Přejít k hlavnímu obsahu
+41 52 511 3200 (SUI)     + 1 713 364 5427 (USA)     
Inline měření viskozity škrobového lepidla pro výrobu vlnité lepenky
  • Inline měření viskozity v reálném čase při výrobě lepenky je zásadní pro nepřetržitou kontrolu kvality, zamezení plýtvání a optimalizaci spotřeby energie.
  • Škrobové lepidlo vykazuje složité reologické chování a jeho viskozita není příliš stabilní napříč různými šaržemi. Přístroj pro měření viskozity je zásadní pro měření a optimalizaci nanášení škrobového lepidla při zajištění konzistentního pseudoplastického a tixotropního chování.
  • Viskozita je důležitým ukazatelem PSD (Particle Size Distribution) – vlastnosti, která ovlivňuje pružnost, pevnost a použitelnost.
Detailní obrázek řady záhybů lepenky na pozadí továrny.

Trh s vlnitou lepenkou – rychle se rozvíjející díky eCommerce

Průmysl vlnité lepenky rychle roste s CAGR o více než 4 % s objemy více než 115 milionů tun v hodnotě přesahující 176 miliard USD v roce 2019.

Obaly vyrobené z vlnité lepenky jsou považovány za ekologické a udržitelné. Obsahuje pouze přírodní suroviny (dřevěnou buničinu, škrobové lepidlo a z 80 % recyklovaný papír), a proto je 100% obnovitelné, recyklovatelné a biologicky rozložitelné. I proces zpracování a tisku vlnité lepenky je šetrný k životnímu prostředí, protože inkousty jsou převážně na vodní bázi.

Existuje mnoho typů krabic vyrobených v průmyslu vlnité lepenky, od lehkých mikrovláknových krabic až po vysoce odolné vícestěnné krabice. Nízkonákladové, vysoce výkonné kartonové krabice jsou všestranným prostředkem pro balení mnoha různých typů produktů, včetně strojů, elektrotechnického zboží, ovoce a zeleniny, a také prostředkem pro poskytování informací a reklamy o obsahu.

Krabice z vlnité lepenky musí splňovat několik požadavků, ale vše začíná výrobou pevné ploché lepenky na vlnitém stroji.

Stejně důležitý jako výběr papírů je lepidlo a jeho aplikace rozhodující pro získání nejlepší vlnité lepenky na konci zvlňovacího stroje. Aby byla lepidla účinná na široké škále desek, musí být univerzální při zachování kvality lepení a vysoké produktivity. Přilnavost mezi vložkami a médiem musí být silná, aby poskytovala pevnost a odpružení, aby chránila obsah před vnějším světem a umožnila krabici zachovat si integritu během svého životního cyklu.

Všechna škrobová lepidla jsou založena na speciální vlastnosti škrobu: když je škrobová kaše vystavena teplu, dochází k extrémně rychlému nárůstu viskozity, protože škrobové granule gelují. Tato vysoká viskozita, vyvinutá při kritické teplotě, vede k jevu lepivosti.

Protože správná viskozita je zásadní pro správné fungování škrobu, kontrola viskozity může pomoci zlepšit konzistenci a výkon těchto lepidel v mnoha výrobcích z vlnité lepenky, jako jsou:

  • Přepravní pouzdra
  • Vlnité plechy
  • Maloobchodní merchandising
  • Automobilové a průmyslové obaly
  • Balení potravin
  • Prezentace produktů

Prezentace produktů (zdroj: BCI)

Jaká je potřeba procesní kontroly při výrobě vlnité lepenky?

Po výrobě papíru je vlnitá lepenka celosvětově druhou největší aplikací nepotravinářských škrobů, kde se používá jako lepidlo mezi drážkováním a vložkou. Mnoho škrobových lepidel obsahuje nemodifikovaný nativní škrob spolu s přísadami, jako je borax a louh sodný. Želatinovaný škrob nese nevařenou škrobovou kaši a zabraňuje sedimentaci. Takové lepidlo se nazývá neprůhledné lepidlo SteinHall.

