- Ker povpraševanje po trajnostni embalaži še naprej narašča, kompoziti, ki združujejo naravna rastlinska vlakna z biološko razgradljivimi polimeri, pritegnejo vse večjo pozornost kot nov razred embalažnega materiala. Bambus je široko dostopen in obnovljiv, vključevanje bambusovega prahu v biorazgradljive smole pa ponuja alternativo običajni plastični embalaži.
- Zmesi, polnjene z bambusom, pa se med predelavo obnašajo drugače kot standardne plastične surovine. Združljivost vlakna-polimer, taljenje in plastificiranje spojine ter stabilnost oblikovanja listov vplivajo na kakovost končnega embalažnega izdelka. Predelava modificiranih bambusovih kompozitov v pločevino, ki zanesljivo deluje pri vakuumskem termoformiranju, je torej ključni korak k praktični uporabi.
- Za izpolnjevanje teh zahtev glede obdelave je podjetje JWELL Machinery (Haining) Co., Ltd. črpalo iz svojih izkušenj pri izdelavi in inženiringu opreme za ekstruzijo pločevine, da bi prilagodilo konfiguracijo ekstruderja in nastavitve postopka za biorazgradljive kompozite na osnovi bambusa. Delo je raziskalo ekstruzijo listov in vakuumsko oblikovanje za te materiale in pripeljalo do razvoja biorazgradljive posode za hrano iz bambusa za enkratno uporabo za pakiranje sveže hrane.
- S kombinacijo priprave bambusovega kompozita, ekstrudiranja listov in vakuumskega termoformiranja projekt prikazuje pot od predelave surovin do končnega embalažnega izdelka za ta novi razred biomasnih kompozitov.
Od bambusovega prahu do biološko razgradljive spojine: modifikacija surovine kot izhodišče
Mešanje bambusovega prahu z biorazgradljivimi polimeri, kot sta PLA in PBAT, ustvarja nove možnosti materiala za pakiranje. Vendar pa so naravna rastlinska vlakna hidrofilna in niso popolnoma združljiva z nekaterimi polimernimi matricami. Preprosto mešanje lahko privede do aglomeracije prahu, slabe disperzije in povečane krhkosti, kar posledično vpliva na učinkovitost obdelave in kakovost končnega izdelka.
Bambusova surovina zato potrebuje ustrezno obdelavo pred ekstrudiranjem plošč, njeno vez s polimerno matriko pa je treba izboljšati z modifikacijo spojine.
Priprava začetnih materialov v tem projektu vključuje naslednje korake:
- Obdelava surovin: Bambusov prah se zmelje do zahtevane finosti, da se pripravi za mešanje.
- Površinska modifikacija: Bambusov prah je podvržen površinski aktivaciji za izboljšanje medfazne vezi z biorazgradljivim polimerom.
- Formulacija in mešanje: modificiran bambusov prah je sorazmeren z biorazgradljivimi smolami, kot sta PLA in PBAT, v skladu z zahtevami materiala in obdelave.
- Sestavljanje in peletiranje: Ekstruder z dvojnim polžem tali, meša in razpršuje komponente, da proizvede sestavljene pelete na osnovi bambusa za ekstruzijo listov.
Po modifikaciji in mešanju bambusova komponenta vstopi v predelavo pločevine v obliki peletov, kar zagotavlja osnovo surovine za neprekinjeno ekstruzijo.
Ekstruzijski sistem: Optimizirana konfiguracija za bambusove kompozite
- Po mešanju je treba material nadalje predelati v neprekinjeno ploščo, primerno za vakuumsko termooblikovanje.
- V primerjavi z običajnimi plastičnimi peleti, biorazgradljive spojine, polnjene z bambusom, postavljajo drugačne zahteve glede zmogljivosti plastificiranja, odzračevanja in nadzora procesnih parametrov. Ekstruder ne sme le popolnoma plastificirati materiala, ampak tudi upravljati njegovo termično zgodovino, stabilnost taline in neprekinjeno proizvodnjo.
- Za ta projekt je JWELL Machinery (Haining) Co., Ltd. uporabil postopek iztiskanja pločevine z enim vijakom in ustrezno optimiziral zasnovo vijaka.
