt şeridi şekillendirme mandreline girmeden önce bir tarafa su-bazlı yapıştırıcının uygulandığı bir kaplama istasyonundan geçer. Yapıştırıcının her iki ihtiyacı da karşılaması gerektiğinden bu, prosesin en hassas kimyasal aşamasıdır. Gıda ile teması güvenli olmalı ve pipetlerin sıcak veya soğuk içeceklerde kullanıldığında spiral tabakanın ayrılmasını önlemek için yeterli bağlanma mukavemetini sağlamalıdır.

Geleneksel kağıt tüplerde genellikle polivinil asetat (PVAc) veya nişasta-bazlı yapıştırıcı kullanılır. Kağıt pipetler için yapıştırıcı aynı zamanda ıslak mukavemetlerini de etkileyebilir. Islak mukavemet, pipetlerin sıvıyla uzun süreli temas halinde yumuşamaya ve şekil kaybına karşı direnç gösterme yeteneğini ifade eder. Bazı üreticiler ıslak mukavemeti artırmak için poliamid-epiklorohidrin reçinesi veya floropolimer kaplamalar kullanıyor ancak bu, bilimsel kaygıları artırıyor.

Yayınlanan bir çalışmadaKemosfer2021'de Groffen ve ark. 29 kağıt saman türü de dahil olmak üzere 43 saman ürününü test etti ve çoğu kağıt saman örneğinde perfloroalkil maddeler (PFAS) buldu. PFAS, çevrede uzun süre kalabilen ve insan sağlığını etkileyebilen,-insan yapımı kimyasallardır. Araştırmacılara göre PFAS, kağıt üretiminde kullanılan florlu ıslak-mukavemet katkılarından veya florlu yüzey işlemlerinden geldi. Çalışmalar, tüm malzemeler ve yapıştırıcılar dikkatlice test edilip onaylanmadıkça, kağıt pipetlerin kimyasal güvenlik açısından plastikten otomatik olarak daha güvenli olmadığını göstermiştir. Pek çok güvenilir üretici artık PFAS{10}}içermeyen yapıştırıcılar kullanıyor ve tedarikçilerin ham maddelerde florlu kimyasalların kullanılmadığını doğrulamasını talep ediyor.

Tutkal uygulayıcısı genellikle hassas bir silindir veya oluklu kalıp sistemini benimser. Makine, yapıştırıcının kalınlığını ve viskozitesini kontrol ederek, şekillendirme sırasında spiral üst üste binme kenarlarından çok fazla yapıştırıcı sızmadan, tüm şerit genişliği boyunca ince bir tabakanın eşit şekilde yayılmasını sağlar.

Aşama 3: Şekillendirme Mandrellerinde Spiral Sarma

Kağıt İçme Pipeti Yapma Makinesinin ana kısmı spiral sarma istasyonudur. Bu bölümde, yapışkan-kaplı kağıt şeritler, sabit bir paslanmaz çelik şekillendirme mandrelinin etrafına spiral şeklinde sarılır. Mandrelin dış çapı pipetin iç çapını belirler. Mandrelin hassasiyet toleransı ±0,05 mm'dir, dolayısıyla saman deliğinin boyutu aynı kalır.

Sarma sistemi, mandrelin etrafına sabit bir sarma açısıyla yerleştirilmiş birkaç şekillendirme silindiri kullanır. Yapışkan-kaplı kağıt şerit ileri doğru hareket ettiğinde, silindir bunu adım adım mandrele ve üst katmana doğru bastırır. Bu işlem spiraller oluşturur ve kağıt katmanlarını birbirine bağlar. Silindirden gelen basınç aynı zamanda yapıştırıcıyı kağıt liflerinin içine doğru iterek katmanların birbirine sıkı bir şekilde yapışmasını sağlar.

Mandrel dönmüyor. Yeni kağıt arka tarafa sarılmaya devam ederken kağıt tüpü mandrel boyunca ileri doğru hareket eder. Bu sürekli hareket makinenin çalışmasını sağlar. Bitmiş tüp mandrelin ucundan ayrılır ve kesme bölümüne girer.

Sarma hızı, dakika başına sürekli tüp metre cinsinden ölçülür. Endüstriyel makineler genellikle 60-150 m/dak hızla çalışır. Son saman verimi kesimin uzunluğuna bağlıdır. Örneğin makine 100 m/dk hızla çalışıyorsa ve 210 mm uzunluktaki sapları kesiyorsa, kesme limitleri ve reddedilen ürünler hesaplanmadan önce makine dakikada yaklaşık 476 payet üretebilir.

