Τα σούπερ μάρκετ μοιράζουν εκατομμύρια τσάντες παντοπωλείου κάθε μέρα. Οι σακούλες πρέπει να χωρέσουν περίπου 5 έως 15 κιλά φορτίου. Αυτό μπορεί να είναι κονσερβοποιημένα προϊόντα, μπουκάλια, φρέσκα προϊόντα και κατεψυγμένα τρόφιμα. Η λαβή δεν πρέπει να σκιστεί, να σκιστεί ή να χαθεί κατά τη μεταφορά της τσάντας. Η σπασμένη τσάντα στο ταμείο δεν είναι μικρό πρόβλημα. Μπορεί να βλάψει προϊόντα, να αναστατώσει τους πελάτες και να θέσει τα καταστήματα σε νομικό κίνδυνο. Ως αποτέλεσμα, οι αλυσίδες παντοπωλείων έχουν αυστηρές απαιτήσεις βάρους για τους προμηθευτές τσαντών τους. Γι' αυτό τομηχανή κατασκευής τσαντών παντοπωλείουπρέπει να κατασκευαστεί για να παρέχει σταθερότητα και ισχυρή απόδοση σε υψηλές ταχύτητες.
Αυτή η εργασία εισάγει τα μηχανικά, υλικά και χαρακτηριστικά διαδικασίας της σύγχρονης μηχανής συσκευασίας σακουλών τροφίμων, γεγονός που κάνει το βάρος της μηχανής συσκευασίας σακουλών τροφίμων να φτάνει και να υπερβαίνει το πρότυπο βάρους της αγοράς σούπερ μάρκετ.
Κατανόηση των απαιτήσεων φόρτωσης- στον τομέα του λιανικού εμπορίου
Πριν καταλάβουμε τη μηχανολογία, θα πρέπει να γνωρίζουμε ακριβώς τι χρειάζονται τα σούπερ μάρκετ. Οι μεγάλες ομάδες λιανικής συνήθως χρησιμοποιούν τυπικές μεθόδους δοκιμών για να ορίσουν αποδεκτές επιδόσεις σακούλας. Η Αμερικανική Εταιρεία Δοκιμών και Υλικών (ASTM) έχει το πρότυπο ASTM D4649. Δίνει έναν τρόπο δοκιμής της ικανότητας μεταφοράς των σακουλών παντοπωλείου. Αυτό περιλαμβάνει τόσο χαρτί όσο και πλαστικό. Το πρότυπο λέει ότι μια τυπική τσάντα παντοπωλείου πρέπει να κρατά ένα στατικό κατακόρυφο φορτίο τουλάχιστον 8 κιλών για τουλάχιστον 10 δευτερόλεπτα. Οι λαβές, οι ραφές ή τα κάτω μέρη δεν πρέπει να σπάνε (ASTM International, 2021).
Στην πράξη, πολλές αλυσίδες σούπερ μάρκετ έχουν αυξήσει τους δικούς τους περιορισμούς. Συνήθως φορτίζουν από 10 έως 12 κιλά. Αυτό περιλαμβάνει ακατέργαστη επεξεργασία, αιχμηρά προϊόντα και στοίβαξη κατά τη μεταφορά. Το ευρωπαϊκό πρότυπο EN με κανόνες υλικών και μείωση απορριμμάτων. Ωστόσο, αποστέλλει λεπτομέρειες για τις μηχανικές δοκιμές στα εθνικά πρότυπα ISO (ISO) (Ευρωπαϊκή Επιτροπή Τυποποίησης, 2020).
Επομένως, οι σακούλες που παράγονται από τον κατασκευαστή σακουλών τροφίμων δεν πρέπει μόνο να πληρούν αυτές τις απαιτήσεις, αλλά και να έχουν υψηλότερο περιθώριο ασφαλείας από αυτές τις απαιτήσεις. Αυτό πρέπει να γίνεται για κάθε παρτίδα, με μικρή αλλαγή μεταξύ των σακουλών.
Μηχανικά χαρακτηριστικά που καθορίζουν την ικανότητα φόρτωσης
Κάτω Σφράγιση και Ενίσχυση
Το κάτω μέρος της τσάντας είναι η πιο αγχωτική περιοχή. Είτε η τσάντα είναι μια επίπεδη-χάρτινη τσάντα με πάτο είτε μια πλαστική τσάντα μπλουζάκι-, το κάτω μέρος πρέπει να κατανέμει το βάρος του αντικειμένου ομοιόμορφα στην περιοχή του. ΕΝΑμηχανή κατασκευής τσαντών παντοπωλείουχειρίζεται αυτές τις μεθόδους μηχανικής.
