Flutningurinn frá plasti yfir í önnur efni í einnota drykkjarbollum og stráum hefur verið ein stærsta breytingin í aðfangakeðjum undanfarin tíu ár. Það byrjaði með nokkrum borgarbönnum í strandbæjum. Síðan óx það í sett af reglum sem virkuðu saman. Þessar reglur breyttu því hvernig veitingastaðir, kaffihús og drykkjarframleiðendur fá stráin sín. Í miðpunkti þessarar breytingar er vél sem var þar til nýlega lítil og sérstök vara á stærri umbúðavélamarkaði. Sú vél erEinnota pappírstrá drykkjarvél.
Þessi grein segir þér til hvers þessar vélar eru notaðar, hvernig þær virka og hvers vegna hlutverk þeirra hefur vaxið svo hratt.
Hvað er vélin
Einnota pappírsstrágerðarvél er sjálfvirk framleiðslulína. Það breytir flötum pappírsrúllum í fullunnin pappírsdrykkjarstrá sem eru skorin í rétta lengd. Nafnið "drykkjuvél" þýðir ekki vél sem þú drekkur úr. Þess í stað þýðir það vél sem gerir hlutina sem þú notar til að drekka. Það er framleiðslutæki, ekki afgreiðslutæki.
Vélin framkvæmir nokkrar raðaðgerðir: að vinda ofan af og stilla pappírslögum, setja lím, vinda pappír í kringum mótunardorn, herða eða þurrka límið, klippa rörið að lengd og kasta út fullunnum stráum. Sumar stillingar bæta við innbyggðri prentun, einstökum umbúðum eða skáskurði sem valfrjálsar einingar. Grunneiningin sér hins vegar um myndun kjarnaröra og klippingu.
Hvers vegna þurfti pappírsstrá nýjar vélar
Það er þess virði að staldra við hvers vegna sérstakar vélar urðu nauðsynlegar. Plastpressuvélar hafa framleitt pólýprópýlen og pólýstýren strá á miklum hraða í áratugi. Þessar vélar bræða fjölliða köggla og þrýsta þeim út í gegnum mót, kæla síðan og skera samfellda strenginn. Ferlið er hratt, ódýrt og fyrirgefandi gagnvart efnisbreytingum.
Pappír hegðar sér ekki eins og bráðið plast. Þú getur ekki pressað það út í gegnum deyja. Þú verður að vinda því, lag fyrir lag, í kringum form. Það krefst í grundvallaratriðum mismunandi vélrænni-spennustýringarkerfum, límbúnaðarstöðvum, þurrkunargöngum og skurðarbúnaði sem getur meðhöndlað trefjaefni án þess að mylja eða slitna brúnina. Einnota drykkjarvél úr pappírsstrái er tilgangs-smíðuð fyrir nákvæmlega þetta sett af aðgerðum.
Hvernig framleiðsluferlið virkar
Til að skilja til hvers vélin er notuð þarf að ganga í gegnum hvert stig í notkun hennar.
Afslöppun og ply samsetning
Flest pappírsstrá eru smíðuð úr mörgum lögum. Dæmigerð uppsetning notar þrjú lög: innra lag sem snertir vökvann, miðlag sem veitir magn og stífleika og ytra lag sem ber hvaða yfirborðsprentun eða húðun sem er. Hvert lag getur komið úr sérri kefli sem er fest á eigin afrólunarstand.
Vélin dregur öll lögin samtímis í gegnum skráningarkerfi sem heldur þeim í takt. Misskipting milli laga framleiðir skakkan strávegg, sem veikir burðarvirki og veldur ójafnri bleytuhegðun þegar stráið er sett í vökva.
Límumsókn
Þegar lögin hafa verið samræmd fara þau undir límskífur. Val á lími er mikilvægt. Vatns-samsetning-breytt sterkja, pólývínýlalkóhólblöndur og ákveðin prótein-undirstaða lím-eru algeng vegna þess að þau samrýmast vottunarkerfum jarðgerðar eins og EN 13432 (evrópskur staðall) og ASTM D6400 (Bandaríkjastaðall). Heitt-bráðnandi lím bjóða upp á hraðari lækningartíma en getur haft áhrif á jarðgerðarhæfni eftir samsetningu.
