การเพิ่มขึ้นของพลาสติกชีวภาพที่ใช้ข้าวโพด: โอกาสในการเปลี่ยนแปลงสีเขียวสำหรับอุตสาหกรรมเครื่องจักรอาหาร

ด้วยการขับเคลื่อนสองครั้งของคลื่นความเป็นกลางของคาร์บอนทั่วโลกและนโยบายเศรษฐกิจหมุนเวียนพลาสติกชีวภาพที่ทำจากข้าวโพดกำลังย้ายจากห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตขนาดใหญ่ตามการคาดการณ์ของสถาบันวิจัยอุตสาหกรรมหากอัตราการซึมผ่านของพลาสติกชีวภาพในสาขาบรรจุภัณฑ์สูงถึง30% ความต้องการข้าวโพดทั่วโลกจะเพิ่มขึ้น6.6พันล้านบุชเชลทุกปีแนวโน้มนี้ไม่เพียงแต่พลิกโฉมห่วงโซ่อุปทานทางการเกษตรต้นน้ำเท่านั้นแต่ยังนำเสนอข้อกำหนดเร่งด่วนสำหรับการอัพเกรดอุปกรณ์และนวัตกรรมกระบวนการสำหรับอุตสาหกรรมเครื่องจักรแปรรูปอาหารและบรรจุภัณฑ์สำหรับผู้ซื้อเครื่องจักรอาหารการทำความเข้าใจลักษณะการแปรรูปและแนวโน้มตลาดของพลาสติกชีวภาพเป็นกุญแจสำคัญในการเข้าใจวงจรการลงทุนอุปกรณ์รอบต่อไป

ลักษณะการแปรรูปและความท้าทายของอุปกรณ์ของไบโอพลาสติกที่ทำจากข้าวโพด

พลาสติกชีวภาพที่ใช้ข้าวโพด (เช่น polylactic acid PLA) มีความไวต่อความร้อนและพฤติกรรมการไหลที่แตกต่างจากพลาสติกที่ใช้ปิโตรเลียมแบบดั้งเดิมความแข็งแรงในการหลอมต่ำและหน้าต่างอุณหภูมิการย่อยสลายที่แคบ (โดยปกติคือ170-190 ° C) ทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิของอุปกรณ์การอัดขึ้นรูปการฉีดขึ้นรูปและการขึ้นรูปด้วยความร้อนบริษัทเครื่องจักรอาหารต้องให้ความสำคัญกับประเด็นทางเทคนิคต่อไปนี้:

• การอัปเกรดระบบควบคุมอุณหภูมิ:จำเป็นต้องใช้โมดูลควบคุมอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูง ± 1 ° C เพื่อหลีกเลี่ยงกลิ่นแปลกๆหรือความเปราะบางที่เกิดจากการสลายตัวของวัสดุเนื่องจากความร้อนสูงเกินไปในพื้นที่
• การปรับปรุงการออกแบบสกรู:PLA มีความไวต่อแรงเฉือนสกรูอัตราส่วนการบีบอัดต่ำ (2.0-2.5:1) และความลึกของร่องไล่ระดับสามารถลดการแตกหักของโซ่โมเลกุลและรักษาความโปร่งใสของผลิตภัณฑ์
• การจับคู่ระบบอบแห้ง:ปริมาณน้ำของ PLA ต้องน้อยกว่า250ppm มิฉะนั้นการไฮโดรไลซิสจะทำให้น้ำหนักโมเลกุลลดลงดังนั้นเครื่องอบลดความชื้น (จุดน้ำค้าง-40 ° C) จึงกลายเป็นมาตรฐานสำหรับสายการผลิต

ยกตัวอย่างการผลิตกล่องอาหารกลางวันแบบเทอร์โมฟอร์มควรควบคุมความเร็วในการลากของแผ่นที่2-5ม./นาทีและต้องควบคุมอุณหภูมิของแม่พิมพ์ในพาร์ติชัน (แม่พิมพ์ด้านบน60 ° C แม่พิมพ์ด้านล่าง40 ° C) เพื่อหลีกเลี่ยงการยึดติดและการแปรรูปพารามิเตอร์กระบวนการเหล่านี้แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากสายการผลิต PS หรือ PP แบบดั้งเดิมและจำเป็นต้องมีการประเมินพิเศษเมื่อซื้อหรือเปลี่ยนอุปกรณ์ที่มีอยู่โดยตรง

สถานการณ์การใช้งาน: จากเครื่องใช้บนโต๊ะอาหารแบบใช้แล้วทิ้งไปจนถึงฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหาร

ความต้องการพลาสติกชีวภาพในอุตสาหกรรมอาหารในปัจจุบันมีความเข้มข้นในสามสถานการณ์:

