Prügikotid on ülemaailmsel pehmepakendite turul üks suurimaid tooteliike. Euroopa plastide ringlussevõtu organisatsioonide assotsiatsiooni hinnangul kasutatakse ainuüksi Euroopas majapidamis- ja kaubandusjäätmete kogumisel igal aastal üle 8 miljoni tonni polüetüleenkilet. Ülemaailmne tarbimise tase on palju kõrgem. Selle tarneahela tootmise lõpus on spetsiaalne muundusseade. See on masin, mis paneb pidevad polüetüleenkile rullid suletud, perforeeritud ja südamikuga-haavatud kottidesse ning laadib need kodumaistesse ja tööstuslikesse prügikastidesse. Et mõista, mis on prügikottide valmistamise masin ja kuidas see mehaaniliselt töötab, peame mõistma, kuidas kile ekstrusioon, täppistihendamine, kontrollitud voltimine ja automaatne kerimine koos töötavad. Need osad määravad masina funktsiooni.
Seadmete määratlemine
A Prügikottide valmistamise masinon allavoolu konversioonisüsteem. Seda toidab eel-ekstrudeeritud polüetüleenkile. See kile võib olla ühekihiline puhumiskile või mitmekihiline puhumiskile-. Või võib see olla lame paneel, mis vajab voltimist. Seejärel käivitab masin filmi läbi mitme sammu. Need etapid hõlmavad tihendamist, perforeerimist, lõikamist ja mähkimist. Lõpptoode on valmis kott, valmis pakkimiseks ja saatmiseks. Masin ise filmi ei tee. See töö kuulub puhutud kile ekstrusiooniliini tootmisliinile. Selle asemel muudetakse masinat struktuurselt. See loob põhja koti tihendi. See võimaldab perforatsioonijoont, et kasutajad saaksid ühe koti rulli küljest lahti rebida. See moodustab tähekujulise- või lameda tihendi, mis määrab, kuidas kott avaneb ja kui palju raskust see mahutab.
Membraani ja koti erinevus seisneb selle toimimises. Ameerika Testimis- ja Materjalide Ühingul (ASTM) on polüetüleenkile löögikindluse standard nimega D1709. Selles standardis mõõdetakse membraani ja konversioonikotti kahe eraldi asjana. Kile materjaliomadused ja koti struktuurigeomeetria mõjutavad kile omadusi. Prügikottide valmistamise masin ei muuda kile materjali omadusi. Kuid see mõjutab suuresti koti struktuurilist käitumist. See saavutatakse tihendi geomeetria, voltimise ja lõike täpsuse juhtimisega.
Põhilised tööetapid
1. etapp: filmi lahtikerimine ja pinge juhtimine
Protsess algab torukujulise või lamekile rulliga. Rull on paigaldatud elektrilisele kerimismasinale. Prügikottide valmistamisel kasutatavad kilerullid kaaluvad tavaliselt 200–500 kg. Nende laius võib olla 1000{10}}1500 millimeetrit. Kerimisseade peab toimetama kile kontrollitud pingega allavoolu sulgemisjaama. Madala tihedusega polüetüleeni (LDPE) puhul on pinge tavaliselt 15 ja 40 njuutonit. Kui pinge on liiga suur, kile venib ja kitseneb. Seda nimetatakse kaeluseks. Kui pinge on liiga madal, siis kile kortsub ja tihend nihkub.
Plastiinseneride ühingul (SPE) on polüolefiinkile töötlemisel tehniline võrdlusmärk. See ütleb, et pinge juhtseade peab olema täpsusega ± N. mis on vajalik kile suuruse stabiilsena hoidmiseks. See kehtib eriti 10–25 μm kilede kohta, mis on levinud olmeprügi kottides. Kaasaegseid masinaid rakendatakse koormuselementidel põhineva suletud-ahela tagasisidega. Tantsurullid või koormusandurid mõõdavad tegelikku võrgupinget vahemikus 50–100 korda sekundis. Servoajamiga lahtikerimismasin muudab seejärel oma kiirust, et sättepunktis pinget säilitada. Kui kile saab otsa, siis rulli läbimõõt kahaneb ja kangi õlg lüheneb. Seega tõstab kontroller automaatselt proportsionaalselt kiirust. See hoiab lineaarse pinge konstantsena.