Για χάρτινες σακούλες παντοπωλείου, το μηχάνημα διπλώνει και κολλάει στο κάτω μέρος πολλών στρώσεων. Αυτό είναι αυτό που ονομάζουμε «κάτω μέρος της τσάντας» ή «μπλοκ». Ο κάτω σταθμός χύτευσης κρατά σχέδιο κόλλας για να καλύψει όλο το πλάτος του πτερυγίου βάσης. Στη συνέχεια πιέστε το πτερύγιο στην καθορισμένη πίεση και θερμοκρασία. Οι πλαστικές σακούλες πρέπει να στερεοποιηθούν πλήρως πριν φύγετε από το μηχάνημα. Έρευνα στο Journal of Applied Polymer Science έδειξε ότι η κόλλα με βάση το νερό-μπορεί να έχει αντοχή διάτμησης μεταξύ 4,5 και 6,0 N/cm2 σε επεξεργασμένο καφέ χαρτί. Αυτό είναι αρκετό για να αποτρέψει το ράγισμα του πυθμένα κάτω από κανονικά φορτία παντοπωλείου (Wiley, 2019).
Για τις πλαστικές σακούλες, η κάτω σφράγιση είναι θερμικά συγκολλημένη. Η σφράγιση χρησιμοποιεί έναν συνδυασμό θερμοκρασίας, πίεσης και χρόνου παραμονής για να λιώσει τα στρώματα πολυμερούς σε στερεό δεσμό. Εάν η σφράγιση δεν είναι πλήρης-συνήθως επειδή η θερμοκρασία δεν έχει ξεπεράσει καν την μπάρα-οι ραφές στο κάτω μέρος αποτυγχάνουν. Αυτή είναι η κύρια αιτία των σπασμένων πλαστικών σακουλών παντοπωλείου. Το νέο μηχάνημα λύνει αυτό το πρόβλημα με σερβο-ελεγχόμενα συστήματα στεγανοποίησης. Αυτοί οι αισθητήρες παρακολουθούν τη θερμοκρασία γύρω από τη μπάρα σε πραγματικό χρόνο.
Εξάρτημα λαβής και γεωμετρία λαβής
Η λαβή ήταν η δεύτερη αδυναμία. Σε χάρτινες σακούλες, η λαβή μπορεί να είναι μέρος της τσάντας (μια στριμμένη ή επίπεδη χάρτινη λαβή) ή να προσαρτηθεί στη σακούλα ξεχωριστά. Σε πλαστικές σακούλες με μπλουζάκια, η επεξεργασία κόβεται από το ίδιο σωληνωτό φιλμ με το σάκο. Τους κάνει εγγενώς πιο δυνατούς. Αλλά μόνο εάν το σχήμα κοπής διαχέει σωστά την πίεση.
Μηχανή κατασκευής τσαντών παντοπωλείουΤα μοντέλα με χάρτινες σακούλες λαβής πρέπει να διασφαλίζουν ότι το σημείο στερέωσης της λαβής έχει επαρκή επιφάνεια κόλλας και κάλυψη κόλλας. Χρησιμοποιήστε πιστόλια κόλλας ακριβείας ή ρολό για να εφαρμόσετε στο σταθμό αυτοκόλλητων. Αυτά τα σχέδια κόλλας δίνουν την μεγαλύτερη περιοχή επαφής. Επίσης αποφεύγουν την υπερβολική κόλλα, η οποία αποδυναμώνει τις γύρω ίνες χαρτιού. Μια μελέτη από τη Διεθνή Ένωση Ερευνητικών Ινστιτούτων Συσκευασίας (IAPRI) διαπίστωσε ότι περίπου το 63% δομικές αστοχίες στη σακούλα παντοπωλείου προκλήθηκαν από δυσλειτουργία στη λαβή. Η μελέτη διαπίστωσε επίσης ότι μια αύξηση 15% στην περιοχή της κόλλησης θα μείωνε το ποσοστό αστοχίας κατά σχεδόν 40% (IAPRI, 2022).
