- A mesura que la demanda d'envasos sostenibles continua creixent, els compostos que combinen fibres vegetals naturals amb polímers biodegradables estan cridant cada cop més l'atenció com una nova classe de material d'embalatge. El bambú és àmpliament disponible i renovable, i la incorporació de pols de bambú a les resines biodegradables ofereix una alternativa als envasos de plàstic convencionals.
- Els compostos farcits de bambú, però, es comporten de manera diferent de les matèries primeres plàstiques estàndard durant el processament. La compatibilitat fibra-polímer, el comportament de fusió i plastificació del compost i l'estabilitat de la formació de làmines afecten la qualitat del producte d'embalatge final. El processament de compostos de bambú modificats en làmines que funcionen de manera fiable en el termoconformat al buit és, per tant, un pas clau cap a l'aplicació pràctica.
- Per fer front a aquests requisits de processament, JWELL Machinery (Haining) Co., Ltd. va aprofitar la seva experiència en la fabricació i enginyeria d'equips d'extrusió de làmines per adaptar la configuració de l'extrusora i els paràmetres del procés per als compostos biodegradables a base de bambú. El treball va explorar l'extrusió de làmines i la formació al buit d'aquests materials i va conduir al desenvolupament d'un contenidor d'aliments biodegradables a base de bambú d'un sol ús per envasar aliments frescos.
- En combinar la preparació de compostos de bambú, l'extrusió de làmines i el termoconformat al buit, el projecte demostra un camí des del processament de matèries primeres fins a un producte d'envasat acabat per a aquesta nova classe de compostos de biomassa.
De la pols de bambú al compost biodegradable: la modificació de la matèria primera com a punt de partida
La combinació de pols de bambú amb polímers biodegradables com PLA i PBAT crea noves opcions de material per a l'embalatge. Tanmateix, les fibres vegetals naturals són hidròfiles i no són totalment compatibles amb algunes matrius polimèriques. La barreja senzilla pot provocar una aglomeració de pols, una mala dispersió i una major fragilitat, que al seu torn afecten el rendiment del processament i la qualitat del producte final.
Per tant, la matèria primera de bambú necessita un tractament adequat abans de l'extrusió de la làmina, i la seva unió amb la matriu polimèrica s'ha de millorar mitjançant la modificació del compost.
La preparació del material frontal en aquest projecte inclou els passos següents:
- Processament de matèries primeres: la pols de bambú es tritura fins a la finesa necessària per preparar-la per al compost.
- Modificació de la superfície: la pols de bambú experimenta una activació superficial per millorar l'enllaç interfacial amb el polímer biodegradable.
- Formulació i mescla: la pols de bambú modificada es proporciona amb resines biodegradables com PLA i PBAT segons els requisits de material i processament.
- Composició i peletització: una extrusora de doble cargol fon, barreja i dispersa els components per produir pellets compostos a base de bambú per a l'extrusió de làmines aigües avall.
Després de la modificació i la composició, el component de bambú entra al processament de làmines en forma de pellets, proporcionant la base de matèria primera per a l'extrusió contínua.
Sistema d'extrusió: Configuració optimitzada per a compostos de bambú
- Després de la barreja, el material s'ha de processar posteriorment en una làmina contínua adequada per al termoconformat al buit.
- En comparació amb els pellets de plàstic convencionals, els compostos biodegradables farcits de bambú exigeixen diferents capacitats de plastificació, ventilació i control dels paràmetres de processament. L'extrusora no només ha de plastificar completament el material, sinó que també ha de gestionar el seu historial tèrmic, l'estabilitat de la fusió i la producció contínua.
- Per a aquest projecte, JWELL Machinery (Haining) Co., Ltd. va utilitzar un procés d'extrusió de làmina d'un sol cargol i va optimitzar el disseny del cargol en conseqüència.
El flux principal del procés és:
Pellets compostos de bambú
fusió i plastificació d'un sol cargol
extrusió de matriu plana tipus penjador
refrigeració i conformació de tres rotlles
bobinatge de fulla
- L'extrusora està equipada amb un cargol ventilat. L'ajust coordinat de la geometria del cargol i les condicions de processament millora la plastificació i la ventilació per adaptar-se als compostos biodegradables plens de bambú.
- Amb els compostos que contenen components naturals de la planta, la geometria del cargol, el control de temperatura, la velocitat del cargol i la sortida s'han d'ajustar amb cura. L'ajust de l'estructura de l'equip i els paràmetres del procés admet la conversió estable del compost en làmina contínua. La plataforma d'extrusió de làmines de JWELL també es pot configurar amb configuracions d'un sol cargol o de dos cargols paral·lels, depenent de la formulació, la càrrega de bambú i la capacitat requerida.
De la matriu a la unitat de tres rotlles: formació de làmines i control de gruix
- Després de la fusió i la plastificació, el material entra en una matriu plana de tipus penjador, on els canals de flux el distribueixen en una làmina contínua.
- La matriu és un component clau que afecta la distribució transversal del gruix i la formació de làmines. Per als compostos farcits de bambú, les condicions d'extrusió s'han d'ajustar al comportament del flux del material, de manera que la massa fosa travessa la matriu de manera estable i formi una làmina uniforme i contínua.
- A continuació, el full entra en una unitat de tres rotlles per refredar, calandrar i configurar.
- La unitat de tres rotlles refreda la làmina i controla el gruix mitjançant la interacció dels seus rotlles. En producció, la temperatura del rotllo, la bretxa del rotllo i la velocitat de la línia s'han d'ajustar per adaptar-se al material i per aconseguir les condicions de la làmina requerides per a l'enrotllament i el posterior termoconformat al buit.