2. etapp: klapi voltimine ja tsentreerimine
Kui sissetulev kile on lame, mitte eelintubeeritud, tuleb see selles kohas toruks voltida. Selle töö teevad ära kaks külgmist kokkuklapitavat paneeli. Need on peeneks vormitud metallist või suure-tihedusega polüetüleenist lehed. Need loovad sissepoole suunatud voldid. Voldid kitsendavad tasapinnalist laiust ja võimaldavad näha ka valmis koti küljekortse. Eeltoruga kile puhul pole see samm vajalik. Ometi läbib film lameda lõigu. See sektsioon tagab, et mõlemal serval on enne kile tihendusalasse sisenemist sama sügavus.
Juhtrööpa süsteem kasutab ultraheli- või optilisi andureid. Need andurid näevad, kus kile on vasakul ja paremal. Seejärel kalibreerisid nad selle reaalajas lahtikerimisseadme rooliraami kaudu. Isegi 2 mm kõrvalekalle võib põhjustada probleeme. Alumine tihend kaldub keskelt kõrvale. See muudab kottide tihendi servad ebaühtlaseks. Need kotid lähevad täitmisel katki. TAPPI on tselluloosi- ja paberitööstuse tehniline ühendus. Selle konverteerimisosakond hõlmab ka polümeerkile konverteerimist. TAPPI näitas, et äärte juhtimise täpsus ±0,5 mm on standardne suurel{11}}kiiretel kottipakkimisseadmetel, mille kiirus on üle 200 ringi minutis.
3. etapp: põhja tihendamine
Alumine tihend on prügikoti kõige olulisem konstruktsiooniosa. See peab olema piisavalt tihe, et vältida märgade jäätmete väljalekkimist. Samuti peab see olema piisavalt tugev, et taluda täis koti raskust, kui kotti rihmadest või ülemisest servast tõmmata.
Seal on kolm peamist tihendi kuju:
Lame (või sirge) tihend. See on horisontaalne kuumtihend kogu koti laiuse ulatuses. See on lihtsaim ja kiireim viis. Kuid see avaldab survet membraani servadele. Terav nurk paksu randi ja kile vahel praguneb koormuse all. Plastinseneride ühingu ANTECi konverentsi ettekannetes avaldatud uuringud näitasid, et kottide purunemine on 65–75 protsenti tähtpaki mahutavusest. See on tingitud pingest tihendi serva servades.
Tähttihend (või õmblustihend). Alt avanesid kiiluvoldid. Film on kogutud tärnide või tärnide kujul. Seejärel keevitab ümmargune või kumer tihend kõik kihid korraga. See jaotab survet paljudele kõveratele, mitte ainult kahele nurgale. Samuti vabaneb see tasapinnalise tihendiga vedelikku koguvatest piludest taskutest. Ameerika Ühendriigid. Keskkonnakaitseagentuur (EPA) uurib tahkeid olmejäätmeid. Seal öeldakse, et täht-suletud struktuur on raskete jäätmekottide peamine kuju, kuna see on lekkekindel ja tasakaalustab koormust.
C Voldi (või lame{0}}alumine) tihend. See on hübriiddisain. Põhi on tasapinnaline, kuid sellel on kahekordne volt, et moodustada kumerdatud alus. See annab prügikastis seisvale kotile tasase põhja. Kuid selleks on vaja keerukamat tihendusjaama kahe paralleelse tihendusvardaga, mis töötavad veidi erinevatel temperatuuridel.
