平衡袋装三角形

应用袋装三角形可以确保包装商保持效率、生产力和盈利能力。

通过Markus Lackmann, Haver灌装系统公司 2013年12月25日

干散货包装是一个简单而敏感的平衡行为。最大的效率和生产力是一个三角形的中心,顶点是产品、袋子和机器。这种微妙的平衡被称为“装袋三角形”。它描述了三个角落之间的关系,以及正确的组合如何对业务的底线产生积极影响。这是一个简单的概念:在产品、袋子或机器的一个角落发生变化,就必须在另一个角落,有时是两个角落都发生变化。

当装袋效率下降时,包装商通常会指责机器,但经验表明,设备通常不是罪魁祸首。很可能是产品规格或袋子改变了,影响了效率。能够与包装供应商和机器制造商合作应用袋装三角形的包装商可以更快地确定问题的根源,使他们的操作恢复到三个角的平衡,并始终达到效率、生产率和盈利能力的最佳点(见图1)。

和谐等于利益

例如,考虑一个决定升级其包装机器的产品制造商。该公司的项目工程师、袋子供应商和机器制造商在机器和袋子的正确组合方面达成了一致,以实现最大的效率和产量。一切都经过了测试,预测看起来很好。

新机器安装好了,与产品和包装袋都很协调,公司正在完成指标。一切都很好,直到操作员发现有什么不对劲:机器没有按照预期的速度填充,或者它在早上一直达到目标速度,但在中午之后总是下降。在更基本的层面上,也许每袋产品会损失半磅产品。

简单的数学计算可以显示出这些场景的重要性(见图2)。很容易理解为什么公司希望快速解决这些问题,他们经常向机器制造商寻求答案。

要点

不管作业使用哪种类型的袋子——阀门、成型-填充-密封或开口——干散货包装机的最终目标是在规定的时间内以异常准确的精度填充和密封尽可能多的袋子(见图3)。一家公司实际可以填充的袋子数量取决于装袋三角形三个角的微妙平衡。

产品:任何新的包装设备的安装都应该从对产品及其特性的彻底分析开始。材料的组成,一致性,颗粒的大小,它们的形式,以及它们如何分布都起作用。进一步深入揭示其他关键特征,如流动特性、堆积密度、含水率、脱气特性、压实特性和滴漏能力。

产品制造商偶尔会在设备运行一段时间后改变其产品的配方。无论何时发生这种情况,重要的是测试和分析新材料的混合,以确定理想的机器设置和袋装三角平衡袋特性。

袋:这看起来应该是非常简单的——挑选一个袋子并装满它——但并没有那么容易。很多时候,当公司的效率或生产率下降时,问题可以追溯到袋子里的变化。袋的一些最重要的特性是除气性能和一致性的制造。这两个因素都会对效率产生重大影响。

也许这两者中更关键的是袋子的除气能力,而这在很大程度上取决于制造袋子的材料。很多因素都必须考虑,包括包是用传统纸、高性能纸、塑料还是混合材料制成的。材料的重量和层数也需要考虑。除气能力也受到袋子内部力学的影响,比如是否有一层聚乙烯(PE), PE穿孔或切片的程度,以及PE在层序列中的插入位置。脱气特性的影响产生了涓滴效应,随后影响填充速度和整体机器性能。例如,如果袋子里的空气需要很长时间才能逸出,整个包装过程就会减慢。

第二个因素,袋子的一致性,可以从三个方面影响这个过程。首先,如果每个袋子和每个订单的阀门尺寸和位置都不相同,机器可能会在始终将袋子放在喷口上进行填充时出现问题。其次,袋子的不一致性会影响它们在杂志中的堆叠方式,这可能导致系统中的误喂食。最后,如果袋子的质量有问题,或者穿孔等特性不一致,效率可能会因曝气不良而降低。

有时更换包可能与供应商无关,而是出于好意的机器操作员看到了通过更换包可以节省一到两美分的机会。或者公司的采购部门决定换一款层数较少的包。不管原因是什么,公司必须考虑这种变化将如何影响效率,并对袋装三角形的其他两点进行调整以补偿。

机:机器选择的关键是与了解装袋三角形的制造商合作,并在做出设备推荐之前对产品、袋子和机器进行全面测试(独立或共同测试)。

该过程首先从最终用户那里获取产品进行分析。测试产品是一个关键的步骤,它有助于定义产品特性,以及袋子的填充行为、耐久性和质量。从那里,公司可以确定和定义适当的灌装技术,以达到理想的生产力水平。此外,该测试有助于确定最佳填充率,需要多少喷嘴才能达到这些速率,以及需要在机器上维护什么设置来实现这些设置。

最初的设置只是开始。当机器操作员或公司对三角形的其他边进行更改时,他们必须评估这些更改的影响并调整机器上的参数以保持平衡。在对机器进行调整之前,咨询制造商总是明智的。请记住,装袋三角形的一个角的改变会影响到其他两个角,并且修修补补会很快导致容量、重量精度和清洁度的牺牲。

保持平衡

产品+袋子+机器等于效率、生产力和盈利能力。这里一点,那里一点,积少成多,包装者总是希望达到最大的效率和生产力。

找到正确的产品、袋子和机器的组合,并保持装袋三角形的所有三个角同步需要持续的监控。保持正确平衡的关键是与理解并能够应用这一概念的合作伙伴合作。通过理解袋装三角形,包装人员可以达到高质量的输出和高重量精度,并积极主动地进行预防性维护(见图4)。

Markus Lackmann是Haver灌装系统公司美国和加拿大的销售经理,该公司是一家专门从事固体干散装材料、液体和糊状产品处理和包装的袋子/包装制造商。他在工业机械行业有超过15年的工作经验,特别强调材料处理,称重,包装和灌装技术

本文刊登在《应用自动化》杂志的增刊上控制工程而且设备工程