La màquina de fabricació de bosses biodegradables és una línia de producció d'envasos basada en polímers biodegradables. Aquests inclouen àcid polilàctic (PLA), tereftalat de polibutil (PBAT), succinat de polibutilè (PBS), barreges de midó i polihidroxà (PHA). Es diferencia d'un fabricant de bosses estàndard perquè els seus sistemes principals requereixen un control més precís.
El disseny mecànic bàsic és similar. Utilitza una màquina de bobinar, un sistema de segellat, un sistema de tall i un sistema d'apilament. La principal diferència és el control d'aquests sistemes. Les pel·lícules biodegradables es segellen a temperatures que oscil·len entre els 20 i els 30 graus centígrads. Les membranes de PE poden superar els 50 graus. El segell ha de mantenir la temperatura dins de + -1 graus. El corró de refrigeració s'ha de refredar i segellar ràpidament. Això ajuda a prevenir els danys per calor. Les vies de pel·lícula fina també s'han de mantenir secs, ja que aquests polímers absorbeixen la humitat.
Les línies solen ser de 80 a 150 bosses per minut. Això és més lent que una línia PE de la mateixa amplada. Els temps de segellat solen ser de 0,3 a 0,8 segons. Això dóna a la pel·lícula el temps suficient per formar un segell fort que no es cremi.
El mercat de les bosses d'envasos de bioplàstic es va estimar en 4.040 milions de dòlars el 2024. Segons les dades del mercat recopilades pel tanc Grand View Research, s'espera que creixi a un ritme d'un 6,3% anual fins al 2033.
Com es diferencia de les màquines d'embossament convencionals
Els dos tipus de màquines semblen semblants. Tots dos utilitzen rotllos de pel·lícula en un desbobinador alimentat per eix, tirador d'alimentació, segellat tèrmic, tallador i apilador o transportador de bobines. La diferència principal es va produir quan la pel·lícula biodegradable arriba al segell de PE.
El PE normalment es segella a 150-200 graus amb una tolerància + -5 graus. El PLA necessita 110-140 graus. PBAT requereix 130-160 graus. Les barreges de midó necessiten 100-120 graus. Només un canvi de temperatura de 3-5 graus centígrads seria un problema. Les baixes temperatures poden provocar segells més febles. La calor pot causar cremades, decoloració o fragilitat.
Les màquines d'embossament biodegradables requereixen un control precís de la temperatura. Barres de segellat multizona amb 3-5 zones independents controlades per PID. També utilitza escalfadors de cartutxos de baixa inèrcia i termoparells de classe A. Aquests components poden mantenir temperatures entre + -0.5 graus i + -1 graus C. El sistema de control pot llegir la velocitat de la màquina i ajustar la potència de l'escalfador abans de cada segellat. Això ajuda a mantenir la temperatura de segellat estable quan el segell està en contacte amb la pel·lícula.
La refrigeració també és important. Un cop es formi el segell, refredeu-lo a uns 10-20 graus amb un corró de refrigeració refrigerat per aigua. Això ajuda els biopolímers a refredar-se ràpidament. També ajuda a prevenir l'exposició prolongada a altes temperatures, fent que el PLA sigui trencadís.
La tensió és un altre factor important. Les pel·lícules biodegradables tenen menor resistència a la tracció i són més fàcils d'estirar. La pressió del rodet i l'alliberament del fre solen ser un 20-30% més baixes que el PE. Els sensors de tensió servoaccionats mantenen la tensió de la pel·lícula estable. Això ajuda a evitar que la pel·lícula es torni més estreta i canvia el gruix.