Výroba moderních obalů z vlnité lepenky | Fefco

Lepidlo se nanese na hroty se středními drážkami, načež se druhá papírová složka známá jako vložka přivede do kontaktu a slepí. To se pak suší za vysokého tepla, což způsobí, že zbytek neuvařeného škrobu v lepidle nabobtná/želatinuje. Tato želatinizace poskytuje konečnou tuhnoucí reakci, díky níž je lepidlo rychlé a silné lepidlo pro výrobu vlnité lepenky.

Bílá kniha – vlnitá krabice a škrob (tuthillpump.com)

 

Kvalita a celistvost produktu uvnitř krabice závisí na stabilitě obalu. A schopnost krabice chránit obsah uvnitř často závisí na síle a správné aplikaci lepidla.

Roztoky pro řízení viskozity při aplikaci škrobu pomáhají zajistit, aby každá šarže lepidla měla správnou konzistenci a aby byla aplikována ve správných množstvích a polohách během lepení drážek na vložky. Inline viskozimetr se používá k optimalizaci a důslednému udržování správné tloušťky škrobu pro vrstvu lepidla.

Pokud používáte ruční metody měření viskozity nebo jiné přístupy, které neřídí viskozitu adekvátně, mohou ve vašem procesu výroby lepenky nastat následující problémy:

  • Měkká deska
  • Pruh silného lepidla
  • Vzhled vodící desky
  • Šikmé zvlnění
  • Skvrnitá přilnavost
  • Volné okraje
  • Blistry
  • Neslepené komponenty
  • Smykování nebo driblování

Ruční měření viskozity pomocí kelímku ve výrobní podlaze

Důležitost sledování a kontroly viskozity a hustoty pro zajištění vysoké kvality adheze škrobu

Výroba vlnité lepenky velmi závisí na adhezi, která má největší vliv na její kvalitu. Je to kvalita škrobového lepidla, která nakonec určuje kvalitu přilnavosti. Viskozita je důležitou metrikou škrobového lepidla a množství viskozity přímo ovlivňuje přilnavost vlnitých desek. Stabilní viskozita je jediný způsob, jak zajistit dobré adhezní vlastnosti škrobového lepidla.

Komponenty a výroba škrobových lepidel

Když je viskozita škrobu/lepidla mimo optimální rozsah, vytváří nedokonalosti a snižuje kvalitu meziproduktů a konečných produktů. Lepidlo s dostatečnou viskozitou zabrání impregnaci přikrývek a papírů a tím zlepší jejich kvalitu.

Většina receptů na škrobové lepidlo pro vlnité rostliny se skládá z:

  • Škrob
  • borax
  • Kaustický
  • voda

Tyto složky se smíchají a zahřejí, aby se dosáhlo cílové viskozity. Faktory ovlivňující viskozitu škrobu jsou druh a kvalita škrobu, dávkování oxidantu a doba oxidace, oxidační teplota, dávkování želatinizéru NaOH (hydrooxid sodný), dávkování boraxu, poměr vody a skladovací teplota, čas a prostředí. S tolika parametry a složkami, které je třeba během výroby/formulování škrobu správně nastavit, se rychle vyplatí sledovat konečný produkt (škrob), aby byla zajištěna konzistence šarže.

Viskozita je důležitým ukazatelem Distribuce velikosti částic. Změny v distribuci velikosti částic mohou ovlivnit vlastnosti, jako je hustota, reologie a tloušťka vrstvy. Vlastnosti související s distribucí velikosti částic ve škrobu jsou např pružnost, pevnost a použitelnost (vlnité) lepenky.

