Odvětví využívající ekologické obaly: Jak dosáhnout udržitelné výroby
Zveřejněno Sustainable Manufacturing v 09. Únor 2022
Odvětví využívající ekologické obaly: Jak dosáhnout udržitelné výroby
Udržitelnost v obalovém průmyslu je jedním z hlavních aspektů v boji proti problému s plastovým odpadem a v konečném důsledku i v boji proti změně klimatu. Výzvy, které to přináší, vyžadují flexibilní a výkonnou automatizační technologii.
Pět pilířů udržitelného balení
Hlavní body, které je v souvislosti s udržitelnějším balením potřeba vzít v úvahu: První věc, kterou je třeba řešit, je snížení obalového materiálu – nejen co se týče obsahu čistého plastu v primárním balení, ale i množství ochranného sekundárního a konečného balení. Dalším bodem, na kterém je třeba pracovat, je odstranění potřeby jednorázových obalů. Některé strategie pro řešení tohoto problému začínají častějším používáním a rozšířením opakovaně použitelných a znovu naplnitelných systémů a vytvářejí balení v novém provedení s využitím alternativních obalových materiálů, které usnadňují recyklaci, jsou biologicky rozložitelné, kompostovatelné nebo mají nižší dopad na životní prostředí, pokud skončí na skládce. Další strategií jsou balení vyrobená z monomateriálů, o které v obalovém průmyslu roste zájem. Dají se sice lépe recyklovat, ale přechod na ně by mohl představovat náročný proces vyžadující jako již tolikrát přísnou kontrolu procesu a balicí zařízení by muselo být upraveno nebo přizpůsobeno tak, aby zvládalo náročný proces formování, plnění a uzavření, který by zajistil stejnou kvalitu a efektivitu balení.Nové požadavky na výrobní zařízení
Jedna ze strategií vedoucích k větší udržitelnosti v obalovém průmyslu je snížení množství plastu, zejména pokud se jedná o čistý plast. Hlavním způsobem, jak to provést, je přejít z pevného na flexibilní balení. Tenčí stěny, menší velikosti, užší sváry a nižší hmotnost představují dobrý způsob, jak snížit množství čistého plastu použitého v primárním obalu. K tomu se přidává použití již zmíněných monomateriálů, papírových obalů a obalů z biopolymerů a rovněž zvýšení podílu recyklovaného materiálu v hlavních obalech, ochranných obalech a přepravních obalech (primárních, sekundárních i konečných). To se projeví na procesech i technologiích ve výrobní hale, které je potřeba revidovat. Společnosti musejí například zkontrolovat kompatibilitu svých zařízení a v případě potřeby upravit jejich nastavení. Aby bylo možné přejít na nové materiály, musejí být linky flexibilní. Je potřeba propojení a správa nových informací mezi stroji. Dále je nutné kontrolovat výkonnost strojů v nových podmínkách a co nejvíce předejít plýtvání.Přechod na nové materiály, zajištění kvality a bezpečnosti
Pokud je v obalech použito více udržitelných materiálů, je stále velmi důležité zajistit kvalitu konečného produktu. Na výrobní lince znamená přechod na udržitelnější materiály, že je třeba se vyhnout typickým problémům s primárním balením, jako je uvíznutí nebo roztržení materiálu, nedostatečná kvalita svárů nebo nesprávné označení.1. Výzva týkající se zasekávání fólie
Tenčí, recyklované fólie jsou sice udržitelnější, ale mohou se také rychleji zamotat. I malé změny v tloušťce fólie způsobují nerovnoměrné navíjení a odvíjení a zvyšují na fólii napětí. Nerovnoměrné napětí naopak způsobuje vady při formování nebo zatavování sáčků, jako je například zkroucení, roztržení, krčení, posun do strany nebo vychýlení. Správná manipulace spolu s maximální výrobní kapacitou a minimální spotřebou fólie je klíčem k celkové efektivitě původního vybavení (OEE). Pokud se tedy ve sváru tvoří záhyby, měla by obsluha zkontrolovat, zda nejsou na stroji závady, v důsledku kterých je fólie podávána nesprávně. Může jít například o nesprávně zarovnané válečky, různá podávací zařízení nebo zaseknuté válečky, které se neotáčejí volně. Systém společnosti OMRON pro regulaci napnutí fólie zajišťuje synchronizovanou regulaci napětí, posuvu a řezu. Tato funkce je doplněna detekcí (barevných) značek, aby bylo pomocí regulace pohybu zajištěno vyrovnání fólie a optimální odvíjení role. Knihovna obalů společnosti OMRON nabízí širokou řadu funkčních bloků pro zpracování fólií ve strojích pro vertikální plnění a balení (VFFS).2. Výzva týkající se zatavení fólie
