Lista completa delle macchine per la fabbrica di bottiglie PET per bevande gazose

La costruzione di una linea di produzione di bottiglie PET per bevande gassate è fondamentalmente diversa dalla costruzione di una linea per acqua non gassata, e la lista delle macchine è dove quella differenza diventa visibile per la prima volta. Una bevanda gassata contiene tra 3,5 e 4,5 volumi di dioxido di carbonio disciolto, il che significa che la bottiglia finita deve contenere una pressione interna che può raggiungere dai 5 ai 6 bar quando il prodotto si riscalda a 38 gradi Celsius durante il trasporto o il deposito in magazzino. Ogni macchina downstream del carrello di resina è dimensionata in base a questo unico dato fisico: la preforma è più pesante, i rapporti di estensione sono più stretti, la pressione di sfondatura è più alta, la geometria della base è un petaloide a cinque piedi invece che un profilo piatto o champagne, il riempimento deve funzionare sotto pressione contraria piuttosto che a gravità, e la sezione di imballaggio deve gestire un contenitore che tenta permanentemente di espandersi. Macchina YuDary, una fabbrica Wanplas con più di venti anni di esperienza dedicata alle macchine di formaggio a soffiaggio PET, esporta in più di sessanta paesi e possiede più di venti brevetti in materia di formaggio a soffiaggio con riscaldamento e estensione, e la lista dell'elenco di apparecchiature qui sotto riflette come queste linee sono effettivamente configurate sul campo piuttosto che una lista di cataloghi generica.

La fabbrica è meglio compresa come sei blocchi collegati: trattamento dell’acqua, preparazione del sirope, carbonazione e fornitura di anidride carbonica, soffiatura delle bottiglie, riempimento isobarico e cappotto, e imballaggio in downstream. Ogni blocco ha la sua macchina critica e il suo insieme di unità accessorie che determinano silenziosamente se il valore di uscita principale viene mai raggiunto. Gli investitori spesso pianificano attentamente la macchina di soffiatura e il riempitore, poi scoprono che un compressore a alta pressione di dimensioni insufficienti, un raffreddatore senza abbastanza capacità di riserva per un ambiente estivo di 40 gradi Celsius o un desaeratore che non può ridurre l’ossigeno disciolto abbastanza basso capiterà tutta la fabbrica al settanta per cento della potenza nominale. Le sezioni successive esaminano ogni macchina in sequenza, forniscono la logica di dimensionamento e le finestre dei parametri che un ingegnere deve specificare per ciascuna di esse, e identificano dove un piccolo cambiamento nelle specifiche produce un grande cambiamento nella qualità delle bottiglie, nel consumo energetico o nel tempo di cambio.

Perché le bottiglie gassate cambiano le specifiche di ogni macchina

La resistenza alla pressione in una bottiglia PET non viene creata aggiungendo materiale; viene creata dall'orientamento. Quando un preforme riscaldato viene esteso axialmente dal bastone di estensione e poi espanso circolarmente con aria ad alta pressione, le catene di polimero amorfi si allineano in una struttura biaxialmente orientata con cristallinità indotta da tensione, e è quella parete orientata che resiste alla deformazione. Per l'acqua non gassata il rapporto di estensione piano, che significa il rapporto axiale moltiplicato per il rapporto circolare, è solitamente mantenuto tra 8 e 10. Per le bevande gassate lo stesso calcolo viene portato tra 10 e 14, con un rapporto axiale di circa 2,5 a 3,0 e un rapporto circolare di 3,5 a 4,5, perché il grado più elevato di orientamento è quello che offre resistenza alla rottura da stress e una deforma volumetrica minima. Per raggiungere questi numeri è necessario un preforme progettato specificamente per la bottiglia piuttosto che un preforme a uso generale, e è necessario un combinato forno e stampo che possa mantenere strettamente la finestra di temperatura del corpo, solitamente tra 95 e 115 gradi Celsius misurati sulla superficie del preforme all'uscita della zona di equalizzazione, con la finitura del collo attivamente raffreddata in modo che il filo e il anello di supporto rimangano stabili dimensionalmente.

La selezione del resino segue la stessa logica. Le applicazioni carbonatate richiedono normalmente PET di qualità bottiglia con una viscosità intrinseca compresa tra 0,80 e 0,84 decilitri per grammo, superiore alla fascia compresa tra 0,76 e 0,80 comune per l'acqua, perché le catene più lunghe migliorano la resistenza al fondere durante l'iniezione della preforma e migliorano la resistenza alla deformazione nel contenitore finito. Il peso grammatico della preforma aumenta drasticamente. Una bottiglia da 500 millilitri di acqua non carbonata può essere prodotta a 12-15 grammi, mentre lo stesso volume in una versione carbonata richiede 22-28 grammi; una bottiglia da 1,5 litri si aggira tra 38 e 45 grammi e una da 2 litri tra 48 e 54 grammi. La finitura del collo è quasi sempre un profilo carbonato di 28 millimetri, sia la versione più alta tradizionale che la versione corta che risparmia circa un grammo di resino per bottiglia, e entrambe devono essere abbinate al cappatore, al caricatore di tappi e all'inserto del collo del molle. Se le preforme sono molate per iniezione in casa invece che acquistate, aggiungere un secatore disumidificante capace di mantenere l'umidità del resino inferiore a 50 parti per milione a 160-170 gradi Celsius con un tempo di permanenza di quattro a sei ore, perché la degradazione idrolitica durante l'iniezione riduce in modo permanente la viscosità intrinseca e con essa le prestazioni a pressione di ogni bottiglia prodotta che si muovono.

