ما الفرق بين آلات تموج الجدار المزدوج وآلات الكوب ذات الجدار الواحد؟

تعد صناعة الأكواب الورقية من أكثر الصناعات تطلبًا في مجال تغليف الخدمات الغذائية. يجب الحفاظ على شكل أكواب المشروبات الساخنة عند درجات الحرارة المرتفعة. كما يجب أن تكون مريحة في التعامل معها وآمنة في التشغيل وغير مكلفة في التصنيع. هناك نوعان مختلفان من المنتجات-الأكواب-المفردة ذات الجدران والأكواب المموجة ذات الجدران المزدوجة-المزدوجة-هما الاختياران الرئيسيان للمشروبات الساخنة. تختلف الآلات التي تصنعها بشكل كبير من حيث التعقيد الميكانيكي ومعالجة المواد وسرعة الإنتاج والتكلفة. يعد فهم هذه الاختلافات أمرًا مهمًا لصانعي الأكواب ومحولات التعبئة والتغليف ومشغلي خدمات الطعام لفهم معدات التصنيع. وإليك نظرة على الاختلافات التقنية بين النماذج. ويوضح لماذاآلة تشكيل الأكواب المموجة ذات الجدار المزدوجتعتبر مشكلة هندسية أكثر صعوبة من الإصدار -المزود بجدار واحد.

اختلاف المنتج: لماذا يتطلب الكوبان بنيتين آليتين

قبل أن تنظر إلى الماكينة، يجب أن تفهم بوضوح الاختلافات الهيكلية بين نوعي الأكواب. كل اختلاف ميكانيكي بين خطوط الإنتاج يأتي من تصميم المنتج.

تحتوي الأكواب الورقية ذات الجدران المفردة- على لوح من الورق المقوى المطلي بـ PE-. لقد كانت على شكل مخروط اعتراضي. لديهم حافة متدحرجة في الأعلى وقرص سفلي مسطح أو منبعج قليلاً مضغوط ومحكم الغلق على الجدار الجانبي. خفيفة الوزن ورخيصة. يعملون للمشروبات الباردة والمشروبات الساخنة القصيرة. لديهم عزل محدود. كان الجزء الخارجي من الكوب ساخنًا جدًا بحيث لا يمكن الاحتفاظ به لبضع ثوان بعد ملئه بالسائل الساخن.

يمكن أن يحل تموج الجدار هذه المشكلة في جزأين:

• الكوب الداخلي: كوب حائطي فردي عادي-يوضع فيه المشروب الساخن
• غلاف مموج خارجي: غلاف ورقي مموج أو منقوش بشكل منفصل يتم لصقه حول الجزء الخارجي من الكوب الداخلي. وهذا يخلق فجوة هوائية بين الطبقتين.

وتؤدي فجوة الهواء هذه-عادةً ما بين 3 إلى 8 ملم- إلى تقليل انتقال الحرارة إلى العالم الخارجي بشكل كبير. يمكنك حمل الكوب بشكل مريح دون الأكمام الإضافية من الورق المقوى. يمنح الملمس المتموج أيضًا قبضة وإحساسًا لطيفًا. وهذا ما يجعل الكوب مشهورًا لدى القهوة المتخصصة وخدمات الطعام-الراقية.

يتطلب صنع هذا التصميم خطوة تشكيل إضافية. هذه الخطوة غير قابلة للمقارنة في صناعة الأكواب ذات الجدران الفردية-. هذا هو السبب في كل التعقيد الميكانيكي الإضافي لإعداد آلة تشكيل الأكواب المموجة ذات الجدار المزدوج باستثناء خط جدار واحد.

المرحلة-بواسطة-مقارنة آلة المرحلة

1. التعامل مع المواد الخام

ماكينة الأكواب الورقية أحادية الجدار: تحتاج إلى لفة من الورق المقوى المطلي بـ PE-الورق الجانبي الفارغ) وإمداد منفصل من قضبان الهيكل. يمكن أن يكون هذا الهيكل مقطوعًا مسبقًا-أو مقطوعًا داخليًا. يزن وزن الورق المقوى عادةً 170 – 300 جرامًا للمتر المربع، اعتمادًا على حجم الكوب.