Tenčí materiály fólií nabízejí nižší náklady a lepší vzhled. Tyto materiály jsou však při použití tradičních lepidel a zatavovacích technologií citlivější na teplo a náchylnější k propálení. Skutečná teplota při zatavování se proto musí neustále a přesně regulovat a automaticky upravovat, aby nedošlo ke ztrátě produktivity nebo vadným svárům, v důsledku kterých vznikají vadné výrobky a odpad. Společnost OMRON řeší tuto výzvu pomocí algoritmu pro regulaci teploty, který je založený na umělé inteligenci a synchronizovaný s pohybem stroje a technologií senzorů, které lze umístit blíže zatavovací tyči. Rušení se vyrovnává pomocí funkce automatického nastavení filtru.3. Výzva týkající se kontroly kvality obalů a štítků
Pevné plastové obaly jsou stále více nahrazovány opakovaně uzavíratelnými obaly nebo sáčky s nálevkami. Flexibilní balení s novými prvky, jako jsou uzávěry s možností opakovaného uzavření, klade různé požadavky na neporušenost balení a testování kvality. Tenčí fólie, materiály na biologické bázi nebo materiály s vyšším obsahem recyklovaných materiálů mají jiný profil, pokud jde o teplo, roztažnost a odolnost proti propíchnutí. Tyto rozdíly mohou být důvodem nepravidelných tvarů a okrajů při tvarování a řezání. Udržitelnější materiály, jako jsou materiály bez laminace nebo monomateriály, také mění tvar a mohou snížit přesnost nebo výkon při tisku štítků. Pokud je tvar nekonzistentní nebo se změní kvalita tisku, informace na štítku se dají těžko přečíst, zkontrolovat a ověřit. Společnost OMRON to řeší pomocí vysokorychlostního kontrolního systému. Tento jednoduchý a přizpůsobitelný systém je vhodný pro více linek a transparentní integraci s robotickými systémy. Nabízí platformu s několika kamerami a jedním ovladačem pro záznam více snímků při vysoké rychlosti, což umožňuje spolehlivou detekci potenciálních vad. Pokročilé algoritmy pomáhají detekovat obtížně čitelné znaky v proměnlivých světelných podmínkách a při vysokých rychlostech.
4. Výzva týkající se nových lepidel a technik lepení
Odstranění lepicích pásek a minimalizace lepidel zvyšuje recyklovatelnost krabic. Díky odstranění potřeby silikonového proužku jsou 100% recyklovatelné a biologicky rozložitelné. Při výrobě a zalepování krabic se společnosti stále více zaměřují na strategické a omezené používání lepidel. To vyžaduje vysokou úroveň přesnosti a nepřetržitou kontrolu kvality. Díky automatizovanému systému vizuální kontroly podporuje společnost OMRON přesné zjištění vzorů lepení. Nastavení vysokého rozlišení a jasu umožňuje detekovat vady s nízkým kontrastem, a to i v těch nejnáročnějších světelných podmínkách nebo v případě obtížně detekovatelných materiálů.5. Výzva týkající se manipulace s více materiály
Kartonové krabice z recyklovaných vláken mají vyšší poréznost a jsou pružnější. Manipulace s krabicemi vyrobenými z recyklovaného kartonu, aniž by došlo k jejich poškození, může být však při použití tradičních strojů nebo ručním vybalování a opakovaném balení obtížná. Tradiční řešení využívající nakládání na palety jsou složitá na přizpůsobení a naprogramování, zabírají mnoho prostoru a v případě potřeby je nelze přemístit do jiných částí závodu. Proto je vhodné mít integrované řešení využívající kolaborativního robota (kobota) se speciálními uchopovacími moduly, aby bylo možné bezpečně manipulovat s širokou škálou nepravidelných tvarů, úrovní poréznosti a jemnými předměty.