Svijet se udaljava od-plastike za jednokratnu upotrebu. Ovo je promijenilo industriju slame za piće za manje od deset godina. Pravila su postala stroža u Evropi, Sjevernoj Americi i dijelovima Azije. Stoga su proizvođači morali brzo raditi kako bi promijenili svoje proizvodne linije. Rezultat je set specijalnih mašina koje pretvaraju valjani papir u radne, jake slamke za piće. Među ovim mašinama,mašina za pravljenje slamki od papiraima svoje posebno mjesto. To nije zbog načina na koji se slama formira. To je zbog načina na koji se slama reže.
Ono što razlikuje mašinu za pravljenje slamki od papira
Većina mašina za slamku za papir proizvodi ravno{0}}slame. Cijev je namotana, zalijepljena i rezana okomito na svoju osu. To dobro funkcionira za fontane s gaziranim pićem i prodavnice milkshake, ali muči se s kutijama za sokove, vrećicama za piće i zatvorenim posudama za piće. Ravno{4}}vrh može skliznuti s mjesta uboda. Može se sklopiti. Ne može probiti laminiranu foliju ili plastičnu foliju koja zatvara pakovanje soka.
Mašina za pravljenje slamki od papira sa kosim uglom rešava ovo rezanjem slamke pod uglom. Košenje stvara šiljasti vrh-koji nije dovoljno oštar da bude opasan, ali dovoljno sužen da koncentriše silu u jednoj tački. To pretvara slamku u funkcionalan alat za pirsing. To je isti princip koji olakšava pisanje naoštrenom olovkom nego zatupljenom.
Proizvodni radni tok u praksi
Proces rezanja{0}}kosom nalazi se na kraju dužeg proizvodnog lanca. Da bi se razumjela uloga mašine, pomaže u praćenju pune sekvence od sirovog materijala do gotovog proizvoda.
Korak 1: Odmotavanje papira i formiranje sloja
Proizvodnja počinje sa rolni papira. To su obično troslojne konstrukcije: unutrašnji sloj, srednji sloj i vanjski sloj. Svaki sloj može koristiti različitu vrstu papira. Unutrašnji sloj, koji dolazi u kontakt sa napitkom, obično je kraft papir-vrste hrane ili sulfitni papir. Spoljni sloj nosi štampane dizajne-logotipove, šare ili boje brenda.
Papir prolazi kroz stalak za odmotavanje i ulazi u stanicu za lijepljenje. Ljepila na bazi vode, tipično modificirani skrob ili formulacije na bazi alginata{2}}, primjenjuju se u kontroliranim obrascima. Ljepilo mora navlažiti površinu papira, a da se ne upije. TAPPI standardi za penetraciju ljepila na bazi vode u vlaknaste podloge pružaju korisne referentne tačke zašto je to važno-previše prodiranja slabi vezu; premalo proizvodi slamku koja se raslojava u tečnosti.
Korak 2: Spiralno namotavanje
Namotani{0}}papir ulazi u trn za namotavanje. Ovo je metalna osovina-obično od nehrđajućeg čelika, često sa poliranom ili premazanom površinom kako bi se spriječilo prianjanje. Papir je omotan oko trna u obliku spirale. Ugao namotaja određuje debljinu stijenke slame i strukturnu gustinu.
Proces spiralnog namotaja je dosta proučavan u radovima o izradi kompozitnih cijevi. Studije u Composites Part A i drugim sličnim časopisima razmatraju kako ugao namotaja, napetost i brzina očvršćavanja ljepila rade zajedno. I ove stvari odlučuju koliko će konačna cijev biti jaka. Dok se te studije fokusiraju na napredne kompozite, osnovna mehanika-napon{4}}kontrolisano postavljanje filamenata i konsolidacija ljepila-su direktno relevantni za namotavanje papirne slamke.
Korak 3: Sušenje i sušenje
Jednom namotana, cijev još nije stabilna. Ljepilo je još uvijek aktivno. Trn punjen slamom- prolazi kroz dio za sušenje. U-brzinama, ovo može biti-tunel vrućeg zraka ili dio za infracrveno grijanje. Cilj je da se ljepilo dovede do konačnog stvrdnjavanja bez pretjeranog-sušenja papira. Pre{9}}osušeni papir postaje lomljiv; nedovoljno{10}}očvršćeno ljepilo proizvodi slamčice koje omekšaju u roku od nekoliko minuta nakon kontakta s tekućinom.