• آلة تشكيل الأكواب المموجة ذات الجدار المزدوج: تتطلب مدخلات من ثلاث مواد:
• مخزون الجدار الداخلي للكوب (الورق المقوى المطلي بـ PE-، عادةً 170-250 جم)
• مخزون القرص السفلي للكوب الداخلي.
• ورق محبب خارجي: ورق كرافت خفيف الوزن أو غير مطلي أو مطلي بطبقة واحدة-من جانب واحد من الورق البني (عادةً 60–120 جم/م2) يتم تموجه أو تنقشه أثناء عملية التشكيل

إن إدارة ثلاثة مكونات في وقت واحد يضيف الكثير من التعقيد الميكانيكي. كل وحدة تغذية لديها متطلبات التحكم في التوتر وإدارة الربط والتسجيل الخاصة بها. وهذا أكثر تعقيدًا من الخطوط-المفردة ذات الجدران لمادة واحدة.

2. تشكيل الجدار الجانبي الفارغ

في كلا النوعين من الماكينات، يكون الجدار الجانبي الفارغ من قاطعة مخزون اللفائف. يتم تجعيده في مخروط. أختام حرارية على طول التماس الجانبي. الأختام عادة ما تكون بالموجات فوق الصوتية أو الهواء الساخن. يؤدي هذا إلى دمج طبقات طلاء PE المتداخلة.

بالنسبة للآلات ذات الجدران الفردية-، فهذه هي خطوة التشكيل الرئيسية. إنها المرحلة الأولى من مرحلتي التشكيل لآلة قولبة المنفاخ ذات الجدران المزدوجة-. يجب مراعاة التفاوت في الحجم بدقة. يتحكم القطر الخارجي للكوب الداخلي في حجم التموج.

في الإنتاج-ذو الجدران المزدوجة، سيصبح الكوب ذو-المفرد الذي يقوم بعمل جيد في تغيير حجم الكوب الداخلي عديم الفائدة. لن يتم استخدام الأكواب التي يزيد حجمها عن 0.5 مم عند نقطة التغليف بشكل صحيح. الأكواب الصغيرة جدًا بمقدار 0.5 مم سيكون لها غلاف خارجي فضفاض سوف يسقط عند الاستخدام.

3. تطبيق القرص السفلي

في كلا النوعين من الآلات، يتم ختم القرص الموجود في الأسفل من مخزون اللفائف. لقد كانت مكشكشة عند الحواف. يتم دفعه إلى قاعدة المخروط الجانبي المشكل. يتم ضغطه وإغلاقه على الساخن لصنع قاع الكأس. الجهازين متشابهان ميكانيكيا. هناك فرق واحد. في الإنتاج بجدار واحد-، يكتمل هذا جسم الكوب. في الإنتاج ذو الجدران المزدوجة-، يتم بعد ذلك نقل الكوب الداخلي المشكل إلى محطة التغليف المموج.

4. تشكيل وتطبيق Ripple Wrap - أداة التمييز الحرجة

يعد هذا توقفًا بلا معارضة في عملية الإنتاج ذات الجدار الواحد-. هذه هي الخاصية الميكانيكية الرئيسية للمنفاخ ذي الجدران المزدوجة-.

تشتمل عملية التفاف التموج على عدة خطوات فرعية سريعة:

أ) مادة التغليف المنقوشة أو المنقوشة: يتم تمرير ورق التغليف الخارجي عبر وحدة تمويج (لفة أخدود عند ضغط ودرجة حرارة يمكن التحكم فيهما) أو جهاز نقش. وهذا يخلق نمط تموج. شكل التموج-درجة ميل الناي وارتفاعه وشد الورق-يجب التحكم فيه بشكل صارم. يوفر هذا نمطًا متموجًا ثابتًا يتناسب جيدًا مع الكوب الداخلي دون أن يتكسر أو يتمزق.

ب) تطبيق الغراء: ضع الغراء الساخن أو الغراء البارد على السطح الداخلي للغلاف المموج أو المنقوش. البقع تتطابق مع مناطق الترابط. دقة نمط الغراء مهمة. يمكن أن يتسبب القليل جدًا من الغراء في سقوط العبوة أثناء الاستخدام. يمكن أن يتسرب الكثير من الغراء ويسبب مشاكل في التعرض للطعام.