Škrobové lepidlo patří do rodiny polymerních produktů. Ve škrobu jsou dva typy glukózových polymerů: lineární a helikální amylóza a rozvětvený amylopektin. V závislosti na rostlině obsahuje škrob 20 % až 25 % amylózy a 75 % až 80 % amylopektinu. Vzhledem k tomu, že amylózové frakce nejsou skutečně rozpustné ve vodě, nakonec tvoří krystalické agregáty vodíkovou vazbou – proces nazývaný retrogradace nebo pokles, který činí viskozitu nestabilní. Vykazuje složité reologické chování. Inline monitorování viskozity může zachytit, když se složení škrobu pokazí nebo není optimální pro aplikaci.

Graf 1 znázorňuje vývoj viskozity lepidla na bázi škrobu poté, co bylo naneseno na hroty žlábků a přivedeno do kontaktu s vložkou. (Zdroj: Roquette)

Proč automatizovat vstupní kontrolu materiálu a nanášení lepidel, lepidel, past a tavenin?

Existuje mnoho různých typů lepidel, včetně viskózních kapalin, past, krystalických a amorfních pevných látek. Kromě toho jsou lepidla typicky balena v kazetách, vědrech, bubnech, přepravkách, peletách a blocích. Pro výrobní proces je kritické, aby měl stálý tok lepidla z nádoby na lepidlo do dávkovacího zařízení, aby se udrželo nepřetržitě v chodu. Tavná lepidla jsou pevné látky při pokojové teplotě, takže se obvykle ručně odebírají z krabic nabíráním a poté se přidávají do tavného zařízení, aby se během procesu tavení rozptýlily.

Pokud není pečlivě sledována, vytváří ruční manipulace další úkoly pro operátory, riskuje kontaminaci během manipulace a ponechává otevřenou možnost rozlití nebo dokonce prostoje procesu. Stálá spotřeba taveniny také minimalizuje tepelnou historii lepidla, což umožňuje maximální výkon a kvalitu ve výrobním procesu.

Výhody automatizace viskozity v procesu zvlnění

Řešení, která automatizují dodávku lepidla, získávají na popularitě, protože si stále více výrobců uvědomuje výhody a rychlou návratnost investic, včetně:

  1. Účinnost: Vysoce přesná povaha automatizovaného zařízení zajišťuje dodání správného množství lepidla, které odpovídá požadavkům procesu.
  2. Spolehlivost: Automatizované podavače zajišťují konzistentní tok správného lepidla na výrobní linku, nezávisle na vzorcích směn, prostojích a rychlosti výroby. Inherentně uzavřený systém také zabraňuje kontaminaci, snižuje množství odpadu a minimalizuje údržbu zařízení.
  3. Bezpečnost: Použitím systémů automatického podávání a odstraněním ruční manipulace s tavnými lepidly snížíte potenciální vystavení vysokoteplotním materiálům a zařízením.
  4. Snížené provozní náklady: Méně času stráveného operátorem sledováním a plněním nádrží na lepidlo s menší pravděpodobností chyb nebo prostojů.
  5. Digitalizace: Senzory pro monitorování zařízení poskytují další procesní data umožňující optimalizaci a identifikaci problémů pro zvýšení efektivity.

Řešení Rheonics pro kontrolu kvality a zajištění škrobového lepidla v balení

Automatizované in-line měření a řízení viskozity je zásadní pro řízení viskozity během výrobního procesu a pro zajištění toho, aby kritické charakteristiky byly v plném souladu s požadavky napříč více šaržemi, aniž byste se museli spoléhat na offline metody měření a techniky odběru vzorků. Rheonics nabízí následující řešení pro řízení a optimalizaci procesů,

Měřiče viskozity a hustoty

  1. V souladu Viskozita Měření: Rheonics ' SRV is a is a wide range, in-line viskozity measurement device schopný detekovat změny viskozity v jakémkoli proudu procesu v reálném čase.
  2. V souladu Viskozita a hustota Měření: Rheonics ' SRD je in-line nástroj pro současné měření hustoty a viskozity. Pokud je měření hustoty pro vaše operace důležité, SRD je nejlepší senzor vyhovující vašim potřebám, s provozními schopnostmi podobnými SRV spolu s přesným měřením hustoty.