• ภาชนะและกล่องใส่อาหารแบบใช้ครั้งเดียวทิ้ง:เพื่อให้เป็นไปตามการห้ามใช้พลาสติกแพลตฟอร์มการจัดเลี้ยงและการซื้อกลับบ้านในเครือกำลังซื้อมีดและส้อมฉีด PLA และกล่องอาหารกลางวันแบบเทอร์โมฟอร์มจำนวนมากผลิตภัณฑ์ดังกล่าวต้องการอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการฉีดขึ้นรูปความเร็วสูงและมีเสถียรภาพ (รอบ ≤ 15วินาที) และอินเทอร์เฟซการติดฉลากในแม่พิมพ์ (IML)
• ห่อสด:ความสามารถในการซึมผ่านของอากาศของฟิล์มที่ใช้ข้าวโพดสามารถปรับเปลี่ยนได้โดยการผสมและการปรับเปลี่ยนซึ่งเหมาะสำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ปรับบรรยากาศของผักและผลไม้เส้นฟิล์มหล่อต้องติดตั้งการตรวจสอบความหนาแบบออนไลน์ (ความแม่นยำ ± 2μm) และการควบคุมความตึงแบบม้วนอัตโนมัติ
• ซับในภาชนะบรรจุอาหาร:เทคโนโลยีการอัดขึ้นรูปหลายชั้นผสม PLA กับ PBAT เพื่อปรับปรุงความต้านทานความร้อน (สามารถทนต่อการบรรจุด้วยความร้อน95 ° C) ผู้ซื้อควรให้ความสนใจกับการออกแบบช่องทางการไหลของหัวแม่พิมพ์แบบรีดร่วมเพื่อหลีกเลี่ยงความหนาที่ไม่สม่ำเสมอระหว่างชั้น

เป็นที่น่าสังเกตว่ากระบวนการที่ตามมาของผลิตภัณฑ์พลาสติกชีวภาพ (เช่นการพิมพ์การปิดผนึก) จำเป็นต้องปรับให้เข้ากับหมึกอุณหภูมิต่ำและอุณหภูมิการปิดผนึกด้วยความร้อน (โดยปกติจะต่ำกว่า PE 10-15 ° C) มิฉะนั้นจะทำให้รูปแบบหลุดออกได้ง่ายหรือความแข็งแรงในการปิดผนึกไม่เพียงพอสิ่งนี้ต้องการให้ซัพพลายเออร์ทั้งหมดมีความสามารถในการรวมระบบแทนที่จะจัดหาอุปกรณ์แบบสแตนด์อโลนเท่านั้น

คำแนะนำในการเลือก: มิติการประเมิน5ประการสำหรับสายการผลิตพลาสติกชีวภาพ

เมื่อบริษัทอาหารวางแผนที่จะลงทุนในสายการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกชีวภาพขอแนะนำให้เลือกอุปกรณ์จากมิติข้อมูลต่อไปนี้:

• ความเข้ากันได้ของวัสดุ:ตรวจสอบว่าวัสดุพื้นผิวสัมผัสของอุปกรณ์ (เช่นกระบอกสูบสกรู) ทนต่อกรดอ่อนๆหรือไม่ (การย่อยสลาย PLA เพื่อผลิตกรดแลคติก) ขอแนะนำให้ใช้สแตนเลสดูเพล็กซ์หรือการเคลือบ Hastelloy
• ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน:ช่วงอุณหภูมิการประมวลผล PLA แคบมอเตอร์ประหยัดพลังงานเซอร์โวไดรฟ์ประหยัดพลังงาน30%-40% เมื่อเทียบกับเครื่องอัดไฮดรอลิกและความเร็วในการตอบสนองเร็วขึ้นซึ่งเอื้อต่อการเติมผลิตภัณฑ์ที่มีผนังบาง
• ระดับความเป็นอัตโนมัติ:ระบบตรวจสอบภาพส่วนหลังจำเป็นต้องสามารถระบุความแตกต่างของสีเล็กน้อยที่เป็นเอกลักษณ์ของพลาสติกชีวภาพ (อนุญาตให้ ΔE≤ 2) เพื่อหลีกเลี่ยงอัตราการตัดสินผิดที่สูงเกินไป
• การออกแบบแบบโมดูลาร์:เนื่องจากการทำซ้ำอย่างรวดเร็วของสูตรพลาสติกชีวภาพ (เช่นการเติมสารสร้างนิวเคลียสและสารเพิ่มความแข็ง) อุปกรณ์ควรรองรับการเปลี่ยนหัวสกรูและแม่พิมพ์อย่างรวดเร็วเพื่อลดเวลาหยุดทำงาน
• การสนับสนุนหลังการขาย:ไม่ว่าผู้ผลิตจะมีฐานข้อมูลกระบวนการพลาสติกชีวภาพหรือไม่ไม่ว่าจะสามารถจัดหาแพ็คเกจพารามิเตอร์แม่พิมพ์ทดลองและบริการดีบักระยะไกลได้นั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับความเร็วในการปีนเขา

