Provocarea tehnică a ambalajelor sustenabile

Tendința este evidentă și nu există cale de întoarcere. Preocupările consumatorilor legate de mediu înconjurător și sustenabilitate, în ceea ce privește poluarea cu plastic și creșterea conștientizării principiilor economiei circulare obligă industria ambalajelor să opteze pentru variante mai etice. Acest lucru înseamnă utilizarea materialelor mai ușor de reciclat precum plasticul monostrat sau hârtia și reducerea cantității de materialelor utilizate. Trecerea către ambalaje durabile aduce provocări tehnice utilajelor de ambalare. În plus, asigurarea durabilității mai ridicate necesită o mai mare eficiență. Cum? Continuați să citiți acest articol. Jorge Salgado, Manager Industria Alimentară și a Ambalajelor, SMC Spania.

AUGUST 2021

Până în 2030, toate ambalajele din plastic din UE vor trebui să fie reciclabile sau reutilizabile. Această directivă se referă la toate tipurile de ambalaje, de la ambalaje principale până la cele secundare, în cazurile în care sunt frecvent utilizate materiale pe bază de hârtie: turnare prin suflare a sticlelor de plastic, ștanțare la cald, sigilare cu film sau diverse tipuri de pungi din material flexibil.

Problema este aceeași indiferent daca utilizați mai puțin material sau unul nou. Procesele trebuie să fie mai precise, mai bine controlate și ușor de configurat.

Plasticul multistrat reprezintă principală modalitate de dimuna efectele poluării

Filmele obijnuite din compozit multistrat sunt complexe și costisitor de reciclat din cauza necesității de a separa diferitele straturi de film. Materialele de ambalare multistrat pe bază de polimeri sunt utilizate în mod obișnuit pentru a combina performanța respectivă a diferiților polimeri, avantajele pe care le aduc industriei ambalajelor sunt numeroase. Cu toate acestea, din cauza reciclabilității lor reduse, cele mai multe straturi sunt de obicei incinerate sau depozitate, contracarând eforturile către o economie circulară. În plus, multe țări nu au sistemele și procesele de reciclare necesare pentru reciclarea laminatelor complexe. În schimb, filmele monomaterial sunt complet reciclabile, deoarece toate straturile sunt realizate din același tip de plastic.

În ceea ce privește procesul de fabricație, trecerea de la multistrat la monomaterial implică unele schimbări. În prezent, operatorii trebuie să își ajusteze manual procesul de producție și să facă câteva teste înainte de a lansa întregul lot. Trebuie menționat că operatorii necesită cunoștiințe avansate deoarece nu există un instrument de modelare care să permită setarea parametrilor (timp, temperatură, presiune...) în funcție de proprietatea materialului. Modelarea procesului ar putea fi chiar imposibilă, deoarece materialele se vor schimba de la un lot la altul. Obiectivul final este reciclarea și reutilizarea plasticului, însă compoziția se schimbă pe măsură ce amestecăm diferite tipuri de materiale, uneori direct pe podeaua fabricii, și pentru că cu cât un plastic este reciclat mai mult, cu atât își va rupe lanțul de carbon respectiv proprietățile materialului. Aceste setări sunt complexe, consumă mult timp și se pot schimba de la un lot la altul în funcție de material, chiar și pentru producții foarte similare!

O altă problemă specifică a monomaterialelor ce trebuie luată considerare este tehnologia de etanșare necesară, în special în domeniul de mare viteză. Operatorii trebuie să ajusteze parametrii precum timpul de etanșare, temperatura sau presiunea. Pentru un film, etanșarea termică trebuie să fie realizată cu precizie pentru prevenirea deteriorării stratului exterior sensibil la căldură, asigurând în același timp integritatea etanșării stratului interior.

Dar soluțiile din hârtie?
O altă alternativă superioară din punct de vedere al sustenabilității o reprezintă soluțiile din hârtie. Caracteristica ecologică a acestei alternative este perspectiva sfârșitului vieții abalajului din hârtie. Odată ajuns în mediul înconjurător, ambalajele pe bază de hârtie se pot degrada în câteva luni, față de plasticul ce poate dura decenii sau chiar secole. O mare parte din aceasta sfârșeste în mare. Potrivit Agenției Europene de Mediu, 82% din gunoiul colectat pe plajele europene este plastic, în timp ce doar 2% este hârtie sau carton. În plus, rata de reciclare a hârtiei în Europa este deja de aproximativ 80%.

În termeni de proces, etanșarea este, desigur, o provocare, deoarece implică tehnologii precise de aderență. Cea mai mare problemă ar putea fi totuși particulele de carton care pot genera defecțiuni și pierderi de performanță.

Mult mai puțin plastic în mediul înconjurător
A treia tendință în domeniul ambalajelor durabile implică reproiectarea acestora pentru a utiliza o cantitate redusă de material. Aici toleranțele în materie de fabricare sunt mai mici iar precizia și repetabilitatea sunt esențiale.

Pe scurt, această trecere la ambalaje durabile va implica o mai mare precizie și un control mai bun al proceselor în anticiparea problemelor. Va necesita, de asemenea, o accelerare a schimbărilor în producție. În plus, îndeplinirea obiectivelor de ambalare etică, ar putea ajunge să genereze un cost suplimentar de 30 sau 40%. Aceastea sunt propunerile noastre pentru a contracara această provocare.

