PET савалгын салбарт зориулсан дэвшилтэт хий шахах, дүүргэх, таглах технологи

Хөгжлийн зам ба нэгтгэл Хий шахах, дүүргэх, таглах системүүд

Хий шахах-дүүргэх-таглах технологийн түүхэн хөгжил

Блоу-филл-сийл (BFS) технологи анх 1960-аад оны үед эм, бусад мэдрэмтгий бүтээгдэхүүнүүдийн стерилизаци хийх савыг үйлдвэрлэх шаардлагатай болсон үед гарч ирсэн. Хугацааг урагшлуулбал, 80-аад онд ухаалаг инженерчид энэ аргыг PET материалд хэрэглэж эхэлсэн бөгөөд нэг цацлагаар пластик үйлдвэрлэх, шилэн савнуудыг хэлбэржүүлэх, бохирдуулалгүй дүүргэх гэсэн гурван алхамыг нэгтгэсэн. 2021 оны Packaging World-ийн мэдээллээр эхний үеийн системүүд илүү их хэмжээний шилэн савтай харьцуулахад материалын 90%-ийг хэмнэж чадсан ч нэгж бүрийг 15-20 секундын турш үйлдвэрлэдэг байв. Эхний үеийн системүүдийн хийсэн зүйл маш гайхамшигтай байсан бөгөөд одоогийн цагт цагт настайгаар мянган ширхэгийг үйлдвэрлэж чадах хурдан үйлдвэрлэлийн шугамын суурь болсон.

Нэг Системд Блоу Молдинг, Дүүргэх, Таглахыг Интеграци

Орчин үеийн хий, шингэн, таглах систем нь зэрэг гурван үндсэн үйл явцыг гүйцэтгэдэг: хайлуулсан пластикээс бутел үйлдвэрлэх, контейнер тус бүрт нарийвчлалтайгаар шингэнийг жинхэнэ хэмжээтэй нь дүүргэх, мөн тагнуудыг тодорхой чангарлын хязгаартайгаар буулгах. Эдгээр машинууд серво мотор дээр ажилладаг бөгөөд нэг бүрэн циклийг ойролцоогоор 0.8 секундод дуусгадаг тул дүүргэх түвшинг +-0.5%-ийн хувь хооронд нарийвчлалтай байлгадаг. Сүүлийн үеийн судалгаа таглах аргад анхаарал хандуулсан бөгөөд компаниуд тусдаа таглах төхөөрөмжийн оронд автоматаар эргэлтийн моментийг хянах системийг ашиглахад бүтээгдэхүүнийг 23% илүү бага хэмжээгээр алдаж байгааг харуулсан. Энэ салбарын томоохон тоглогчид ихэвчлэн механик хэсгүүд электрон хяналтын системтэй хамтран ажиллах ухаалгаар хослолоор формны хөргөлтийн үе болон шингэн дүүргэх үед машиныг бараг зогсолтгүйгээр 98% ашиглалтын хугацаатай ажиллуулдаг.

Тусдаа машинуудаас бүрэн автоматжуулсан боодолтын шугам руу шилжих

Ингэснээр нэгтгэсэн хий шахах, дүүргэх, таглах системд шилжих нь 2023 оны саяхан гарсан баглах боодлын автоматжуулалтын тайлангийн мэдээгээр үйлдвэрлэсэн мөнгөн бутлагч тус бүрт энерги хэрэглээг ойролцоогоор 40%-иар бууруулж, цааш нь ажил хүчний зардлыг ойролцоогоор 58%-иар бууруулсан. Эдгээр шинэ тоноглолууд нь хуучин тусдаа машинуудтай харьцуулахад ойролцоогоор 35% бага үйлдвэрийн талбай эзлэх болсон нь шахмалын цамхагийг дүүргэгчийн карусель тоноглолын дэвсгэрт зогсоож байршуулдагтай холбоотой. Өнгөрсөн жилийн хөрөнгө оруулалтын өгөөжийн өгөгдлийг үзвэл ихэнх үйлдвэрүүд автомшруулалтын сайжруулалтанд хийсэн хөрөнгө оруулалтаа зөвхөн 18 сарын дотор буцааж авдаг. Хэрхэн? Цагт хамгийн ихдээ 72,000 бутлагчийн хурдтай үйлдвэрлэл, үйлдвэрлэлтийн явцад материал ихээр алдагдахаас сэргийлэх, мөн бүтээгдэхүүний чанарыг гар аргаар шалгах хүмүүсийн тоог хамгийн ихээр багасгах замаар. Үүнээс бусад, эдгээр нэгтгэсэн системүүд нь үйлчлэгчдэд төв удирдлагын самбарын тусламжтайгаар бутлагчийн ханын зузаан, таглах хүчийг тохируулах боломжийг олгодог. Энэ нь үйлдвэрүүд ямар ч цаг хугацаа, материал алдалгүй өөр өөр үйлдвэрлэлийн явцад нөөцийг илүү сайн тохируулах боломжийг олгоно.