La lista completa delle macchine in un colpo d'occhio

La tabella seguente divide la fabbrica in sei blocchi funzionali con le macchine principali di ciascuno. È deliberatamente concisa; i paragrafi che seguono espandono ogni blocco con cifre di dimensionamento, finestre di parametri e le unità accessorie che non appaiono in un sommario ma devono apparire in un ordine di acquisto. Leggere la lista come una catena di dipendenza piuttosto che una lista di acquisto, perché l'ordine importa: la qualità dell'acqua impone il tetto al gusto del prodotto, l'accuratezza del succo impone il tetto alla consistenza del Brix, la temperatura di carbonazione impone il tetto ai volumi di gas raggiungibili, l'orientamento della bottiglia impone il tetto alla durata di conservazione, e la pressione contraria del riempitore impone il tetto alla velocità della linea.

Block	[N] 6: Macchine principali	[N] 12 Funzione
[N] 7: Stanza acqua	Filtre multimediale, filtro a carbone, softener, osmosi inversa, unità ultravioletta	Produci acqua trattata
[N] 8: Stanza sciroppo	Dissolver di zucchero, scambiatore di calore a piastre, doppio filtro, serbatoio di dosaggio	Preparare e conservare il succo finito
Carbonatizzazione	Deaeratore, blender in linea, carbonatore, vaporizzatore di anidride carbonica	Mescolare e riempire il gas
Iniezione	Caricatore di preforme, macchina di estrusione a caldo e estrusione, raffreddatore, compressore ad alta pressione	Formare bottiglie a pressione regolata
Riempimento	Riempitore isobarico, tappatrice, caricatore di tappi e sterilizzatore	Riempimento e sigillatura a pressione
Imballaggio	Calda bottiglie, etichettatrice, codificatrice, ispettore, imballatrice a striscia, palletizzatrice	Finire, ispezionare e palletizzare

Due macchine sono assenti da quella somma per scelta. La prima è la macchina di iniezione per preforme con il suo molle per preforme, il raffreddatore e il secatore, che rientra nella lista solo se la fabbrica decide di produrre le preforme invece che di comprarle; la maggior parte delle nuove fabbriche di bevande gassate acquista le preforme per i primi due o tre anni perché l'iniezione delle preforme è una disciplina separata con le sue proprie economie degli strumenti e il suo proprio carico di controllo della qualità. La seconda è il sistema di pulizia in loco, che non è opzionale affatto ma che serve la stanza dell'acqua, la stanza del succo, la skid di carbonazione e il riempitore contemporaneamente e quindi non si trova all'interno di un singolo blocco. Una linea carbonata ha anche bisogno di un lavaggio aereo delle bottiglie vuote invece che di un lavaggio a pieno con acqua, in molte configurazioni, poiché le bottiglie gonfie che arrivano direttamente dalla macchina di gonfiaggio attraverso un convettore aereo chiuso sono molto più pulite delle bottiglie che sono state conservate e trasportate.

Trattamento dell'acqua e sala del succo

L'acqua di processo per una bevanda carbonata deve essere più di semplice idonea al consumo. L'alcalinità residua neutralizza l'acido nella bevanda e cambia il profilo di gusto, il cloro e la cloramina attaccano i composti aromatici, il ferro e il manganese causano macchie, e qualsiasi solido sospeso diventa un sito di nucleazione che fa in modo che il prodotto formi schiuma in modo incontrolabile al momento della riempimento. Un sistema convenzionale inizia con un filtro a sabbia multimediale per rimuovere i particolati superiori a circa 20 micrometri, passa ad un filtro a carbone attivo con un tempo di contatto del letto vuoto di almeno dieci minuti per eliminare il cloro libero e gli organici, poi a un softener o a un'unità di osmosi inversa a seconda della durezza dell'acqua di partenza e del totale di sostanze disciolte, e termina con un cartuccio di microfiltrazione di 0,2 micrometri e un sterilizzatore ultravioletto dimensionato per almeno 30 millijouli per centimetro quadrato. L'alcalinità inferiore a 50 parti per milione in forma di carbonato di calcio e il totale di sostanze disciolte nel range da 50 a 250 parti per milione sono obiettivi tipici per i prodotti carbonati. Dimensionare il sistema per almeno 1,3 volte la domanda di linea massima, perché una linea che produce 12.000 bottiglie all'ora con bottiglie da 500 millilitri consuma circa 6 metri cubi di acqua di processo all'ora, oltre alla domanda di lavaggio e pulizia in loco, e una stanza di acqua che funziona al suo limite non ha più capacità per i cicli di regolazione di cui ha bisogno.

