Trenden är tydlig och det finns ingen återvändo. Konsumenternas miljö- och hållbarhetsmedvetenhet när det gäller plastföroreningar och den cirkulära ekonomins principer tvingar förpackningsindustrin mot en mer etisk förpackning. Detta innebär att använda material som är lättare att återvinna som enskiktsplast eller papper och att minska mängden material som används. Att gå mot hållbara förpackningar innebär tekniska utmaningar för förpackningsmaskiner.
Av Jorge Salgado, Food & Packaging Industry Manager, SMC Spanien
AUGUSTI 2021
År 2030 kommer alla plastförpackningar inom EU att behöva vara återvinningsbara eller återanvändbara. Det kommer att handla om alla typer av förpackningar. Från primära till sekundära förpackningar där pappersbaserade material ofta används: plastflaskblåsning, styv pressning av hårdplast, försegling med film eller alla typer av påsar med flexibelt material.
Mindre material eller nytt material. Problemet är detsamma. Processerna måste vara mer exakta, bättre kontrollerade och enkla att ställa in.
Flerskiktsplast är i rampljuset som det främsta sättet att hantera plastföroreningar
Filmer för flerskiktskompositer är komplexa och dyra att återanvända på eftersom skikten måste seperareras. Polymerbaserade förpackningsmaterial av flerskiktskomposit används vanligtvis för att kombinera de olika materialens egenskaper. Det finns mång fördelar med det såklart men det gör samtidigt att de blir svåra att återvinna. Det mesta förbränns eller deponeras vilket såklart inte är helt optimalt för den cirkulära ekonomin. Många länder saknar dessutom system för att återvinna komplexa laminat. Film av ett material är däremot helt återvinningsbara.
När man går från att tillverka flerskiktskomposit med flera material till ett och samma material i de olika skiten sker vissa förändringar. Operatörerna måste ställa om processen manuellt och göra vissa tester innan de kan börja producera. Det innebär att opertörenra måste veta vad det gör eftersom det inte finns några modelleringsverktyg som ställer in tryck, temperatur och så vidare. Det kan till och med vara omöjligt att ställa in eftersom materialens egenskaper kan variera från en batch till en annan. Målet är såklart att all plast ska återvinnas men det gör samtidigt att sammansättningen kan variera. Ju mer man återvinner desto mer förändras egenskaperna hos plasten. Sammantaget gör det svårt att göra inställningar i tillverkningsprocessen eftersom materialet kan bete sig olika från gång till gång.
Ett annat problem som uppstår när man använder samma material i alla skikt är förseglingstekniken. Framförallt i höghastighetsområdet. Operatören måste justera parametrar som förseglingstid, tempeperatur och tryck. För en film måste värmeförseglingen justeras exakt för att förhindra skador på det värmekänsliga yttre skiktet samtidigt som de inre lagrens försegling ska säkerställas.
Hur är det med pappersbaserade lösningar?
Ett annat alternativ som är överlägset hållbart är pappersbaserade lösningar. Anledningen till att papper är så miljövänligt är att det bryts ner i naturen om det skulle hamna där. För plast kan det ta årtionden eller århundraden. Mycket av plasten som hamnar i naturen hamnar så småningom i havet. Enligt Europeiska Miljörådet är 82 procent av allt skräp som samlas in på Europas stränder plast medan endas 2 procent är papper eller kartong. Dessutom återvinns cirka 80 procent av allt papper i Europa.
I tillverkningsprocessen av pappersförpackningar är det såklart en utmaning att limma och försegla förpackningarna. Dels krävs det en noggrann limningsteknik men det största problemet kan vara att kartongpartiklarna genererar fel och prestandaförluster.
Mindre plast totalt
Den tredje trenden inom hållbara förpackningar innebär redesign av förpackningar för att minska mängden material. Här är tillverkningstoleranserna mindre och precision och repeterbarhet avgörande.
Sammanfattningsvis kommer övergången till hållbara förpackningar att innebära bättre precision och kontroll över processerna för att förutse och förebygga problem. Det kommer också att kräva snabbare produktionsförändringar. Att uppfylla etiska och hållbara mål med förpackningar kan dessutom leda till ökade kostnader med 30 - 40 procent. Det här är vårt förslag på att möta den utmaningen.
Tänk på OEE!
Overall Equipment Effectiveness, OEE, är ett mycket praktiskt sätt att förbereda och mildra det kommande decenniets utmaningar. Det innebär i korthet att tillverka produkter med hög kvalité så snabbt som möjligt och utan onödiga avbrott.