Mašina za pravljenje slamki od papira može integrirati ovaj korak sušenja ili može primiti prethodno{0}}osušene cijevi od uzvodne mašine za namatanje. Konfiguracija zavisi od toga da li je kosilica samostalna jedinica ili dio kombinovane linije za namotavanje-i-rezanja.
Korak 4: Bevel Cut
Ovo je operacija definiranja. Osušena cijev slame se dovodi u stanicu za rezanje. Za razliku od mašine za ravno -sečenje, koja koristi jednostavnu giljotinu ili rotirajuću oštricu okomitu na osu cijevi, stanica za rezanje s kosom je pod uglom.
Oštrica za rezanje-obično-brzi rotirajući nož ili servo{2}}ugaona giljotina-reže cijev pod određenim uglom. Uobičajeni uglovi nagiba se kreću od 15 do 45 stepeni, u zavisnosti od predviđene primene. Strmiji ugao daje oštriji vrh, ali smanjuje-integritet poprečnog presjeka zida slame na rubu reza. Manji ugao čuva više strukture zida, ali proizvodi manje efikasan vrh za probijanje.
Rez mora biti čist. Poderane ili zgnječene ivice papira na ivici oštećuju kako funkcionira slamka tako i kako izgleda. Dakle, dizajneri mašina to popravljaju na nekoliko načina. Oni biraju pravi materijal oštrice (često tvrdi alatni čelik ili volfram karbid). Koriste plan da oštricu održe oštrim. I čvrsto stežu slamu tokom rezanja.
Korak 5: De-indrel i sakupljanje
Nakon rezanja, slamke se moraju ukloniti sa trna. U nekim izvedbama, trn je fiksna osovina, a slamke se potiskuju pneumatskim ili mehaničkim sistemom za izbacivanje. U drugim slučajevima, sama trna je trna koja se može uvlačiti-skup segmentiranih elemenata koji se skupljaju prema unutra kako bi oslobodili slamku.
Izbačene slamke se sakupljaju, obično preko žlijeba u kantu za sakupljanje ili na transporter za pakovanje nizvodno.
Tehnička razmatranja u dizajnu mašina
Nekoliko dizajnerskih parametara određuje da li će mašina za pravljenje slamki od papira pouzdano raditi u proizvodnji.
Preciznost ugla rezanja. Ugao nagiba mora biti dosljedan preko svake slamke u proizvodnom ciklusu. Nedosljedni uglovi stvaraju slamke koje nedosljedno probijaju-neke će čisto probušiti kutiju za sok, druge će skliznuti s površine. Servo{4}}kontrolisane stanice za sečenje su sada uobičajene u višim{5}}mašinama jer omogućavaju precizno podešavanje ugla bez mehaničke rekonfiguracije.
Vijek trajanja i održavanje oštrice. Rezanje papira je abrazivno. Čak i kod visoko-kvalitetnih materijala oštrica dolazi do degradacije ivica. Neke mašine uključuju automatsko indeksiranje oštrica ili sisteme obavještavanja o zamjeni. Drugi se oslanjaju na rasporede operatera. Razlika se očituje u konzistentnosti kvaliteta proizvoda tijekom dugih proizvodnih ciklusa.
Propusnost i sinhronizacija. Rezanje pod kosom je često korak koji-ograničava brzinu u proizvodnji slame. Namotavanje može biti brzo; sušenje može biti paralelno; ali rezanje-posebno sečenje pod uglom koje zahtijeva precizno pozicioniranje slame-može postati usko grlo. Moderne mašine rješavaju ovo sa glavama za rezanje sa više-stanica koje se rotiraju s dovodom slame, omogućavajući kontinuirano, a ne povremeno rezanje.
Kompatibilnost materijala. Ne ponaša se sav papir na isti način pod uglom rezom. Papiri s visokim sadržajem kratkih-vlakana (kao što su oni u kojima dominira pulpa eukaliptusa) mogu se drobiti drugačije od dugih-kraft papira od mekog drveta sa dugim vlaknima. Postavke mašine koje rade za jednu vrstu papira mogu proizvesti poderane kosine na drugom. Ovo je jedan od razloga zašto su proizvodna ispitivanja standardna praksa kada se kvalifikuje novi dobavljač papira.
