Termékkiválasztás
×

Ugrás a részletekhez
Cikkszám

Felhasználóm

×

Üdvözöljük az SMC-nél

Műszaki kihívások a fenntartható csomagolásban

Műszaki kihívások a fenntartható csomagolásban

Az irány egyértelmű, és nincs visszaút. A műanyag szennyezés tekintetében a fogyasztók környezettel és fenntarthatósággal kapcsolatos aggályai, valamint a “körkörös gazdaság” alapelveinek tudatosabbá válása az etikusabb csomagolási megoldások használatára készteti a csomagolóipart. Ez a gyakorlatban a könnyebben újrahasznosítható anyagok használatát, mint az egyrétegű műanyag vagy papír, valamint a felhasznált anyagok mennyiségének csökkentését jelenti. A fenntartható csomagolás, mint fejlesztési irány, a csomagológépeket is technikai kihívások elé állítja. Továbbá a nagyobb fenntarthatóság biztosításához a nagyobb hatékonyságon keresztül vezet az út. Hogyan? Olvasson tovább! Írta: Jorge Salgado, Food & Packaging Industry Manager, SMC Spain.

2030-ra az EU-n belüli összes műanyag csomagolásnak újrahasznosíthatónak vagy újrafelhasználhatónak kell lennie. Ez mindenféle csomagolásra vonatkozik az elsődlegestől kezdve a másodlagos csomagolásig, ahol gyakran használnak papír alapú anyagokat: műanyagpalack fúvás, merev tálca prégelés, lezáró fólia vagy mindenféle rugalmas anyagú tasak használata.

Kevesebb, avagy teljesen új anyag használata esetén is ugyanaz a probléma. A folyamatoknak pontosabbnak, jobban irányítottnak és könnyen beállíthatónak kell lenniük.

Reflektorfényben a többrétegű műanyag, mint a műanyagszennyezés kezelésének fő módja
A hagyományos többrétegű kompozit fóliák összetettek, és költséges az újrahasznosításuk, mivel ehhez a különböző filmrétegeket el kell választani egymástól. A polimer alapú többrétegű csomagolóanyagok, ahol különböző, megfelelő teljesítményű polimerek vannak összetársítva, általánosan elterjedtek, valamint számos előnyük van a csomagolásban. Gyenge újra feldolgozhatóságuk miatt azonban a többrétegűeket általában elégetik vagy a hulladéklerakókba kerülnek, akadályozva a körforgásos gazdaság felé tett erőfeszítéseket. Ezenkívül sok országban nincsenek meg a szükséges újrahasznosító rendszerek és eljárások a komplex rétegelt anyagok újrahasznosításához. Ezzel szemben az egyanyagú fóliák teljesen újrahasznosíthatók, mivel minden réteg azonos típusú műanyagból készül.

A gyártási folyamatot illetően a többrétegű műanyagból az egyanyagúba történő átváltás szükségszerűen néhány változást hoz magával. Manapság a gépkezelőknek manuálisan kell beállítaniuk a folyamatot, és néhány tesztet is el kell végezniük a teljes adag elindítása előtt. Azt is fontos megemlíteni, hogy a kezelőknek valódi know-how-ra van szükségük, mivel nincs olyan modellező eszköz, amely lehetővé tenné a paraméterek (idő, hőmérséklet, nyomás stb.) beállítását az anyag tulajdonságainak megfelelően. A folyamat modellezése még lehetetlen is lehet, mivel az anyagok egyik adagról a másikra változnak. A cél a műanyag újrahasznosítása és újrafelhasználása, de változik az összetétele, mivel a különböző forrásból érkező anyagokat néha közvetlenül a gyárban keverik össze, ezen felül minél többször van egy műanyag újrahasznosítva, az annál inkább megtöri annak szén-láncát és anyagtulajdonságait. Ezek a beállítások összetettek és időigényesek, és az anyagok szerint adagonként változhatnak is, még a nagyon hasonló gyártás esetében is!

Az egyanyagú műanyagok másik jellemző problémája a szükséges lezárási technológia, különösképpen a nagy sebességű tartományban. Az operátoroknak be kell állítaniuk a különböző paramétereket, mint lezárási idő, hőmérséklet és nyomás. Egy fóliához pontosan be kell állítani a rásütést (pl.: a fólia hővel történő rázárása a felületre), hogy megelőzze a hőre érzékeny külső réteg károsodását, és ezzel egyidejűleg biztosítsa a csomagolás sértetlenségét a belső rétegnél.

