Lista kompletnych maszyn do produkcji butelek PET z napojami gazowanymi
Budowanie fabryki produkcji butelek PET na napoje gazowane jest w zasadzie różne od budowania linii butelek wody niegazowanej, a lista maszyn to miejsce, w którym ta różnica staje się widoczna. Napój gazowany zawiera od 3,5 do 4,5 objętości rozpuszczonego dwutlenku węgla, co oznacza, że butelka gotowa musi zawierać wewnętrzny ciśnienie, które może osiągnąć 5-6 bar, gdy produkt się ogrzeje do 38 stopni Celsjusza podczas transportu lub przechowywania w magazynie. Każda maszyna po podawaczu z tworzywa jest dostosowana do tego jednego faktu fizycznego: preform jest cięższy, stopy rozciągania są bardziej skomplikowane, ciśnienie wstrząsania jest wyższe, geometria podstawy to petaloid o pięciu nogach zamiast płaskiej lub profilu szampana, wypełniacz musi działać pod przeciwnym ciśnieniem, a nie pod działaniem siły grawitacji, a sekcja pakowania musi obsługiwać pojemnik, który staje się stale próbujący się rozszerzać. Maszyna YuDary, fabryka Wanplas z ponad dwudziestoletnim doświadczeniem w maszynach do formowania butelek PET, eksportuje do ponad sześćdziesięciu krajów i posiada ponad dwadzieścia patentów na proces rozciągania i wstrząsania z podgrzewaniem, a lista sprzętu poniżej odzwierciedla, jak te linie są faktycznie skonfigurowane w terenie, a nie ogólny spis katalogowy.
Właściwie roślinę można zrozumieć jako sześć połączonych bloków: oczyszczanie wody, przygotowanie syropu, karbonowanie i dostarczanie dwutlenku węgla, formowanie butelek, wypełnianie isobaryczne i zakładanie korków oraz pakowanie w dalszej części procesu. Każdy blok ma własny krytyczny urządzenie i własny zestaw jednostek pomocniczych, które w cichym trybie decydują, czy liczba wyprodukowanych butelek zostanie osiągnięta. Inwestorzy często dokładnie planują budżet na maszynę do formowania i na wypełniacz, a następnie odkrywają, że zbyt mały kompresor powietrza pod wysokim ciśnieniem, chłodnica bez wystarczającej rezerwowej mocy w przypadku letniej temperatury otoczenia 40 stopni Celsjusza lub deaerator, który nie może obniżyć zawartości tlenu rozpuszczonego do odpowiedniego poziomu, ograniczy całą instalację do 70% nominalnej wydajności. W kolejnych sekcjach opisujemy każdy urządzenie w kolejności, przedstawiamy logikę rozmiarowania i okna parametrów, które inżynier musi określić dla każdego z nich, oraz wskazujemy, gdzie niewielka zmiana specyfikacji prowadzi do dużej zmiany jakości butelek, zużycia energii lub czasu przejścia do pracy.
Dlaczego butelki gazowane zmieniają specyfikacje każdego urządzenia
Odporność na ciśnienie w butelce PET nie powstaje poprzez dodanie materiału; powstaje ona dzięki orientacji. Kiedy preform nagrzana jest ponownie i rozciągnięta osiowo przez rurkę rozciągającą, a następnie rozszerzona obwodowo za pomocą powietrza o wysokim ciśnieniu, amorficzne łańcuchy polimerowe ułożą się w strukturę biaksjalnie orientowaną z krystalizacją spowodowaną napięciem, a to właśnie ta orientowana ściana odporna jest na rozciąganie. W przypadku wody niegazowanej stosuje się zazwyczaj stosunek rozciągania płaskiego, czyli stosunek osiowy pomnożony przez stosunek obwodu, w zakresie od 8 do 10. W przypadku napojów gazowanych ten sam obliczanie jest zwiększony do zakresu od 10 do 14, z stosunkiem osiowym rzędu 2,5 do 3,0 i stosunkiem obwodu 3,5 do 4,5, ponieważ wyższy stopień orientacji to właśnie to, co zapewnia odporność na pęknięcia pod wpływem napięcia i niski kret podciągania objętościowego. Aby osiągnąć te wartości, potrzebna jest preform zaprojektowana specjalnie do butelki, a nie preform o zastosowaniu ogólnym, a także kombinacja pieca i formy, która może dokładnie kontrolować okno temperatury ciała, zazwyczaj w zakresie od 95 do 115 stopni Celsjusza pomiaranych na powierzchni preformy w momencie wyjścia z obszaru wyrównywania, a końcówkę butelki chłodzić aktywnie, aby gniazdo i obręcz wspierająca pozostały stabilne w wymiarach.
Wybór żywicy opiera się na tej samej logice. W aplikacjach gazowanych zazwyczaj stosuje się PET o klasie butelkowej o wartości wskaźnika wewnętrznego w zakresie od 0,80 do 0,84 decylitry na gram, co jest wyższe niż zakres od 0,76 do 0,80, który jest powszechny w przypadku wody, ponieważ dłuższe łańcuchy poprawiają wytrzymałość plastiku w stanie roztopionym podczas wstrzykiwania preformy i poprawiają odporność na rozciąganie w gotowym pojemniku. Masa preformy wzrasta również znacznie. Butelkę o pojemności 500 mililitrów wody można wyprodukować o masie 12 do 15 gramów, podczas gdy ten sam objętość w wersji gazowanej wymaga 22 do 28 gramów; butelka o pojemności 1,5 litra zazwyczaj waży od 38 do 45 gramów, a 2 litrów od 48 do 54 gramów. Wykończenie szyjki jest zawsze profil 28 milimetrów, zarówno w wersji standardowej, jak i w wersji krótkiej, która oszczędza około jednego grama żywicy na butelkę, i obie muszą być dopasowane do maszyny do zamykania, podawacza zakrętek i wkładu do szyjki formy wstrzykiwanej. Jeśli preformy są formowane metodą wstrzykiwania w zakładzie, dodaj odzyskiwacz wilgoci, który jest w stanie utrzymywać wilgotność żywicy poniżej 50 części na milion przy temperaturze 160 do 170 stopni Celsjusza z czasem pobytu od czterech do sześciu godzin, ponieważ degradacja hydrolijna podczas wstrzykiwania trwale obniża wskaźnik wewnętrzny i z nim wydajność ciśnienia każdej produkowanej butelki, co prowadzi do zmian.