La stanza del sirope converte zucchero, acido, aroma e colore in un concentrato stabile a un Brix controllato. La dissoluzione a caldo a 80-85 gradi Celsius, seguita da un raffreddamento attraverso un scambiatore di calore a piastre fino a 20-25 gradi Celsius, è la scelta conservativa perché inverte una frazione controllata di saccarosio e riduce il rischio microbiologico, mentre la dissoluzione a freddo con un miscitore ad alta stiratura risparmia energia e si adatta alle fabbriche che utilizzano zucchero liquido o dolcificanti di alta intensità. Una stanza completa comprende un serbatoio di dissoluzione del zucchero con agitatore, un scambiatore di calore a piastre, un filtro a doppio sacco o a candela, almeno due serbatoi di miscelazione in modo che uno possa essere miscelato mentre l'altro alimenta la linea, un serbatoio di conservazione del sirope finito dimensionato per una o due ore di produzione e pompe di dosaggio con misurazione in linea del Brix e della conduttività. L'accuratezza è più importante della capacità: una deviazione di 0,1 gradi Brix nel bevanda finale è rilevabile da pani addestrati e può portare un prodotto fuori dai valori nutrizionali dichiarati, quindi le pompe di dosaggio e il blender che seguono devono essere specificati tenendo conto della ripetibilità piuttosto che del throughput solo.

Carbonatazione, miscelazione e fornitura di anidride carbonica

La solubilità del dioxido di carbonio nell'acqua aumenta quando la temperatura scende e quando la pressione aumenta, motivo per cui ogni skid di carbonazione è anche un problema di refrigerazione. Il prodotto viene normalmente raffreddato a 2-6 gradi Celsius prima dell'iniezione del gas, perché a 4 gradi Celsius e 4 bar l'acqua può contenere circa 4 volumi di gas in soluzione stabile, mentre a 20 gradi Celsius la stessa pressione contiene appena la metà. L'ossigeno disciolto concorre per lo stesso spazio fisico e destabilizza la carbonazione, quindi un vuoto o un deaeratore a colonna che aspira l'ossigeno disciolto sotto 0,5 parti per milione si trova in precedenza rispetto al punto di iniezione del gas. L'allestimento moderno è un blender in linea che misura il volume di acqua e di succo trattati in modo volumetrico rispetto a una misura del flusso massico o magnetico, controlla il Brix conseguente in linea e poi inietta il dioxido di carbonio attraverso un sparger o una colonna riempita, tutto all'interno di un skid con il proprio pannello di controllo. Il carbonatore a batch più antico con un serbatoio premiscelatore separato è ancora perfettamente funzionante per linee inferiori a 6.000 bottiglie all'ora e costa meno di acquistare, ma è più lento a passare da un prodotto all'altro e meno preciso sul Brix.

L'approvvigionamento del gas è un elemento della lista delle macchine che le nuove fabbriche spesso sottovalutano. Il dioxido di carbonio di qualità bevanda al 99,9% di purezza viene fornito in forma liquida e conservato in un serbatoio isolato a circa 18-20 bar, da cui un vaporizzatore ambientale o elettrico lo converte in gas alla velocità di flusso richiesta dal carbonatore, seguito da una stazione di regolazione della pressione e da un filtro finale del gas. La consumazione si aggira tra 5 e 7 kg per 1.000 litri di prodotto carbonato finito, una volta inclusi i perdite di scarico, la pulizia del contrapressione del riempimento e il dislocamento in loco, che è significativamente superiore al valore teorico della dissoluzione. Il sottosviluppo del vaporizzatore produce un sintomo che sembra un difetto di carbonazione ma in realtà è un difetto di approvvigionamento: i volumi di gas scendono quando la linea funziona a piena velocità per più di venti minuti, e l'operatore segue i punti di regolazione del carbonatore invece della linea di congelamento sul vaporizzatore.

Formaggio a soffiato: la macchina centrale dell'impianto

La macchina di estrusse a riscaldamento continuo, che opera secondo un processo a due fasi, è quella in cui una preforma acquistata o prodotta in casa diventa un recipiente a pressione. Le preforme vengono elevate da un caricatore a hopper, singolate e orientate da un sorter rotativo o a rulli, sospese su una catena di supporto per il collo dai loro anelli di supporto e trasportate attraverso un forno ad infrarossi costruito da banche di lampade a quarzo disposte in zone, con la preforma che gira continuamente in modo che il calore si distribuisca uniformemente intorno al perimetro. La distribuzione della potenza delle lampade tra le zone è il principale strumento per modellare il profilo di temperatura axiale e consente a una preforma carbonata di spessore elevato di raggiungere una temperatura uniforme del corpo senza surriscaldare la sua superficie esterna. YuDa riduce la distanza tra le lampade di riscaldamento e la superficie della preforma a 38,1 millimetri, aumentando l'efficienza della radiazione e riducendo il consumo di elettricità dell'ovale di oltre il trentacinque per cento rispetto agli ovuli a grande distanza tradizionali; dato che l'ovale rappresenta solitamente tra il sessanta e il settanta per cento della potenza totale richiesta dal blocco di estrusso, questa singola decisione di progettazione domina la linea energetica del budget operativo. Le piastre di raffreddamento del collo e l'aria forzata mantengono la finitura sotto la temperatura a cui il filo si deforma, e una sezione di equalizzazione dopo l'ultimo banco di lampade consente al calore di condurre verso l'interno in modo che la parete sia uniforme attraverso il suo spessore invece che solo calda sulla superficie.

