Kuidas vormitud tselluloosi valmistatakse: samm-sammuline--juhend tootmisprotsessi kohta

Sissejuhatus

Vormitud tselluloosipakendeid toodetakse keeruka vee{0}}põhise protsessi abil, mis muudab tselluloosikiud jäikadeks, kolmemõõtmelisteks -pakenditeks. Tootmisprotsessi mõistmine aitab ostjatel teha teadlikke otsuseid disaini, materjalivaliku ja kvaliteediootuste kohta. Selles juhendis kirjeldatakse kõiki vormitud tselluloosi tootmise etappe alates tooraine ettevalmistamisest kuni valmistooteni.

Ülevaade tootmisprotsessist

Vormitud tselluloosi tootmine hõlmab kuut peamist etappi: 1.Tooraine ettevalmistamine- Kiu hankimine ja paberimassi valmistamine 2.Läga valmistamine- Kiudude segamise ja konsistentsi reguleerimine 3.Vormimine- Kiudude ladestamine vormidele 4.Kuivatamine- Niiskuse eemaldamine 5.Viimistlemine- Kärpimine, katmine, trükkimine 6.Kvaliteedikontroll ja pakendamine- Ülevaatus ja saatmine

Konkreetne protsess varieerub kuivpressi ja märgpressi meetodite vahel, kuid põhiprintsiibid jäävad samaks.

1. samm: tooraine ettevalmistamine

Fiber Sourcing

Tootjad valivad kiud tootenõuete alusel:

Taaskasutatud paberikiud(kõige levinum): - vanad lainepapist mahutid (OCC): tugev, ökonoomne, pruuni värvi - vana ajalehepaber (ONP): pehmem, hea polsterdus, hall värv - segatud kontoripaber: tasakaalustatud omadused, heledam värv - Eel{4}}tarbijajäätmed: veskijäätmed, töötlemisjäätmed

Põllumajandusjäätmete kiud: - Bagasse (suhkruroo jääk): hele värv, sile, taastuv - Nisuõled: rikkalik, sarnane bagassile - Riisikõrs: uus valik, kõrge ränidioksiidi sisaldus - Kanepivars: tugev, jätkusuutlik

Spetsiaalsed kiud: - Bambus: ülitugev, esmaklassiline - Puuvill: ülimalt-puhas, meditsiiniline/toiduline - Neitsipuitmass: esmaklassiline, ühtlane

Pulpinguprotsess

1. Pallimine: kiud saabuvad kokkupressitud pallidena (tavaliselt 200–500 kg)
2. Palli lõhkumine: Pallid avatakse ja kiud eraldatakse
3. Puhastamine: saasteainete (plast, metall, klambrid) eemaldamine
4. Pulping: kiud segatakse veega hüdrapulperis (suures pöörlevas trumlis)
5. Rafineerimine: mehaaniline töötlus kiudude fibrilleerimiseks ja sidumise parandamiseks
6. Sõelumine: Liiga suurte osakeste ja prahi eemaldamine
7. Pleegitamine(valikuline): vesinikperoksiid või hapnikuga pleegitamine heledama värvi saamiseks

Peamised protsessi parameetrid

• Järjepidevus: 2-5% kiudaineid vees tselluloosi valmistamisel
• Temperatuur: 40-60 kraadi kiudude optimaalseks niisutamiseks
• pH: 6,5-8,5 (neutraalne kuni kergelt aluseline)
• Rafineeriv energia: 50-200 kWh tonni kohta (olenevalt soovitud omadustest)

2. samm: läga valmistamine

Kiudude segamine

Kohandatud segud luuakse optimeerimiseks: -Tugevus: pikemad kiud (OCC) tõmbetugevuse tagamiseks -Polsterdus: lühemad kiud (ONP) energia neelamiseks -Värv: heledamad kiud esmaklassilise välimuse tagamiseks -Maksumus: ökonoomsemaks otstarbeks suurem ringlussevõetud sisu -Pinna siledus: Bagasse või neitsikiud märgpressi jaoks

Lisandid

Olenevalt tootenõuetest võivad lisandid sisaldada järgmist: -Märgtugevusega vaigud: niiskuskindlus (AKD, ASA) -Kuivad tugevusained: parandab jäikust -Säilitamise abivahendid: kiudude sadestamise tõhususe parandamiseks -Vahueemaldajad: vahu kontrollimiseks töötlemise ajal -Värvained/pigmendid: värvide kohandamiseks -Biotsiidid: Vältimaks mikroobide kasvu lägas

Järjepidevuse kontroll

Vormimispulber lahjendatakse tavaliselt järgmiselt: -0,5-2% konsistentsõhukeseseinaliste{0}}toodete jaoks -1-3% konsistentsstandardtoodete jaoks -2-5% konsistentspaksude{0}}seinaga toodete jaoks

Täpne konsistentsi kontroll tagab osade ühtlase kaalu ja kvaliteedi.