Materials de procés de línia de producció
| Material | Finestres segellades | Temps d'estada | Informació sobre la manipulació |
|---|---|---|---|
| PLA | 110-140 graus | 0.4 -0.8 ss | Dur i transparent; massa ràpid per refredar-se i trencadís, i el risc de sobreescalfament és abrasador |
| PBAT | 130-160 graus | 0.3 -0.5s | La flexibilitat domina les receptes de compres i bosses de paperera |
| PBS | 120-145 graus | 0.4 -0.6s | Flexibilitat moderada, bona resistència a la calor |
| Barreges de midó | 100-120 graus | 0.4-0.7s | Sensible a la humitat; requereix un camí de pel·lícula deshumidificat |
| PHA | 110-140 graus | 0.4 -0.6s | grau degradable; més estret |
Les pel·lícules d'aquestes màquines solen tenir un gruix de 20 a 80 micres. Les bosses compostables amb certificació EN 13432 solen limitar-se a 50-60 micres. Les pel·lícules més gruixudes es descomponen massa lentament i és possible que no compleixin el requisit de desintegració de 12 setmanes de l'estàndard. La màquina ha de produir pel·lícules amb una variació de calibre inferior al 5%. Aquesta uniformitat es pot mantenir mitjançant un sistema de pel·lícula de bufat ajustable amb un centrat automàtic de la matriu.
Definició dels subsistemes de màquines
Quatre opcions d'enginyeria indiquen que la línia de producció és per a pel·lícules biodegradables o només una màquina de PE modificada.
Sistemes tèrmics de precisió.Es va adoptar un segell PID multizona amb una estabilitat de temperatura de ± 0,5-1 graus. Utilitzeu escalfadors de baixa inercia i barres de segellat recobertes de PTFE recobertes de 0,1-0,2 mm. El recobriment ajuda a evitar que els bioplàstics fosos s'enganxin a les barres. Sense el recobriment, el coc es pot acumular en barres en hores. Això redueix la qualitat del segell.
Refrigeració forçada.Utilitzeu un corró refrigerat per aigua a 10-20C. El corró ha de coincidir amb la velocitat de la línia. Refreden el segell abans que la pel·lícula arribi al tallador. El refredament lent endureix el PLA. També afegeix temps de cicle. El sistema de control ha de regular la refrigeració segons el tipus de pel·lícula.
Deshumidificació i gestió de la humitat.El PLA absorbeix la humitat. La humitat suavitza el polímer i rebaixa el seu punt de fusió. Això pot crear bombolles de vapor al segell. Una màquina adequada pot seguir un camí de membrana controlat per temperatura. També pot utilitzar un sensor d'humitat en línia. El sensor detecta pel·lícules amb un contingut d'humitat superior al 0,5% i ajusta la temperatura de segellat.
Construcció resistent a la corrosió.Els polímers biodegradables alliberen àcids quan s'escalfen. S'ha d'utilitzar acer inoxidable cromat per segellar superfícies, carcasses de talladores i pel·lícules de contacte d'eixos de rodets. L'acer suau produeix sots durant la producció a llarg termini. Aquests defectes superficials es poden transferir a la membrana.
Velocitat, rendiment i restricció de certificació
Les màquines d'embossament biodegradables solen tenir un temps de funcionament de 80 a 150 BPM. Això és més lent que les línies PE similars, que poden funcionar a 150-300 BPM. La principal limitació és el temps de segellat. El segell triga entre 0,3 i 0,8 segons de contacte per formar una connexió sòlida. Per tant, la velocitat de la màquina està limitada pel temps de segellat, no només per la velocitat del servo.
Les màquines servoaccionades amb control de pressió programable i segellat de polsos poden millorar la velocitat. El segell de pols escalfa la vareta només quan entra en contacte amb la pel·lícula. La uniformitat de la uniformitat del gruix de la pel·lícula es pot veure afectada per una membrana certificada amb una velocitat superior a 150 BPM. Això farà que sigui més difícil complir els requisits de la norma EN 13432.
La mida de la canonada de la bossa biodegradable s'ha de determinar en funció de la producció diària necessària. No trieu una màquina de fabricació de bosses biodegradables només en funció de la seva mida física.