Tihendusmehhanism kasutab kuuma varda või pöördnuga. Madala tihedusega polüetüleeni (LDPE) hoitakse temperatuuril 160–200 kraadi C. Täpne temperatuur sõltub kilemõõturist, vaigu sulamisindeksist ja joonkiirusest. tihendusvarras surub kile silikoonkummist varurulli külge fikseeritud 0,15–0,4 sekundiks. Rahvusvahelisel Standardiorganisatsioonil (ISO) on ISO 11607-2 kasutusea lõppenud steriilsete pakendite jaoks. Seda standardit kasutatakse selle tihendustugevuse testimiseks. See ütleb, et polüetüleenkile termotihendi tugevus peab olema suurem kui 5 N tihendi 25 mm laiuse kohta. Seda saab saavutada prügikoti valmistamise masinaga, hoides tihendi temperatuuri kogu laiuses ühtlaselt ±5 kraadi piires. See tolerants nõuab sisseehitatud termopaaride paigaldamist iga 50 mm järel.
4. etapp: perforeerimine ja lõikamine
Kui alumine tihend on valmis, liigub kile perforeerimisjaama. Siin moodustab ketrusnuga või fikseeritud tera punktiirjoone. Liin võimaldab kasutajatel üksikuid kotte rullidest lahti rebida. Perforatsioon pidi olema piisavalt sügav, et keegi saaks selle käsitsi lahti rebida. Vastavalt ASTM D1922-le nõuab see rebenemiskindluse parandamiseks tavaliselt 3 -8 N rebenemisjõudu. Kuid see ei saa olla nii sügav, et kott saaks kerimise, transpordi või kasutamise käigus lahti rebida.
Lõige, mis eraldab ühte kotti järgmisest, tehakse samaaegselt järgmise koti põhja sulgemisega. Või kohe pärast pitsat. Seetõttu on iga tihendustsükkel terviklik kott. Lõiketerad on tavaliselt pöörlevad ringikujulised noad. See on valmistatud kiirest-terasest või volframkarbiidist. Tera töötab alasi rullil, mille juhtvahe on 0.02 -0.05 mm. Journal of Applied Polymer Science annab välja Wiley Press. Tulemused näitavad, et tera teravus mõjutab otseselt lõike puhtust. Alla 2 μm raadiusega tera lõigatakse puhtaks. Selline selge lõige ei jäta kilele kerget rebenemisjälge. Kuid teradel, mille raadius on üle 5 mikroni, on karedad servad. Kui kott on laaditud, muutub see kare serv tihendi purunemiseks.
5. etapp: voltimine ja südamiku kerimine
Valmis kotid mähitakse jaemüügi pakendamiseks ümber pappsüdamike. Nende südamike siseläbimõõt on tavaliselt 38 mm või 76 mm. Kerimisjaam peab riidest koti kindla mustri järgi voltima. Levinud mustrid on C või kolmik. See voltimine muudab rulli läbimõõduga väiksemaks. See muudab ka üksikud kotid tõmbamisel puhtaks.
Prügikottide valmistamise masin võtab kasutusele voltimisplaadi. Plaat asub kerimismasinast ülesvoolu. See loob vajaliku voltimismustri, samal ajal kui kile kontrollib pinget. Kerimisseade on keskne sõidusüsteem. Südamik pöörleb mootoriga võllil. Rulli läbimõõdu suurenedes pinge väheneb. See hoiab ära sisemise kihi muljumise väliskihi raskuse mõjul. See kitsenev pingekontroll on väga oluline. Painduvad mähiskiled on hõlmatud ka lausriidetööstuse ühenduse (INDA) tehniliste standarditega. INDA ütleb, et parim suhe on 30 30 – 50 protsenti. See tähendab, et mähise lõplik pinge on 30–50% algpingest. Need suhted hoiavad ära rulli laienemise ja südamiku deformatsiooni mitmekihilises rullis.