Širi kontekst: performanse i percepcija
Košene papirne slamke sjede na raskrsnici funkcionalnosti i prihvaćanja potrošača. Ravno-odrezana papirna slamka je funkcionalno adekvatna za mnoge primjene, ali ne reproducira korisničko iskustvo plastične slamčice koja probija zatvorenu posudu. Zakošeni vrh vraća to iskustvo.
Istraživanje o prihvaćanju papirnih slamki od strane potrošača identificiralo je nekoliko ponavljajućih pritužbi: osjećaj u ustima (ukus ili tekstura papira), strukturalni kvar (slamka se urušava ili raslojava) i funkcionalna ograničenja (nemogućnost probijanja zapečaćene posude). Nakošeno-odrezana slama se direktno odnosi na trećinu. Sam po sebi ne rješava prva dva-koja zahtijevaju napredak u formulaciji papira, hemiji ljepila i gustoći namotavanja.
Studije procjene životnog ciklusa (LCA) slamki za piće, uključujući one koje upoređuju papir sa PLA bioplastikom i polipropilenom, dosljedno otkrivaju da ekološki učinak slamke uvelike zavisi od --životnih pretpostavki. Papirna slamka koja nije kompostirana ili reciklirana nudi ograničenu prednost u odnosu na plastičnu slamku koja se spaljuje uz obnavljanje energije. Mehanizam za rezanje je komponenta ovog većeg sistema-omogućava format proizvoda, ali ekološka korist zavisi od toga šta se dešava nakon što slama napusti proizvodnu liniju.
Aplikacije i tržišni segmenti
Papirnate slamke{0}}košeno rezane najčešće se povezuju s kutijama za sokove i pićima u vrećicama. Format je standardan na evropskim tržištima, gdje se regulatorni pritisak na plastiku za jednokratnu{2}}upotrebu ubrzao ranije nego u mnogim drugim regijama. U Sjevernoj Americi, format je postao popularan jer su glavni brendovi uslužnih djelatnosti prešli sa plastičnih slamki kao odgovor na pritisak potrošača i općinske propise.
Osim pakovanja pića, ukošeno-izrezane slamke se pojavljuju u medicinskim i laboratorijskim opskrbama, gdje je šiljasti vrh koristan za pristup zatvorenim posudama za uzorke. Papirna podloga je kompatibilna sa šemama sertifikacije kompostabilnosti (kao što je EN 13432 u Evropi ili ASTM D6400 u Sjedinjenim Državama), što je relevantno za institucije sa formalizovanim zahtevima za nabavku održivosti.
Reference
- TAPPI Pritisnite. Korisne metode TAPPI: ljepila i čvrstoća vezivanja u podlogama na bazi vlakana{1}}. TAPPI Standards, Atlanta, GA.
- Evropski komitet za standardizaciju. EN 13432: Zahtjevi za ambalažu koja se može obnoviti kompostiranjem i biorazgradnjom. CEN, Brisel, 2000.
- ASTM International. ASTM D6400: Standardna specifikacija za označavanje plastike dizajnirane za aerobno kompostiranje u općinskim ili industrijskim objektima. ASTM, West Conshohocken, Pensilvanija.
- Sjöström, E. Hemija drveta: osnove i primjene{1}}. izdanje. Academic Press, San Diego, 1993. (Poglavlja o strukturi papira i vezivanju vlakana relevantna za integritet zida od slame.)
- Mangalam, AS, et al. "Efekti orijentacije vlakana u namotanim kompozitnim cijevima pod aksijalnom kompresijom." Kompoziti Dio A: Primijenjena nauka i proizvodnja, Vol. 40, Broj 7, 2009, str. 1142–1152. (Mehanika namotaja relevantna za formiranje slamnate cijevi.)
- Agencija za zaštitu životne sredine Sjedinjenih Država. Održivo upravljanje materijalima: netrajna roba, uključujući ambalažu. EPA, Washington, DC.
- Evropska komisija. Direktiva (EU) 2019/904 o smanjenju uticaja određenih plastičnih proizvoda na životnu sredinu. Službeni list Evropske unije, 2019.