Высакахуткасны футляр для ўпакоўкі ласункаў для котак: памяншэнне таўшчыні плёнкі рэторты са 140 Мм да 100 Мм

Даведка кліента

Кліент з'яўляецца буйным вытворцам корму для хатніх жывёл у Кітаі, які вырабляе палачкі для ласункаў для котак, вільготны корм для котак і адпаведныя корму для хатніх жывёл.

Па меры змены патрабаванняў рынку заказчык хацеў паменшыць агульную таўшчыню свайго ламінату з алюмініевай фальгі, каб знізіць спажыванне ўпаковачнага матэрыялу і агульны кошт упакоўкі. У той жа час, новае рашэнне па-ранейшаму неабходна для падтрымання надзейнай герметызацыі, сумяшчальнасці пры высокай тэмпературы стэрылізацыі і стабільнай вытворчасці прыкладна 50-60 упаковак у хвіліну.

У арыгінальнай упакоўцы выкарыстоўваўся чатырохслаёвы рэтортны ламінат з алюмініевай фальгі таўшчынёй прыкладна 140 мкм. Мэта распрацоўкі складалася ў тым, каб рухацца да прыблізна 100 мкм, не проста пераносячы зэканомленыя матэрыялы на ўцечкі, маршчыны, адбракоўкі або зніжэнне эфектыўнасці машыны.

Інжынерная мэта

Знайдзіце самую нізкую практычную спецыфікацыю ламінату, якая можа падтрымліваць хуткасць упакоўкі, цэласнасць герметычнасці і сумяшчальнасць з працэсам апрацоўкі, а не проста самую тонкую плёнку.

Чаму ўпакоўка Cat Treat Stick патрабуе тэхнічных патрабаванняў

Палачкі для ласункаў для котак звычайна пакуюцца ў вузкія пакуначкі з трох бакоў і профілем, які лёгка адкрываецца, што дазваляе спажыўцам разарваць пачак і выціснуць вільготны корм. Гэта стварае некалькі патрабаванняў да прадукцыйнасці адначасова:

· Надзейныя падоўжныя і папярочныя ўшчыльнення

· Нізкі рызыка ўцечкі

· Сумяшчальнасць з высокатэмпературнай стэрылізацыяй

· Высокія бар'ерныя характарыстыкі для кіслароду, вільгаці і святла

· Дастатковая ўстойлівасць да праколаў і згінання

· Стабільная прадукцыйнасць лёгкага адкрыцця

· Пастаянная апрацоўка плёнкі пры 50–60 пачках/мін

· Гладкі выгляд ўшчыльнення з мінімальнымі маршчынамі

Па меры змяншэння агульнай таўшчыні ламінату працэс становіцца больш адчувальным да калянасці плёнкі, тэмпературных паводзін, тэмпературы зварвання, ціску, часу знаходжання, нацяжэння плёнкі і рэшткавага цяпла. Таму ўпаковачны матэрыял і машына павінны быць распрацаваны як адна сістэма.

Выпрабаванне 1: прыблізна 100 мкм PET / AL / RCPP

У першым выпрабаванні распрацоўкі выкарыстоўвалася спелая трохслаёвая структура рэторты з алюмініевай фальгі:

PET / AL / RCPP

Рэпрэзентатыўная зыходная кропка для інжынерыі складала прыблізна PET 12 мкм / AL 9 мкм / RCPP 75–80 мкм, з фактычнай таўшчынёй ламінату ў залежнасці ад клеючага пакрыцця і вытворчага допуску.

Мэтай не было даказаць, ці можна PET / AL / RCPP выкарыстоўваць для ўпакоўкі рэторт. Мэта заключалася ў тым, каб праверыць, ці можа спелы рэтортны ламінат пасля памяншэння прыкладна да 100 мкм усё яшчэ забяспечваць дастаткова шырокае акно апрацоўкі для вытворчасці 50–60 упаковак/хв.

Вынік выпрабавання 1

Пры больш нізкіх хуткасцях плёнка можа быць сфарміравана і запячатана нармальна. Аднак, калі хуткасць упакоўкі наблізілася да прыблізна 50 пачкаў/хв, пачалі з'яўляцца маштабныя маршчыны ўшчыльнення, якія сталі больш відавочнымі падчас бесперапыннай працы.