Pehmekaaneliste kottide jaoks on see pigem eraldi kokkupandav kott, mitte rull, millel on erinev tee. Lõikejaama tagant hargnes teerada. Virnastaja kogub ja loeb kotte. Seejärel rakendab kaust lõplikku voltimisrežiimi. Seejärel pange kott kasti.
Joonistuslindi integreerimine
Paljudel olmeprügi kottidel on traksid. See on kitsas filmiriba, tavaliselt 6 -10 mm lai. See kulgeb mööda koti ülemist serva, paistdes mõlemal küljel sõlmedena. Tõmbelindi tootmise lisamine prügikottide valmistajale nõuab kahte lisaosa. Esimene on lindi ekstruuder või lindi lõikamise moodul. See põhjustab tõmbelindi teisest filmist kerimise. Teine on sidumisjaam. Sellel kuumkeevitatud või ultraheliga kleeplindil on tihendustsüklis ülemine ja alumine ääris.
Ultraheli sidumismeetod on muutumas levinumaks. See ei vaja liime. See väldib temperatuuri{2}}tundlikke probleeme. Edisoni keevitusinstituut (EWI) on sõltumatu materjal, mis ühendab uurimisrühma. EWI avaldas selle kohta uuringu. Tulemused näitavad, et polüetüleentõmbeteipide ultrahelikoorimistugevuse tugevus on 12–18 N/25 mm. See on üle 8N läve, mis on vajalik koti usaldusväärseks sulgemiseks. See kasutab 60 protsenti vähem energiat kui sama pistiku termiline ühendamine.
Materiaalsed kaalutlused ja jätkusuutlikkus
Jäätmekottide põhimaterjal on madala tihedusega polüetüleen (LDPE) või lineaarne madala tihedusega polüetüleen (LLDPE). Kõrge tihedusega polüetüleeni (HDPE) kasutatakse õhemate ja odavamate kottide valmistamiseks. Euroopa Kemikaaliamet (ECHA) tegutseb REACH-määruse alusel. See jälgib plastides kasutatavaid lisandeid, nagu aserukamiidi, ränidioksiidi ja värvaineid (mustade kottide puhul tahma ja valgete kottide puhul titaanvalget). Uued reeglid on äratanud huvi post-taaskasutatud (PCR) sisu vastu. Pakendite ja pakendijäätmete määrus seab plastpakendite ringlussevõtu eesmärgiks 35 protsenti aastaks 2030. See muudab otseselt materjalide valikut ja masinate käitlemise viisi.
Prügikottide valmistamise masin peab suutma kohaneda PCR-segude erinevate vooluomadustega. Võrreldes uue vaiguga on ringlussevõetud polüetüleenil laiem molekulmassi vahemik ja suurem sulamisvoolu varieeruvus. Selle tulemuseks on väiksem kilepaksus ja rohkem geeliosakesi. Need on sulamata vaigutäpid, mis võivad põhjustada tihendusprobleeme. Muudatused masinas hõlmavad veidi kõrgemat tihendi temperatuuri umbes + 5-10 kraadi võrra. Kaasatud on ka pikemad peatumisajad, umbes +0.05 sekundit. Nad peavad terasid sagedamini uurima, et tulla toime abrasiivse mustusega PCR-kiledes.
Kvaliteedikontroll ja testimine
Valmis pakend läbib selle toimivuse testimiseks standardkontrolli. Peamised testid hõlmavad järgmist:
Kukkumise test (ASTM D5276). Kaalutud kott kukkus teatud kõrguselt alla. See jäljendab prügikasti või prügikasti viskamise mõju. Tähekujuline-kott talub tavaliselt 1,2–1,5 meetri kõrgust kukkumist ja kaalub 5 kg. Sama koormuse korral puruneb lame{9}pakk 0,8–1,0 m kõrgusel.
Tihendi tugevus (ASTMF88). See on põhjatihendi koorimiskatse. See mõõdab tihendi purustamiseks vajalikku jõudu. Kodumajapidamises kasutatavate kilekottide minimaalne lubatud väärtus on 5 N/25 mm. Raske ehituspaki väärtus on 12 N/25 mm.