Хий шахах, ливэх, таглах технологийн үндсэн автоматжуулалтын зарчим

Шахалт, хий шахалт, ливэх, таглах үе шатуудын нэг зэрэг явагдах байдал

Сүүлийн үед хэрэглэж буй нарийн цаг, инфра улаан туяаны датчикуудын тусламжтайгаар орчин үеийн сав баглаа боодолын системүүд контейнерийн хэлбэржилт ба шингэн ливэхийг ойролцоогоор хагас миллиметр нарийвчлалтайгаар нарийвчлан тохируулж чаддаг. Өнгөрсөн жилийн Packaging Automation Review-н мэдээний байдлаар ийм автоматжуулсан байгууламжууд үйлдвэрлэлийн алхамуудын хооронд гарч байдаг хүлээлтийн хугацааг хүмүүс гараар хийх арга замаас ойролцоогоор гурван дөрөвний нэг хэмжээгээр бууруулдаг. Түүнээс бусад, хэн ч ихэд ярьдаггүй нэг ашигтай тал бол пластик бутелгийн загварууд нь хий шахах төхөөрөмжөөс эхлээд стерилизацийн ливэх бүс рүү байнгын хяналтанд байлгаж, замын явцад ямар ч бохирдох боломжгүйг баталгаажуулдаг.

Өндөр хурдны хий шахах, ливэх, таглах үйлдлүүдэд серво-хөдөлгүүрийн механизм тоглох үүрэг

Серво моторууд нь цикл ажиллагаанд 98% энергийн үр ашгийг олж авах бөгөөд хурдасгал/ухарсгалын хувьд традициональ пневматик хөдөлгүүрүүдийг 40%-иар даван туулдаг (Industrial Automation Journal 2023). Програмчлагддаг логик контроллерүүд (PLC) сийрэгжилт эсвэл савны хэмжээ өөрчлөгдөх үед тогтвортой байдлыг хадгалахын тулд 3 секундын интервалд 12,000-24,000 шил/цаг хурдны хооронд шугамын хурдыг тохируулдаг.

Автомжуулалт контейнер үйлдвэрлэл ба дүүргэлтийн нарийвчлалыг хэрхэн сайжруулах вэ

Зураг дээрх удирдлагаар ажилладаг роботууд бутел усны шугамд бүрхэвчийн зохицуулалтын 99.8% нарийвчлалд хүрч, хэвийн бус гарах тохиолдлыг <0.02%-иар бууруулдаг. Моментын хяналттой бүрхэвч суулгагчид 8–25 Нм хүчийг ±1.5% хазайлтаар хэрэглэх бөгөөд дотроос нь байршуулсан хүчний сенсорууд муу таглаас илүүдлийг шалгаж татгалздаг. Энэ түвшний автомжуулалт нь хагас автоматжуулсан системд үйлдвэрлэлийн зогсолтын 63% хариуцдаг гар аргаар тохируулах алдааг бүрэн арилгадаг.

Интеграцчилсан системийн үр ашиг, зардал болон ROI

Зардлыг бууруулахын тулд автомжуулсан интеграцчилсан баглаа боодлын процессын давуу тал

Сүүлийн үеийн хий шахах, дүүргэх, таглах системүүд нь тусдаа машинуудын хооронд залхуутай гар ажиллагаагаар шилжүүлэх шаардлагагүй болгож, үйлдвэрлэлийн зардлыг 30-40 хувь хүртэл бууруулдаг. Хий шахах, дүүргэх, таглах үйл явцыг нэгэн зэрэг нэг цацадсан үйл ажиллагаанд нэгтгэснээр материал, энерги хоёр хоёуланг нь илүү бага алдагдуулан ашиглах боломжтой болдог. Сонгины салбарт 2023 онд хийсэн сүүлийн судалгааны дагуу эдгээр нэгтгэсэн үйлдвэрлэлийн шугамыг ашигладаг компаниуд нь тусдаа, холболтгүй нэгжүүдээс бүрдсэн хуучин системүүдийн 89%-той харьцуулахад 99.2% ажиллагаатай байна гэж тайлагнажээ. Ийм найдвартай байдал нь санхүүгийн хувьд ч маш ихээр нэмэр болдог бөгөөд дунд зэргийн хэмжээний шилэн савны үйлдвэрүүд энэ илүү үр дүнтэй арга руу шилжихэд жилд ойролцоогоор 2.8 сая доллар хэмнэдэг.