ตัวอย่างเช่นเครื่องฉีดขึ้นรูปความเร็วสูงในประเทศที่ซื้อโดยบริษัทบรรจุภัณฑ์อาหารในประเทศประสบความสำเร็จในการเพิ่มอัตราการผ่านของช้อน PLA จาก92% เป็น98.5% และลดการใช้พลังงานต่อชิ้นลง15% โดยการเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายของวงแหวนความร้อนและเส้นโค้งแรงดันย้อนกลับของถังสิ่งนี้ยืนยันถึงความสำคัญของการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานร่วมกันของกระบวนการและอุปกรณ์

ช่วงเวลาแห่งโอกาสในการลงทุนภายใต้แรงขับเคลื่อนจากทั้งนโยบายและตลาด

"คำสั่งพลาสติกแบบใช้แล้วทิ้ง" ของสหภาพยุโรปและมาตรฐาน "ถุงช้อปปิ้งพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ" ของจีน (GB/T 38082-2019) ได้ชี้แจงตารางเวลาสำหรับการจำกัดพลาสติกและการครบกำหนดของเทคโนโลยีการแปรรูปข้าวโพดแบบลึกได้ลดต้นทุนของพลาสติกชีวภาพลงเหลือ1.2-1.5เท่าของพลาสติกแบบเดิม, สเปรดแคบลงเป็นช่วงที่ยอมรับได้จากการประมาณการสายการผลิตฟาง PLA ที่มีผลผลิตต่อปี5,000ตัน (ติดตั้งเครื่องอัดรีดความเร็วสูง6เครื่องและสายการบรรจุภัณฑ์อัตโนมัติ) มีระยะเวลาคืนทุนประมาณ3.5ปีและอัตราผลตอบแทนภายในสามารถสูงถึง18%

ผู้ซื้อเครื่องจักรอาหารควรเข้าใจหน้าต่างการอัพเกรดอุปกรณ์ปัจจุบันและให้ความสำคัญกับซัพพลายเออร์ที่สามารถจัดหาโซลูชันแบบครบวงจรทั้งบรรทัดและมีกรณีการใช้งานพลาสติกชีวภาพในขณะเดียวกันให้ความสนใจกับความผันผวนของราคาวัตถุดิบต้นน้ำ (แป้งข้าวโพดคิดเป็นประมาณ60% ของต้นทุน PLA) และตกลงกลไกการเชื่อมโยงราคาวัตถุดิบในสัญญาจัดซื้อเพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงสำหรับคำแนะนำเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเลือกเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์อาหารโปรดดูที่ศูนย์ผลิตภัณฑ์ของเรา.

นอกจากนี้งานแสดงสินค้าอุตสาหกรรมและฟอรัมเทคโนโลยียังเป็นช่องทางที่มีประสิทธิภาพในการรับข้อมูลกระบวนการล่าสุดขอแนะนำให้ทีมจัดซื้อติดตามอย่างสม่ำเสมอข่าวสารอุตสาหกรรมเพื่อทำความเข้าใจข้อกำหนดใหม่ของเทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนพลาสติกชีวภาพ (เช่นการเพิ่มประสิทธิภาพนาโนเซลลูโลส) สำหรับอุปกรณ์เพื่อริเริ่มในรอบการอัปเดตอุปกรณ์รอบถัดไป

สรุป

ศักยภาพความต้องการ6.6พันล้านบุชเชลที่เกิดจากพลาสติกชีวภาพที่ใช้ข้าวโพดไม่เพียงแต่เป็นโอกาสสำหรับการเกษตรเท่านั้นแต่ยังเป็นตัวเร่งให้อุตสาหกรรมเครื่องจักรอาหารเปลี่ยนจาก "วัตถุประสงค์ทั่วไป" เป็น "วัตถุประสงค์พิเศษ" เมื่อเผชิญกับการปฏิวัติวัสดุนี้บริษัทแปรรูปอาหารจำเป็นต้องตรวจสอบการกำหนดค่าสายการผลิตอีกครั้งและรวมความสามารถในการแปรรูปพลาสติกชีวภาพเข้ากับการวางแผนอุปกรณ์ระยะกลางและระยะยาวเฉพาะการตรวจสอบกระบวนการล่วงหน้าการเลือกอุปกรณ์และการฝึกอบรมบุคลากรเท่านั้นที่เราจะได้รับส่วนแบ่งในตลาดบรรจุภัณฑ์สีเขียวมูลค่าหลายล้านล้านดอลลาร์หากคุณกำลังวางแผนที่จะอัพเกรดสายการผลิตโปรดติดต่อทีมเทคนิคของเราเพื่อขอรับโซลูชันระดับมืออาชีพสำหรับการแปรรูปพลาสติกชีวภาพ