Aşama 4: Kurutma ve Yapışkan Kürleme

Spiral kağıt tüpler şekillendikten sonra mandrelden ayrılır ve kurutma tünelinden geçer. Tünellerde kızılötesi (IR) ısıtma veya sıcak-hava konveksiyon sistemi kullanılabilir. Görevleri, yapıştırıcının katılaşmasını hızlandırmak ve tüp kesme bölümüne girmeden önce su-bazlı yapıştırıcıdaki fazla nemi uzaklaştırmaktır.

Yapıştırıcı kesmeden önce tamamen katılaşmazsa iki yaygın sorun ortaya çıkar. Sorunlardan biri, kesme kuvvetinin ıslak kağıt katmanlarını ayırdığı kesme kenarındaki katmanların ayrılmasıdır. Diğer bir sorun ise pipetlerin içecek içinde uzun süre kalması durumunda katmanlarının ayrılmasıdır.

Yüksek-hızlı makineler için kurutma tünelinin uzunluğu ve sıcaklık ayarı çok önemlidir. Sıcaklık çok düşükse veya ısıtma süresi çok kısaysa yapıştırıcı düzgün şekilde katılaşmayacaktır. Isıtma sıcaklığı çok yüksekse veya ısıtma süresi çok uzunsa kağıt lifleri zarar görecek ve bitmiş saman gücünü kaybedecektir.

5. Aşama: Servo-Paletli Kesim

Kurutma tünelinden gelen sürekli kağıt tüp, yüksek hassasiyetle tek payetler halinde kesilmelidir. Modern makineler kesme bölümünde servo-izlemeli uçan kesici kullanır. Kesme sistemi kesme anında boru ile aynı hızda hareket eder. Kesimden sonra bıçak bir sonraki döngünün başlangıç ​​konumuna hareket eder. Bu yöntem, makinenin boru hareketini durdurmadan temiz ve düz bir çizgide kesme yapmasına olanak tanır.

Kesme uzunluğu, tüm makine hareketlerini yöneten PLC (programlanabilir mantık denetleyicisi) tarafından kontrol edilir. PLC kontrolü altında operatör, yazılım ayarlarını yaparak pipetin uzunluğunu değiştirebilir. Mekanik parçaları veya kamları değiştirmeye gerek yoktur. Üretim sırasında, iyi-bakımlı bir servo kesme sistemi genellikle kesme doğruluğunu ±0,5 mm dahilinde tutar.

Kesim sonrasında konveyör sistemi bitmiş kamışları toplayarak sayma, bağlama ve paketleme bölümlerine gönderir. Bu aşamadaki sensörler, pipetin uzunluğunun ve çapının yanlış olup olmadığını veya gözle görülür yüzey kusurlarının olup olmadığını kontrol edebilir. Arızalı pipetler son paketlemeden önce çıkarılır.

Aşama 6: Kalite Doğrulaması ve Gıda Güvenliği Uyumluluğu

Kağıt İçme Pipeti Yapma Makinesi, bir gıda paketleme fabrikasında çalışıyor. Tek başına işe yaramaz. Gıda güvenliği yönetim sistemi altında çalışmak zorundadır. ISO 22000:2018, kağıt pipet gibi gıdayla temas eden malzemeler üreten şirketler için tehlike analizine yönelik temel kuralları ve ön koşulları sağlar (ISO, 2018).

Pratikte bu şu anlama gelir:

Kağıt şeritlere temas eden tüm parçalar paslanmaz çelikten veya gıda-güvenli plastikten yapılmıştır.

Kağıt yolunun yakınındaki mekanik parçalara yönelik yağlayıcılar gıdada kullanılabilir-ve NSF/ANSI 61 H1 standartlarını veya benzer standartları karşılar.

Temizleme yöntemleri, paslanmaz çelik parçaları aşındırmadan kiri ve kalıntıları tamamen gidererek gelecekteki üretimi etkiler.

İzlenebilirlik kayıtları, bitmiş saman partilerini ilgili kağıt rulosu parti numaralarına ve yapışkan parti kodlarına bağlar.

Bitmiş kağıt pipetlerinin fiziksel testleri genellikle Gutiérrez ve diğerleri tarafından geliştirilen yöntemler kullanılarak yapılır. (BioResources Enstitüsü, NC Eyalet Üniversitesi, 2019). Çalışma, kağıt pipetlerin içmeye maruz kalma koşulları altındaki performansını test etti. Testler arasında sıkıştırma direnci, kesici uçta çekme mukavemeti ve uzun süre sıvıya batırılma yer aldı.

Araştırmalar, kağıt pipetlerin soğuk suda yaklaşık 60 dakika boyunca normal gücünü koruyabildiğini göstermiştir. Sıcak içeceklerde ve gazlı içeceklerde pipetler daha çabuk zayıflar. Bu sonuçlar makinenin kurulumunu doğrudan etkiler. Kafeler veya sıcak içecekler için pipet üreten şirketler genellikle daha kalın kağıt ve daha fazla sarma katmanı tercih ediyor. Soğuk içecek pipetleri üreten şirketler genellikle daha düşük kağıt gramajı ve daha az ambalaj katmanı kullanır.