3. samm: vormimine (kiu sadestamine)

Vormimismasin

Vormitud tselluloosi vormimismasin koosneb: -Lägapaak: hoiab kinni kiudude läga -Vormi kokkupanek: võrkpindadega isas-/emavormid -Vaakumsüsteem: tõmbab vett läbi vormi, ladestades kiud -Ülekandemehhanism: liigutab märgasid osi vormide vahel -Juhtimissüsteem: Reguleerib tsükliaegu, vaakumit, temperatuuri

Vormimise tsükkel (kuivpress)

1. Hallitusse kastmine: Vormimisvorm langetatakse lägapaaki
2. Vaakum-sadestamine: rakendatakse vaakum, mis tõmbab kiud vormi pinnale
3. Oodatav aeg: 2-10 sekundit soovitud kiu paksuse saavutamiseks
4. Hallituse eemaldamine: Hallitus eemaldatakse lägast
5. Veetustamine: Jätkuv vaakum eemaldab liigse vee
6. Ülekanne: Märg kiudvorm kantakse üle kuivatusvormi
7. Vabasta: Osa vabastatakse konveierile või kuivatusrestile

Märgpressvormimine

Märgpressi (termovormitud) protsessis: 1. Kiudude sadestamine (sama, mis kuivpressiga) 2. Viige kuumutatud sobitatud vormikomplekti 3.Kuumpressimine: 150-220 kraadi , 5-30 baari rõhk 5-30 sekundit 4. Samaaegne kuivatamine ja tihendamine 5. Osa väljub täielikult kuivanud ja siledana

Hallituse disain

Hallitusseened on toote kvaliteedi seisukohalt kriitilise tähtsusega: -Materjal: alumiinium (kõige tavalisem), epoksü (prototüüpimine), roostevaba teras (lisatasu) -Võrk: 40-100 võrgusilmaga roostevabast terasest traatriie -Vaakumkanalid: sisemised kanalid ühtlaseks vee eemaldamiseks -Süvise nurgad: vähemalt 3-5 kraadi vabastamiseks –Ventilatsioon: Õige õhu evakueerimine ülekande ajal

Tsükli ajad

• Väikesed osad(munakarp): 5-15 sekundit
• Keskmised osad(elektroonika lisa): 10-25 sekundit
• Suured osad(tööstuslik): 20-45 sekundit
• Märgpress: 15-60 sekundit (kaasa arvatud kuumpressimine)

4. samm: kuivatamine

Kuivpressiga kuivatamise meetodid

Pärast vormimist sisaldavad märjad osad 60-75% niiskust ja need tuleb kuivatada 5-10% niiskusesisalduseni.

Konveieriga kuivatamine ahjus(kõige tavalisem): - Osad liiguvad läbi soojendusega tunneli võrkkonveieritel - Temperatuur: 120-180 kraadi - Viideaeg: 10-30 minutit - Mitu temperatuuritsooni kontrollitud kuivatamiseks

Pöördtrumli kuivatamine: - Osad asetatakse pöörlevatele riiulitele - Tõhus väikeste ühtlaste osade jaoks - Väiksem energiatarve osa kohta

Kuumpressi kuivatamine(märgpress): - integreeritud vormimistsüklisse - Kuumutatud vormid moodustuvad ja kuivavad samaaegselt - Eraldi kuivatamisetappi pole vaja

Kuivatamise parameetrid

• Sisselaske niiskus: 60-75% (märg)
• Väljalaske niiskus: 5-10% (märg)
• Temperatuur: 120-200 kraadi (olenevalt tootest)
• Õhuvool: 1-3 m/s toote pinnal
• Energiatarbimine: 1,5-3,0 kWh eemaldatud vee kg kohta

Kuivatamise defektid

Vale kuivatamine võib põhjustada: -Koolutamine: ebaühtlane niiskuse eemaldamine -Pragunemine: pinna kiire kuivamine -Kollastumine: liiga kõrge temperatuur -Nõrgad kohad: mittetäielik kiudude sidumine -Hallituse kasv: Ebapiisav kuivatamine