Compliment de la màquina compatible
Aquesta màquina no pot demostrar la qualitat de la bossa. Proveïdors de pel·lícules i laboratoris acreditats que processen certificacions. La màquina encara afecta si la membrana de certificació manté el rendiment requerit després de la conversió. Tres criteris afecten els requisits de producció:
EN 13432 (Compostatge industrial europeu): aquesta norma requereix com a mínim un 90% de biodegradació en 180 dies. També s'ha de descompondre en fragments de menys de 2 mm en 12 setmanes. També s'apliquen els límits de metalls pesants i les proves d'ecotoxicitat. El gruix i la uniformitat de la pel·lícula afectaran el resultat de la desintegració.
ASTM D6400 i ISO 17088: Aquesta és l'estàndard nord-americà i internacional per a plàstics sintètics. Els seus requisits de conformació són similars.
Directiva de plàstic d'un sol ús de la UE ((UE 2019/904): aquesta directiva restringeix algunes bosses de plàstic d'un sol ús tradicionals. Això també ha augmentat la demanda de bosses sintètiques a Europa. Com a resultat, molts transformadors necessiten models de màquines de fabricació de bosses biodegradables que puguin manipular PBAT i PLA sense contaminar materials certificats.
Les línies de producció que segueixen les pràctiques de gestió de qualitat ISO 9001:2015 poden proporcionar registres de producció útils. L'emmagatzematge de receptes PLC, l'enregistrament de paràmetres per lots i el seguiment de la força del segell ajuden a mostrar la coherència del procés durant l'auditoria.
Preguntes freqüents
Un fabricant de bosses biodegradables pot executar PE tradicional?Sí, però amb algunes restriccions. Les màquines han de suportar el rang de temperatura i la configuració de tensió correctes per a les pel·lícules biodegradables. Els segells, els rodets de refrigeració i els camins de pel·lícula s'han de netejar abans de substituir els materials. Això ajuda a prevenir la contaminació de pel·lícules sintètiques qualificades. El problema de contaminació pot afectar la certificació de tot el lot de producció. Els convertidors que donen servei als dos mercats solen utilitzar línies separades de màquines de fabricació de bosses biodegradables per a bosses biodegradables. Això redueix el risc de contaminació.
Quin tipus d'electricitat i serveis públics necessita la línia?Potència instal·lada estimada 15 – 30 kW. Aquesta màquina necessita una font d'alimentació trifàsica. També requereix un sistema d'aigua de refrigeració de corrons de refrigeració ajustat a una temperatura de 10-20 graus centígrads. 1.5 - 3 bar Aire comprimit per a puntes pneumàtiques i unitats de perforació. Quan la humitat ambiental és superior al 50%, es recomana un sistema de deshumidificació de pel·lícula fina.
Amb quina freqüència s'han de netejar els segells?Requereixen una neteja més freqüent que els segells de màquines EPI. Els polímers biodegradables són més fàcils de coquejar i enganxar-se. Una barra recoberta de PTFE amb refrigeració activa normalment pot funcionar durant 4-8 hores entre cicles de neteja. És possible que s'hagi de netejar una barra sense recobrir cada 1-2 hores. Això fa que el recobriment adhesiu sigui una propietat mecànica important.
Conclusió:
El disseny bàsic del fabricant de bosses biodegradables és el mateix que el del fabricant de bosses tradicional. Requereix un control de temperatura més precís, refrigeració forçada, control de la humitat i components resistents a la corrosió. El rang de temperatura de segellat dels polímers biodegradables és més petit que el polietilè. També s'han de controlar amb més cura durant la producció.
La màquina de fabricació de bosses biodegradables s'escull segons el material de la pel·lícula, el certificat requerit i el temps de segellat. Comproveu aquests punts abans de triar el preu o la mida de la màquina. Si necessiteu una revisió d'especificacions per a una barreja de PBAT, PLA o midó, l'equip d'enginyeria de cnzhuxinmachine.com pot examinar mostres de material i sortides de destinació abans de recomanar configuracions de màquina. D'aquesta manera s'evita el problema de les màquines d'EPI que no segellen correctament les pel·lícules compostes.