Çevresel Bağlam: Kağıt Pipetlerin Gerçek Konumu

Kağıt pipetlerinin ve bunları üreten makinelerin çevresel faydaları basit değildir. Bir süreç yaşam döngüsü çalışması (LCA) (MDPI, 2021) kağıt pipetleri, PLA plastik pipetleri ve yaygın plastik pipetleri karşılaştırdı. Çalışma, kağıt pipetlerinin okyanusta daha kolay ayrıştığını ancak üretimlerinin daha fazla enerji tükettiğini ortaya çıkardı. Bunun nedeni kağıdın hidroenerji ile hamur haline getirilmesi ve kurutulması gerektiğidir. Dergide 2023 yılında yayınlanan bir çalışmaTemiz Üretimaynısını buldum. Kağıt pipetlerin çevreye verdiği zarar ya azalacak ya da artacaktır, dolayısıyla "daha iyi" diye bir genelleme yapılamaz.

Çalışmalar ayrıca kağıt pipetlerinin endüstriyel kompostta ayrıştığını da göstermiştir. Bu genellikle EN 13432 veya ASTM D6400 gibi kriterlere göre 60 ila 90 gün sürer. Plastik pipetler gibi denizde kalmıyorlar.

Özet: Sekiz Adım, Sürekli Bir Süreç

Kağıt İçme Pipeti Yapma Makinesinin tüm çalışma süreci sekiz entegre aşamaya ayrılmıştır:

Her aşama PLC tarafından kontrol edilmektedir. Bağlantı ve kontrol için kağıt besleme hızını, tutkal miktarını, sarma hızını, kuruma sıcaklığını, kesme süresini bir sistem olarak bağlar.

Sistemi anlamak önemlidir. Operatörlerin normal hızda çalışmasına ve iyi çıktı elde etmesine yardımcı olur. Ayrıca operatörlerin, kağıt gerginliğinde sıcaklığa bağlı değişiklikler, tutkal kalınlığı, bıçak aşınması vb. gibi sorunları ürünün kalitesini etkilemeden önce erken tespit etmelerine yardımcı olur.

Referanslar

1. Avrupa Komisyonu. (2021). *Belirli plastiklerin çevresel etkilerinin azaltılmasına ilişkin Direktif (AB) 2019/904*. EUR-Lex.
2. ABD Federal Düzenlemelerin Elektronik Kodu. (2024). *21 CFR § 176.170 - Sulu ve yağlı gıdalarla temas eden kağıt ve karton bileşenleri*. eCFR.
3. Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA). (2024). *Gıdayla temas eden malzemeler: Çerçeve Yönetmeliği (EC) No. 1935/2004*. Parma: EFSA.
4. Groffen, T. ve ark. (2021). Bardağı taşıran son damla: ticari bitkilerden yapılan pipetlerdeki perfloroalkil ve polifloroalkil maddelerin özellikleri.Kemosfer.
5. Gutiérrez, TJ ve diğerleri. (2019). Kağıt ve plastik pipetlerin değerlendirilmesi: özellikler ve test zorlukları.BiyoKaynaklar, 14(4), 
6. Uluslararası Standardizasyon Örgütü. (2018). *ISO 22000:2018 - Gıda Güvenliği Yönetim Sistemleri: Gıda Zincirindeki Tüm Kuruluşlar için Gereksinimler*. Cenevre: Uluslararası Standardizasyon Örgütü.
7. Vo, TTQ ve ark. (2021). Biyoplastik ve kağıt pipetlerin yaşam döngüsü değerlendirmesinin karşılaştırmalı bir çalışması.Süreçler, 9(6), 1007. MDPI.
8. ScienceDirect. (2023). Plastik saman ikamelerinin çok boyutlu çevresel etki değerlendirmesi.Temiz Üretim Dergisi, ScienceDirect aracılığıyla.
9. Kağıt pipetlerinin hidrolik stabilitesi, mekanik esnekliği ve biyolojik parçalanması. (2024).Karbonhidrat Polimerleri, ScienceDirect.
10. NSF Uluslararası / ANSI. (2022). *NSF/ANSI 61: İçme Suyu Sistemi Bileşenleri -- Sağlık Etkileri*. Ann Arbor, MI: NSF. (Gıda sınıfı yağlayıcı H1 sınıflandırma çerçevesi için referans alınmıştır)
11. ASTM Uluslararası. (2019).ASTM D6400: Belediye veya Endüstriyel Tesislerde Aerobik Olarak Kompostlaştırılmak Üzere Tasarlanan Plastiklerin Etiketlenmesine İlişkin Standart Şartname. Batı Conshohocken, Pensilvanya: ASTM.