Rannsóknir sem birtar hafa verið á áhrifum límefna á seiglu pappírsstráa varpa ljósi á lykil-viðskipti: sterkari tenging bætir viðnám gegn aflögun en getur gert síðasta stráið stífara og minna þægilegt í munninum. Dýpt límsins skiptir líka máli. Ef límið blotnar of djúpt stífnar það innra yfirborðið og skapar óþægilega munntilfinningu. Ef það kemst ekki nægilega í gegn skilja lögin sig þegar stráið dregur í sig vökva.
Spíralvinda
Límdi pappírinn fer inn í vindahlutann, sem er vélrænt hjarta einnota pappírsstrá drykkjarvélar. Hér grípur snúningsdorn frambrún pappírsins. Stafurinn er venjulega úr fáguðu ryðfríu stáli eða króm-húðuðu stáli. Það byrjar að draga pappírinn í spíralfilmu. Dorninn snýst og pappírinn færist inn á ákveðnum hraða. Hlutfall snúningshraða og fóðurhraða ákvarðar vindahornið. Og vindahornið stjórnar síðan veggþykkt strásins og hversu þétt það er.
Sár samsett rör hafa verið rannsökuð mikið í verkfræðibókmenntum. Rannsóknir á áhrifum trefjastefnu í sárum við axial þjöppun sýna að vindahorn hefur bein áhrif á þrýstistyrk og beygjuhegðun. Þó að þessar rannsóknir skoði háþróaða samsetningu, eiga rúmfræðilegar meginreglur jafnt við um vundinn pappírsrör: of grunnt horn gefur af sér þunnt-veggað skipulag sem er líklegt til að hrynja; of bratt horn eyðir efni og dregur úr sveigjanleika.
Þurrkun eða þurrkun
Eftir vinda þarf límið tíma til að harðna. Í samfelldum framleiðslulínum gerist þetta inni í upphituðum göngum. Heitt loftflæði er algengasta aðferðin; sumar vélar nota innrauða hitaeiningar sem eru staðsettir nálægt dornyfirborðinu. Markmiðið er stöðugt hitastig yfir alla lengd strásins án þess að ofhitna pappírstrefjarnar.
Ofhitnun rekur leifar af raka frá pappírnum sjálfum, sem gerir hálmstráið stökkt. Undir-hitun gerir límið klístrað, sem veldur því að aðliggjandi strá festast saman við útkast. Báðar niðurstöðurnar mynda rusl, þannig að hitastýring innan herðingarsvæðisins er náið fylgst með breytu.
Skurður
Þurrkaða, vafna rörið fer út úr dorninum og nær skurðarstöð. Snúningshnífar eða servó-knúin guillotínblöð skera samfellda rörið í einstök strá sem eru jafn löng. Hönnun blaða og tíðni skerpa skipta miklu máli vegna þess að sljórt blað rífur pappírinn frekar en að klippa hann hreint og skilur eftir sig tjútta brún sem grípur á vörum og finnst óþægilegt.
Fyrir forrit sem krefjast oddhvassar ábendingar-eins og strá sem ætluð eru fyrir safabox eða pokadrykki-getur skáskurðareining komið í stað eða bætt við beinu-skurðarstöðinni. Þetta eykur flókið en opnar fyrir fleiri vörusnið.
Brottkast og innheimta
Afskornu stráin renna af dorninni. Þeir losna við þyngdarafl, eða með þjappað lofti eða með vélrænum ýtum. Síðan falla þeir á færiband. Eða þeir falla í söfnunartunnuna. Eða þeir fara beint í pökkunarhluta seinna í röðinni. Hraðar línur kunna að hafa sjónskoðunarmyndavélar á þessum tímapunkti. Myndavélarnar leita að göllum eins og lími sem festist ekki vel, skurði sem er ekki rétt stillt eða óhreinindi á yfirborðinu.