Nella stazione di soffiaggio la preforma viene fissata, il bastone di estensione scende sotto controllo servo, l'aria di soffiaggio preliminare a 8-12 bar inizia l'espansione radiale mentre il bastone continua a muoversi, e l'aria di soffiaggio finale a 35-40 bar completa la formazione e spinge la parete contro la superficie del molle. Le bottiglie carbonatate si trovano nella parte superiore di questo intervallo di pressione perché la base petaloidea ha bisogno di alta pressione per formare completamente i piedi e per evitare strati sottili tra di essi. L'acqua di raffreddamento del molle a 8-12 gradi Celsius circola attraverso le metà del corpo mentre il molle della base è spesso tenuto a due o quattro gradi più freddo, poiché la base è la regione più spessa e più lenta a cristallizzare e anche la regione in cui iniziano le rotture a causa di stress; YuDa applica un sistema di collegamento a leva che combina l'apertura del molle, il blocco del molle e l'altezzamento del molle della base in un unico movimento coordinato alimentato da un sistema servo ad alta velocità, che riduce il tempo morto tra i cicli e migliora la ripetibilità della forza di fissaggio; un layout della macchina modulare mantiene quindi brevi i cambi di molle e la manutenzione, che è importante su una linea di bottiglie carbonatate che produce tre o quattro formati di bottiglia. Un circuito di recupero dell'aria di soffiaggio che cattura l'esaurimento dal soffiaggio finale e lo restituisce alla rete a bassa pressione o alla fase di soffiaggio preliminare riduce il consumo di aria a alta pressione del trentacinque al quaranta per cento e si ripaga più rapidamente di quasi ogni altra opzione sulla macchina.

Configurazione YuDa FGX	Cavità	Produzione (BPH)	[N] 9: Volume massimo
FGX ad alta velocità	3	8,000 – 9,000	600 ml
FGX ad alta velocità	4	10,000 – 12,000	600 ml
FGX ad alta velocità	5	12,500 – 15,000	600 ml
FGX ad alta velocità	6	15,000	500 ml
FGX formato grande	4	7,000 – 8,000	2,000 ml

La serie FGX è la piattaforma ad alta velocità, che copre da 8.000 a 15.000 bottiglie all'ora con una velocità di un'unica matrice di 2.500 a 3.000 bottiglie all'ora, e è il match naturale per una fabbrica di bevande gassate che riempie formati da 330 a 600 millilitri a volumi di distribuzione nazionali. Osserva come la fila dei formati grandi si comporta diversamente: una bottiglia gassata da 2 litri richiede una lunghezza maggiore, più aria e più tempo di raffreddamento nella matrice, quindi la velocità per cavità scende a circa 1.800 a 2.000 bottiglie all'ora e il modo pratico per raggiungere un'alta produzione sui formati grandi è avere più cavità piuttosto che cicli più rapidi. La potenza installata per il blocco di soffiaggio va da circa 120 kilowatt su una macchina a tre cavità a 260 kilowatt su una macchina a sei cavità, con l'ovale che domina; la consumazione effettiva è normalmente del 55 al 70% della potenza installata una volta che gli ovuli raggiungono lo stato di equilibrio, perché le lampade modulano dopo il riscaldamento. La monitoraggio remoto è standard, quindi gli ingegneri della sede centrale in Cina possono leggere i dati del controller logico programmabile da un dispositivo mobile e fornire analisi delle anomalie al sito del cliente prima che un guasto in fase di sviluppo si trasformi in downtime.

Configurazione standard YuDa	Cavità	Produzione (BPH)	[N] 9: Volume massimo
Completamente automatica	1	1,000 – 1,500	2,000 ml
Completamente automatica	2	2,000 – 3,000	2,000 ml
Completamente automatica	4	4,000 – 5,000	600 ml
Completamente automatica	6	6,000 – 7,000	600 ml
semiautomatica	2	800 – 1,200	2,000 ml

Il range di velocità automatica standard da 1.000 a 7.000 bottiglie all'ora condivide la stessa architettura di riscaldamento e fissaggio della piattaforma ad alta velocità, ma con un forno più corto e meno stazioni, il che la rende la scelta corretta per le marche carbonatate regionali, per le fabbriche che eseguono molti piccoli lotti e per le seconde linee dedicate alle bottiglie di grandi formati. La serie semiautomatica riduce significativamente i costi di acquisto separando il riscaldamento e la bombatura in due fasi gestite da un operatore, e rimane un punto di ingresso sensato per una startup che desidera dimostrare un prodotto carbonato sul mercato prima di impegnarsi in una linea automatica completa, a condizione che l'operatore comprenda che la consistenza dipende dalla disciplina della manipolazione manuale. Per le fabbriche in cui l'area del pavimento è la restrizione principale, YuDa costruisce anche un blocco combinato di bombaggio- riempimento-cappuccio e una macchina di bombaggio- riempimento-cappuccio delle bottiglie che forma la bottiglia, la riempie e applica il coperchio all'interno di un'unica struttura; per i prodotti carbonati, il blocco combinato è meglio adatto a volumi di gas più bassi e formati più piccoli, mentre i prodotti cola ad alta carbonazione a volumi nazionali sono ancora più robustamente serviti da una macchina di bombaggio separata che alimenta un riempitore isobarico attraverso un trasportatore aereo.