Lista kompletnych maszyn w jednym spojeniu
W poniższym tabeli roślinę podzielono na sześć funkcjonalnych bloków z podstawowymi maszynami w każdym z nich. Jest to celowo skondensowane; w dalszych paragrafach każdy blok rozszerzony jest o dane dotyczące rozmiarów, okna parametrów i pomocnicze jednostki, które nie pojawiają się w krótkim opisie, ale muszą znaleźć się w zamówieniu. Przeczytaj listę jako łańcuch zależności, a nie jako listę zakupów, ponieważ kolejność ma znaczenie: jakość wody ustala górny limit smaku produktu, dokładność syropu ustala górny limit konsystencji Brix, temperatura karbonacji ustala górny limit objętości gazu, orientacja butelki ustala górny limit trwałości, a ciśnienie przeciwdziałające wypełnianiu ustala górny limit prędkości linii.
| Block | Maszyny główne | Funkcja |
|---|---|---|
| Pomieszczenie z wodą | Filtr multimedialny, filtr węgielowy, miękczacz, odwrócona osmoza, jednostka ultrafioletowa | Produkować wodę oczyszczoną |
| Pomieszczenie ze syropem | Roztwór cukru, wymiennik ciepła, dwukierunkowy filtr, zbiornik do mieszania | Przygotowanie i przechowywanie gotowego syropu |
| Karbonowanie | Oddechacz, wbudowany mikser, karbozat, parownik dwutlenku węgla | Mieszanie i wypełnianie gazem |
| Wstrząsanie | Ładowacz preformów, maszyna do formowania, podgrzewania i rozciągania, chłodnica, kompresor wysokiego ciśnienia | Formowanie butelek o ciśnieniu roboczym |
| Wypełnianie | Wypełniacz isobaryczny, zakrętka, podawacz zakrętek i sterylizator | Wypełnianie i zamykanie pod ciśnieniem |
| Pakowanie | urządzenie do ogrzewania butelek, etykietowanie, kodowanie, inspekcja, opakowywanie w folię, paletyzacja | skończone, sprawdzone i paletyzowane |
Dwa urządzenia są w tym podsumowaniu w celach demonstracyjnych. Pierwszym jest urządzenie do iniekcji form preformowych z formą preformową, chłodnicą i suszarką, które znajduje się na liście tylko wtedy, gdy fabryka decyduje się na produkcję form preformowych zamiast ich zakupu. Większość nowych fabryk produkujących napoje gazowane kupuje formy preformowe przez pierwsze dwa lub trzy lata, ponieważ iniekcja form preformowych to oddzielna dziedzina z własnymi ekonomikami narzędzi i własnym obciążeniem kontroli jakości. Drugim jest system czyszczenia w miejscu, który nie jest opcjonalny, ale który służy pomieszczeniu z wodą, pomieszczeniu z syropem, skradzie do karbonowania i urządzeniu do wypełniania jednocześnie i dlatego nie znajduje się w żadnym z bloków. Linie do produkcji napojów gazowanych potrzebują również urządzenia do mycia butelek powietrzem zamiast pełnego urządzenia do mycia wody, ponieważ butelki, które są wstrzyknięte bezpośrednio z maszyny do wstrzykiwania przez zamknięty przewod powietrza, są znacznie czystsze niż butelki, które zostały przechowywane i transportowane.
Oczyszczanie wody i pomieszczenie syropowe
Woda procesowa do napoju gazowanego musi być bardziej niż pitna. Residualna alkaliczność neutralizuje kwas w napoju i zmienia profil smaku, chlor i chloramina atakują związki smakowe, żelazo i mangan powodują zmiany kolorystyczne, a wszelkie ciała zawieszone stają się punktem nukleacji, który sprawia, że produkt gęstnieje niekontrolowanie podczas wypełnienia. Konwencja tradycyjna zaczyna się od filtru piaskowego wielowarstwowego, aby usunąć cząstki o wielkości większej niż około 20 mikrometrów, przechodzi do filtra z węglem aktywowanym z czasem kontaktu wypełnienia wynoszącym co najmniej dziesięć minut, aby usunąć wolny chlor i organiczne związki, następnie do miękczacza lub jednostki odwróconej osmozy w zależności od twardości wody źródłowej i całkowitej zawartości rozpuszczonych sól, a kończy się kartridżem mikrofiltrującym o rozmiarze 0,2 mikrometru i sterylizatorem ultrafioletowym o mocy co najmniej 30 milijoulów na centymetr kwadratowy. Alkaliczność poniżej 50 części na milion jako wapno wapniowe i całkowita zawartość rozpuszczonych sól w zakresie od 50 do 250 części na milion są typowymi celami dla produktów gazowanych. Rozmiaruj konwencję na co najmniej 1,3 razy większy niż maksymalny obrót linii, ponieważ linia produkująca 12 000 butelek na godzinę o pojemności 500 mililitrów zużywa około 6 metrów sześciennych wody produkcyjnej na godzinę, a pomieszczenie z wodą, działające na pełnym obrocie, nie ma już miejsca na cykle regeneracji, jakie potrzebuje.