Για τις πλαστικές σακούλες, η λαβή κόβεται από ένα ακριβές καλούπι μέσα στον κατασκευαστή σακουλών. Το καλούπι πρέπει να παραμένει αιχμηρό και εντός αυστηρού εύρους. Εάν το καλούπι είναι θαμπό ή εκτός σύνδεσης, θα συμβεί ένα μικρό σκίσιμο στη βάση της λαβής. Τα δάκρυα μεγαλώνουν υπό φορτίο, με αποτέλεσμα η λαβή να σπάει πρόωρα.
Σχηματισμός Gusset και Ακεραιότητα Τοίχου
Το παρέμβυσμα είναι ένα-αναδιπλούμενο προς τα μέσα πλαϊνά πλαίσια μιας συσκευασίας. Ανοίγουν για να φιλοξενήσουν το τεράστιο έργο. Βοηθούν επίσης στη διάδοση του βάρους της τσάντας. Εάν η πτυχή δεν είναι καλά σχηματισμένη, δημιουργείται ένα σημείο τάσης στην πτυχή. Αυτό μπορεί να σκίσει την τσάντα κατά μήκος της πτυχής.
Ο αναδιπλούμενος σταθμός-gusset σε αμηχανή κατασκευής τσαντών παντοπωλείουχρησιμοποιεί ρυθμιζόμενες πλάκες οδηγών και σερβο{0}}αναδιπλούμενες λεπίδες. Αυτά δημιουργούν ομοιόμορφες και έντονες πτυχές. Για τις χάρτινες σακούλες, οι τσακίσεις δεν προκαλούν ρωγμές στις ίνες χαρτιού. Για τις πλαστικές σακούλες, το δίπλωμα δεν προκαλεί λεύκανση υπό πίεση ή αραίωση της μεμβράνης. Για πάχος υλικού διαφορετικού μεγέθους σακούλας, το μηχάνημα μπορεί να διατηρήσει αμετάβλητη την ποιότητα του σακουλιού, γεγονός που επηρεάζει άμεσα το αποτέλεσμα διαρροής βάρους της σακούλας.
Χειρισμός υλικών και συμβατότητα υποστρώματος
Η φέρουσα ικανότητα-δεν προέρχεται μόνο από τη μηχανική μηχανική. Εξαρτάται επίσης από την ποιότητα και το είδος της τροφής. Ένα καλά σχεδιασμένο μηχάνημα-μπορεί να λειτουργήσει με διαφορετικά υλικά, αλλά εξακολουθεί να διατηρεί τη συνέπεια στην παραγωγή.
Υποστρώματα χαρτιού
Οι μηχανές σακουλών τροφίμων που λειτουργούν με χαρτί πρέπει να χειρίζονται χαρτί κραφτ, με βάρος βάσης από 80 έως 150 g/m2. Το σύστημα ελέγχου τάσης του μηχανήματος πρέπει να διατηρεί την τάση του ιστού ομοιόμορφα σε όλο το πλάτος του ρολού χαρτιού. Αυτό αποτρέπει τις ρυτίδες, τις εξαρθρώσεις ή τα σκισίματα κατά τη χύτευση. Εάν η τάση είναι πολύ υψηλή, θα τεντώσει και θα αποδυναμώσει τις ίνες του χαρτιού. Εάν η τάση είναι πολύ χαμηλή, οι πτυχές δεν θα ευθυγραμμιστούν σωστά και η κόλλα θα κολλήσει μεταξύ τους άνισα.
Στις οδηγίες βιωσιμότητας της συσκευασίας, ο Οργανισμός Τροφίμων και Γεωργίας των Ηνωμένων Εθνών (FAO) λέει ότι το χαρτί κραφτ για σακούλες παντοπωλείου πρέπει να έχει αντοχή εφελκυσμού 5,0 kN/m στην κατεύθυνση της μηχανής και 2,5 kN/m στην εγκάρσια κατεύθυνση. Αυτό διασφαλίζει ότι οι σακούλες μπορούν να φορτωθούν όταν είναι έτοιμες (FAO, 2022). Το σύστημα χειρισμού ιστού-του μηχανήματος πρέπει να διατηρεί αυτά τα χαρακτηριστικά κατά τη διαμόρφωση, την κοπή και τη σφράγιση.