Выпрабаванне паказала, што простае памяншэнне таўшчыні звычайнай трохслаёвай рэтортнай структуры не забяспечвае дастатковай механічнай і тэрмічнай устойлівасці для гэтага высакахуткаснага прымянення. Павышэнне тэмпературы сківіцы можа палепшыць фарміраванне ўшчыльнення, але павялічыць маршчыны; зніжэнне тэмпературы паляпшае знешні выгляд, але звужае запас трываласці ўшчыльнення.

Выпрабаванне 2: PET / AL / PA / RCPP пры аналагічнай агульнай таўшчыні

Замест таго, каб вярнуцца непасрэдна да зыходнай спецыфікацыі 140 мкм, другое выпрабаванне захавала мэта распрацоўкі блізка да таго ж дыяпазону 100 мкм і пераразмеркавала функцыі па чатырох слаях:

PET / AL / PA / RCPP

Рэпрэзентатыўнай інжынернай адпраўной кропкай было прыблізна PET 12 мкм / AL 7–9 мкм / PA 15 мкм / RCPP 60–65 мкм. Канчатковыя характарыстыкі павінны быць скарэкціраваны ў адпаведнасці з фактычнай сістэмай клею, умовамі рэторты і вытворчымі допускамі.

Пласт	Асноўная функцыя	Чаму гэта важна пры прарэджванні
PET	Паверхня друку, тэрмаўстойлівасць, стабільнасць памераў	Падтрымлівае высакахуткасную апрацоўку плёнкі і тэрмічную стабільнасць у зоне запячатвання.
AL	Бар'ер для кіслароду, вільгаці і святла	Захоўвае высокую бар'ерную здольнасць для вільготнага корму для хатніх жывёл.
PA	Цвёрдасць, устойлівасць да праколаў і структурнае ўзмацненне	Дадае механічную ўстойлівасць і дапамагае абараніць пласт алюмінія, паколькі агульная таўшчыня памяншаецца.
RCPP	Унутраны термосварочный пласт і пласт рэторты	Забяспечвае ўшчыльняючы пласт, неабходны для ўпакоўкі харчовых прадуктаў у рэторты.

Вынік выпрабавання 2: лепшая стабільнасць, але падоўжнае ўшчыльненне заставалася крытычным

Пасля пераходу на PET / AL / PA / RCPP буйнамаштабнае сморщивание пломбы было істотна паменшана, а апрацоўка плёнкі стала больш стабільнай на больш высокіх хуткасцях. Аднак невялікая колькасць маршчын засталася падчас працяглай працы на высокай хуткасці.

Ключавой дыягнастычнай падказкай было тое, што пакінуты дэфект быў сканцэнтраваны ў асноўным на падоўжным звароце збоку пакета з трохбаковым запячатваннем. Гэта азначала, што структура ламінату больш не з'яўляецца поўным тлумачэннем.

Аналіз першапрычын: вузкае падоўжнае герметызацыйнае акно

Вільготны корм для котак падаецца па трубаправодзе ў фасовачную машыну. Прадукт, які паступае ў зону ўпакоўкі, можа знаходзіцца пры адносна нізкай тэмпературы, у той час як больш тонкі ламінат у месцы падоўжнага ўшчыльнення падвяргаецца ўздзеянню значна больш высокай тэмпературы сківіцы.

Таму мы не звязвалі маршчыны з адной прычынай. Расследаванне разглядала некалькі ўзаемазвязаных зменных:

· Тэмпература падоўжнага ўшчыльнення

· Ціск ушчыльнення

· Час герметызацыі кантакту

· Хуткасць упакоўкі

· Нацяжэнне плёнкі

· Тэрмастойкасць ламінату

· RCPP тэрмаўтваральнае акно

· Рэшткавае цяпло пасля герметызацыі

· Тэмпературны ўплыў вільготнага прадукту

Пасля параўнання размяшчэння дэфектаў і прадукцыйнасці пры розных умовах герметызацыі празмернае рэшткавае цяпло пасля падоўжнага герметызацыі было выяўлена як важны фактар ​​лакалізаванага зморшчын. Адносна нізкая тэмпература прадукту таксама паўплывала на цеплавыя паводзіны вакол ушчыльнення і зрабіла працэс больш адчувальным да змен параметраў.

Тыповы канфлікт: больш высокая тэмпература паляпшае герметычнасць, але павялічвае маршчыны

Больш высокая тэмпература падоўжнага ўшчыльнення	Ніжняя тэмпература падоўжнага ўшчыльнення
Паляпшае RCPP фарміраванне ўшчыльнення і трываласць ушчыльнення, але празмернае тэрмічнае ўздзеянне можа павялічыць тэрмічную ўсаджванне, лакальную дэфармацыю і зморшчын на краі ўшчыльнення.	Можа палепшыць знешні выгляд ушчыльнення, але недастатковая энергія ўшчыльнення можа прывесці да няпоўнага ўшчыльнення, зніжэння трываласці ўшчыльнення, мікраўцечак і рызыкі ўцечкі падчас наступнай стэрылізацыі.