Sala syropowa przekształca cukier, kwas, aromat i kolor w stabilny koncentrat o kontrolowanym indeksie Brix. Ciepła rozpuszczenie przy temperaturze 80-85 stopni Celsjusza z późniejszym schłodzeniem przez płytowy wymiennik ciepła do 20-25 stopni Celsjusza jest bezpiecznym rozwiązaniem, ponieważ powoduje inwersję kontrolowanej frakcji sukrosy i zmniejsza ryzyko mikrobiologiczne, podczas gdy rozpuszczenie w niskiej temperaturze za pomocą mieszacza o wysokim natężeniu ruchu oszczędza energię i nadaje się do instalacji, w których stosuje się cukier płynny lub słodziki o wysokiej intensywności. Kompletna sala składa się z zbiornika do rozpuszczania cukru z mieszaczem, płytowego wymiennika ciepła, dwukomorowego filtra lub filtra w kształcie świeczki, co najmniej dwóch zbiorników do mieszania, tak aby jeden mógł być mieszany, podczas gdy drugi dostarcza do linii, zbiornika na przechowywanie syropu o pojemności na jedną do dwie godziny produkcji oraz pomp dozujących z wbudowaną miernikiem Brix i przewodności. Tu ważniejsza jest precyzja niż pojemność: odchylenie o 0,1 stopnia Brix w gotowym napoju jest wykrywane przez doświadczone panele i może sprawić, że produkt będzie poza deklarowanymi wartościami odżywczymi, dlatego pompy dozujące i mieszacz, który następuje po nich, muszą być specyfikowane z myślą o powtarzalności, a nie tylko o wydajności.
Karbonizacja, mieszanie i dostarczanie dwutlenku węgla
Roztwór dwutlenku wody rośnie wraz ze spadkiem temperatury i wzrostem ciśnienia, dlatego każdy sklepik gazowy jest również problemem chłodzenia. Produkt jest zwykle chłodzony do 2-6 stopni Celsjusza przed wstrzyknięciem gazu, ponieważ przy 4 stopniach Celsjusza i 4 barach woda może zawierać około 4 objętości gazu w stabilnej roztworze, podczas gdy przy 20 stopniach Celsjusza ten sam ciśnienie utrzymuje tylko połowę tego. Roztwór tlenu konkuruje o to samo miejsce fizyczne i destabilizuje karbonację, dlatego wstępnie odciągacz tlenu lub kolumna odciągająca tlen z wody, która usuwa tlen z wody poniżej 0,5 części na milion, znajduje się w górnej części punktu wstrzykiwania gazu. Nowoczesna konstrukcja to mieszacz w linii, który mierzy objętość przetworzonej wody i syropu wagiowo lub za pomocą pomiaru przepływu magnetycznego, sprawdza wynikowy Brix w linii i następnie wstrzykuje dwutlenek węgla przez sparger lub wypełnioną kolumnę, wszystko w jednym sklepie z własnym panelem sterowania. Starejsi sklepik gazowy z osobnym zbiornikiem premiksów jest nadal doskonale sprawdzalny dla linii o wydajności poniżej 6 000 butelek na godzinę i jest tańszy w zakupie, ale jest wolniejszy w przejściu między produktami i mniej dokładny w zakresie Brix.
Sam w sobie dostawę gazu często podceniają nowe zakłady. Wodór dwutlenek w jakości do napojów, o czystości 99,9 proc., dostarczany jest w postaci cieczy i przechowywany w izolowanym zbiorniku o ciśnieniu około 18 do 20 barów, z którego urządzenie parowe, działające na powietrzu lub elektrycznie, przekształca go w gaz w przepływie, jakie wymaga karbonator, po czym następuje stacja regulująca ciśnienie i końcowy filtr gazu. Konsumpcja wynosi od 5 do 7 kilogramów na 1000 litrów gotowego napoju gazowanego, po uwzględnieniu strat wlewowych, odcinania ciśnienia wypełnienia i wymiany w miejscu. Jest to znacznie wyższa wartość niż tylko teoretyczna ilość rozpuszczonej substancji. Zmniejszenie przepływu urządzenia parowego powoduje objawy, które wyglądają jak błędy karbozatywne, ale w rzeczywistości są błędem w dostawie: objętości gazu spadają, gdy linia działa na pełnej prędkości przez ponad dwadzieścia minut, a operator reguluje ustawienia karbonatora zamiast linii mrozu na urządzeniu parowym.
Formowanie pod ciśnieniem: podstawowa maszyna w zakładzie
Maszyna do formowania pod ciśnieniem z powtórnym ogrzewaniem, działająca na zasadzie dwustopniowego procesu, to urządzenie, w którym zakupiony lub wewnętrzny preform staje się naczyniem pod ciśnieniem. Preformy są podnoszone przez ładownicę doładowującą, sortowane i orientowane przez sorter rotacyjny lub rolkowy, zawieszane na łańcuchu podpórowym za pomocą swoich pasków podpórowych i przewożone przez piec infrowytrany zbudowany z banków lamp kwarcowych rozmieszczonych w zony, przy czym preformy obracają się ciągłą rotacją, dzięki czemu ciepło rozprowadza się równomiernie wokół obwodu. Rozszerzenie mocy lamp w poszczególnych zony jest głównym narzędziem do kształtowania profilu temperatury osiowej, a jest to to, co pozwala na to, aby preformę karbonatowaną o grubym ścianie osiągnęła jednolity temperaturę ciała bez przegrzewania jej zewnętrznej skóry. YuDa zmniejsza odległość między lampami grzewczymi a powierzchnią preformy do 38,1 milimetra, co zwiększa efektywność promieniowania i obniża zużycie energii elektrycznej pieca o ponad trzydzieści procent w porównaniu z konwencjonalnymi piecami o dużym odstępie. Ponieważ piec zazwyczaj odpowiada za sześćdziesiąt do siedemdziesiąt procent całkowitego zużycia energii w budżecie operacyjnym, to jedno decyzje projektowe dominuje linii energetycznej budżetu operacyjnego. Platerki do chłodzenia szyjki i przepływ powietrza utrzymują wykończenie poniżej temperatury, w której nitka się deformuje, a sekcja wyrównania po ostatniej banku lamp pozwala na przenoszenie ciepła w kierunku wewnętrzny, dzięki czemu ściana jest jednolita w grubości, a nie tylko gorąca na powierzchni.