Υποστρώματα πλαστικών φιλμ
Για πλαστικές σακούλες παντοπωλείου, το μηχάνημα λειτουργεί με φυσητό ή χυτό φιλμ πολυαιθυλενίου. Τέτοιες μεμβράνες έχουν τυπικά πάχος 15 έως 40 μικρά. Η αντοχή σε εφελκυσμό της μεμβράνης, η επιμήκυνση σε θραύση και η αντίσταση κρούσης της μεμβράνης σε πτώση βελών καθορίζουν την τελική χωρητικότητα φορτίου της τσάντας. Το ISO 527 και το ASTM D1709 ορίζουν αυτές τις ιδιότητες. Η δουλειά του μηχανήματος είναι να επεξεργάζεται απαλά το φιλμ. Αυτό αποφεύγει ελαττώματα. Το μηχάνημα πρέπει επίσης να ρυθμίσει σωστά τις παραμέτρους θερμικής σφράγισης ανάλογα με τον συγκεκριμένο τύπο και πάχος πολυμερούς.
Ποιοτικός έλεγχος και ενσωματωμένη δοκιμή
Το σύγχρονο σύστημα σακουλών τροφίμων διαθέτει ενσωματωμένη παρακολούθηση ποιότητας. Αυτό διασφαλίζει ότι η φέρουσα απόδοση παραμένει εντός ενός συγκεκριμένου εύρους καθ' όλη τη διάρκεια της παραγωγικής διαδικασίας. Αυτά τα συστήματα συνήθως έχουν:
- Συστήματα οπτικής επιθεώρησης για τον έλεγχο της κάλυψης της κόλλας, της ποιότητας της σφράγισης και της ακρίβειας των διαστάσεων σε πλήρη ταχύτητα παραγωγής
- Οι αισθητήρες παρακολούθησης τάσης μπορούν να ανιχνεύσουν σπασίματα ή μετατόπιση του ιστού πριν καταστρέψουν την ποιότητα εξόδου
- Λογισμικό στατιστικού ελέγχου διεργασιών (SPC) για την παρακολούθηση βασικών ρυθμίσεων όπως η θερμοκρασία σφράγισης, ο χρόνος παραμονής, η ποσότητα κόλλας. Επισημαίνει τυχόν αλλαγές εκτός του εύρους ρυθμίσεων.
Ο Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης (ISO) καλύπτει τη διαχείριση ποιότητας συσκευασίας μέσω του ISO 9001 και του ISO 15378. Και τα δύο πρότυπα απαιτούν από τους κατασκευαστές να χρησιμοποιούν ελέγχους διαδικασίας που παρέχουν σταθερή απόδοση προϊόντος (ISO, 2023). Η ενσωματωμένη παρακολούθηση σε μηχανήματα είναι ο πιο απλός τρόπος για την τήρηση αυτών των κανόνων. Ανιχνεύεται όταν εμφανίζεται κάποιο ελάττωμα, αντί να ελέγχονται τα δείγματα μετά την παραγωγή.
Επίτευξη ταχύτητας χωρίς θυσία δύναμης
Ένα από τα πιο δύσκολα μέρη της κατασκευής σακουλών παντοπωλείου είναι η διατήρηση υψηλής ποιότητας φόρτωσης-. Τα σούπερ μάρκετ πρέπει να παράγουν 150-300 σακούλες ανά λεπτό για χαρτί και 300-500 σακούλες ανά λεπτό για πλαστικό. Με αυτόν τον ρυθμό, ο χρόνος σκλήρυνσης, ο χρόνος ψύξης της στεγανοποίησης και ο χρόνος καθίζησης υλικού συντομεύονται.