Канфлікт працэсу

Больш высокая тэмпература спрыяе ўшчыльненню, але павялічвае рызыку дэфармацыі. Меншы нагрэў памяншае зморшчын, але звужае запас трываласці ўшчыльнення. Адна толькі рэгуляванне тэмпературы не можа забяспечыць дастаткова стабільнае вытворчае акно.

Аптымізацыя машыны: неадкладнае астуджэнне паветра на падоўжным ушчыльненні

Пасля таго, як рэшткавае цяпло было вызначана як важны фактар, мы перасталі разглядаць праблему толькі як праблему плёнкі і аптымізавалі машыну ў адпаведнасці з фактычным цеплавым цыклам падоўжнага ўшчыльнення.

Прылада кіраванага паветранага астуджэння было ўстаноўлена адразу пасля падоўжнага ўшчыльнення. Прынцып быў просты:

Хутка нагрэйце → Сфармуйце ўшчыльненне → Неадкладна астудзіце

Дастатковая тэмпература і ціск па-ранейшаму прымяняліся для стварэння надзейнага ўшчыльнення RCPP . Адразу пасля гэтага накіраваны паток паветра выдаліў частку рэшткавага цяпла, каб больш тонкі ламінат мог хутчэй стабілізавацца. Мэтай было не проста знізіць тэмпературу ўшчыльнення, але палепшыць адвод цяпла пасля адукацыі ўшчыльнення.

Канчатковае рашэнне

Паспяховае рашэнне аб'яднала распрацоўку матэрыялаў з мэтанакіраванай аптымізацыяй абсталявання, а не спадзявалася на адну змену.

Плошча	Арыгінал / Праблема	Аптымізаваны кірунак
Таўшчыня ламінату	Прыбл. 140 мкм	Да прыбл. 100 мкм (намінальнае скарачэнне каля 29%)
Структура ламінату	Чатырохслаёвы рэтортны ламінат з алюмініевай фальгі	Напрамак развіцця PET / AL / { PA ]} / RCPP
Хуткасць упакоўкі	Хуткасная мішэнь	Стабільная праца ў мэтавым дыяпазоне 50–60 упак/хв
Асноўны дэфект	Ўшчыльненне маршчын і рызыка ўцечкі	Памяншэнне маштабных маршчын; падоўжнае ўшчыльненне стабілізавана
Рэгуляванне машыны	Адной толькі рэгулявання тэмпературы было недастаткова	Неадкладнае паветранае астуджэнне пасля падоўжнага ўшчыльнення

Вынік праекта

· Стабільная праца ў мэтавым дыяпазоне заказчыка прыкладна 50–60 упак./мін

· Значнае памяншэнне падоўжных маршчын ўшчыльнення

· Палепшаная кансістэнцыя ўшчыльнення і зніжэнне рызыкі ўцечкі

· Мэтавая таўшчыня ламінату паменшана з прыблізна 140 мкм да 100 мкм

· Памяншэнне намінальнай таўшчыні ламінату прыкладна на 29%.

· Захавана структура алюмініевай фальгі з высокім бар'ерам

· PA дададзены для паляпшэння механічнай устойлівасці больш тонкага ламінату

· RCPP захоўваецца як арыентаваны на рэторту ўнутраны ўшчыльняючы пласт

· Меншае выкарыстанне матэрыялу на ўпакоўку і палепшаная стабільнасць вытворчасці на высокай хуткасці

Канчатковае зацвярджэнне ламінату па-ранейшаму павінна грунтавацца на фактычнай рэцэптуры прадукту кліента, умовах напаўнення і пацверджанай тэмпературы, часу і ціску стэрылізацыі. Машыннае выпрабаванне не з'яўляецца заменай для поўнай праверкі працэсу рэторты.

Чаму памяншэнне таўшчыні плёнкі не зніжае аўтаматычна кошт упакоўкі

У высакахуткаснай гнуткай упакоўцы больш тонкая або танная плёнка не стварае аўтаматычна самы нізкі кошт гатовай упакоўкі. Калі памяншэнне матэрыялу прыводзіць да большай колькасці маршчын, уцечак, браку, адходаў плёнкі, прыпынку машыны або зніжэння прадукцыйнасці, відавочная эканомія матэрыялу можа быць страчана ў вытворчасці.