Riempimento, tappatura e imballaggio downstream

La riempimento carbonato è un riempimento a pressione contraria. Il riempitore rotativo pulisce prima ogni bottiglia con dioxido di carbonio per espellere l'aria, poi pressurizza la bottiglia alla stessa pressione del contenitore del prodotto, solitamente da 3,5 a 5 bar, in modo che il liquido scorra per gravità senza uscire dalla soluzione; solo dopo una snift-off controllata la bottiglia rilascia la sua pressione in eccesso e si sposta al cappottatore. La temperatura del prodotto al valvole è mantenuta tra 2 e 6 gradi Celsius per lo stesso motivo di solubilità discusso precedentemente, e il numero di valvole dipende dalla velocità della linea: una linea di 12.000 bottiglie all'ora solitamente monta 40 a 60 valvole di riempimento a una velocità di rotazione modesta piuttosto che un piccolo carosello che gira rapidamente, perché l'agitazione centrifuga di un liquido supersaturato provoca la formazione di bolle e un sotto-riempimento. Il cappottatore è normalmente combinato sullo stesso bastone di base, applicando una chiusura a vite in plastica di 28 millimetri a un momento di torsione di 1,4 a 2,2 newton metri, alimentato da un elevatore di hopper attraverso un sorter di cappelli e, per molti mercati, un lavaggio del cappello o un sterilizzatore ultravioletto. L'accuratezza della altezza di riempimento di più o meno 2 millimetri e la ripetibilità del momento di chiusura sono le due variabili che più spesso provocano reclami dei consumatori sui prodotti carbonati, perché entrambe si traduce direttamente in volumi di gas perduti in commercio.

In seguito al cappatore, la sezione di imballaggio gestisce un contenitore freddo, umido e pressurizzato. Un tunnel riscaldatore delle bottiglie che spruzza acqua riscaldata ricirculata e aumenta la temperatura superficiale di pochi gradi sopra il punto di condensa è effettivamente obbligatorio, poiché la condensa su una bottiglia fredda impedisce all'adesivo del marchio di aderire e fa arrugginire la pellicola di riscaldamento. Dopo il riscaldamento, la linea monta un etichettaio a rotolo a caldo o un applicatore di pellicola di riscaldamento, un codificatore a inchiostro o a laser per le informazioni di lotto e scadenza, e una stazione di controllo che verifica il livello di riempimento, la presenza del cappello e i cappelli spallati, e la posizione dell'etichetta, con un convettore di rifiuti che rimuove i difetti senza fermare la linea. Un dispositivo di controllo delle bottiglie vuote si trova in precedenza al riempitore, e un detettore di perdite dopo il cappotto è utile sulle linee di bevande gassate perché un sigillo marginale non fallirà immediatamente. L'imballaggio finale è costituito da un imballatore in pellicola di riscaldamento che produce imballaggi multipli, da un imballatore a cassa di avvolgimento, o da entrambi, seguiti da un divisore o da un applicatore di manico su formati grandi, da un sistema di trasporto con tavole di accumulo dimensionate per almeno novanta secondi di uscita della linea, e da un stratificatore o da un palletizzatore robotizzato con un imballatore a striscia. L'accumulo è l'elemento meno glamour che determina l'efficienza reale della fabbrica: senza di esso, ogni fermata di dieci secondi al codificatore si propaghe indietro al riempitore e in avanti al palletizzatore.

Utilità, aria compressa e raffreddamento

Utilità	[N] 10: Turno a 12.000 BPH	Nota
Aria ad alta pressione, 40 bar	7.0 – 8.5 Nm3/min	Abbassamento con recupero aria
Aria a bassa pressione, 8 bar	2.0 – 2.5 Nm3/min	Valvole, trasporto, tappatrice
Acqua refrigerata, 8 12 C	90 – 110 kW	Formaggi e raffreddamento del collo
[N] 11: Glicole, 2 C	150 – 200 kW	Raffreddamento del prodotto e carbonatazione
Potenza, blocco soffiante	180 – 260 kW installed	I forni dominano il carico
Anidride carbonica	5 – 7 kg per 1,000 L	99,9 percento grado bevanda