Οι κατασκευαστές μηχανών επιλύουν αυτό το πρόβλημα με την παράλληλη επεξεργασία πολλών-σταθμών. Αυτό σημαίνει ότι πολλές σακούλες βρίσκονται σε διαφορετικά στάδια χύτευσης ταυτόχρονα. Χρησιμοποιούν επίσης καλύτερο συγχρονισμό της διαδικασίας. Για παράδειγμα, μια μηχανή χαρτοσακούλας μπορεί να χρησιμοποιήσει μεγαλύτερο κανάλι ψύξης αφού κολλήσει το σταθμό στο κάτω μέρος. Αυτό διασφαλίζει ότι οι πλαστικές σακούλες στερεοποιούνται πλήρως πριν από τη στοίβαξη και την καταμέτρηση, ακόμη και σε υψηλές αποδόσεις. Ομοίως, οι σφραγίδες ταχείας ψύξης μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μηχανές πλαστικών σακουλών. Αυτό επιτρέπει τη σταθερή συγκόλληση σε λιγότερο από 0,3 δευτερόλεπτα. Η επόμενη σακούλα μπορεί στη συνέχεια να απορριφθεί αμέσως χωρίς τον κίνδυνο να σπάσει η τσιμούχα. Καλοκουρδισμένο-μηχανή κατασκευής τσαντών παντοπωλείουσυγχρονίζει όλους αυτούς τους σταθμούς για να επιτύχει σταθερή απόδοση διατηρώντας-την ακεραιότητα του φορτίου σε κάθε τσάντα.
Σύναψη
Ο κατασκευαστής σακουλών τροφίμων ανταποκρίνεται στις-ανάγκες των σούπερ μάρκετ μέσω ενός συνδυασμού ακριβούς μηχανολογικού σχεδιασμού, επιστήμης υλικών και ελέγχου διαδικασιών. Η κάτω σφράγιση πρέπει να σχηματίζει έναν δεσμό που κατανέμει το βάρος σε όλη την περιοχή της βάσης. Η προσάρτηση ή η κοπή της λαβής πρέπει να είναι δομικά σταθερή στο σημείο της μέγιστης τάσης. Ο σχηματισμός αυλακώσεων πρέπει να παρέχει σταθερές πτυχές για να αντιστέκεται στη συσσώρευση τάσεων. Η ενσωματωμένη παρακολούθηση ποιότητας πρέπει να εντοπίζει προβλήματα προτού φτάσουν οι κακές αποσκευές στους πελάτες.
Το αποτέλεσμα είναι μια τσάντα που μπορεί να μεταφέρει αξιόπιστα 10 κιλά ή περισσότερα είδη παντοπωλείου. Φαίνεται σαν ένα απλό πράγμα, αλλά προέρχεται από έναν περίπλοκο συνδυασμό χημείας κόλλας, φυσικής πολυμερών και μηχανικής ακρίβειας. Το μηχάνημα θα πρέπει να κάνει περισσότερα καθώς οι νέοι κανόνες βιωσιμότητας ωθούν τη βιομηχανία να χρησιμοποιεί λεπτότερα υλικά και να ανακυκλώνει περισσότερο περιεχόμενο. Ως αποτέλεσμα, ο ισχυρός έλεγχος μηχανικής και διεργασίας θα γίνει πιο σημαντικός για την κάλυψη των προσδοκιών του καταστήματος.
Αναφορές
ASTM International. (2021).ASTM D4649: Τυπικός οδηγός για την επιλογή και τη χρήση φέρων χάρτινων σάκων αποστολής. West Conshohocken, PA: ASTM.
Ευρωπαϊκή Επιτροπή Τυποποίησης. (2020).EN 13428: Συσκευασία - Απαιτήσεις ειδικές για την κατασκευή και τη σύνθεση - Πρόληψη με μείωση της πηγής. Βρυξέλλες: CEN.
Wiley. (2019).Διατμητική αντοχή συγκολλητικών δεσμών-με βάση το νερό σε επεξεργασμένα υποστρώματα χαρτιού κραφτ. Journal of Applied Polymer Science, 136(18), 47531.
IAPRI (International Association of Packaging Research Institute). (2022).Ανάλυση λειτουργίας αστοχίας της δομικής απόδοσης της τσάντας παντοπωλείου: Προσάρτηση λαβής και ακεραιότητα κάτω ραφής. Πρακτικά Ετήσιου Συνεδρίου IAPRI.
FAO (Οργανισμός Τροφίμων και Γεωργίας των Ηνωμένων Εθνών). (2022).Βιώσιμες συσκευασίες τροφίμων: Προδιαγραφές υλικού για χάρτινες-σακούλες παντοπωλείου. Ρώμη: FAO.
ISO (Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης). (2023).ISO 15378: Πρωτεύοντα υλικά συσκευασίας για φαρμακευτικά προϊόντα - Ειδικές απαιτήσεις για την εφαρμογή του ISO 9001 με αναφορά στην GMP. Γενεύη: ISO.