Дэвшилтэт хий шахах, дүүргэх, таглах шугамуудын энерги ба хөдөлмөрийн хэмнэлт

Серво-хөдөлгүүрт механизм нь гидравлик системтэй харьцуулахад энергийн хэрэглээг 25%-иар бууруулдаг бөгөөд автомжуулсан чанарын шалгалт ажиллагчдын шаардлагыг 60%-иар бууруулдаг. Нэг ундооны үйлдвэрлэгч нь гурван гарын авлага төхөөрөмжийг нэгтгэсэн савлалт, дүүргэлт, таглах шугамаар солисноор жилдэх цалингийн зардлаас 420 мянган ам.доллар хэмнэсэн гэж мэдэгдсэн.

Орчин үеийн PET үйлдвэрлэлийн шугамд зайг үр дүнтэй ашиглах

Босоо интеграци болон модуль дизайн нь үйлдвэрүүдэд үйлдвэрлэлийн талбайн 35–40%-ийг нэмэлт шугам эсвэл агуулахын талбайд дахин ашиглах боломжийг олгодог.

Өндөр анхдагч хөрөнгө оруулалт vs Урт хугацааны ROI: Зардлын парадоксыг шийдвэрлэх

Нэгтгэсэн савлалт, дүүргэлт, таглах системүүд нь анхдагч зардалд 50–70% илүү өндөр байдаг ч гэсэн үйлчилгээний хугацаа дунджаар 18–24 сар байдаг. 2024 оны ROI судалгаа нь автоматжуулалтаар нэмэгдсэн гарц болон 24/7 ажиллах чадвар нь арван жилийн өмнөх тоног төхөөрөмжүүдтэй харьцуулахад амьдралын туршид 3–5 дахин өгөөж өгдөгийг харуулсан.

Сүүлийн үеийн Шилэн Савлалт, Дүүргэлт, Таглах Технологийг Хөгжүүлж Байгаа Технологийн Инноваци

Шилэн Савлалт, Дүүргэлт, Таглах Системд Асептик Боловсролын Инноваци

Өнөөдрийн дэвшилтэт сав баглаа боодлын системүүд нь шилэн савлалт болон дүүргэлтийг зэрэг явуулж байх үед микробиотыг бараг 99.999% хүртэл устгах чадвартай УВ-С гэрлийн стерилизаци болон плазмын саадыг хослуулан ашигладаг. Энэ нь эмийн бэлдмэл, сүүний бүтээгдэхүүн шиг бохирдлыг тусдаа зөвшөөрөх боломжгүй зүйлсийн хувьд маш чухал бөгөөд, хадгалах хугацаа 18-24 сарын турш стериль байдал хадгалагдана. Үйлдвэрлэгчид мөн хурдан таглах үед хүчилтөрөгчийг гаргаж авахын тулд цикл азотын системийг ашиглаж эхэлсэн бөгөөд энэ нь цаг хугацаатай холбоотойгоор бүтээгдэхүүний чанарт ихээхэн нөлөө үзүүлдэг.

Чанарын хяналтанд зориулсан оюунлаг сенсорууд болон бодит цагт мониторинг

Одоогийн үед IoT технологийг ашигласан орчин үеийн хараа систем нэгэн зэрэг 35-аас дээш чанарын илтгэгчидийг хянах боломжтой болсон. Эдгээр системүүд савны ханын зузаан (±0.05 мм нарийвчлалтай) -аас эхлээд бүрхэвчийг 1.2-оос 2.0 Ньютон метр хүртэлх мужид зөв татсан эсэх хүртэл бүхнийг шалгадаг. Эдгээр ухаалаг машин цагт 4,000 гаруй савыг шалгаж, материал бүрдэлд ямар нэгэн хазайлт гарвал даралтын тохиргоог өөрсдөө засдаг. Үр дүнд нь, өнгөрсөн жилийн баглах боловсруулалтын автоматжуулалтын судалгаагаар хуучин арга замаас хамаарч үйлдвэрүүд нийтдээ ойролцоогоор 27 хувиар бага хаягдал үүсгэж байна. Ийм түвшний үр ашгийг удаан хугацаанд үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулахад томоохон нөлөө үзүүлдэг.

