高效节能的7层共挤高阻隔吹膜生产线

作者:朱金山 文章来源:佛山市顺德区捷勒塑料设备有限公司 发布时间:2011-05-23

鉴于食品安全对包装材料的高使用要求,佛山捷勒塑料设备有限公司(以下简称“捷勒公司”)成功推出了一种全新的7层共挤高阻隔吹膜生产线,并实现了商业化运营。该生产线使用了捷勒公司的多项新技术,能够显著改善薄膜的产品性能,大幅提升生产效率,并降低生产成本。

一直以来,食品安全都是人们共同关注的话题,而在保证食品的品质方面,包装材料发挥着极其重要的作用。例如,采用高阻隔薄膜来包装食品,可延长冷藏食品,如肉类、奶酪、鱼及奶粉和坚果等非冰冻类食品的货架寿命。

但是,不同的食品对包装材料的阻隔性要求有所不同。例如,油脂食品要求高的阻氧性和阻油性,干燥食品要求高阻湿性,芳香食品要求高阻异味性,而果品和蔬菜类鲜活食品则要求具有一定的O2、CO2和水蒸汽的透过性等。同时,包装材料还要求具有良好的力学性能,包括抗拉伸强度、耐撕裂、耐冲击强度等,以及良好的化学稳定性,且不应与内装食品发生任何化学反应。此外,食品包装材料还要具有较高的耐温性,以适合食品的高温消毒和低温储藏等特性。

针对包装薄膜的严苛生产要求,捷勒公司成功推出了一种全新的7层共挤高阻隔吹膜生产线,并实现了商业化运营。该7层共挤吹膜生产线的主要配备为:7台GET-60-30S光滑机筒挤出机、GET-500-7低模体螺旋芯棒7层共挤模头、带有116个控制区的自动膜厚控制风环、瑞士KUNDIG公司的阻隔膜专用测厚仪、IBC(膜泡内冷)控制、自动称重系统、水平旋转上牵引和两台背靠背式中心表面收卷机,以及一台英特尔双核彩色触摸屏平板电脑控制系统,以实现全线的自动控制。据介绍,该设备的产量高达400kg/h,可生产的薄膜的膜厚范围为25~200μm,最大幅宽为1800mm,厚度偏差范围≤±3%。

该装备可用于生产对称结构(如m-PE/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/m-PE等)和非对称结构(如PA/Tie/PE/Tie/PA/Tie/m-PE等)的高品质高阻隔7层共挤吹塑薄膜,该高阻隔薄膜以EVOH、PA和PVDC作为阻隔层,且可提供多种结构组合。另外,该生产线还可以很方便地在线更换薄膜层结构,从而能够降低膜制品的成本,并显著改善薄膜的阻隔性能。

高扭矩直驱电动机和高效的机筒加热系统技术采用模块化翼型铜铝合金散热片和翼型陶瓷加热圈组合,加热效率可达7W/cm2,使得螺杆和机筒能够实现快速升温和降温。应用于挤出系统中,该技术可使单位产品的能耗降低20%左右。

专业设计的同一支螺杆既可加工PA,又可加工EVOH树酯。这样,在更换薄膜品种和产品结构时,不需要进行停机更换螺杆,能够减少冲洗机器的时间和原料浪费,提高生产效率。这一点对于生产高阻隔薄膜的企业极为重要。

低模体螺旋芯棒式模头采用预分配式螺旋流道设计,使熔融物料在汇合前能够实现均匀分布,保证了料流的流速和压力分布。各层汇合后,由于流动阻力相同,且汇流流道较短,可有效缩短熔体的滞留时间,使得薄膜的阻隔层更加均匀,拥有更好的成型性能。同时,由于利用表面工程技术,使得流道表面的镀层无死角,且镀层具有硬度高、耐磨和耐蚀等的优点,不会产生剥落和裂纹,并能长期保持表面光亮,从而很好地解决了流道的腐蚀和磨损问题。

AutoKu2 系列多孔-烟囱式自动双风唇风环及自动膜厚控制拥有多达116个控制区,能够使膜厚更均匀。通过引入CFD技术对风环进行数字化设计,利用Fluent软件对风环中的空气动力学进行数值模拟,并优化风环成型锥的设计,使得膜泡和成型锥间的空气流场能够更有效地对薄膜进行冷却,从而显著提高薄膜的质量和生产效率。同时,通过对可调节多孔式射流环的结构进行优化,能够在提高膜泡冷却效率的同时,形成流线型空气气流,确保膜泡更加稳定,并防止由于膜泡晃动而产生的厚度不易控制等问题。内冷和外冷相结合,不仅具有高效的冷却效果,而且可以大幅调整冷却级别,以满足不同功能结构和不同产量的薄膜对冷却效率的需求。

膜泡内冷系统(IBC)采用叠层梯度风量控制膜泡的内冷供风,可防止膜泡晃动,加大热交换效率。利用CFD技术优化内冷系统的结构,可提高膜泡的冷却效率。利用超声波传感器检测膜泡直径,能够闭环控制膜泡内进风和抽出风的动态平衡,保持膜泡稳定。独特设计的模头中心带有高通气面积的通孔,既有助于提高产量,又可显著提高膜的透明度,并排出膜泡内的挥发物。

多层复合吹塑薄膜挤出机的使用,不仅能保证每台挤出机的稳定工作,确保薄膜各层的厚度在挤出方向上的均匀性,而且能够很好地实现多台挤出机之间的良好协调,保证薄膜各层能够按照一定的比例进行复合。采用自动称重精确定量装置,并通过失重计量方式将信号传送到各个重力料斗,可精确确定各组分的给料速率。根据薄膜制品的宽度和各层厚度、材料密度和牵引速度,该装置还能在线控制挤出螺杆的转速。

由于不同产品对包装材料阻隔性能的需求不同,阻隔多层薄膜的功能和结构必须满足被包装物的多样化需求,以及高质量的膜卷要求(膜面无划痕,收卷平整,且膜卷端面的平整度≤±0.5mm,圆柱度误差≤±0.2%,收卷涨力恒定,符合印刷机高速印刷的要求),特别是高阻隔薄膜要求的低张力收卷。为此,该生产线还专门配置了全自动中心、表面和间隙收卷式一体收卷机。该装置结合了中心和表面式收卷机的技术优点,能够保持驱动收卷气涨轴与驱动表面摩擦辊之间以固定的间隙进行收卷,并采用高灵敏度轴装式张力传感器来检测薄膜的张力变化。膜卷则采用锥度张力进行控制,并通过闭环控制驱动辊的线速度,从而使膜卷保持恒定张力。另外,该系统可自动计长(膜卷总长度或要求的直径),当卷膜达到设定要求时,会自动切断换卷,并通过液压驱动自动卸下需要换下的母卷,而新收卷气涨轴由系统自动提起,输送到待换卷工位,实现系统自动化的全过程控制。另外,该系统由带有彩色触摸屏的PLC控制,可实现大卷径(卷膜直径最大可达1500mm)、高速(线速度可达150m/min)且恒张力的全自动控制。

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