Il sistema di aria ad alta pressione è la seconda macchina più costosa dell'impianto dopo la macchina di soffiaggio e il riempitore, e merita la stessa disciplina di specificazione. Un compressore a pistoni a quattro stadi senza olio o lubrificato a olio che produce 40 bar è la soluzione standard, dimensionato sulla base del calcolo che ogni bottiglia carbonata da 500 millilitri consuma circa 25 a 30 litri normali di aria ad alta pressione una volta conteggiati il volume morto della macchina e le perdite delle valvole. Specifichere sempre un ricevitore di almeno 2 metri cubi a pressione di lavoro per assorbire la pulsazione del ciclo di soffiaggio, un secchio refrigerato o ad adsorbente che porta il punto di condensa della pressione a almeno -20 gradi Celsius, e una filtraggio fino a 0,01 micrometro con carbone attivo sullo stadio finale, poiché l'aria che tocca l'interno di un contenitore alimentare è un mezzo di contatto con gli alimenti. Il raffreddamento è diviso in due circuiti per una buona ragione: il raffreddamento del formaggio vuole acqua a 8-12 gradi Celsius a flusso alto e stabilità di temperatura moderata, mentre il raffreddamento del prodotto vuole un circuito a glicole a circa 2 gradi Celsius, e combinarli costringe un circuito a funzionare alla temperatura sbagliata. In condizioni ambientali superiori a 35 gradi Celsius, aggiungere il 15-20% alla capacità nominale del raffreddatore, e preferire un raffreddatore a raffreddamento a acqua con un toro di raffreddamento rispetto a un'unità a raffreddamento a aria quando l'acqua è disponibile, perché il gap di efficienza si amplia esattamente quando l'impianto è più affollato.

La domanda elettrica totale per una linea carbonata completa di 12.000 bottiglie all'ora, che comprende il trattamento dell'acqua, la sala del succo, i raffreddatori, i compressori, il gonfiaggio, il riempimento e il confezionamento, si aggira solitamente tra 750 e 1.000 kilowatt di capacità installata con un consumo misurato compreso tra 30 e 45 kilowatt-ore per 1.000 bottiglie per formati da 500 millilitri. Questo valore è il modo onesto per confrontare le opzioni di investimento, perché una macchina con un prezzo di acquisto più basso e un forno a larga distanza può consumare abbastanza elettricità in eccesso da annullare l'innesto iniziale entro due o tre anni di operazione a due turni. Utilizzando un indice dei costi in cui una linea carbonata automatica di fascia media è impostata a 100 punti di base, il blocco di gonfiaggio rappresenta solitamente da 22 a 28 punti, il monoblocco di riempimento e chiusura da 25 a 32 punti, il trattamento dell'acqua e del succo da 12 a 16 punti, gli impianti, compresori e raffreddatori da 14 a 18 punti, e il confezionamento e il trasporto il resto. L'intensità relativa dei costi operativi è Alta per l'elettricità, Media per il dioxido di carbonio e l'acqua e Bassa per le parti di ricambio su una linea ben mantenuta, e la variabile controllabile più grande in tutti è la stabilità della temperatura delle preforme.

Scegliere la configurazione corretta della macchina

Requisito	Bottiglia	Macchina YuDa consigliata
Test di mercato, costo di ingresso più basso	1.5 L carbonated	semiautomaticao a due cavità
1,000 – 1,500 BPH startup	500 ml carbonated	Automatico completo a singola cavità
3.000 BPH marca regionale	1,5 L e 2 L	Automatico completo a due cavità
6,000 – 7,000 BPH	500 ml carbonated	Automatico completo a sei cavità
10,000 – 12,000 BPH	330 – 600 ml	FGX a quattro cavità ad alta velocità
Volume nazionale di 15.000 BPH	500 ml carbonated	FGX a cinque o sei cavità

La selezione inizia dalla bottiglia, non dalla macchina. Fornire il volume target, i volumi di gas previsti, la finitura del collo, il peso e la lunghezza del preforme, l'uscita richiesta in bottiglie all'ora, il numero di formati da produrre sulla stessa macchina e la temperatura ambiente dell'impianto, e la configurazione segue quasi deterministicamente. Due regole pratiche permettono di risparmiare a questo punto. In primo luogo, dimensionare la macchina di soffiaggio di dieci a quindici percento in più rispetto al riempitore piuttosto che adattarli esattamente, perché il trasportatore d'aria tra di loro funge da tampon e una macchina di soffiaggio leggermente più veloce mantiene il riempitore saturo attraverso interruzioni minori; una macchina di soffiaggio che funziona come il punto di blocco verrà spinta oltre la sua finestra di temperatura dell'oven e la qualità delle bottiglie tenderà a variare. In secondo luogo, decidere la famiglia di formati prima dell'ordine, poiché una macchina ottimizzata per bottiglie da 330 a 600 millilitri e una ottimizzata per bottiglie da 1,5 a 2 litri differiscono in lunghezza dello strato di appoggio del molde, lunghezza del bastone di estensione, lunghezza dell'oven e consumo di aria, e la retroattivazione di una macchina di formato piccolo per farla funzionare con formati grandi più tardi costa molto di più rispetto alla specificazione di una macchina a doppia capacità all'inizio. Dove un impianto ha realmente bisogno di entrambe le famiglie a volume, due macchine dedicate quasi sempre superano una macchina di compromesso in termini di output totale e di tempo di cambio.