Орчин үеийн баглах системд хиймэл оюун ухаан ба урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээ

Сүлжээний систем нь цагт 15,000-аас дээш үйлдлийн өгөгдлийг боловсруулж, хөдөлгүүрийн эргэлтийн асуудлыг гурван өдрийн өмнө л илрүүлж чаддаг. Энэхүү урьдчилан сэрэгийлэх систем нь зогсолтгүй ажиллаж буй үйлдвэрийн тасралтгүййн тоог ойролцоогоор 60% бууруулсан. Ямар ч төрлийн таг тавих үед адаптив моментийн хяналтын систем материал юу байгаас шалтгаалан автоматаар тохируулга хийдэг. ХХПЭ, полипропилен эсвэл хөнгөн цагаан таг тавих үед ч болтугай, материал партийн хувьд ялгаатай байхад ч систем таг барьцыг бат бөхөөр хадгалж чаддаг. Эрчим хүчний үр ашигтай ашиглалтын хувьд систем бүхэлдээ өдөр тутам цахилгааны хэрэглээг хянаж, тохируулга хийдэг. Ийм ухаалаг тохируулга хийснээр шөнө өдөр ажилладаг үйлдвэрүүд цахилгааны зардалдаа ойролцоогоор 18% хэмнэсэн.

Пластик саван дахь материаль үр ашиг ба хөнгөн жин болгох технологи

Шинэ PET-ийн хатууршлын найрлага нь ISO 22000 хоолны аюулгүй байдлын шаардлагыг хангаж байх үед материал хэрэглээг 22% бууруулах боломжийг олгоно. Дэвшилтэт серво удирдлага нь паразоны нарийн програмчлалыг боломжжуулж, өргөн хүзүүтэй савны үйлдвэрлэлд ирмэгийн хаягдал 93%-ийг арилгана. Олон давхар зэрэг шахах технологийн шинэчлэлтийн дүнд дахин боловсруулсан материал ашиглах чадвар 2022 оноос хойш гурвалсан бөгөөд одоогоор үйлдвэрийн хаягдал материалын 95% нь бүтцийн давхаргад ашиглагдаж байна.

PET сав баглаа боодлын автоматжуулалтын хэрэглээ ба ирээдүйн чиг хандлага

Ундаа, хоолны саван дахь удах, дүүргэх, таглах технологийн эзлэх байр

Хийн дүүргэлт, таглах системүүд нь ундаа болон бэлэн хоолны PET сав баглаа боодолын дэлхийн зах зээлд ойролцоогоор 82 хувийг эзлэж байна. Энэ нь голдуу дүүргэх түвшиндхээ цагт ойролцоогоор 24 мянган шил хийх чадвартай бөгөөд зөвхөн хагас хувийн хазайлттай ажилладаг тул юм. Эдгээр системийг онцлох зүйл бол шарсан кетчупны шилнүүд эсвэл бидний сайн мэдэх цахилгаан савнууд шиг янз бүрийн хэлбэртэй шилэнд маш сайн тохирдог явдал юм. Түүнчлэн, таглах үе шатанд хүчилтөрөгчийн түвшинг нэг миллионд нэг хэсгээс бага байлгаж чаддаг тул гэнэт эвдэрдэг хоол хүнсийг хадгалахад маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Туршлагын жишээ: Шилэн усны үйлдвэрлэлийн шугамд нэвтрүүлэх

Нэгдсэн хийн дүүргэлт, таглах системийг ашигласан саяхны шилэн усны үйлдвэрийн шинэчлэлтийн үр дүнд:

• 38% энерги хэмнэлт хийн формжуулалтын үе шатанд дулаан сэргээх замаар
• 22% илүү хурдан шугамын хурд (12,000 – 14,600 шил/цаг)
• 0.2% материал хаягдал aI-д суурилсан паризоны оптимизацийн тусламжтайгаар

Эдгээр сайжруулалтууд нь одоогоор сав баглаа боодлын шугамын шинэчлэлтэд тулгамдсан асуудал болох тэсвэртэй байдлыг анхаарч ажиллаж буй PET зах зээлийн чиг хандлагатай уялдаж байна (Hilden зах зээлийн тайлан 2024).