ج) قطع التغليف: يتم قطع شبكة الورق المموج المستمر إلى أطوال فارغة دقيقة في حجم كل كوب. يجب أن يكون هذا هو السبب في أن الكأس مخروطي الشكل. الفراغ ليس مستطيلاً بسيطًا. إنه شكل منحني يتطابق مع مخطط الكأس.

ج) تطبيق التغليف والالتصاق: يتم لف قطعة الخام المقطوعة حول الجزء الخارجي من الكوب الداخلي المصبوب. يتم الضغط عليه. يتم تشكيل المواد اللاصقة تحت حرارة وضغط يمكن التحكم فيهما. يجب وضع العبوة على المحور الرأسي للكوب. يجب أن تتداخل طبقاتها وتلتصق ببعضها البعض بشكل صحيح.

مقارنةً بالإنتاج-المفرد، تضيف المجموعة الفرعية بأكملها ثلاث إلى خمس محطات ميكانيكية إضافية إلى خط الماكينة.

5. حافة المتداول

كلا الجهازين لديهم محطة المتداول. يؤدي هذا إلى تجعيد الحافة العلوية للكوب للخارج وللأسفل بحيث تكون حافة الحافة النهائية. في إنتاج جدار واحد-، يتم ذلك على طبقة واحدة من جدار الورق المقوى. في الإنتاج ذو الجدران المزدوجة-، عادة ما يتم دحرجة الحافة داخل الكوب ثم تتم إضافة التغليف المموج. الحزمة لا تصل إلى الحافة. مطلوب تخطيط دقيق للماكينة لتطبيق لفة الحافة قبل التعبئة. سيمنع هذا تشويه الحجم بين الخطوتين.

6. تكامل مراقبة الجودة

ماكينة الأكواب ذات الجدار الواحد: تتضمن فحوصات الجودة الأساسية قوة الختم (اختبار تسرب ضغط الهواء)، وفحص شكل الحافة، وأخذ عينات الحجم.

آلة تشكيل الأكواب المموجة ذات الجدار المزدوج: متطلبات الجودة الأعلى: :

• قوة الترابط التفاف تموج (اختبار التقشير)
• دقة وضع تغليف الأكواب.
• فحص نمط الغراء (يتم إجراؤه عادةً باستخدام النظام البصري)
• قم بمحاذاة الأكواب الداخلية مع العبوة الخارجية
• اتساق الشكل المموج

تحتوي العديد من الأجهزة-المتطورة ذات الجدار المزدوج على أنظمة رؤية مضمنة. تحقق من موضع اللف وتداخل الدرزات وتغطية الغراء على كل كوب. إنهم يرفضون الكؤوس السيئة تلقائيًا. نادرًا ما تكون هناك حاجة لهذا المستوى من الفحص في خطوط الجدار الفردية القياسية.

مقارنة سرعة الإنتاج

بالمقارنة مع خطوط الإنتاج-المكافئة ذات الجدران الفردية، فإن زيادة المراحل الميكانيكية في الإنتاج ذو الجدران المزدوجة-يؤدي بشكل مباشر إلى تقليل سرعة الإنتاج التي يمكن تحقيقها:

يأتي فرق السرعة من الوقت الإضافي المطلوب في محطة تطبيق التموج والسندات واللف. تتضمن كل خطوة من هذه الخطوات ربط المادة أو قولبتها. لا يمكنك تسريعها دون المساس بالجودة.

تكلفة رأس المال واقتصاديات التشغيل

تعد ماكينة تشكيل الأكواب المموجة ذات الجدار المزدوج أغلى بكثير من الماكينات ذات الجدار الواحد-. هناك ثلاثة أسباب: المزيد من المحطات الميكانيكية، وعمليات التحكم الأكثر دقة (درجة حرارة الغراء، وضغط التمويج، ووضع التغليف) وضوابط أكثر تعقيدًا لتشغيل المراحل الإضافية معًا.

يكون التفضيل الاقتصادي هو الإنتاج-المزدوج الجدران إذا:

• السوق المستهدف هو القهوة المتخصصة أو المطاعم الفاخرة أو ضيافة الشركات. في هذه الأسواق، تحدد جودة الكأس ومظهر العلامة التجارية السعر الأعلى.
• وفي غضون فترة زمنية معقولة للاسترداد، يكون الحجم كافيًا لتغطية تكاليف الماكينة الأعلى.
• يمكن للمشغلين الاستمرار في تشغيل الإنتاج على أجهزة أكثر تعقيدًا.