Integrovaný, na klíč kvalita řízení

Rheonics nabízí integrované řešení na klíč pro řízení kvality vyrobené z:

  1. V souladu Viskozita Měření: Rheonics 'SRV - široký rozsah, in-line zařízení pro měření viskozity s vestavěným měřením teploty kapaliny
  2. Monitor procesů Rheonics: pokročilý řadič prediktivního sledování sledovat a řídit variace procesních podmínek v reálném čase
  3. Rheonika RheoPulse s automatický dosing: Autonomní systém úrovně 4, který nezajišťuje žádný kompromis s nastavenými limity viskozity a automaticky aktivuje obtokové ventily nebo čerpadla pro adaptivní dávkování složek směsi

Senzor SRV je umístěn v řadě, takže nepřetržitě měří viskozitu (a hustotu v případě SRD). Výstrahy lze konfigurovat tak, aby upozorňovaly operátora na nezbytnou akci, nebo lze celý proces správy plně automatizovat pomocí RPTC (Řídicí jednotka prediktivního sledování Rheonics). Použití SRV ve výrobní lince vede ke zlepšení produktivity, ziskových marží a dosažení souladu s předpisy. Snímače Rheonics mají kompaktní tvar pro jednoduchou OEM a dodatečnou instalaci. Nevyžadují žádnou údržbu nebo přestavby. Senzory nabízejí přesné, opakovatelné výsledky bez ohledu na to, jak a kde jsou namontovány, bez potřeby speciálních komor, pryžových těsnění nebo mechanické ochrany. Bez použití spotřebního materiálu a bez nutnosti rekalibrace se SRV a SRD extrémně snadno obsluhují, což má za následek extrémně nízké provozní náklady po celou dobu životnosti.

Jakmile je vytvořeno procesní prostředí, je obvykle potřeba jen malé úsilí k udržení konzistence integrity systémů – operátoři se mohou spolehnout na přísnou kontrolu s řešením řízení kvality výroby Rheonics.

Sledujte Rheonics SRV v akci na laminátoru pomocí lepidla na vodní bázi

Špičkový design a technologie senzorů

Mozek těchto senzorů je sofistikovaná, patentovaná elektronika. SRV a SRD jsou k dispozici s průmyslovými standardními procesními připojeními, jako jsou ¾ ”NPT, DIN 11851, Flange a Tri-clamp, což umožňuje operátorům vyměnit stávající teplotní čidlo v jejich procesní lince za SRV / SRD, které poskytují velmi cenné a použitelné informace o procesních kapalinách, jako je viskozita kromě přesné měření teploty pomocí zabudovaného Pt1000 (k dispozici je DIN EN 60751 třída AA, A, B).

Elektronika postavená podle vašich potřeb

Elektronika snímače, která je k dispozici jak v krytu převodníku, tak i v malém provedení na DIN lištu, umožňuje snadnou integraci do procesních linek a do vnitřních skříní strojů.

SME-DRM
SME_TRD
Prozkoumejte možnosti elektroniky a komunikace

Snadná integrace

Mnoho analogových a digitálních komunikačních metod implementovaných v senzorové elektronice umožňuje snadné a snadné připojení k průmyslovým PLC a řídicím systémům.

Možnosti analogové a digitální komunikace

Možnosti analogové a digitální komunikace

Volitelné možnosti digitální komunikace

Volitelné možnosti digitální komunikace

Shoda s ATEX a IECEx

Rheonics nabízí jiskrově bezpečné senzory certifikované ATEX a IECEx pro použití v nebezpečném prostředí. Tyto senzory splňují základní požadavky na ochranu zdraví a bezpečnost související s návrhem a konstrukcí zařízení a ochranných systémů určených pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu.