Модульт Агааржуулагч Савлалт Таглах Нэгжүүдийн тусламжтайгаар масштабжуулах

Онцын үзүүлэлтээрөө тэргүүлэгч үйлдвэрлэгчид одоо дараах боломжуудыг олгох модульт системүүдийг санал болгож байна:

1. Багтаамжийн масштаб : Зэрэгцээ боловсруулалтаар цагт 5,000 – 50,000 шил оруулах
2. Форматын уян хатан байдал : 250 мл–5 л-ын савандах хувиргалтыг 83% илүү хурдан хийх
3. Гибрид үйл ажиллагаа : HDPE ба PET савыг зэрэг үйлдвэрлэх

Энэ модульт систем нь Азийн зах зээлд нэвтрэх дунд зэргийн үйлдвэрлэгчдийн капиталын зардлыг 34% бууруулдаг (2024 оны Уян хатан Үйлдвэрлэлийн Судалгаа).

Ирээдүйн хандлага: Ухаалаг үйлдвэрүүд ба Blow-Fill-Seal шугамуудад IIoT-ийн интеграцчлал

Дараа нь ирэх зүйл бол аж үйлдвэрийн IoT технологийн хүчээр ажилладаг эдгээр ухаалаг системүүд юм. Жишээ нь, матрицууд гурван өдрийн дотор хугарахаас өмнө тэ wear out (цахилгаан) байдлыг оношлох чадвартай хэт их давтамжийн сенсорууд. Одоо бол Cloud платформ нь бүс нутгийн түвшинд 50-с дээш ялгаатай чийгшилтийн нөхцөлд суурилан удаан цохины параметруудыг автоматаар тохируулж чаддаг. Мөн блокчейн технологи нь смолтыг үйлдвэрлэлээс эхлээд бэлэн бүтээгдэхүүний кубертэй хүртэл хянах боломжийг олгодог. Мэргэжилтнүүдийн урьдчилсан таамаглалаар 2026 оны дунд үе гэхэд blow-fill-seal үйл ажиллагааны ойролцоогоор дөчин хувь нь урьдчилан сэргийлэх зорилгоор машин сургалтыг ашиглаж байх болно. Энэ нь жилд хүлээгдээгүй тоног төхөөрөмжийн зогсолтыг хамгийн ихдээ нэгээс доош хувь болтол бууруулах болно.

НӨАТ-ын хэсэг

Шахаж, дүүргэж, таглах (BFS) технологи гэж юу вэ?

BFS технологи нь анх эмнэлгийн салбарт зориулж боловсруулсан, дараа нь PET материалд дасгаж ашигладаг цэвэр орчинд савыг үүсгэж, дүүргэж, битүүлэх арга юм.

Хий шахах, дүүргэх, таглах үйл явцад нэгтгэлтийн үр дүн ямар байх вэ?

Нэгтгэлт нь хамгийн сайн зохицоог сайжруулж, хүлээлт багасгаж, бохирдлын эрсдэлийг бууруулахад туслан үйлдвэрлэлийн үр ашгийг нэмэгдүүлдэг.

Автомжуулсан баглаа боодлын шугамын гол давуу талууд юу вэ?

Автомжуулсан шугам нь хөдөлмөрийн зардлыг бууруулж, энерги хэмнэх, үйлдвэрлэлийн хурдыг нэмэгдүүлэх замаар зардал хэмнэлттэй, зай хэмнэлттэй болгодог.

Автоматжуулалт чанарын хяналтанд ямар нөлөө үзүүлэх вэ?

Автоматжуулалт нь савыг үйлдвэрлэх, дүүргэх үед маш нарийн нарийвчлалыг хангаж, гарах алдаагаар үүсэх хугарал, урсгалыг зогсох үзэгдлийг бууруулдаг.

Хий шахах, дүүргэх, таглах системд ирээдүйд ямар хандлагууд гарч ирэх боломжтой вэ?

Оюунлаг үйлдвэрийн тохиргоогоор IoT болон машин сургалтыг нэгтгэх нь урьдчилан цагийн хугацааг тодорхойлох, үр ашгийг сайжруулах, хүлээгдээгүй зогсолтыг бууруулах боломжийг олгоно.