- Després de refredar-se i fixar, la làmina s'enrotlla i passa al termoconformat al buit.
- Des de la plastificació d'un sol cargol passant per l'extrusió de matriu pla fins a la refrigeració i la configuració de tres rotlles, cada etapa s'ha de configurar d'acord amb les característiques del compost. Aquesta coordinació és fonamental per a la producció contínua de làmines a partir de nous compostos de biomassa.
Mireu una línia de producció d'extrusió de làmines en funcionament
De l'extrusió de làmines al termoconformat al buit: envasos d'aliments a base de bambú
- Per als fabricants d'envasos, l'extrusió de làmines no només es refereix al procés de producció; la làmina també ha de complir els requisits del termoconformat aigües avall.
- Després de preparar la làmina biodegradable a base de bambú, es va utilitzar el termoconformat al buit per convertir la làmina contínua en envasos d'aliments d'un sol ús per envasar aliments frescos.
- Els contenidors tenen una forma rectangular i un color bambú natural amb una superfície mat. Combinen pes lleuger amb resistència estructural i estan pensats per envasar verdures, carn i altres productes alimentaris frescos.
- El gruix de la làmina actualment oscil·la entre 0,05 i 1,00 mm i es pot seleccionar segons l'estructura del producte i els requisits d'aplicació.
Mireu el contenidor d'aliments biodegradables a base de bambú acabat
Des de pellets compostos fins a làmina contínua i després fins a l'envasament tridimensional mitjançant la formació al buit, els compostos biodegradables a base de bambú han passat del processament de matèries primeres a l'ús final, obrint una nova direcció per a les fibres vegetals naturals en l'envasament d'aliments.
Del desenvolupament a l'aplicació: treball continuat en el processament de compostos de bambú
- El desenvolupament d'un producte d'embalatge biodegradable a base de bambú no és el treball d'una sola màquina o pas del procés. Implica tractament de matèries primeres, modificació de compostos, extrusió i processament aigües avall.
- Des dels primers treballs de formulació fins a la modificació de la superfície de la pols de bambú i la composició fins a l'extrusió de làmines i el termoconformat al buit, les condicions de processament s'han d'ajustar contínuament per adaptar-se al material.
- En aquesta cadena, el sistema d'extrusió de làmina és l'enllaç entre el compost i el producte d'envasat acabat. La capacitat de plastificació, la ventilació, la configuració de la matriu i el refredament i la configuració afecten la qualitat de la làmina i el rendiment de conformació aigües avall.
- JWELL continua perfeccionant equips i processos d'extrusió de làmines per a PLA, PBAT, compostos farcits de biomassa i altres nous materials d'embalatge.
- Mitjançant la configuració d'equips i l'adaptació dels processos a les diferents característiques de la matèria primera, JWELL ajuda els fabricants d'envasos a ampliar les seves opcions d'extrusió de làmines i traslladar nous compostos del desenvolupament de la formulació a la producció.
Preguntes freqüents
P: Quins problemes es poden produir quan es termoconformat al buit un full farcit de bambú?
R: Els problemes habituals inclouen una caiguda desigual durant la calefacció, un estirament excessiu localitzat, una distribució desigual del gruix de la paret i una textura de partícules de bambú visible a la superfície. Aquests solen estar relacionats amb la uniformitat del gruix de la làmina, la distribució de la temperatura de calefacció i la ductilitat del material. Controlar la tolerància del gruix de la làmina, fer coincidir la corba de calefacció i ajustar la formulació per a la profunditat de conformació pot millorar el rendiment del termoconformat.
P: D'on prové l'avantatge de costos del full biodegradable farcit de bambú?
R: Com a farciment natural, la pols de bambú normalment costa menys per unitat que les resines biodegradables com PLA i PBAT, de manera que una càrrega de farciment determinada pot reduir el cost del material. No obstant això, una càrrega de farciment més alta afecta l'estabilitat del processament i el rendiment de la làmina, de manera que s'ha d'aconseguir un equilibri entre la modificació aigües amunt, la configuració d'extrusió i la formació aigües avall. Si s'aconsegueix l'avantatge de costos depèn de com s'ajustin el disseny de la formulació, la càrrega de farciment i la configuració de l'equip.
P: Com afecten la finesa i la font de la pols de bambú l'alimentació i la qualitat de la superfície del full?
R: La pols de bambú més fina es dispersa de manera més uniforme, però té una densitat a granel més baixa, cosa que fa que l'alimentació sigui més difícil i requereix un mètode d'alimentació coincident. Les partícules més gruixudes tendeixen a crear una textura de partícules visible a la superfície del full, afectant l'aspecte i la qualitat de la superfície. La pols de bambú de diferents fonts també pot variar en el contingut d'humitat i els nivells d'impureses, per la qual cosa s'ha de seleccionar i controlar segons els requisits de la formulació abans del processament.
P: La mateixa línia de làmina també pot executar PET, PP i PS?
R: La plataforma d'extrusió de xapes de JWELL cobreix PET, PP, PS i altres sistemes de materials, amb configuracions adaptades a les característiques de processament de cada material. Quan els compostos biodegradables plens de bambú funcionen a la mateixa plataforma, els paràmetres de cargol, ventilació i refrigeració s'han d'ajustar en conseqüència. Això permet als fabricants gestionar tant els materials convencionals com els de base biològica en una plataforma d'equip.
Desenvolupament de làmines biodegradables farcides de bambú? Expliqueu-nos la vostra càrrega de fibra, el gruix de la làmina objectiu i els requisits de termoconformat, i l'equip d'extrusió de làmines de JWELL pot recomanar configuracions de cargol adequades, disposicions de ventilació i paràmetres de tres rotlles.