5. samm: toimingute lõpetamine

Kärpimine

• Survelõikamine: Teravad terasstantsid lõikavad liigse materjali
• Laserlõikus: Täpne kärpimine keerukate kujundite jaoks
• Roboti trimmimine: automatiseeritud suure{0}}mahu tootmiseks
• Käsitsi trimmimine: Prototüüpide ja väikeste mahtude jaoks

Katte pealekandmine

Katteid rakendatakse barjääriomaduste tagamiseks: -Pihustuskate: ühtlane katvus, sobib enamiku toodete jaoks -Kastmiskate: täielik keelekümblus, maksimaalne kaitse -Rullkate: tasastel pindadel tõhus -Vormi katmine-: rakendatakse vormimise ajal (tekkiv tehnoloogia)

Levinud katted: -AKD/ASA: veekindlus -Kitosaan/šellak: määrdekindlus -Taimevahad: vee- ja rasvatõke -Juhtivad katted: ESD kaitse

Trükkimine

• Fleksograafiline: kõige tavalisem, 1-4 värvi, kulutõhus
• Offset: Kvaliteetne, rohkem värve, sobib märgpressimiseks
• Digitaalne: Lühijooksud, muutuvad andmed
• Kuum stantsimine: foolium esmaklassiliseks kaubamärgiks
• Reljeeftrükk/reljeeftrükk: Kõrgendatud/süvendatud logod

Kokkupanek

Mitme-komponendilise pakendi jaoks: -Liimimine: vesi-või kuumsulamliimid -Mehaaniline blokeering: nipsake-sobivad kujundused -Klammerdamine: Raskete{0}}rakenduste jaoks -Ultraheli keevitamine: areneb fiiber-kiudude sidumiseks

6. samm: kvaliteedikontroll ja pakendamine

Sissetulev kvaliteedikontroll

• Kiu koostise kontrollimine
• Niiskusesisalduse testimine
• Saastumise kontroll
• Lisandite kontsentratsiooni kontrollimine

In-Protsessi kvaliteedikontroll

• Osa kaal: ±5% tolerants, kontrollitakse iga 30 minuti järel
• Seina paksus: mikromeetri mõõtmine, proovi-põhine
• Mõõtmed: Go/no{0}}go mõõdikud või CMM kriitiliste osade jaoks
• Visuaalne kontroll: defektide tuvastamine (praod, augud, värvimuutus)
• Niiskuse sisaldus: lähi-infrapuna (NIR) või gravimeetriline testimine

Lõplik ülevaatus

• AQL proovide võtmine: ANSI/ASQ Z1.4 standardid
• Mõõtmete kontrollimine: kriitilised mõõtmed 100% või proovid
• Funktsionaalne testimine: Paigaldamine, kokkupanek, virnastamine
• Katte terviklikkus: Vee-/rasvakindluse punktikatsed
• Pakendi kontrollimine: Õige karbi märgistus, loeb

Testimine ja sertifitseerimine

• Kukkumise testimine: ISTA 1A, 2A või kohandatud protokollid
• Kompressiooni testimine: virnastamise tugevuse kontrollimine
• Vibratsiooni testimine: Transiidi simulatsioon
• Toiduga kokkupuude: migratsiooni testimine (FDA, LFGB)
• Kompostitavus: EN 13432, ASTM D6400
• Biopõhine sisu: ASTM D6866

Pakend saatmiseks

• Karbid: Sobiva tugevusega lainepapist kastid
• Kaubaalustele paigutamine: Standardsed kaubaaluste suurused (1200x1000mm EL, 48x40" USA)
• Stretch mähkimine: Koorma stabiilsuse tagamiseks
• Niiskuskaitse: Plastist vooderdised või kuivatusained (vajadusel)
• Märgistus: Tootekoodid, kogused, vöötkoodid, päritoluriik

Nõuded seadmetele ja rajatisele

Tootmisseadmed

• Hüdrapulber: 5-50 kuupmeetrit
• Rafineerijad: Topeltkettaga või koonilised rafineerijad
• Vormimismasinad: 1-12 vormimisjaama masina kohta
• Vaakumsüsteemid: Vedelrõngas- või pöörleva labaga pumbad
• Kuivatusahjud: gaasi-, elektri- või auruküttega
• Kärpimispressid: Hüdrauliline või pneumaatiline
• Pindamisseadmed: Pihustustorud või kastmispaagid
• Trükipressid: Fleksograafiline või ofset