Helstu árangursmælikvarðar
Þegar metið er hvað einnota pappírsstrá drykkjarvél er fær um, skipta nokkrir mælikvarðar máli:
Framleiðsluhraði. Aðgangsvélar-framleiða u.þ.b. 60–100 metra af sárslöngu á mínútu, sem þýðir nokkur hundruð strá á mínútu, allt eftir þvermáli og skurðarlengd. Hár-líkön fara yfir 150 metra á mínútu. Hraði er hins vegar aðeins þýðingarmikill ef gæði haldast stöðugt-hraðahlutfall yfir nokkur prósent rýra efnahagslega forskotið hratt.
Þvermál stráa. Flestar vélar rúma þvermál á bilinu 6 mm til 12 mm. Breiðari strá (fyrir smoothies eða kúlute) krefjast þyngri-kvilla og stærri-íhluta í þvermál. Þröng strá (fyrir kokteiladrykki) krefjast þéttara umburðarlyndis fyrir vafningsspennu til að forðast galla í sporöskju.
Lengdarstillanleiki. Skurðlengd ætti að vera stillanleg án mikillar vélrænnar endurgerðar. Servó-knúnar skurðarstöðvar gera rekstraraðilum kleift að breyta skurðarlengd í gegnum viðmót stjórnborðsins. Eldri vélar gætu þurft handvirka aðlögun tímakamba eða gírhlutfalla.
Skiptatími
Það tekur tíma að skipta á milli mismunandi strátegunda. Þú skiptir til dæmis úr 6 mm breitt og 200 mm langt beinskorið strá yfir í 8 mm breitt og 250 mm langt skáskorið strá. Þetta þýðir að þú þarft að skipta um tind. Þú þarft líka að stilla vindspennuna. Þú færir skurðarhornið á nýjan stað. Og þú uppfærir stjórnunarforritið. Vélar sem eru gerðar fyrir sveigjanlega framleiðslu skera niður þennan tapaða tíma. Þeir nota hraðskiptingarhaldara. Þeir geyma einnig uppskriftina í HMI stjórnandi.
Matvælaöryggi og reglugerðarsjónarmið
Vegna þess að framleiðsla þessarar vélar kemst í snertingu við munn manna er ekki-viðræðuhæft að uppfylla matvælaöryggi. Allir fletir sem snerta pappírinn við framleiðslu-dorn, stýrirúllur, spennustangir og snertipunkta í skurðar- og útkastshlutunum-verða að vera úr matvæla-flokkum, venjulega ryðfríu stáli, flokkum 304 eða 316L samkvæmt FDA Title 21 CFR leiðbeiningum og sambærilegum {0}evrópskum snertiefnareglum (EC) nr.
Límval er jafnt stjórnað. Í Bandaríkjunum verða lím sem notuð eru í -snertiforritum fyrir matvæli að vera í samræmi við FDA 21 CFR 175.105 (lím) eða viðeigandi hluta í áætluninni um tilkynningar um snertingu við matvæli. Í Evrópu falla lím undir reglugerð ESB nr.. 10/2011 um efni og hluti úr plasti sem ætlað er að komast í snertingu við matvæli, jafnvel þegar límið sjálft er ekki plast. Flutningsmörk fyrir tiltekin efni gilda og framleiðendur krefjast þess að birgjar leggi fram-yfirlýsingu um-samræmisskjöl fyrir hverja límlotu.
Umhverfissamhengi og áhrif á lífsferil
Pappírsstrá eru fyrst og fremst til vegna umhverfisáhyggjur af plastúrgangi. En hreinn ávinningur fyrir umhverfið fer eftir fleiru en því úr hverju stráið er gert. Lífsferilsmat (LCA) er aðferð sem fylgir ISO 14040 og ISO 14044 reglum. Þessi aðferð lítur á áhrifin af því að fá hráefnin, búa til vöruna, senda hana, nota hana og svo hvað verður um hana í lok líftíma hennar.