السياق التنظيمي والمعايير

يجب أن تتوافق الأكواب الورقية التي تقدم الطعام الساخن مع قواعد المواد الملامسة للأغذية في الأسواق الرئيسية:

• لائحة الاتحاد الأوروبي (EC) رقم. 10/2011: تغطي المواد البلاستيكية (طلاء البولي إيثيلين) الملامسة للطعام. وينطبق هذا على الطلاء الداخلي لكوب المشروبات الساخنة الأوروبي.
• FDA 21 CFR §176.170: يغطي أجزاء الورق والورق المقوى المستخدمة في التعرض للأغذية في سوق الولايات المتحدة.
• المعايير الأوروبية لملامسة الورق والكرتون للطعام. ويضع قواعد لاختبار الهجرة.
• ISO 6588: قياس درجة الحموضة على الورق والكرتون. يتعلق الأمر بخيارات الطعام التي تلامس الورق المقوى.

يجب أن تتوافق الأكواب ذات الجدران الفردية-والمزدوجة-مع القواعد الصحيحة لملامسة الطعام. تضيف الكؤوس ذات الجدار المزدوج مشكلة أخرى. يجب أيضًا أن يتوافق الغراء المستخدم لتثبيت الورق المموج داخل الكوب مع قواعد ملامسة الطعام. حتى لو لم يمس المشروب مباشرة. تعد هجرة الورق المقوى طريقًا معروفًا للتلوث.

الاختيار بين أنواع الآلات: إطار القرار

ملخص

لا يقتصر الاختلاف بين ماكينة الأكواب ذات الجدار الواحد-وآلة تشكيل الأكواب المموجة ذات الجدار المزدوج على مجرد خطوات قولبة إضافية-بل يمثل مستوى مختلفًا بشكل أساسي من التعقيد الميكانيكي والتحكم الدقيق وإدارة الإنتاج. أدت عملية تطبيق آلات اللف المموج، بما في ذلك العمليات الفرعية المموجة والملصقة والمقطوعة والملصقة-، إلى زيادة عدد محطات الماكينات بمقدار النصف، وتقليل سرعة الإنتاج التي يمكن تحقيقها، وزيادة تكاليف رأس المال والتشغيل، وزيادة متطلبات مراقبة الجودة في جميع المجالات.

يعتبر الأداء الحراري وجودة اللمس والأداء البصري كلها أكواب باهظة الثمن بالنسبة للمصنعين الذين يستهدفون أسواق المشروبات الساخنة، كما أن آلة تشكيل الأكواب المتموجة ذات الجدران المزدوجة هي الاستثمار المناسب في المعدات. يعتبر الأداء الأساسي ذو الجدار الواحد-كافيًا لسوق كبير يعتمد على التكلفة-، ولكن هذا ليس هو الحال. القرارات هي استراتيجيات عمل، وليست مواصفات الآلة - ولكن فهم الحقائق التكنولوجية وراء كل نوع من الآلات يضمن أن الالتزامات الرأسمالية يتم تقديمها بمعلومات كافية.

مراجع:

• Emblem, A. & Emblem, H. - تكنولوجيا التغليف: الأساسيات والمواد والعمليات، Woodhead Publishing (Elsevier)، 2012
• كيروان، إم جي - تكنولوجيا التغليف بالورق والورق المقوى، دار نشر بلاكويل، 2005
• باين، FA – دليل مستخدم التغليف، بلاكي الأكاديمي والمهني، 1991
• سوروكا، دبليو – أساسيات تكنولوجيا التعبئة والتغليف، الطبعة الرابعة، معهد محترفي التعبئة والتغليف (IoPP)، 2009
• لائحة الاتحاد الأوروبي رقم. 10/2011 – المواد والأدوات البلاستيكية المخصصة للطعام، الجريدة الرسمية للاتحاد الأوروبي
• FDA 21 CFR §176.170 – مكونات الورق والكرتون الملامسة للأغذية المائية والدهنية، إدارة الغذاء والدواء الأمريكية