Torkekindlus (ASTM D4833). See mõõdab jõudu, mis on vajalik kile koonusega läbistamiseks. See simuleerib kokkupuudet teravate jäätmetega. 15–25 μm LDPE kile tüüpilised väärtused olid 5–15 N.
Rahvusvaheline Kaubanduskeskus (ITC) on ÜRO ja Maailma Kaubandusorganisatsiooni ühisasutus. ITC on need testimismeetodid lisanud oma jäätmekäitlustarvete tehnilisse hankejuhendisse. Need juhendid on saadaval linna ja asutuste ostjatele. See tagab, et masinas valmistatud-kotid vastavad enne saatmist lepingutele.
Järeldus
Prügikottide valmistamise masin on mitmeastmeline{0}}konverteerimissüsteem. Selle põhiülesanne on pideva polüetüleenkile valmistamine suletud, perforeeritud ja haavatud kottideks. See töö sõltub lahtivoltimise pinge, kortsude, termotihendite, perforatsioonilõikamise ja geomeetriliste kujundite keerdumise täpsest koordineerimisest. Masina jõudlust ei mõõdeta ainult tootmiskiirusega, standardseadistus on tavaliselt 150–250 tsüklit minutis. Seda saab mõõta ka valmistatud kottide konstruktsioonitugevuse järgi. See tugevus sõltub tihendi temperatuuri ühtlusest, tera teravusest, perforatsiooni sügavusest ja pinge jaotusest kogu tihendi mustris. Uute reeglitega lähevad ümbertöötlejad üle taaskasutatavatele kiledele, jäätmete sorteerimissüsteemid nõuavad rohkem tüüpi kotte ning masinate suutlikkus käsitleda erinevaid materjale, säilitades samal ajal tihendamise ja lõikekvaliteedi, mõjutab nende tootmisväärtust üha enam.
Viited
- Euroopa plastide ringlussevõtu ja taaskasutamise organisatsioonide assotsiatsioon (EPRO).Euroopa plastide ringlussevõtu turu statistika ja materjalivoogude analüüs.
- ASTM International.ASTM D{0}} standardsed plastkile löögikindluse katsemeetodid vabakukkumise-noolemängu meetodil.
- Plastiinseneride Ühing (SPE).Tehniline viide polüolefiinkile töötlemise kohtajaANTECi konverentsi materjalid - Plommi geomeetria ja laadimise jõudlus jäätmekottides.
- TAPPI konverteerimisosakond.Paindliku kile teisendamise operatsioonide tehnilised juhised.
- USA Keskkonnakaitseagentuur (EPA).Tahkete olmejäätmete iseloomustusuuringud - Pakendite ja konteinerite analüüs.
- ISO 11607-2:2019.Lõplikult steriliseeritud meditsiiniseadmete pakend - Osa 2: Vormimis-, sulgemis- ja monteerimisprotsesside valideerimisnõuded.
- Wiley -Journal of Applied Polymer Science- Tera serva geomeetria ja lõikekvaliteet polüetüleenkile konverteerimisel.
- INDA - Lausriietööstuse ühendus.Paindliku kile mähise ja südamiku haldamise tehnilised standardid.
- Edisoni keevitusinstituut (EWI).Polüetüleenkilede liigendite ultraheliliimimine - Tugevuse ja energiatõhususe uuringud.
- Euroopa Kemikaaliagentuur (ECHA).REACH-määrus - Polüolefiinkile koostiste lisandite seire.
- ASTM International.ASTM D5276 - standardne testimismeetod laaditud konteinerite kukkumistestiks; ASTM F88 - elastsete tõkematerjalide tihendi tugevuse standardne katsemeetod; ASTM D4833 - Geotekstiili torkekindluse standardne katsemeetod.
- Rahvusvaheline Kaubanduskeskus (ITC) / WTO.Jäätmekäitlustarvete tehniline hankejuhend.