Industria di applicazione e prodotti finali

Le bevande gassate sono l'estremità più esigente di un ampio range di applicazioni che la stessa famiglia di macchine serve. Le bevande tipo cola e a gusto di agrumi a 3,8-4,2 volumi di gas si trovano nella parte superiore della richiesta di pressione, seguite da acqua sparkling e tonic a 4,0-4,5 volumi in formati più piccoli, bevande sparkling a gusto e bevande energetiche a 2,5-3,5 volumi, e bevande a base di malto o birra che aggiungono considerazioni di barriera all'ossigeno e alla luce in aggiunta alla pressione. Bene sotto questo livello, le stesse macchine di insufflaggio producono bottiglie d'acqua, bottiglie di succo e tè per linee di riempimento caldo o asettico, contenitori per olio edibile, bottiglie di latte e yogurt, e contenitori per prodotti chimici e cosmetici di uso quotidiano come shampoo, detersivo liquido e toner. Il contatto con gli alimenti e le bevande porta con sé un proprio quadro normativo piuttosto che uno meccanico puro: la resina PET e i contenitori finiti sono comunemente valutati in conformità con la FDA 21 CFR 177.1630 negli Stati Uniti, il Regolamento UE 10/2011 in Europa e GB 4806.6 in Cina, mentre le macchine stesse vengono fornite con il marchio CE e sono costruite secondo sistemi di qualità ISO 9001. La verifica a livello di bottiglia copre la pressione di rottura, la rottura per stress ambientale con un bagno caustico e un test di stabilità termica in cui le bottiglie pressurizzate vengono tenute a 38 gradi Celsius per 24 ore e controllate per l'espansione volumetrica inferiore al tre percento senza perdita di spaziatura di base.

La conseguenza pratica per un proprietario di una fabbrica è che la lista delle macchine deve essere scelta in base al prodotto più ampio che la fabbrica intende vendere nei prossimi cinque anni, e non al più ristretto che lancerà. Una fabbrica che specifica per acqua non gassata e poi aggiunge una linea di prodotti gassati scopre che l'inventario delle preforme, gli strumenti di finitura del collo, il design della valvola di riempimento e spesso anche il compressore ad alta pressione devono essere sostituiti, mentre una fabbrica che specifica per prodotti gassati può produrre acqua non gassata con lo stesso equipaggio a pressione di scarico più bassa e preforme più leggere, senza alcuna modifica del hardware. Specificare in modo ascendente è economico; specificare in modo descrittivo non lo è.

Layout, Commissioning, e Assistenza post-vendita

Il layout della linea per la produzione di bevande gazose segue un percorso produttivo rettilineo con gli impianti ubicati sul perimetro. Una linea produttiva di 12.000 bottiglie all'ora occupa generalmente da 800 a 1.200 metri quadrati per la sala di produzione, con la stanza dell'acqua e la stanza del succo in un'area separata e finita in modo igienico, la stanza del compressore e del raffreddatore isolata per il rumore e il calore, e la macchina di soffiaggio posizionata in modo che il suo convettore d'aria raggiunga il riempitore con una leggera salita e senza cambiamenti bruschi di direzione. Assicurarsi che il carico su pavimento sia di almeno 1.000 chilogrammi per metro quadrato sotto la macchina di soffiaggio e il riempitore, una altezza libera di 4,5 a 6 metri per il convettore d'aria e l'accesso del pontelevatore del magazzino, una ventilazione ambientale dimensionata per eliminare il calore di scarico dell'umidificatore e del compressore, e canali di drenaggio sotto il riempitore e il riscaldatore. Lasciare un corridoio di manutenzione di almeno 1,2 metri sul lato della sostituzione dei modelli della macchina di soffiaggio; i layout che risparmiano spazio pavimentale restringendo quel corridoio pagano il prezzo ogni singola sostituzione durante la vita della linea. Le linee guida per gli impianti, la distribuzione di energia trifase, la tubazione dell'aria compressa in acciaio inossidabile o in alluminio piuttosto che in acciaio al carbonio e il piano del drenaggio del pavimento devono essere definiti prima che le macchine vengano spedite, motivo per cui i disegni del layout vengono preparati in parallelo con la produzione piuttosto che dopo la consegna.

Ogni macchina YuDa viene assemblata e testata con preforme prima di lasciare l'azienda, quindi il cliente riceve bottiglie esemplari gonfiate e parametri del processo registrati invece che una macchina che è stata solo controllata elettricamente. Wanplas supporta ogni installazione con gli impegni di servizio condivisi in tutte le sue fabbriche: ingegneri sul posto per l'installazione e la messa in servizio, formazione per l'operatore e la manutenzione sul prodotto e sulle preforme del cliente, 500 USD di pezzi di ricambio gratuiti ogni anno, sostituzione gratuita di pezzi che falliscono entro il periodo di garanzia, una garanzia di trasporto e una garanzia di capacità di produzione che collega il contratto al numero di output invece che a un numero di catalogo. La monitoraggio a distanza consente agli ingegneri del quartier generale di ispezionare i dati del controller e le tendenze del processo senza viaggiare, risolvendo la maggior parte dei problemi di parametri e sensori entro poche ore invece che giorni. Wanplas mantiene anche una politica di fabbrica aperta, quindi i clienti sono invitati a percorrere il piano di montaggio, a guardare la loro macchina essere costruita e a eseguire la produzione di prova con le loro preforme e i loro stampi prima dell'exportazione.