W stacji wstrzykiwania preformę zamyka się, wskaźnik rozciągania spada pod kontrolą servo, powietrze wstrzykiwane przed wstrzykiwaniem o ciśnieniu 8-12 barów rozpoczyna rozciąganie radialne, podczas gdy wskaźnik nadal się porusza, a powietrze wstrzykiwane o ciśnieniu 35-40 barów kończy formowanie i naciska ścianę na powierzchnię formy. Butelki gazowane znajdują się na górze tego zakresu ciśnienia, ponieważ baza petaloidalna potrzebuje wysokiego ciśnienia, aby w pełni uformować nogi i uniknąć cienkich pasów między nimi. Woda chłodząca formy o temperaturze 8-12 stopni Celsjusza przepływa przez połówki ciała, podczas gdy baza formy często jest utrzymywana o dwa do cztery stopnie chłodniejsza, ponieważ baza jest najgrubszą i najwolniej kryształizującą się częścią oraz regionem, w którym zaczynają się pęknięcia spowodowane napięciem. YuDa stosuje system łączenia klamry, który łączy otwieranie formy, zamykanie formy i podnoszenie formy bazowej w jedno spójne ruchy, które są napędzane przez system servo o wysokiej prędkości, co skraca czas martwego między cyklami i poprawia powtarzalność siły zamykania; modularizowana konfiguracja maszyny pozwala na szybkie zmiany formy i konserwację, co ma znaczenie na linii gazowanej produkującej trzy lub cztery formaty butelek. Obwod powietrza do odzyskiwania powietrza wstrzykiwanego ociążeniowego, który zbiera odpowietrzenie z ostatniego wstrzykiwania i przekazuje je do sieci o niskim ciśnieniu lub do fazy wstrzykiwania przed wstrzykiwaniem, zmniejsza zużycie powietrza o wysokim ciśnieniem o trzydzieści do czterdziestu procent i zwraca się szybciej niż prawie każda inna opcja na maszynie.
| Konfiguracja YuDa FGX | Komory | Wydajność (BPH) | Maksymalny wolumen |
|---|---|---|---|
| FGX o wysokiej prędkości | 3 | 8,000 – 9,000 | 600 ml |
| FGX o wysokiej prędkości | 4 | 10,000 – 12,000 | 600 ml |
| FGX o wysokiej prędkości | 5 | 12,500 – 15,000 | 600 ml |
| FGX o wysokiej prędkości | 6 | 15,000 | 500 ml |
| FGX format duży | 4 | 7,000 – 8,000 | 2,000 ml |
Seria FGX to platforma o wysokiej prędkości, obsługująca od 8 000 do 15 000 butelek na godzinę przy prędkości jednego formy wynoszącej od 2 500 do 3 000 butelek na godzinę. Jest to naturalne dopasowanie do zakładu produkującego napoje gazowane w formatach 330 do 600 mililitrów przy poziomie produkcji na poziomie dystrybucji krajowej. Zwróć uwagę, jak zachowuje się wiersz formatów dużych rozmiarów: butelka gazowana o pojemności 2 litry wymaga dłuższego rozciągania, większej ilości powietrza i dłuższego czasu chłodzenia w formie, dlatego prędkość na butelkę spada do około 1 800 do 2 000 butelek na godzinę, a praktyczny sposób na osiągnięcie wysokiej wydajności na dużych formatach to większa liczba form. Wymagana moc instalacji dla bloku do wstrzykiwania wynosi od około 120 kilowatów na maszynie o trzech formach do 260 kilowatów na maszynie o sześciu formach, z piecem dominującym; rzeczywista zużyta moc wynosi zwykle 55 do 70 procent instalowanej mocy, gdy piekarniki osiągają stan stałego, ponieważ lampy modulują się po osiągnięciu temperatury. Monitorowanie zdalne jest standardowe, dzięki czemu inżynierowie w siedzibie w Chinach mogą czytać dane z sterownika programowalnego z urządzenia mobilnego i przesyłać analizę nieprawidłowości na miejsce klienta, zanim rozwijający się problem staje się czasem przestoju.