Mi a helyzet a papír alapú megoldásokkal?
Egy másik kiváló, fenntartható alternatíva a papír alapú megoldások használata. A leginkább környezetbarát tulajdonsága a rövid életciklusa.  A környezetbe kerülve a papír alapú csomagolás hónapokon belül lebomlik, de a műanyagok lebomlása évtizedekig, sőt évszázadokig is eltarthat. Ennek nagy része a tengerbe kerül. Az Európai Környezetvédelmi Ügynökség szerint az európai strandokon összegyűjtött hulladék 82% -a műanyag, míg csak 2% -a papír vagy karton. Ráadásul a papír újrahasznosítási aránya Európában már körülbelül 80%. A folyamat szempontjából természetesen a csomagolás lezárása szintén kihívást jelent, mivel pontos tapadási technológiákat igényel. A legnagyobb problémát azonban a karton részecskék jelenthetik, amelyek hibákat és teljesítményvesztést okozhatnak.

Összességében kevesebb műanyag
A fenntartható csomagolás harmadik irányzata a csomagolás átalakítását, újratervezését jelenti, mindezt a felhasznált anyagmennyiség csökkentése érdekében. Ebben az esetben a gyártási tűrések kisebbek, és elengedhetetlen a precizitás, valamint a megfelelő ismétlési pontosság.

Összefoglalásképp elmondható, hogy a problémák megelőzése érdekében a fenntartható csomagolásra való átállás nagyobb pontosságot és a folyamatok jobb irányítását igényli. Ehhez a gyártásban a változtatások felgyorsítására is szükség lesz. Ezen felül az etikus csomagolás megvalósítása akár 30-40%-os többletköltséget is jelenthet. Elkötelezettségünk tenni az imént felsorolt kihívások ellensúlyozásáért.

Gondoljon a TEH-re!

A teljes eszközhatékonyság, a TEH (angolul OEE - Overall Equipment Effectiveness) egy nagyon praktikus módszer a következő évtized kihívásaira való felkészülésre és azok enyhítésére. Tehát a cél a csakis jó alkatrészek gyártása (minőségi mutató), a lehető leggyorsabban (teljesítmény mutató), leállási idő nélkül (rendelkezésre állási mutató).

A fenntartható csomagolás biztosan hátráltatja a TEH-t. Növelni fogja a termelési veszteségeket, mivel hosszabbak a beállítási idők és a termék minőségét is nehezebb fenntartani. Ez a probléma nemcsak a gépgyártóra, hanem a végfelhasználókra is hatással lesz, akik ahelyett, hogy új gyártósorokba fektetnének, inkább a meglévő gépeiket fejlesztik vagy alakítják át.

Például, ha a fenntartható csomagolás papír alapú, az magába foglalja a szennyezést és a meghibásodás kockázatát, ami a termék minőségét veszélyezteti. Ebben az esetben szükségessé válik az olajlehúzóval rendelkező munkahengerek használata, annak érdekében, hogy a kenőanyag megmaradjon a dugattyúrúd felületén, de a por és egyéb szennyezőanyagok ne juthassanak be a henger belsejébe. Ezeknél a hengereknél négyszeresére nő a működési ciklusok száma. Javasoljuk a vákuumrendszerek használatát is az integrált vonali légszűrőkkel és zárószerkezetekkel vagy az átlátszó csészékkel. Ezenkívül a vákuum szívókorong anyagának megfelelő megválasztása is csökkentheti a gyártósori megállásokat. Még egy lehetőség a papírporos környezetben a minőség biztosításához a ciklon vákuumtechnikára való áttérés, ahol a port kilövelléséhez pozitív nyomást juttatnak a vákuum végeffektor kilökő oldalához.

Azonban vannak a termékminőséggel összefüggő, nem a fenntarthatósággal kapcsolatos csomagolási kérdések is, amelyek kezelése növelheti a TEH-t és amelyek segítenek enyhíteni a gyártási folyamatban az öko-alternatívák okozta többletköltséget és zűrzavart.