Рэальны мэтавы кошт

Самы нізкі агульны кошт упакоўкі за прымальную гатовую ўпакоўку — не проста самая нізкая цана плёнкі за кілаграм або самая нізкая магчымая таўшчыня плёнкі.

HLunPACK Падыход: гнуткая ўпакоўка + упаковачнае абсталяванне

У HLunPACK гнуткія ўпаковачныя матэрыялы і ўпаковачнае абсталяванне не разглядаюцца як цалкам асобныя прадукты. Калі кліент хоча паменшыць таўшчыню матэрыялу, павялічыць хуткасць, ліквідаваць дэфекты герметызацыі або аптымізаваць упакоўку ў рэторту, мы ацэньваем поўную сістэму ўпакоўкі.

· Структура ламінату і агульная таўшчыня плёнкі

· Выбар герметыка і патрабаванні да рэторты

· Тэмпература ўшчыльнення, ціск і час знаходжання

· Хуткасць упакоўкі і нацяжэнне плёнкі

· Канструкцыя і геаметрыя ўшчыльнення

· Тэмпература і стан прадукту

· Астуджэнне і стабілізацыя пасля ўшчыльнення

Прадукцыйнасць матэрыялу + Хуткасць упакоўкі + Стабільнасць працэсу

Іншыя фарматы ўпакоўкі вільготнага корму для котак

Такі ж інжынерны падыход можна распаўсюдзіць на іншыя фарматы вільготнага корму для хатніх жывёл, у тым ліку фігурныя трохбаковыя пакеты для рэторт, стаячыя пакеты, пакеты з носікам і плоскія пакеты з чатырох бакоў. Канчатковы ламінат і сістэма ўшчыльнення павінны адпавядаць прадукту, працэсу стэрылізацыі, геаметрыі ўпакоўкі і спосабу напаўнення.

Часта задаюць пытанні

Які тып упакоўкі звычайна выкарыстоўваецца для палачак для ласункаў для котак?

Ласункі для котак звычайна пакуюць у вузкія пакуначкі з трох бакоў. У залежнасці ад прадукту і працэсу стэрылізацыі для забеспячэння бар'ера і цэласнасці ўпакоўкі можна выкарыстоўваць рэтортныя ламінаты з алюмініевай фальгі з высокім бар'ерам.

Ці можна паменшыць таўшчыню рэтортнай плёнкі для лячэння котак са 140 мкм да прыкладна 100 мкм?

Гэта можа быць практычнай мэтай распрацоўкі, але таўшчыню нельга змяншаць незалежна ад структуры ламінату, налад машыны і праверкі рэторты. Гэты выпадак патрабаваў змены структуры плюс аптымізацыі машыны.

Чаму больш тонкая плёнка можа зморшчыцца пры большай хуткасці ўпакоўкі?

Калі таўшчыня ламінату памяншаецца, а хуткасць павялічваецца, працэс становіцца больш адчувальным да тэмпературы, ціску, часу знаходжання, нацяжэння і рэшткавага цяпла. Плёнка, якая звычайна працуе на нізкай хуткасці, можа мець значна больш вузкае акно апрацоўкі пры 50–60 пачках/мін.

Чаму ў ламінат быў дададзены PA ?

PA дадае трываласці, устойлівасці да праколаў і механічнай стабільнасці. У гэтым праекце гэта дапамагло ўмацаваць больш тонкую структуру PET / AL / PA / RCPP без простага вяртання да больш тоўстага агульнага ламінату.

Як паменшылася астатняя падоўжная маршчыніна ўшчыльнення?

Кантраляваная сістэма паветранага астуджэння была ўстаноўлена адразу пасля падоўжнага ўшчыльнення, каб выдаліць рэшткавае цяпло і дапамагчы больш тонкаму ламінату хутчэй стабілізавацца, захоўваючы дастатковую энергію ўшчыльнення.

Якая інфармацыя неабходная перад пацвярджэннем рэтортнага ламінату?

Тып прадукту, памер упакоўкі, умовы напаўнення, хуткасць упакоўкі, тэмпература/час/ціск стэрылізацыі, неабходны тэрмін прыдатнасці, механічныя патрабаванні і фактычная канфігурацыя машыны — усё гэта павінна быць ацэнена перад канчатковым зацвярджэннем.