| Konfiguracja standardowa YuDa | Komory | Wydajność (BPH) | Maksymalny wolumen |
|---|---|---|---|
| całkowicie automatyczna | 1 | 1,000 – 1,500 | 2,000 ml |
| całkowicie automatyczna | 2 | 2,000 – 3,000 | 2,000 ml |
| całkowicie automatyczna | 4 | 4,000 – 5,000 | 600 ml |
| całkowicie automatyczna | 6 | 6,000 – 7,000 | 600 ml |
| Półautomatyczna | 2 | 800 – 1,200 | 2,000 ml |
Kompleksowa linia automatyczna o standardowej prędkości od 1000 do 7000 butelek na godzinę posiada tę samą architekturę nagrzewania i zamykania jak platforma o wysokiej prędkości, ale z krótszą piekarnikiem i mniejszą liczbą stacji, co czyni ją odpowiednim wyborem dla regionalnych marek gazowanych, dla zakładów produkujących wiele małych partii, oraz dla linii drugiego etapu dedykowanych butelkom o dużych formatach. Seria półautomatyczna znacznie obniża koszty zakupu, ponieważ oddziela nagrzewanie i wstrzykiwanie w dwa etapy obsługiwane przez operatora, a jest to dobry punkt wejścia dla nowych firm, które chcą sprawdzić na rynku produkt gazowany, zanim zdecydują się na zakup linii automatycznej, pod warunkiem, że operator rozumie, że regularność zależy od dyscypliny obsługi ręcznej. W zakładach, w których ograniczeniem jest powierzchnia podłogi, YuDa buduje również blok komorowy do wstrzykiwania, wypełniania i zakładania, oraz maszynę do wstrzykiwania, wypełniania i zakładania butelek, które tworzą butelkę, wypełniają ją i nakładają na nią zamknięcie w jednym obiekcie; w przypadku produktów gazowanych blok komorowy jest najlepiej dostosowany do mniejszych objętości gazu i mniejszych formatów, podczas gdy produkty gazowane typu koly o krajowych objętościach nadal są lepiej obsługiwane przez oddzielną maszynę do wstrzykiwania, która dostarcza dedykowany isobaryczny wypełniacz przez przewoźnik powietrza.
Wypełnianie, zakrywanie i pakowanie w dalszej części procesu
Wypełnianie gazowane to wypełnianie pod ciśnieniem przeciwnym. Rotacyjne urządzenie do wypełniania najpierw odprowadza z każdej butelki tlen, aby usunąć powietrze, a następnie podciśnieni butelkę do takiej samej ciśności, jak miski z produktem, zwykle 3,5 do 5 bar, tak aby płyn przepływał pod wpływem siły ciężkości bez rozbicia się z roztworu; dopiero po kontrolowanym odparowaniu butelka zwalnia nadmiar ciśnienia i podąża do zamkniacza. Temperatura produktu w zaworze utrzymywana jest na poziomie od 2 do 6 stopni Celsjusza z powodu tego samego powodu, o którym mowa wcześniej, a liczba zaworów zależy od prędkości linii: linia o pojemności 12 000 butelek na godzinę zazwyczaj obsługuje 40 do 60 zaworów do wypełniania przy umiarkowanej prędkości obrotowej, a nie małe karuzele obracające się szybko, ponieważ agitatacja centyfugowa roztworu nadmiernie nasyconego powoduje powstawanie piany i niedostateczne wypełnienie. Zamkniacz zazwyczaj jest połączony na tej samej ramie bazowej, stosując zamknięcie plastikowe o średnicy 28 milimetrów i moment obrotowy 1,4 do 2,2 newton-metrów, dostarczane z podnośnika do podawania przez selektor zamka i, dla wielu rynków, myjkę zamka lub sterylizator UV. Precyzja wysokości wypełnienia plus minus 2 milimetrów i powtarzalność momentu zamykania to dwie zmienne, które najczęściej powodują skargi konsumentów na produkty gazowane, ponieważ obie przekładają się bezpośrednio na utracone objętości gazu na półce.
Niżej po kaperze znajduje się sekcja pakowania, która obsługuje chłodne, wilgotne, podciśnione opakowanie. Tunele grzający butelki, które spryskują recyrkulowaną ciepłą wodę i podnoszą temperaturę powierzchni do kilku stopni powyżej punktu rosy otoczenia, są niezbędne, ponieważ kondensacja na chłodnej butelce uniemożliwia przyczepienie etykiety i powoduje, że folia zgrzewająca się skręca. Po ogrzaniu linia obsługuje urządzenie nakładające etykiety z ciepłego plastiku rolkowego lub aplikator opakowań z folii zgrzewającej, kodera inkjetowego lub laserowego do informacji o partii i terminie ważności, oraz stację kontroli, która sprawdza poziom wypełnienia, obecność pokrywy i pokręcone pokrywy, a także pozycję etykiety, z paskiem odrzucającym nieprawidłowości bez zatrzymywania linii. Urządzenie do kontroli pustej butelki znajduje się powyżej wypełniacza, a detektor nieszczelności po kapowaniu jest przydatny na liniach gazowanych, ponieważ marginalne zamknięcie nie powoduje natychmiastowego uszkodzenia. Ostatnią operacją jest pakowanie w folię zgrzewającą, która tworzy wielopakiety, pakowanie w opakowania z opakowaniem wokół lub obie te operacje, a następnie aplikator rozdziału lub ręczny paletyzator z opakowaniem z folii zgrzewającej. Akumulacja to element nieprzyjemny, który decyduje o rzeczywistej efektywności fabryki: bez niej każde dziesięciosekundowe zatrzymanie na urządzeniu nakładającym etykiety rozprzestrzenia się wstecz do wypełniacza i w przód do paletyzatora.