Glavni potek postopka je:
Bambusovi peleti
enopolžno taljenje in plastificiranje
iztiskanje ploščate matrice v obliki obešalnika
trivaljno hlajenje in oblikovanje
navijanje pločevine
- Ekstruder je opremljen z ventiliranim polžem. Usklajena prilagoditev geometrije vijaka in pogojev obdelave izboljša plastificiranje in odzračevanje, da ustreza biorazgradljivim spojinam, polnjenim z bambusom.
- Pri kompozitih, ki vsebujejo naravne rastlinske komponente, je treba natančno uskladiti geometrijo vijaka, nadzor temperature, hitrost vijaka in izhod. Prilagoditev strukture opreme in procesnih parametrov podpira stabilno pretvorbo spojine v neprekinjeno ploščo. JWELL-ovo platformo za iztiskanje pločevine je mogoče konfigurirati tudi z nastavitvami z enim vijakom ali vzporednimi dvojnimi vijaki, odvisno od formulacije, nalaganja bambusa in zahtevane zmogljivosti.
Od matrice do enote s tremi valji: oblikovanje plošč in nadzor debeline
- Po taljenju in plastificiranju material vstopi v ploščato matrico tipa obešalnik, kjer ga pretočni kanali porazdelijo v neprekinjeno ploščo.
- Matrica je ključna komponenta, ki vpliva na porazdelitev prečne debeline in oblikovanje plošč. Pri spojinah, polnjenih z bambusom, je treba pogoje iztiskanja uskladiti s pretočnostjo materiala, tako da talina stabilno prehaja skozi matrico in tvori enotno, neprekinjeno ploščo.
- List nato vstopi v enoto s tremi valji za hlajenje, kalandriranje in strjevanje.
- Enota s tremi valji hladi pločevino in nadzoruje debelino z interakcijo svojih valjev. Pri proizvodnji je treba temperaturo zvitka, razmik zvitka in hitrost linije prilagoditi materialu in doseči stanje pločevine, ki je potrebno za navijanje in naknadno vakuumsko termooblikovanje.
- Po ohlajanju in strjevanju se plošča zvije in preide na vakuumsko termooblikovanje.
- Od plastificiranja z enim polžem prek ekstruzije s ploščatimi matricami do hlajenja in strjevanja s tremi valji mora biti vsaka stopnja konfigurirana v skladu z značilnostmi kompozita. To usklajevanje je temeljnega pomena za neprekinjeno proizvodnjo plošč iz novih biomasnih kompozitov.
Oglejte si proizvodno linijo za iztiskanje pločevine, ki deluje
Od iztiskanja listov do vakuumskega termoformiranja: posode za hrano iz bambusa
- Za proizvajalce embalaže ekstrudiranje listov ne pomeni le proizvodnega procesa; plošča mora izpolnjevati tudi zahteve termoformiranja v smeri toka.
- Ko je bila pripravljena biorazgradljiva folija na osnovi bambusa, je bila uporabljena vakuumska termoformacija za pretvorbo neprekinjene plošče v posode za hrano za enkratno uporabo za pakiranje sveže hrane.
- Posodice so pravokotne oblike in naravne barve bambusa z mat površino. Združujejo majhno težo s strukturno trdnostjo in so namenjeni za pakiranje zelenjave, mesa in drugih svežih živilskih izdelkov.
- Debelina pločevine je trenutno v razponu od 0,05 do 1,00 mm in jo je mogoče izbrati glede na strukturo izdelka in zahteve uporabe.
Oglejte si končno biološko razgradljivo posodo za hrano na osnovi bambusa
Od sestavljenih peletov do neprekinjenih listov in nato do tridimenzionalne embalaže z vakuumskim oblikovanjem so biorazgradljivi kompoziti na osnovi bambusa prešli iz predelave surovin v končno uporabo, kar je odprlo novo smer za naravna rastlinska vlakna v embalaži za živila.