Luați în considerare eficacitatea generală a echipamentelor

Eficacitatea generală a echipamentelor (OEE) este o modalitate foarte practică de pregătire și reducere a provocărilor următorului deceniu. Fabricarea doari a pieselor eficeinte (calitate) cât mai rapid posibil (performanță) și fără timpi de oprire (disponibilitate).

Ambalajele sustenabile vor contribui cu siguranță la eficienta generală a echipamentelor. Vor crește toate aceste pierderi de producție, deoarece timpii presetați vor fi mai mari iar calitatea produsului va fi mai greu de menținut
Această problemă va afecta producătorii de utilaje, dar și utilizatorii finali care adesea își modernizează sau renovează utilajele, în loc să investească într-o nouă linie de producție.

Dacă alternativa de ambalare durabilă va fi pe bază de hârtie, aceasta va crește riscul de poluare și cel de eșec, compromițând calitatea produsului. Spre exemplu, această variantă necesită instalarea unor actuatori cu un mecanism de reținere a lubrifiantului pentru a menținerea unei pelicule pe suprafața tijei pistonului și pentru a preveni pătrunderea prafului sau a altor poluanți. Acești cilindri pot funcționa cu până la 4 cicluri suplimentare. Vă propunem utilizarea sistemelor de vacuum cu filtre de aer integrate în linie și mecanism de blocare sau boluri transparente. În plus, o selecție adecvată a materialului din care sunt formate ventuzele poate reduce opririle de linie. O ultimă alternativă pentru a asigura calitatea într-un mediu cu praf este trecerea la tehnologia de vacuum ciclonic, în care este furnizată o presiune pozitivă pe partea de vacuum a ejectorului final, eliminând particulele de praf.

Cu toate acestea, există și alte probleme de ambalare nesustenabile, asociate cu calitatea produsului, care, dacă sunt abordate, pot crește eficacitatea general a echipamentelor și pot ajuta la atenuarea costurilor suplimentare și a problemelor generate de alternativele ecologice în procesul de fabricație.

Calitatea general a produselor  – exemple

• Respingeri - Ambalajele din plastic, ambalajele din spumă sau etichetele se lipesc și atrag praful și murdăria, provocând aplicarea greșită sau contaminarea ambalajelor farmaceutice și alimentare. Ionizatoarele industriale sunt instrumentele principale pentru eliminarea electricității statice, neutralizare și control. Aceste produse sunt disponibile sub formă de bare, duze și ventilatoare pentru a se adapta mai bine în diversele spații de producție care au acumulat electricitate statică, un aspect problematic în procesele de fabricație.
• Producție respinsă
  Pentru suflarea și sigilarea sticlelor de plastic, controlul temperaturii este unul dintre cei mai importanți parametri care permit menținerea calității și reducerea timpulului de instalare. SMC va oferi o gamă completă de soluții pentru a gestiona acestui lucru atunci când vorbum despre răcirea plasticului sau etanșarea după producție. Aceste acțiuni pot fi controlate digital.

Creșteți performanța prin controlul digital

Soluția potrivită pentru abordarea performanței sunt senzorii digitali și dispozitivele conectate. Ne bazăm pe un portofoliu extins pentru a digitaliza toate componentele, pentru a facilita procesul de schimbare a producției, reducerea timpul de configurare și pentru a permite salvarea configurațiilor. Senzori și traductoare ajută la implementarea eficientă a mentenanței predictive și la verificarea performanței întregului sistem în timp real.

Fiecare detaliu contează pentru a reduce timpii de nefuncționare și pentru a menține parametrii de funcționare precum și precizia și calitatea

• Etanșare de înaltă calitate.
• Debitmetre sau presostate care permite monitorizarea în timp real pentru evitarea mentenanței neplanificate și garantarea performanței actuatorilor.
• Actuatori cu etanșare metalică ce promit un grad de uzură mai mic, oferind operațiuni fără întreținere și o performanță stabilă.
• Conectivitatea poate fi îmbunătățită cu un instrument CAD pentru a minimiza lungimea cablului și pierderile de presiune și precizie asociate. În plus, tubulire colorate vor ușura procesul de instalare și întreținere, reducând în același timp potențialele erori.
• Înainte de marcare, se pot folosi cilindrii rotativi pentru o poziționare perfectă și amplificatoare de suflare pentru pregătirea suprafeței, modificări ce vor conduce la returnarea rapidă a investiției.
• Senzorii magnetici standard pot fi adaptați la oricare dintre actuatorii noștrii
• Controlerul de viteză, mentenanța sau setările pot fi realizate într-un mod mult mai rapid: uitați de șurubul necesar la reglarea debitului în folosul rotiței integrate pentru o afișare clară a valorii.
• Electrovalvele SMC oferă, de asemenea, sisteme de ejectoare care permit schimbarea unei unități fără a întrerupe funcționarea insulei de distribuitoare (schimbare instant)
• În plus, instruirea practică va permite operatorilor să rezolve rapid probleme simple.

Poluarea cu plastic este o problemă care trebuie abordată de toți membrii societății. Fiind și consumatori și producători, suntem conștienți de neceistatea sustenabilității. În ciuda tuturor aspectelor prezentate, acest lucru va implica multe provocări de producție în următorii 5 până la 10 ani. Aceste provocări se materializează în modificări ale utilajelor, costuri mai mari și incertitudini de producție, care, după cum am prezentat anterior, pot fi atenuate prin abordarea eficiente generale a echipamentelor. SMC se bazează pe echipe locale instruite în procesul ambalării, mereu pregătite să sprijine clienții noștri în tranziția către folosirea ambalajelor sustenabile.

30.06.2021