Usługi, powietrze ciśnieniowe i chłodzenie
| Użytkowanie | Obowiązki przy wydajności 12 000 BPH | Notatka |
|---|---|---|
| Ciśnienie powietrza wysokiego, 40 bar | 7.0 – 8.5 Nm3/min | Spuszczanie z odzyskiwaniem powietrza |
| Ciśnienie powietrza niskiego, 8 bar | 2.0 – 2.5 Nm3/min | Zawory, transport, nakrętkarka |
| Woda chłodzona, 8–12 °C | 90 – 110 kW | Formy i chłodzenie szyjki |
| Glicol, 2 C | 150 – 200 kW | Chłodzenie produktu i karbonowanie |
| Energia, blok wiatru | 180 – 260 kW installed | Piecy dominują w obciążeniu |
| Tlenek węgla | 5 – 7 kg per 1,000 L | 99,9 procent jakości piwa |
System powietrza pod wysokim ciśnieniem jest drugim najdroższym urządzeniem w zakładzie po maszynie do wtrysków i wypełniania, i zasługuje na taką samą dyscyplinę specyfikacji. Kompresor pętlowy bezolejowy lub olejowy o czterech etapach, dostarczający 40 bar, jest standardowym rozwiązaniem, dobrany na podstawie obliczeń, że każda butelka gazowana o pojemności 500 mililitrów zużywa około 25 do 30 normalnych litrów powietrza pod wysokim ciśnieniem, gdy uwzględnione są objętość martwego miejsca maszyny i straty w zaworach. Zawsze specyfikuj zbiornik o pojemności co najmniej 2 metry立方owe przy ciśnieniu roboczym, aby wchłonąć pulsaacje cyklu wtrysków, chłodzony lub suchą susząjący, obniżający punkt dew pojemności do co najmniej minus 20 stopni Celsjusza, oraz filtr z aktywowanym węglem na ostatnim etapie, ponieważ powietrze, które dotyka wewnętrznej powierzchni pojemnika na żywność, jest medium kontaktowym z żywnością. Chłodzenie jest podzielone na dwa obiegi z dobrą przyczyną: chłodzenie formowania chce wody o temperaturze 8 do 12 stopni Celsjusza przy wysokim przepływie i umiarkowanej stabilności temperatury, podczas gdy chłodzenie produktu chce obiegu z glikolem o temperaturze około 2 stopni Celsjusza, a połączenie ich sprawia, że jeden obieg musi pracować przy niewłaściwej temperaturze. W warunkach otoczenia powyżej 35 stopni Celsjusza, dodaj od 15 do 20 procent do nominalnej mocy chłodniczej, i preferuj chłodnicę wodną z chłodnicą wody nad jednostką chłodniczą powietrzną, gdy jest dostępna woda, ponieważ różnica efektywności się powiększa dokładnie wtedy, gdy zakład jest najbardziej zatłoczony.
Ogólna zapotrzebowanie elektryczne dla kompletnego zakładu produkującego napoje gazowane o pojemności 12 000 butelek na godzinę, w tym oczyszczanie wody, pomieszczenie syropu, chłodnice, kompresory, wtrysk, wypełnianie i pakowanie, zazwyczaj wynosi od 750 do 1000 kilowatów mocy instalacyjnej z zużyciem w zakresie od 30 do 45 kilowatogodzin na 1000 butelek formatu 500 mililitrów. To jest uczciwy sposób porównania opcji inwestycyjnych, ponieważ maszyna o niższej cenie zakupu i piekarniku o szerokim odstępie może zużywać wystarczająco dużo dodatkowej energii elektrycznej, aby wyczyścić początkową oszczędność w ciągu dwóch do trzech lat pracy w dwóch zmianach. Korzystając z indeksu kosztów, w którym średni zakres pełnej automatycznej linii gazowanej jest ustawiony na 100 punktów bazowych, blok wtrysku zazwyczaj stanowi od 22 do 28 punktów, monoblock wypełniania i zamykania od 25 do 32 punktów, oczyszczanie wody i syropu od 12 do 16 punktów, usługi, w tym kompresory i chłodnice, od 14 do 18 punktów, a pakowanie i przewożenie resztę. Relatywna intensywność kosztów operacyjnych jest wysoka dla energii elektrycznej, średnia dla dwutlenku węgla i wody, a niska dla części zamiennych na dobrze utrzymanym urządzeniu, a jedyną największą zmienną kontrolowaną w całym zakresie jest stabilność temperatury preformy.
Wybór odpowiedniej konfiguracji maszyny
| Wymaganie | Butelka | Polecana maszyna YuDa |
|---|---|---|
| Test rynku, najniższe koszty wejścia | 1.5 L carbonated | Półautomatyczny dwuczęciowy |
| 1,000 – 1,500 BPH startup | 500 ml carbonated | Pełnaautomatyczny jednoczęciowy |
| 3 000 BPH marka regionalna | 1,5 l i 2 l | pełna automatyczna dwucavity |
| 6,000 – 7,000 BPH | 500 ml carbonated | pełna automatyczna sześciocavity |
| 10,000 – 12,000 BPH | 330 – 600 ml | FGX cztero-cavity wysokiej prędkości |
| 15 000 BPH objętości krajowej | 500 ml carbonated | FGX pięcio- lub sześciowypustówka |
Wybór zaczyna się od butelki, a nie od maszyny. Wystarczy podać objętość zamierzonego produktu, zamierzone objętości gazu, wykończenie szyjki, wagę i długość preformy, wymagany poziom produkcji butelek w godzinę, liczbę formatów, które mają być produkowane na tej samej maszynie, oraz temperaturę otoczenia w zakładzie, a konfiguracja następuje w sposób praktycznie deterministyczny. Dwie praktyczne zasady pozwalają zaoszczędzić pieniądze na tym etapie. Po pierwsze, rozmiar maszyny do wypełniania należy określić o dziesięć do piętnastu procent wyżej niż objętość, a nie dokładnie dopasować je, ponieważ przewoźnik powietrza między nimi działa jako bufor i szybsza maszyna do wypełniania utrzymuje butelkę nasyconą w czasie krótkich przerw; maszyna do wypełniania działająca jako ogranicznik będzie przeciążona poza komfortowym oknem pieca i jakość butelek ulegnie pogorszeniu. Po drugie, należy określić rodzaj formatu przed zamówieniem, ponieważ maszyna optymalizowana do butelek o pojemności od 330 do 600 mililitrów i maszyna optymalizowana do butelek o pojemności od 1,5 do 2 litrów różnią się długością ruchu zamykania formy, długością węża rozciągania, długością pieca i zużyciem powietrza, a modyfikacja małego formatu, aby mógł obsługiwać duże formaty później, kosztuje znacznie więcej niż określenie maszyny o dwukierunkowej zdolności od razu. Gdy zakład naprawdę potrzebuje obu rodzajów formatów w dużych ilościach, dwie dedykowane maszyny zawsze osiągają lepsze wyniki niż jedna kompromisowa maszyna pod względem całkowitej wydajności i czasu przejścia do kolejnego formatu.