Nõuded rajatisele

• Põrandapind: 2000–10,000+ ruutmeetrit
• Võimsus: 500-2000 kW (olenevalt võimsusest)
• Vesi: 5-20 kuupmeetrit toote tonni kohta
• Reovee puhastamine: Puhasvee taaskasutamiseks
• Õhu käitlemine: Kuivatamise heitgaaside ja tolmu kontrollimiseks
• Puhasruum: meditsiini-/toidu-toodete puhul (valikuline)

Keskkonnakaalutlused

Veemajandus

• Valge vee ringlussevõtt: 80-95% protsessiveest võetakse ringlusse
• Reovee puhastamine: esmane (sõeluuringud), sekundaarne (bioloogiline)
• Magevee meik: 0,5-2 kuupmeetrit toote tonni kohta
• Null tühjenemist: mõned rajatised kasutavad suletud{0}}ahelaga veesüsteeme

Energiatõhusus

• Soojustagastus: Väljalaske kuivatamisest sissetuleva õhu eelsoojendamiseks
• Raiskav soojus: Kompressoritest ja vaakumpumpadest
• Biomassi katlad: Jääkkiu kasutamine protsessisoojuseks
• Päikeseenergia: Katusepäikesepatarei elektri saamiseks

Jäätmete vähendamine

• Väljas{0}}spetsiifilised osad: Taastatud ja taaskasutatud protsessi
• Kärbi jäätmeid: Kogutud ja ümber pulbitud
• Kiudude taastamine: reoveest (muda võib kompostida või ladestada prügilasse)

Tootmisvõimsus ja skaleerimine

Masina tüüpiline väljund

• Väike masin(1-2 vormi): 50 000-200 000 osa/kuus
• Keskmine masin(4-6 vormi): 200 000-800 000 osa kuus
• Suur masin(8-12 vormi): 800 000-2 000 000 osa kuus

Skaleerimise kaalutlused

• Juhtimisaeg: 3-6 kuud uue masina paigaldamiseks
• Tööjõud: 5-15 operaatorit masina kohta (olenevalt automatiseerimisest)
• Tööriistad: Täiendavad vormid mahu suurendamiseks
• Kommunaalteenused: Peab planeerima suurenenud elektri-/veenõudlust

Ühised tootmisväljakutsed

Kiudude varieeruvus

• probleem: ringlussevõetud kiu ebaühtlane kvaliteet
• Lahendus: range sissetuleva kontrolli, kiudude segamine, protsessi jälgimine

Hallituse kulumine

• probleem: Võrgusilma ummistus, pinna kulumine aja jooksul
• Lahendus: Regulaarne hallituspuhastus, võrgusilma vahetus, ennetav hooldus

Kuivatamise ühtlus

• probleem: Osad kuivavad ebaühtlaselt, põhjustades kõverdumist
• Lahendus: Optimeerige ahju õhuvoolu, osade orientatsiooni, temperatuuriprofiile

Katte konsistents

• probleem: katte ebaühtlane pealekandmine
• Lahendus: Automatiseeritud pihustussüsteemid, viskoossuse kontroll, kvaliteedikontroll

Hooajalised variatsioonid

• probleem: Niiskus mõjutab kuivamist ja osaliselt niiskust
• Lahendus: Kliimaseade, kohandatud kuivatusparameetrid, niiskuse testimine

Järeldus

Vormitud tselluloosi tootmine on keerukas protsess, mille käigus muudetakse lihtsad tsellulooskiud suure jõudlusega{0}}kaitsepakendiks. Alates tooraine ettevalmistamisest kuni kvaliteedikontrollini nõuab iga etapp täpset kontrolli, et tagada toote ühtlane kvaliteet. Selle protsessi mõistmine aitab ostjatel teha tõhusat koostööd tootjatega, optimeerida disainilahendusi valmistatavuse jaoks ning teha teadlikke otsuseid materjalide ja protsesside valiku kohta.

Hesheng Innovation Development Ltd. opereerib täiustatud vormitud tselluloosi tootmisrajatisi, millel on nii märg- kui ka kuivpressimise võimalused, ranged kvaliteedikontrollisüsteemid ja jätkusuutlikud tootmistavad. Võtke meiega ühendust, et saada lisateavet meie tootmisvõimaluste ja selle kohta, kuidas saaksime teie pakendikujunduse ellu viia.