Rannsóknir hafa borið saman LCA snið pappírsstráa við PLA lífplast og venjuleg pólýprópýlen strá. Þessar rannsóknir hafa gefið misjafnar niðurstöður. Pappírsstrá hafa venjulega minni kolefnislosun þegar þú færð hráefnin. Þetta er vegna þess að pappír kemur úr endurnýjanlegum sellulósa. En pappírsstrá nota meiri orku við framleiðslu vegna vinda, þurrkunar og klippingar. Pappírsstrá er aðeins hægt að kalla „jarðgerðarhæft“ ef það fer raunverulega á jarðgerðarstöð sem fylgir EN 13432 eða ASTM D6400 reglum. Ef pappírsstrá endar á urðunarstað eru aðstæður þar ekkert loft. Svo brotnar hálmurinn mjög hægt niður. Þá minnkar umhverfisávinningur þess umfram létt plaststrá mikið.
Frá sjónarhóli véla þýðir þetta að einnota drykkjarvél úr pappírsstrái er best skilinn sem virkjunartækni-það framleiðir snið sem getur skilað umhverfislegum ávinningi ef nærliggjandi kerfi (moltugerð, förgun neytenda, flutningur aðfangakeðju) styður þessa kosti.
Umsóknir yfir atvinnugreinar
Þó að matarþjónusta sé sýnilegasta forritið þjóna einnota pappírsstrá fleiri mörkuðum:
Drykkir í pakka: Safabox, mjólkuröskjur og pokadrykkir innihalda oft-áfyllt eða meðfylgjandi pappírsstrá. Þessi strá krefjast oft skáskurðar eða sveigjanlegra liðkafla.
Læknis- og rannsóknarstofustillingar: Einnota-sýnisstrá fyrir greiningarsett, sérstaklega þar sem jarðgerðarhæfni eða minnkað plastinnihald er kveðið á um samkvæmt innkaupastefnu stofnana.
Gestrisni og viðburðir: Stórir-staðir (leikvangar, hátíðir, flugvellir) sem verða fyrir þrýstingi frá reglugerðum eða skuldbindingar um sjálfbærni fyrirtækja tilgreina í auknum mæli pappírsstrá fyrir sérleyfisbása.
Smásöluumbúðir: Strá seld í fjöl-pakkningum til heimilisnota, oft með skrautprentun á ytri laginu.
Hvert forrit getur sett örlítið mismunandi kröfur á vélina -mismunandi þvermálssvið, skurðarlengdir, rúmfræði oddsins eða afköst rúmmál. Flestar nútíma vélar bjóða upp á nægjanlega stillanleika til að þjóna fleiri en einum af þessum hlutum án mikilla vélbúnaðarbreytinga.
Heimildir
- TAPPI Ýttu á. TAPPI T559: Vatnsgleypni á stórum (Cobb) pappír. TAPPI Standards, Atlanta, GA.
- Staðlanefnd Evrópu. EN 13432: Kröfur um umbúðir sem hægt er að endurheimta með jarðgerð og niðurbroti. CEN, Brussel, 2000.
- ASTM International. ASTM D6400: Staðlað forskrift fyrir merkingu á plasti sem er hannað til að vera loftháð moltun í bæjar- eða iðnaðaraðstöðu. ASTM, West Conshohocken, PA.
- ISO tækninefnd 207. ISO 14040: Umhverfisstjórnun - lífsferilsmat - meginreglur og rammi. ISO, Genf, 2006.
- ISO tækninefnd 207. ISO 14044: Umhverfisstjórnun - lífsferilsmat - Kröfur og leiðbeiningar. ISO, Genf, 2006.
- Mangalam, AS, o.fl. "Trefjastefnuáhrif í sárum samsettum rörum undir axial þjöppun." Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, Vol. 40, Issue 7, 2009, bls. 1142–1152.
- Chidambarapandian, S., o.fl. "Áhrif pólývínýlalkóhóla á strálím úr pappír og áhrif á stráþol." Journal of Polymers and the Environment, Vol. 31, 2023. (ResearchGate full-textaaðgangur.)
- Bandaríska matvæla- og lyfjaeftirlitið. 21 CFR Part 175: Óbein matvælaaukefni: Lím og íhlutir húðunar. FDA, Washington, DC.
- Framkvæmdastjórn Evrópusambandsins. Reglugerð (EB) nr.. 1935/2004 um efni og hluti sem ætlað er að komast í snertingu við matvæli. Stjtíð. ESB L 338, 2004.