Branże zastosowań i produkty końcowe
Napary gazowane są todem najbardziej wymagającym końcem szerokiej gamy zastosowań, jakie obsługuje ta sama rodzina urządzeń. Napary gazowane typu cola i o smaku cytrusowym o objętości gazu 3,8-4,2 objętości zajmują górną część zakresu wymagań ciśnienia, po czym następują woda gazowana i tonik w mniejszych formatach o objętości 4,0-4,5, napary gazowane o smaku i energetyczne napary o objętości 2,5-3,5, a także napary typu piwa lub mleka, które wymagają uwzględnienia dodatkowych czynników, takich jak bariera przeciwutlenia i bariera przeciwutlenia. Niżej w hierarchii te same maszyny produkują butelki wody, butelki soków i herbaty do linii do napowietrzania lub aseptycznej, pojemniki na olej jedzeniowy, butelki napojów mlecznych i jogurtowych oraz pojemniki na produkty chemiczne i kosmetyczne codzienne, takie jak szampon, płyn do prania i toner. Kontakt z żywnością i napojami wiąże się z własnym systemem zgodności, a nie z wyłącznie mechanicznym: plastik PET i gotowe butelki są często oceniane w odniesieniu do FDA 21 CFR 177.1630 w Stanach Zjednoczonych, Regulacji UE 10/2011 w Europie i GB 4806.6 w Chinach, podczas gdy same maszyny są dostarczane z oznaczeniem CE i produkowane w ramach systemów jakości ISO 9001. Weryfikacja poziomu butelki zazwyczaj obejmuje ciśnienie rozciągania, pęknięcia pod wpływem czynników środowiskowych po poddawaniu rozcieńczonej kwasie i test stabilności termicznej, w którym butelki pod ciśnieniem są trzymane przy 38 stopniach Celsjusza przez 24 godziny i sprawdzane pod kątem rozszerzenia objętości poniżej około trzech procent bez utraty odległości podstawy.
Praktyczny skutek dla właściciela fabryki jest taki, że lista maszyn musi być wybierana na podstawie najszerszego produktu, który fabryka zamierza sprzedawać w ciągu pięciu lat, a nie najszerszego, który zostanie wprowadzony. Fabryka, która określa produkty bezgazowane, a następnie dodaje linię gazowaną, odkrywa, że zapas preform, narzędzia do wykończenia szyjki, projekt wylewki i często kompresor wysokiego ciśnienia muszą zostać zastąpione, podczas gdy fabryka, która określa produkty gazowane, może produkować produkty bezgazowane na tej samej maszynie przy niższym ciśnieniu i lżejszych preformach, bez żadnych zmian w sprzęcie. Wybór w górę jest niedrogi; wybór w dół nie jest taki.
Układ, uruchomienie i wsparcie po sprzedaży
Układ fabryczny dla linii gazowanej opiera się na prostym ścieżce produkcyjnej z urządzeniami na obrzeżu. Fabryka o wydajności 12 000 butelek na godzinę zajmuje zwykle od 800 do 1200 metrów kwadratowych dla hali produkcyjnej, z pomieszczeniem na wodę i syrop w oddzielnym, higienicznie wykończonym pomieszczeniu, pomieszczeniem kompresora i chłodnicy izolowanym w celu zminimalizowania hałasu i ciepła, a urządzeniem do wstrzykiwania umieszczonym tak, aby jego przewód powietrza dotykał urządzenia do wypełniania z łagodnym podniesieniem i bez ostrych zmian kierunku. Pozwól na obciążenie podłogi co najmniej 1000 kilogramów na metr kwadratowy pod urządzeniem do wstrzykiwania i urządzeniem do wypełniania, na jasną wysokość od 4,5 do 6 metrów dla przewodu powietrza i dostępu do magazynu za pomocą wózka, na wentylację otoczenia dostosowaną do usunięcia odprowadzania ciepła z pieca i kompresora, oraz na rowy odprowadzające wody pod urządzeniem do wypełniania i urządzeniem do ogrzewania. Zostaw korytarz konserwacyjny o szerokości co najmniej 1,2 metra na stronie zmiany formy urządzenia do wstrzykiwania; układy, które oszczędzają powierzchnię podłogową poprzez węższenie tego korytarza, zwracają się za to w każdej zmianie formy przez cały okres eksploatacji fabryki. Plan wstępnej instalacji urządzeń, dystrybucji zasilania trójfazowego, rur z powietrza podciśnionego wykonanych ze stali nierdzewnej lub aluminium, a nie ze stali karbonowej, oraz plan odprowadzania wody podłogowej powinny zostać ustalone przed dostarczeniem maszyn, dlatego projekty układu są przygotowywane równolegle do produkcji, a nie po dostarczeniu.
Każdy urządzenie YuDa jest montowany i testowany z preformami przed opuszczeniem fabryki, dlatego klient otrzymuje butelki wybliskane i zapisane parametry procesu, a nie maszynę, która została tylko sprawdzona elektrycznie. Wanplas wspiera każdą instalację za pomocą zobowiązań usługowych grupy, które są udostępniane w wszystkich fabrykach: inżynierowie na miejscu do instalacji i uruchomienia, szkolenia dla operatorów i konserwatorów na produkcie i preformie klienta, 500 USD bezpłatnych części zamiennych co roku, bezpłatne zamienienie części, które uległy awarii w okresie gwarancji, gwarancja transportu i gwarancja wydajności, która łączy umowę z liczbą produkcji, a nie z numerem katalogowym. Monitorowanie na odległość pozwala inżynierom w siedzibie sprawdzić dane kontrolera i trendy procesu bez podróży, co rozwiązuje większość problemów z parametrami i czujnikami w ciągu kilku godzin, a nie dni. Wanplas utrzymuje politykę otwartej fabryki, dlatego klienci są mile widziani na linii montażowej, mogą obserwować budowę własnego urządzenia i przeprowadzić próbne produkcję z własnymi preformami i formami przed wysyłką.