Od razvoja do uporabe: Nadaljevanje dela na predelavi bambusovega kompozita
- Razvoj biorazgradljive embalaže na osnovi bambusa ni delo enega stroja ali koraka postopka. Vključuje obdelavo surovin, modifikacijo spojine, ekstruzijo in nadaljnjo predelavo.
- Od zgodnjega oblikovanja prek modifikacije površine bambusovega prahu in mešanja do ekstruzije listov in vakuumskega termoformiranja je treba pogoje obdelave nenehno prilagajati, da ustrezajo materialu.
- V tej verigi je sistem ekstrudiranja listov vez med kompozitom in končnim embalažnim izdelkom. Zmogljivost plastificiranja, prezračevanje, konfiguracija matrice ter hlajenje in strjevanje vplivajo na kakovost pločevine in zmogljivost preoblikovanja na koncu.
- JWELL še naprej izpopolnjuje opremo za ekstruzijo listov in procese za PLA, PBAT, kompozite, polnjene z biomaso, in druge nove embalažne materiale.
- S konfiguracijo opreme in prilagajanjem procesov različnim značilnostim surovin JWELL pomaga proizvajalcem embalaže razširiti njihove možnosti ekstrudiranja listov in premakniti nove kompozite iz razvoja formulacij v proizvodnjo.
pogosta vprašanja
V: Kakšne težave se lahko pojavijo pri vakuumskem termoformiranju plošče, polnjene z bambusom?
O: Pogoste težave vključujejo neenakomerno povešanje med segrevanjem, lokalno prekomerno raztezanje, neenakomerno porazdelitev debeline stene in vidno teksturo bambusovih delcev na površini. Te so običajno povezane z enakomernostjo debeline pločevine, porazdelitvijo temperature ogrevanja in duktilnostjo materiala. Nadzor tolerance debeline pločevine, ujemanje ogrevalne krivulje in prilagoditev formulacije za globino oblikovanja lahko izboljša učinkovitost toplotnega oblikovanja.
V: Od kod izvira stroškovna prednost biorazgradljive plošče, polnjene z bambusom?
O: Bambusov prah kot naravno polnilo običajno stane manj na enoto kot biološko razgradljive smole, kot sta PLA in PBAT, zato lahko dana obremenitev polnila zmanjša stroške materiala. Večja obremenitev polnila pa vpliva na stabilnost obdelave in zmogljivost pločevine, zato je treba najti ravnotežje med modifikacijo navzgor, konfiguracijo iztiskanja in oblikovanjem na koncu. Ali bo uresničena stroškovna prednost, je odvisno od tega, kako dobro se ujemajo zasnova formulacije, nalaganje polnila in konfiguracija opreme.
V: Kako finost in izvor bambusovega prahu vplivata na podajanje in kakovost površine listov?
O: Finejši bambusov prah se bolj enakomerno razprši, vendar ima manjšo nasipno gostoto, zaradi česar je hranjenje težje in zahteva ustrezno metodo hranjenja. Grobejši delci ponavadi ustvarijo vidno teksturo delcev na površini lista, kar vpliva na videz in kakovost površine. Bambusov prah iz različnih virov se lahko razlikuje tudi glede vsebnosti vlage in ravni nečistoč, zato ga je treba pred predelavo pregledati in nadzorovati glede na zahteve formulacije.
V: Ali lahko ista linija listov uporablja tudi PET, PP in PS?
O: JWELL-ova platforma za iztiskanje pločevine pokriva sisteme PET, PP, PS in druge materiale s konfiguracijami, prilagojenimi značilnostim obdelave vsakega materiala. Ko biorazgradljive spojine, polnjene z bambusom, delujejo na isti platformi, je treba parametre vijakov, odzračevanja in hlajenja ustrezno prilagoditi. To proizvajalcem omogoča, da na eni platformi opreme ravnajo tako s konvencionalnimi kot z biološkimi materiali.
Razvijate biorazgradljivo folijo, polnjeno z bambusom? Povejte nam svojo obremenitev z vlakni, ciljno debelino pločevine in zahteve glede toplotnega oblikovanja in ekipa JWELL za iztiskanje pločevine vam bo lahko priporočila ustrezne konfiguracije vijakov, ureditev prezračevanja in parametre treh valjev.