Domande frequenti

Una macchina per bottiglie d'acqua può produrre bottiglie gazose?

Solitamente non senza modifiche. Le bottiglie carbonatate richiedono una pressione finale di sfondatura di 35 a 40 bar, un molde a base petaloide, un forno di riscaldamento più lungo per preforme più pesanti e rapporti di estensione piatti più elevati. Una macchina specificata per l'acqua non carbonata a 25 a 30 bar produrrà bottiglie che superano un primo controllo visivo e poi falliscono i test di stabilità termica o di rottura per stress. Specificare per il servizio carbonato e utilizzare l'acqua sulla stessa macchina, mai al contrario.

Quale pressione di soffiaggio richiedono le bottiglie PET carbonatate?

La prima fase di soffiaggio a 8-12 bar e la fase finale a 35-40 bar sono i valori normali, con l'estremità superiore utilizzata per formati grandi e per basi petaloide profonde. Il compressore ad alta pressione deve mantenere questa pressione sotto la richiesta pulsante del ciclo di soffiaggio, motivo per cui un ricevitore di almeno 2 metri cubi e un punto di nebbia di -20 gradi Celsius o meglio sono parte della specificazione e non optional.

Quanto pesa una preforma carbonata da 500 ml?

Tipicamente 22 a 28 grammi, contro 12 a 15 grammi per una bottiglia d'acqua stagnante dello stesso volume. Una bottiglia di 1,5 litri carbonata pesa 38 a 45 grammi e una di 2 litri 48 a 54 grammi. L'allestimento a peso ridotto sotto questi range è possibile solo con una geometria di base ottimizzata, una resina di viscosità intrinseca più alta e un controllo del processo preciso, e deve sempre essere validato mediante test di rottura e deformazione, anziché attraverso l'aspetto.

Quale finitura per il collo si adatta ai drink gazzosi?

Un profilo carbonato di 28 millimetri è la configurazione predefinita dell'industria, disponibile in una versione più alta convenzionale e in una versione corta che risparmia circa un grammo di resina per bottiglia. La scelta deve essere coerente tra fornitura di preforme, inserzioni per il collo del molle, centratura della valvola di riempimento, cacciavite del cappottatore e fornitura di chiusure. Cambiare il finire del collo in seguito è un progetto di utensileria che coinvolge diverse macchine, non una semplice sostituzione di parti.

Quanto tempo richiede un cambio di molle?

Su una macchina automatica modulare, un team formato da due persone esperte cambia un set di molle a quattro cavità in circa 45 a 90 minuti, incluso l'adeguamento del bastone di estensione, la regolazione dell'altezza del molle di base e la verifica dell'articolo di prova. I cambi di formato che alterano anche la lunghezza delle preforme o il finire del collo richiedono più tempo perché è necessario rimpiazzare i profili delle lampade del forno e le impostazioni della distanza tra le catene. La soluzione più efficace per ridurre il processo è mantenere una seconda set di molle già precaldata e prealloggiata.

È necessario un riscaldatore di bottiglie dopo il riempimento a freddo?

Sì, su quasi tutte le linee carbonatate. Il prodotto lascia il riempitore a una temperatura compresa tra 2 e 6 gradi Celsius, quindi sulla parete della bottiglia si forma immediatamente la condensa, impedendo all'adesivo per etichette a fusione calda di aderire e alla pellicola di setacciamento di fissarsi correttamente. Un tunnel riscaldatore che aumenta la temperatura superficiale oltre il punto di rugiada ambientale risolve entrambi i problemi e riduce anche lo stress sulla guarnizione della chiusura prima del pallettizzatore.

Costruisci la tua linea carbonata con YuDa

Una fabbrica di bottiglie PET carbonatate è un sistema e la sua specificazione più debole determina la sua effettiva produzione. Se condividi il volume di bottiglie target, i volumi di gas, il peso grammatico delle preforme e la finitura del collo, il numero di bottiglie richieste all'ora, il numero di formati che intendi utilizzare e la temperatura ambiente della fabbrica e l'energia disponibile, gli ingegneri di YuDa ti forniranno una lista completa di macchine con il numero di cavità, la configurazione del forno, la potenza del compressore e del chiller, le cariche di energia e un piano di fabbricazione scalato adatto al tuo edificio. Invia una bottiglia di prova o un disegno e il team eseguirà il gonfiaggio di prova con le tue preforme prima che vengano prodotte, o organizza una visita in fabbrica per guardare una linea simile in produzione e ispezionare la qualità della costruzione da vicino. Macchina YuDary, una fabbrica Wanplas, ha dedicato più di venti anni al formaggio a soffiaggio PET, e questa concentrazione è ciò che trasforma una lista di macchine in una fabbrica che raggiunge i suoi obiettivi.