Najczęściej zadawane pytania
Czy maszyna na butelki wodne może wytwarzać butelki gazowane?
Zazwyczaj nie bez modyfikacji. Butelki gazowane wymagają ciśnienia końcowego 35-40 bar, formy bazowej typu petaloid, dłuższego pieca do ogrzewania dla cięższych preform, oraz wyższych współczynników rozciągania płaskiego. Maszyna przeznaczona do produkcji butelek wody niegazowanej o ciśnieniu 25-30 bar będzie produkowała butelki, które przejdą pierwszy wizualny test, a następnie nie przejdą testów stabilności termicznej ani rozciągania. Specyfikujcie butelki gazowane i wykonujcie na tej samej maszynie proces wytwarzania wody, a nie odwrotnie.
Jaki ciśnienie wstrząsu potrzebują butelki PET z gazem?
Pre-blow ociągany jest przy ciśnieniu 8 do 12 barów, a finalny ociąg przy 35 do 40 barów to są normowe wartości, z górnym końcem stosowanym do dużych formatów i głębokich baz petaloidowych. Wysokociśnieniowy kompresor musi utrzymać to ciśnienie w obliczu pulsującego zapotrzebowania na ociąganie, dlatego wymagany jest zbiornik o objętości co najmniej 2 metry sześcienne i punkt roztopu minus 20 stopni Celsjusza lub lepszy, a nie dodatkowe opcje.
Jak ciężka jest 500 ml gazowana preforma?
Zwykle 22 do 28 gramów, w porównaniu do 12 do 15 gramów dla butelki wody stacjonarnej o takiej samej objętości. Butelka o pojemności 1,5 litra waży 38 do 45 gramów, a 2-litrowa – 48 do 54 gramów. Oszczędzanie wagi poniżej tych zakresów jest możliwe tylko przy optymalnej geometrii bazy, wyższej wizkości wewnętrznej z tworzywa i dokładnym kontrolowaniu procesu, a zawsze powinno być potwierdzone testami rozciągania i pęknięcia, a nie wyglądem.
Jaki rodzaj wykończenia szyjki pasuje do gazowanych napojów?
Profil karbonizowany o grubości 28 milimetrów jest standardem branży, dostępny w wersji konwencjonalnie wyższej oraz w wersji krótszej, która oszczędza około jednego grama resiny na butelkę. Wybór musi być spójny w zakresie dostawy preformów, wkładek do szyjków form bliskich, centrowania wałka wypełniającego, uchwytów do zamykania i dostawy zamknięć. Zmiana wykończenia szyjka jest projektem narzędziowym obejmującym kilka maszyn, a nie prostą zmianą części.
Jak długo trwa zmiana formy?
Na maszynie pełnej automatyzacji o konstrukcji modułowej zespół dwuosobowy przeszkolony do obsługi zmienia zestaw formy o czterech wnętrzach w około 45 do 90 minut, w tym ustawienie długości wałka rozciągającego, wysokości formy bazowej oraz kontrola pierwszego produktu. Zmiany formatu, które również zmieniają długość preformów lub wykończenie szyjków, trwają dłużej, ponieważ muszą być ponownie ustawione profili lampy piekarniczej i kąt przesunięcia łańcucha. Najskuteczniejszym sposobem skrócenia procesu jest utrzymanie drugiego zestawu formy w stanie nagrzanego i zaplanowanego.
Czy jest potrzebny ogrzewacz butelek po wypełnieniu zimnym produktem?
Tak, na prawie każdej linii karbonowanej. Produkt opuszcza wypełniacz przy temperaturze od 2 do 6 stopni Celsjusza, dlatego na ścianie butelki natychmiast powstaje kondensat, który uniemożliwia przyczepienie etykiety z klejem na bazie gorącego plastiku i ustawienie folii zabezpieczającej. Ogrzewacz tunelu podnoszący temperaturę powierzchni powyżej punktu rosy otoczenia rozwiązuje oba problemy i zmniejsza również nacisk na uszczelnienie zamknięcia przed paletyzacją.
Wybuduj swoją linię karbonowaną z YuDa
Fabryka butelek PET z gazem to jest system, a jej najsłabsza specyfikacja określa jej rzeczywisty wydatek. Jeśli podzielisz się informacjami o zamierzanym objęciu butelek i ilościach gazu, masie preformy i końcówce szyjki, liczbie butelek w godzinę, liczbie formatów, które zamierzasz obsługiwać, oraz temperaturze otoczenia fabryki i dostępnej mocy, inżynierowie YuDa przygotują kompletny spis maszyn wraz z liczbą komór, konfiguracją pieca, obciążeniem kompresora i chłodnicy, obciążeniami sprzętu pomocniczego oraz skalowaną konstrukcją fabryki, która będzie odpowiadać Twojemu budynkowi. Wyślij próbkę butelki lub rysunek, a zespół przeprowadzi próbne wstrzykiwanie z Twoimi preformami, zanim zostaną wykonane jakiekolwiek maszyny, lub zorganizuje wizytę w fabryce, aby obejrzeć linię porównywalną w produkcji i sprawdzić jakość budowy na własne oczy. Maszyna YuDary, fabryka Wanplas, spędziła ponad dwadzieścia lat na wyłącznie formowaniu butelek PET, a to skupienie jest to, co przekształca spis maszyn w fabrykę, która osiąga swoje liczby.