Néhány példa a termékek általános minőségének kezelésére

Selejtek a gyártás indításakor
A műanyag borítás, a hab csomagolás, vagy a címkék tapadnak és vonzzák a port és a koszt, amelyek helytelen felhelyezést vagy szennyeződéseket okoznak a gyógyszeripari és élelmiszeripari csomagolásban. Az ipari ionizátorok az elsődleges eszközök az elektrosztatikus töltések kiküszöbölésére, semlegesítésre és ellenőrzésére. A jobb alkalmazás érdekében rúd, fúvóka és ventilátor típusok állnak rendelkezésre, hogy megfeleljenek a különféle a gyártási helyeknek, ahol felhalmozódhatnak a statikus elektromossági problémák a gyártási folyamatok szempontjából.

Selejtek a gyártás során
A műanyag palack fújásánál és lezárásánál a hőmérséklet szabályozás az egyik legfontosabb paraméter, amely lehetővé teszi a minőség fenntartását és a könnyű beállítási időt. Az SMC teljes körű megoldásokat kínál a műanyagok vagy a lezárások gyártás utáni hűtésére. Ezek digitálisan irányíthatók.

Teljesítmény növelése a digitális irányítással
A legjobb megoldás a teljesítmény kezelésére a digitális érzékelők és a csatlakoztatott eszközök használata. Az összes komponens digitalizálásában széles portfólióra támaszkodunk, amely megkönnyíti a termékváltást, csökkenti a beállítási időt, és lehetővé teszi a konfigurációk mentését. Ezen érzékelők és kapcsolók elősegítik a hatékony prediktív karbantartást, és valós időben ellenőrzik a teljes rendszer teljesítményét.

Minden részlet számít az állásidő csökkentése és a működési paraméterek, ezáltal a pontosság és minőség fenntartása érdekében

  • Kiváló minőségű tömítés.
  • Áramlás- vagy nyomáskapcsoló, ami lehetővé teszi a valós idejű monitorozást annak érdekében, hogy elkerülhető legyen a nem tervezett karbantartás, valamint biztosítsa az aktuátorok teljesítményét.
  • A fém tömítéssel rendelkező aktuátorok a kevesebb kopás miatt karbantartást nem igényelnek és stabil teljesítményt nyújtanak.
  • A csövezés javítható CAD eszközök segítségével, így minimalizálva a szükséges vezetékek hosszát, és az ezzel járó nyomás- és pontosságveszteségeket. Ezenkívül a színes csövek megkönnyítik a telepítést és a karbantartást, miközben csökkentik a lehetséges hibákat.
  • A jelölés előtt használhatók forgó egységek a tökéletes pozícionáláshoz, valamint fújáserősítők a felület előkészítéséhez, mindezzel elérhető a nagy beruházási megtérülés.
  • Szabványos mágneskapcsolók, amelyek bármely aktuátorunkhoz illeszthetők.
  • Sebességszabályozó, így a karbantartás vagy a beállítások gyorsabban elvégezhetők: felejtse el a csavarokat az áramlás beállításához, és használjon felhasználóbarát forgó kereket az értékek egyértelmű megjelenítéséhez.
  • Szelepek: az SMC szeleprendszereket is kínál, amelyek lehetővé teszik egy szelep cseréjét anélkül, hogy a szelepsziget működtetését megszakítanánk (hot swap).
  • Ezen felül a gyakorlati képzés lehetővé teszi az operátorok számára, hogy gyorsan meg tudják oldani az egyszerű problémákat.

A műanyag szennyezés kérdésével a társadalom minden tagjának foglalkoznia kell. Fogyasztóként és gyártóként is jellemző ránk a fenntarthatósággal kapcsolatos tudatosság. Ez azonban a következő 5-10 évben számos gyártási kihívással fog járni. Ezek a kihívások a gépi átalakításokban, magasabb költségekben és gyártási bizonytalanságban jelentkeznek, amely - a korábban kifejtettek szerint - megkönnyíthető a TEH használatával. Az SMC-nél a helyi csomagolás technikára képzett csapatokra támaszkodunk, akik készek támogatni ügyfeleinket a fenntartható csomagolásra való áttérésben.

2021.06.30.