Hållbara förpackningar kommer säkert att sätta OEE på prov. Det kommer att öka alla produktionsförluster eftersom härdningstiderna är längre och produktkvaliteten är svårare att upprätthålla. Det här problemet kommer att påverka maskinbyggare men även slutanvändare som ofta uppgraderar eller förnyar sina maskiner istället för att investera i en ny produktionslinje.
Om man till exempel använder sig av pappersbaserat hållbart förpackningsmaterial så innehåller det föroreningar som riskerar att det uppstår fel som äventyrar kvalitén. Bland annat kräver det att man använder cylindrar med smörjmedelsbehållare för att säkerställa att kolven alltid har en fettfilm för att förhindra att damm och andra föroreningar tränger in. Den typen av cylindrar ökar antalet arbetscyklar fyra gånger. Vi föreslår att man använder vakuumsystem med integrerade luftfilter oh låsmekanism eller genomskinliga skålar. Dessutom kan rätt val av vakuummaterial kan minska driftstopp. En sista åtgärd för att säkerställa kvalitén i pappersmaterial i dammiga miljöer är att använda cyklonvakuumteknologi. Där tillsätter man ett positivt tryck till elektorssidan av vakuumeffektorn för att spruta ut pulver.
Det finns även problem som är förknippade med förpackningskvalité men som inte är relaterade till hållbarhet. De problemen kan lindras med hjälp av OEE och på så sätt bidra till att minska de kostnader och extra arbete som det innebär att tillverka förpackningar av miljövänliga material.
Några exempel på hur man kan ta sig an den övergripande produktkvalitén
- Avvisningar vid uppstart
Plastfolie, skumförpackning eller etiketter klamrar sig fast och drar till sig damm och smuts vilket orsakar felaktig applicering eller kontaminering av läkemedels- och livsmedelsförpackningar. Framförallt är industriella jonisatorer verktygen för statisk eliminering, neutralisering och kontroll. De finns i stång-, munstyckes- och fläkttyper för att bättre kunna ta hand om en mängd olika produktionsutrymmen där statisk elektricitet som är problematisk för tillverkningsprocesser har samlats.
- Avvisningar under produktion
För blåsning och försegling av plastflaskor är temperaturkontroll en av nyckelparametrarna som gör det möjligt att bibehålla kvaliteten och förenkla inställningstiden. SMC kommer att erbjuda ett komplett utbud av lösningar för att hantera detta när det handlar om att kyla plasten eller tätningen efter produktion. De kan styras digitalt.
- Öka prestandan med digital kontroll
Praktlösningen för att öka prestandan är digitala sensorer och anslutna enheter. Vi har ett brett sortiment för att digitalisera alla komponenter, underlätta produktionsbyten, minska inställningstiden. Dessutom kan alla konfigurationer sparas. Vi har sensorer och brytare som gör att man effektivt kan förutse underhåll och kontrollera hela systemets prestanda i realtid.
Varje detalj räknas för att minska stilleståndstider, bibehålla driftsparametrar och därmed precision och kvalitet
- Högkvalitativ tätning.
- Flödes- eller tryckvakt som möjliggör realtidsövervakning för att undvika oplanerat underhåll och för att garantera ställdonets prestanda.
- Ställdon med metalltätning som ger mindre slitage, underhållsfri drift och stabil prestanda.
- Slangar kan förbättras med ett CAD - verktyg så att kabellängden minimeras och därmed även förluster i tryck och precision. Dessutom kommer färgslangar att underlätta installation och underhåll samtidigt som potentiella fel minskar.
- Inan märkningen kan man använda roterande enheter för perfekt positionering. Med blåsförstärkare kan ytan prepareras vilket ger bra avkastning på investeringen.
- Standard magnetomkopplare som kan anpassas till alla våra ställdon.
- Med en hastighetsregulator kan underhåll och inställningar göras mycket snabbare. Den användarvänliga ratten visar tydligt värdet så att du enkelt kan justera flödet.
- SMC erbjuder även ventilsystem som gör att en ventil kan bytas utan att driften avbryts.
- Utöver detta kommer praktisk utbildning att göra det möjligt för operatörer att snabbt lösa enkla problem.
Plastförorening berör alla. Från tillverkaren till slutkonsumenten. Vi är alla medvetna om vikten av hållbarhet men det innebär många utmaningar för tillverkarna under de kommande fem till tio åren. Utmaningarna innebär modifieringar av maskiner, högre kostnader och och större osäkerhet i produktionen. De utmaningarna kan lättats angripas med OEE. SMC har lokala team som är specialister på förpackningsindustri och som är beredda att stödja våra kunder i övergången till hållbara förpackningar.
