Како раде машине за прављење папирне сламке?

Машине за прављење сламки за пиће раде на много сложенији начин од машина за упијање. Али разумевање како а Машина за прављење сисаљки за пићерадови могу помоћи купцима опреме и инжењерима слаткиша. Такође помаже сваком оперативном менаџеру који одабере одрживе ланце снабдевања амбалажом. Стога, технички детаљи машине одређују снагу сламке, правила о безбедности хране и цену сваке сламке.

Зашто је ова категорија уређаја сада важна

Регулаторне промене које подстичу потражњу за опремом за производњу папирне сламке су добро документоване. Директива ЕУ 2019/904 о пластичној-пластици за једнократну употребу, која је ступила на снагу у државама чланицама у јулу 2021., изричито укључује сламке за пиће међу забрањене{{5}пластичне предмете за једнократну употребу. Директива не ограничава папирне алтернативе, а у годинама од њене примене, Канада, Уједињено Краљевство, Аустралија, Тајван и неколико јурисдикција југоисточне Азије усвојиле су или унапредиле одговарајућа ограничења (ЕУР-Лек, 2021).

Као резултат тога, произвођачи папирне{0}}сламе убрзано проширују своју примену у традиционалним областима производње амбалаже и производним погонима компанија за производе широке потрошње које су раније ангажовале набавку сламе из операција бризгања пластике. Дакле, разумевање како аМашина за прављење сисаљки за пићерадови су пословна{0}}тема, а не само техничка радозналост.

Састојци: прехрамбени{0}}смеђи папир

Зашто је овај уређај сада важан?

Правила која подстичу потражњу за папирним сламкама су јасна. Директива ЕУ 2019/904 о пластици-за једнократну употребу ступила је на снагу у јулу 2021. Забрањује пластичне сламке за пиће. Али то не забрањује папир. Слична правила су од тада постављена у Канади, УК, Аустралији, Тајвану и деловима југоисточне Азије (ЕУР-Лек, 2021).

Као резултат тога, све више и више фабрика сада користи папирне сламке. Фабрике су на новим локацијама, као што су стари региони за паковање и компаније широке потрошње. Претходно су компаније куповале пластичне сламке од других фабрика. Стога, разумевање како АМашина за прављење сисаљки за пићерадови могу бити веома корисни за предузећа, а не само за забаву.

Фаза 1: Сечење папира и припрема траке

Већина машина прво сече матичну ролну на уске траке фиксиране по ширини. Ширина папирне траке и угао спиралног намотаја одређују дебљину и број слојева готове цеви.

Трослојне сламке{0}}су најчешћи тип стандардне сламчице за пиће. Одједном користе три траке папира различите ширине. Ово укључује уску облогу, шири међуслој чврстоће, као и спољашњи и штампани дизајн спољашњег паковања. Свака трака долази из сопствене калеме за одмотавање и стиже до одељка за формирање путем-контролисане затегнутости.

Веза између ширине траке, угла намотаја и облика цеви прати основну геометрију спирале. За фиксни пречник трна, обично 4 мм до 8 мм, стрмији угао намотаја ствара више преклапања при сваком окрету и дебље зидове дуж исте ширине траке. Плићи угао тањи зидове цеви, али је потребно више папира за исту дужину.

Фаза 2: Наношење лепка

Пре него што свака папирна трака уђе у трн за формирање, она пролази кроз станицу за премазивање, где се на једну страну наноси лепак{0}}на бази воде. Ово је најосетљивија хемијска фаза процеса, јер лепак мора да задовољи обе потребе. Мора бити безбедан за контакт са храном и мора да обезбеди довољну чврстоћу везивања да спречи одвајање спиралног слоја када се сламке користе у топлим или хладним напитцима.

Традиционалне папирне цеви обично користе лепак на бази поливинил ацетата (ПВАц) или скроба{0}}. За папирне сламке за пиће, лепак такође може утицати на њихову влажну чврстоћу. Влажна чврстоћа се односи на способност сламки да се одупру омекшавању и губитку облика у продуженом контакту са течношћу. Неки произвођачи користе полиамид-епихлорохидринске смоле или флуорополимерне премазе да би побољшали чврстоћу на мокром, али то је изазвало научну забринутост.

У студији објављеној уХемосферау 2021, Гроффен ет ал. тестирали 43 производа од сламе, укључујући 29 врста папирне сламе, и пронашли перфлуороалкил супстанце (ПФАС) у већини узорака сламе од папира. ПФАС су хемикалије које је направио човек-које могу да се задржавају у животној средини током дужег временског периода и могу да утичу на здравље људи. Према истраживачима, ПФАС потиче од флуорисаних адитива за влажну{7}} чврстоћу или флуорованих површинских третмана који се користе у производњи папира. Студије су показале да папирне сламке нису аутоматски сигурније из перспективе хемијске безбедности од пластике осим ако сви материјали и лепкови нису пажљиво тестирани и одобрени. Многи поуздани произвођачи сада користе лепкове{10}без ПФАС-а и захтевају од добављача да потврде да се у сировинама не користе флуорисане хемикалије.