Certifikace jiskrově bezpečné a odolné proti výbuchu, které vlastní Rheonics, také umožňují přizpůsobení stávajícího senzoru, což našim zákazníkům umožňuje vyhnout se časům a nákladům spojeným s identifikací a testováním alternativy. Vlastní senzory mohou být poskytovány pro aplikace, které vyžadují jednu jednotku až tisíce jednotek; s dodací lhůtou týdnů versus měsíce.

Rheonika SRV & SRD jsou certifikovány ATEX i IECEx.

ATEX (2014/34 / EU) Certifikováno

Senzory pro jiskrovou bezpečnost certifikované společností ATEX společnosti Rheonics vyhovují směrnici ATEX 2014/34 / EU a jsou certifikovány pro jiskrovou bezpečnost do Ex ia. Směrnice ATEX specifikuje minimální a základní požadavky týkající se zdraví a bezpečnosti na ochranu zaměstnanců zaměstnaných v nebezpečných atmosférách.

Senzory ATEX certifikované společností Rheonics jsou uznávány pro použití v Evropě i na mezinárodní úrovni. Všechny certifikované součásti ATEX jsou označeny značkou „CE“, což znamená shodu.

Certifikováno podle IECEx

Vnitřně bezpečné senzory společnosti Rheonics jsou certifikovány IECEx, Mezinárodní elektrotechnickou komisí pro certifikaci norem týkajících se zařízení pro použití ve výbušném prostředí.

Jedná se o mezinárodní certifikaci, která zajišťuje bezpečnost při používání v nebezpečných oblastech. Senzory Rheonics jsou certifikovány pro vnitřní bezpečnost do Ex i.

Implementace

Přímo nainstalujte snímač do proudu procesu a proveďte měření viskozity a hustoty v reálném čase. Není zapotřebí obtokové vedení: senzor lze ponořit do potrubí; průtok a vibrace neovlivňují stabilitu a přesnost měření. Optimalizujte výkon míchání prováděním opakovaných, po sobě jdoucích a konzistentních testů kapaliny.

Rheonics SRV a RPS Controller Nasazený v laminátorovém lisu

Výběr nástrojů Rheonics

Společnost Rheonics navrhuje, vyrábí a prodává inovativní systémy snímání a monitorování tekutin. Preciznost zabudovaná ve Švýcarsku, in-line viskozimetry a měřiče hustoty společnosti Rheonics mají citlivost vyžadovanou aplikací a spolehlivost potřebnou k přežití v drsném provozním prostředí. Stabilní výsledky - i za nepříznivých podmínek proudění. Žádný účinek poklesu tlaku nebo průtoku. Stejně tak se hodí pro měření kvality v laboratoři. Pro měření v celém rozsahu není třeba měnit žádnou součást ani parametr.

Navrhované produkty pro aplikaci

  • Široký rozsah viskozity - sledujte celý proces
  • Opakovatelná měření v newtonských i nenewtonských tekutinách, jednofázových i vícefázových tekutinách
  • Hermeticky uzavřené, všechny části z nerezové oceli 316L zvlhčené
  • Vestavěné měření teploty tekutin
  • Kompaktní tvarový faktor pro jednoduchou instalaci do stávajících výrobních linek
  • Snadno se čistí, není nutná údržba ani nové konfigurace
  • Jediný přístroj pro měření hustoty, viskozity a teploty procesu
  • Opakovatelná měření v newtonských i nenewtonských tekutinách, jednofázových i vícefázových tekutinách
  • Celokovová konstrukce (nerezová ocel 316L)
  • Vestavěné měření teploty tekutin
  • Kompaktní tvarový faktor pro jednoduchou instalaci do stávajících trubek
  • Snadno se čistí, není nutná údržba ani nové konfigurace
Vyhledávání