PDF《纸浆模塑制品生产工艺及其自动生产设备》

技术报告 ! 00! 纸浆模塑制品生产工艺及其自动生产设备 陈礼辉!, 黄祖泰 詹怀宇! 李正红 邱仁辉 吴姣平! ( !# 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广州,$!%&

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#福建农林大学永福高新技术研究所, 福建南平, ($(%%!) 摘要:介绍纸浆模塑制品生产工艺及其自动生产设备.

纸浆模塑制品自动生产设备采用吸浆成型和 导热油加热定型, 用)*+可编程控制器实现了顺序动作循环.设备不仅适合于生产纸浆模塑餐具, 还可 以适合于生产工业包装制品. 关键词:纸浆模塑制品;

成型;

热压 中图分类号:,-.($/ #.0 ,-.$1 文献标识码:2 文章编号:% $'

3$%14( %%() %$3%%(%3%( 作者简介:陈礼辉先生, 硕士, 副教授, 现为华南理 工大学在读博士研究生;

研究方向: 植物纤维新材 料、 纸浆流送及纸页成型. 收稿日期5 %% 3! 3!&

( 修改稿) 本项目为福建省教育厅科技基金资助项目( 62%% !%) . !模塑制品! 国外纸浆模塑制品已有$% 多年的发展历史,广泛应用于易损产品的缓冲包装[ !3 ] . !71'

年我国引进了 ! 条法国产纸浆模塑制品生 产线, 用于生产鸡蛋包装的 纸浆模塑制品.随着我国经济的发展和环境保护意识 的加强, 纸浆模塑制品已向工业仪器、 电子元器件、 家 用电器和快餐等产品的包装方向发展. 据统计, 我国已 具备年产 $% 亿只纸浆模塑食品包装容器( 餐具) 的生 产能力[ (] .目前, 国内外纸浆模塑制品生产线以半自动 型式为主[ '

] .由于半自动纸浆模塑生产线生产的制品 存在质量差、 成本高等原因, 目前大量推广应用有一定 的难度.开发出适用于各种产品包装( 工业包装、 餐具 等) 、 产量高、 自动化程度高、 成本低、 产品质量好的全自 动纸浆模塑制品生产线已迫在眉睫. 本文介绍了全自动 纸浆模塑制品的生产工艺及设备. ! 生产线流程 全自动纸浆模塑制品生产线流程如图 ! 所示.浆 料经过碎解和打浆后, 由浆料泵送至贮浆池, 然后在配 浆池中进行配浆,并可根据产品性能的需要加入防水 剂、 防油剂等;

在调浆箱中, 加入白水和清水调节浆料 浓度至 %#&

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在真空吸浆成型时, 按照不同的性能要 求制成不同形状和绝干质量的湿坯料,真空系统抽出 的白水进入白水池. 通过转移机构, 把湿坯料转移至热 压干燥部进行热压定型,产品干燥至

7 8左右干度. 用于包装食品的纸浆模塑制品需经过红外线消毒. 纸浆模塑制品自动生产设备 #! 纸浆模塑制品自动生产设备结构 纸浆模塑制品自动生产设备整机结构如图 所示. 它由 ! 台成型机、 台热压机、 ( 台滚动式水平移动 小车、 水平导轨、 机架及自动控制与检测系统等组成. 采用吸浆成型和一次性热压定型获得纸浆模塑制品. 生产过程为: 配制好的浆料被送至浆槽;

成型模由气缸 带动移至浆槽浆料液面之下, 经真空抽吸, 浆料沉积在 成型下模上, 与成型上模合模, 增压脱水, 上下模分离, 湿坯转移至上模;

成型上模移至热压工位, 热压下模与 成型上模合模, 湿坯转移至热压下模, 并与成型上模分 离;

热压上模与热压下模合模, 进行热压定型;

定型后, 热压上模与热压下模分离,产品由热压上模送至接料 机构.热压时间是成型时间的 倍多, ! 个工作循环可 以完成 次成型、 左右各 ! 次热压定型, 生产效率高. # 纸浆模塑制品成型及干燥 目前,纸浆模塑餐具的成型方式主要采用注浆成 型, 而纸浆模塑工业包装制品的成型则主要采用吸浆成 型['

3$] .注浆成型是把一定浓度和体积的浆料注入带有 滤网的成型模框内,通过浆料的重力和真空抽吸脱水 图!纸浆模塑制品生产线流程图 (% ・ ・ 技术报告 ! 《 中国造纸》! # 年第 !! 卷第 $ 期 而获得一定绝干质量的湿坯料.注浆成型方式存在湿坯 料匀度差的缺陷, 容易导致湿坯料上薄下厚, 不适合于长 径比大的纸浆模塑制品, 如面碗、 纸杯等.吸浆成型是把 带有滤网的成型模移入浆槽液面之下, 控制好纸浆浓度、 真空度和抽吸时间, 通过真空抽吸, 吸附一定绝干质量的 浆料到成型网上.吸浆成型可以克服注浆成型方式的缺 陷, 湿坯料匀度好, 可适用于生产长径比大的纸浆模塑制 品. 本文研制的设备采用了吸浆成型方式, 成型产品匀度 好, 生产效率高, % 次可以成型 &

只餐具( &

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( 餐具) . 纸浆模塑制品干燥方式主要有电加热和烘道热风 干燥[ $] .电加热干燥存在开机模具升温慢、 加热不稳定 和成本高等缺点. 烘道热风干燥存在产品挺度差、 松软 和表面粗糙等缺点.本文研制的纸浆模塑制品自动生 产设备使用有机热载体加热炉作为加热系统,可以克 服电加热和烘道热风干燥的缺陷,具有生产成本低和 产品质量好的优势. 加热系统原理如图 # 所示, 额定供 热量为 0,以重油为燃料,以导热油为热载 体, 利用热油循环泵强制导热油进入加热炉内, 导热油 加热后进入模具加热板的预埋管中,对模具上的纸浆 模塑制品湿坯料进行加热.导热油进口温度 !# 1, 出 口温度 !! 1, 模具温度 %2 1.导热油回油再经过系 统加热, 重新对模具进行加热, 热效率高. ! # 控制系统的设计 控制系统如图 )、 图$所示.成型模具下移、 吸浆、 成型模具上移、 增压脱水、 热压成型、 物料转移等动作 循环进行, 整个生产过程为 % 个顺序过程, 用3(4 可 编程控制器来实现动作循环.控制系统硬件主要有 % 个43-%

5、 # 个6/7扩展单元、 检测元件、 执行元件、 图形终端、 指示灯、 启动按扭等.整个程序采用模块化 结构, 分为

38 功能选择、 循环动作运行和手动运行 # 个模块. 循环动作运行是生产正常下的运行模块;

手动 运行为设备检修或设备调试运行模块.图形编程终端 采用 7-97: 公司的 :8! ;

5 ) C

5、 工资及管理费 -'

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4 人, (-- 元)(月・人) , 自动生 产线, 产量越大, 人员越少

6、 折旧费 -'

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8 5-- 固定资产投入约 ,8 万元, 按&

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8、 修理费 -'

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,、 销售费及其他 -'

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