Апликатор лепка генерално користи прецизан систем ваљка или прорезних калупа. Машина контролише дебљину и вискозитет лепка, омогућавајући му да равномерно распореди танак слој по целој ширини траке без цурења превише лепка са ивица спиралног преклапања током формирања.

Фаза 3: Спирално намотавање на формирање трнова

Главни део машине за прављење сламе за пиће је спирална станица за намотавање. У овом одељку, лепком{1}}превучене папирне траке су спирално намотане око фиксног трна од нерђајућег челика. Спољни пречник трна одређује унутрашњи пречник сламе. Толеранција прецизности трна је ±0,05 мм, тако да величина рупе за сламку остаје иста.

Систем намотаја користи неколико ваљака за формирање постављених под фиксним углом намотавања око трна. Када се папирна трака{1}}обложена лепком помери напред, ваљак је притиска корак по корак ка трну и горњем слоју. Овај процес формира спирале и спаја слојеве папира. Притисак ваљка такође гура лепак у папирна влакна, чинећи да се слојеви чврсто држе заједно.

Трн се не ротира. Папирна цев се помера напред дуж трна, док нови папир наставља да се омота око леђа. Ово непрекидно кретање одржава машину да ради. Готова цев напушта крај трна и улази у део за сечење.

Брзина намотаја се мери у непрекидним цевним метрима у минути. Индустријске машине обично раде брзином од 60-150 м/мин. Коначан принос сламки зависи од дужине реза. На пример, ако машина ради при брзини од 100 м/мин и сече сламке на дужини од 210 мм, машина може да произведе око 476 сламки у минути пре него што израчуна границе сечења и одбијене производе.

Фаза 4: Сушење и очвршћавање лепком

Спиралне папирне цеви напуштају трн након формирања и пролазе кроз тунел за сушење. Тунели могу да користе инфрацрвено (ИР) грејање или систем конвекције топлог{1}}ваздуха. Њихов посао је да убрзају очвршћавање лепка и уклоне вишак влаге са лепка на бази воде-пре него што цев уђе у део за сечење.

Ако се лепак не очврсне у потпуности пре сечења, јављају се два уобичајена проблема. Један од проблема је раслојавање на ивици сечења, где сила резања раздваја влажне слојеве папира. Други проблем је одвајање слојева сламки када се дуго задржавају у напитку.

За{0}}машине велике брзине, дужина и подешавање температуре тунела за сушење су веома важне. Ако је температура прениска или је време загревања прекратко, лепак се неће правилно очврснути. Ако је температура загревања превисока или је време загревања предуго, папирна влакна ће се оштетити и готова слама ће изгубити своју чврстоћу.

Фаза 5: Серво{1}}сечење са гусеницом

Континуирана папирна цев из тунела за сушење мора бити исечена на појединачне сламке са високом прецизношћу. Савремене машине користе серво-окретач за праћење у делу за сечење. Систем за сечење се креће са цеви истом брзином у тренутку сечења. Након сечења, сечиво се помера у почетну позицију следећег циклуса. Овај метод омогућава машини да сече чисто и праволинијски без заустављања кретања цеви.

Дужина сечења се контролише помоћу ПЛЦ-а (програмабилног логичког контролера), који управља свим покретима машине. Под контролом ПЛЦ-а, оператер може да промени дужину сламке подешавањем софтверских подешавања. Нема потребе за заменом механичких делова или брега. Током производње, добро-одржаван серво систем сечења обично одржава тачност сечења унутар ±0,5 мм.

Након сечења, транспортни систем прикупља готове сламке и шаље их у секције за бројање, везивање и паковање. Сензори у овој фази могу да провере да ли су дужина и пречник сламке нетачни или постоје приметни површински недостаци. Неисправне сламке се уклањају пре коначног паковања.

Фаза 6: Верификација квалитета и усклађеност са безбедношћу хране

Машина за прављење сламки за пиће ради у фабрици амбалаже за храну. Не ради сам. Мора да функционише по систему управљања безбедношћу хране. ИСО 22000:2018 пружа основна правила и предуслове за анализу опасности за компаније које производе материјале у контакту са храном као што су папирне сламке (ИСО, 2018).

У пракси то значи:

Сви делови који долазе у контакт са папирним тракама су направљени од нерђајућег челика или пластике{0}}безбедне за храну.

Мазива за механичке делове у близини путање папира су{0}}врста за храну и испуњавају стандарде НСФ/АНСИ 61 Х1 или сличне стандарде.

Методе чишћења у потпуности уклањају прљавштину и остатке без корозије делова од нерђајућег челика, што утиче на будућу производњу.

Записи о следљивости повезују готове серије сламе са релевантним бројевима серија ролни папира и кодовима шарже лепка.

Физичко тестирање готових папирних сламки се обично врши коришћењем метода које су развили Гутиеррез ет ал. (БиоРесоурцес Институте, НЦ Стате Университи, 2019). Студија је тестирала перформансе папирних сламки у условима излагања пићу. Тестови су укључивали отпорност на компресију, затезну чврстоћу на крају резања и дуго намакање у течности.

Истраживања су показала да папирне сламке могу задржати своју нормалну чврстоћу у хладној води око 60 минута. У топлим напитцима и газираним пићима сламке брже слабе. Ови резултати директно утичу на подешавање машине. Компаније које праве сламке за кафиће или топле напитке обично се одлучују за дебљи папир и више намотаних слојева. Компаније које производе сламке за хладна пића обично користе нижу грамажу папира и мање слојева за омотавање.

Контекст животне средине: стварни положај папирних сламки

Еколошке предности папирних сламки и машина које их праве нису једноставне. Студија животног циклуса процеса (ЛЦА) (МДПИ, 2021) упоредила је папирне сламке, ПЛА пластичне сламке и уобичајене пластичне сламке. Папирне сламке се лакше разлажу у океану, али њихова производња троши више енергије, показало је истраживање. То је зато што папир треба да се пулпира и осуши хидроенергијом. Студија из 2023. у часописуЧистија производњанашао исто. Штета папирних сламки по животну средину ће се или смањити или повећати, тако да се „што боље“ не може генерализовати.

Студије су такође показале да се папирне сламке разлажу у индустријском компосту. Ово обично траје између 60 и 90 дана према критеријумима као што су ЕН 13432 или АСТМ Д6400. Не остају у мору као пластичне сламке.

Резиме: Осам корака, један континуирани процес

Комплетан радни процес машине за прављење сламки за пиће подељен је у осам интегрисаних фаза:

Сваки степен контролише ПЛЦ. Повезује брзину увлачења папира, количину лепка, брзину намотавања, температуру сушења, време сечења као систем за повезивање и контролу.

Важно је разумети систем. Помаже оператерима да раде нормалном брзином и добију добар учинак. Такође помаже оператерима да рано открију проблеме, као што су температурне{2}}промене у напетости папира, дебљине лепка, хабања сечива и тако даље, пре него што утичу на квалитет производа.

Референце

1. Европска комисија. (2021). *Директива (ЕУ) 2019/904 о смањењу утицаја одређене пластике на животну средину*. ЕУР-Лек.
2. Амерички електронски кодекс федералних прописа. (2024). *21 ЦФР § 176.170 - Компоненте папира и картона у контакту са воденом и масном храном*. еЦФР.
3. Европска агенција за безбедност хране (ЕФСА). (2024). *Материјал за контакт са храном: Оквирна уредба (ЕЗ) бр.. 1935/2004*. Парма: ЕФСА.
4. Гроффен, Т. ет ал. (2021). Последња сламка: својства перфлуороалкил и полифлуороалкил супстанци у сламкама за пиће направљене од комерцијалних биљака.Хемосфера.
5. Гутиеррез, ТЈ ет ал. (2019). Евалуација папирних и пластичних сламки: карактеристике и изазови тестирања.БиоРесоурцес, 14(4), 
6. Међународна организација за стандардизацију. (2018). *ИСО 22000:2018 - Системи управљања безбедношћу хране: Захтеви за било коју организацију у ланцу исхране*. Женева: Међународна организација за стандардизацију.
7. Во, ТТК ет ал. (2021). Компаративна студија процене животног циклуса биопластике и папирних сламки.Процеси, 9(6), 1007. МДПИ.
8. СциенцеДирецт. (2023). Вишедимензионална процена утицаја пластичних замена за сламу на животну средину.Часопис чистије производње, преко СциенцеДирецта.
9. Хидрауличка стабилност, механичка еластичност и биоразградња папирних сламки. (2024).Полимери угљених хидрата, СциенцеДирецт.
10. НСФ Интернатионал / АНСИ. (2022). *НСФ/АНСИ 61: Компоненте система воде за пиће -- Здравствени ефекти*. Ен Арбор, МИ: НСФ. (Референтно за оквир класификације Х1 мазива за храну)
11. АСТМ Интернатионал. (2019).АСТМ Д6400: Стандардна спецификација за означавање пластике дизајниране за аеробно компостирање у општинским или индустријским објектима. Вест Цонсхохоцкен, ПА: АСТМ.