Auswahl der Bag-in-Box-Ausstattung: Wie sich die Wahl des Ausgusses auf die Effizienz der Abfülllinie auswirkt

Eine 20-Liter-Bag-in-Box-Linie, die einen 16-mm-Auslauf auf einem Füllkopf für 25,4-mm-Anschluss betreibt, erreicht ihre Nenngeschwindigkeit nicht, egal wie die Pumpe eingestellt ist. Die Halterung sitzt an der Schnittstelle zwischen Produkt, Folie und Maschine und begrenzt die Leistung aller drei.

Die Auswahl der Ausstattung wird normalerweise als Verpackungsspezifikation hinterlegt. Bei einer laufenden Linie handelt es sich um eine Maschineneinstellung. Es legt die Füllzeit durch Schwerkraft fest, den Füllkopf, der auf dem Schlitten montiert wird, die Verschlussrutsche, die Sie kaufen müssen, die Umstellungssequenz, die die Bediener befolgen, und die Leckrate, auf die das Qualitätsteam prüft. Drei Zahlen rahmen den größten Teil dieser Berechnung ein.

Was eine BIB-Einrichtung an einer Abfülllinie steuert

Bei einem Bag-in-Box-Aufsatz handelt es sich um eine geformte Kunststoffbaugruppe, die in die Auskleidung eingeschweißt ist und gleichzeitig drei Schnittstellen definiert: den Produktweg in den Beutel, die Abdichtung zwischen Auskleidung und Umgebung und den Ausgabeweg am Verwendungsort. Alle drei müssen zur Abfülllinie passen, bevor diese mit Nenngeschwindigkeit läuft.

Die drei Schnittstellen, die eine Einrichtung erfüllen muss

• Füllschnittstelle: Bohrungsdurchmesser, Ausgusshöhe und Flanschaußendurchmesser müssen den Füllkopf, die Beutelklemmen und die Siegelbacken Ihrer Maschine freigeben.
• Dichtungsschnittstelle: Die Flanschschweißnaht muss die Integrität der Auskleidung durch Füllen, Falltests und die auf der Verpackung angegebene Haltbarkeitsdauer aufrechterhalten.
• Ausgabeschnittstelle: Das Halsprofil entscheidet darüber, welcher Zapfhahn, Schraubverschluss oder geschlossener Transferanschluss passt und wie vollständig sich die Packung am Verwendungsort entleert.

Compliance liegt allen dreien zugrunde. Ausstattungen und Auskleidungen, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, werden gemäß der EU-Verordnung 10/2011 und der FDA 21 CFR 177.1520 spezifiziert, und Molkereiausrüstung wird routinemäßig anhand der 3-A-Hygienestandards und der EHEDG-Kriterien für hygienisches Design überprüft. Eine Ausstattung, die einen Durchflusstest besteht, aber einen Migrationstest nicht besteht, ist keine Ausstattung, die Sie versenden können.

Mehrteilige Ventilbaugruppen fügen ein Feder- oder Membranventil hinzu, das schließt, wenn der Wasserhahn entfernt wird. Geben Sie sie dort an, wo die Leitung heißes Produkt abfüllt oder wo ein Verschütten beim Entfernen der Packung nicht akzeptabel ist, und validieren Sie das Ventil und die Armatur als eine Baugruppe und nicht als zwei Teile. Passend BIB-Ventillösungen werden normalerweise aus genau diesem Grund mit dem Liner zitiert.

Bohrungsgröße Legt die Obergrenze der Füllgeschwindigkeit fest

Die Öffnungsfläche skaliert mit dem Quadrat des Bohrungsdurchmessers, sodass ein 25,4-mm-Fitting (1 Zoll) etwa das 2,5-fache der freien Fläche eines 16-mm-Fittings unter dem gleichen Schwerkraftdruck passiert. Bei einem Schwerkraftfüller wirkt sich dieses Verhältnis fast direkt auf die Zykluszeit aus.

Der Index ist Geometrie, keine Stoppuhr. Es zeigt Ihnen den relativen freien Bereich durch den Hals des Fittings an. Die tatsächliche Füllzeit hängt auch von der Produktviskosität, dem Kopfdruck, der Beutelunterstützung und dem Entlüftungshub ab, den Ihr Füller anwendet.

Bag-in-Box-Verpackungen für Lebensmittel und Getränke Vergleichen Sie mehrschichtige BIB-Formate von 1 l bis über 20 l, mit Barrierequalitäten und Hähnen, die auf Milchprodukte, Säfte, Sirup und andere flüssige Produkte abgestimmt sind. Produkt anzeigen →

Zwei Einschränkungen verhindern, dass das Verhältnis ein freier Gewinn ist. Eine größere Bohrung erfordert einen größeren Schweißflansch und der Flansch benötigt mehr Fläche der Laufbuchse. Der Umfang des abgeflachten Beutels sollte 6 mm unter dem Maß des abgeflachten Kartons aus Länge und Breite liegen, mit einer Toleranz von 1,5 mm, andernfalls knittert der Beutel an der Schweißnaht. Ein schnellerer Schwerkraftfluss bedeutet auch mehr Schaum und mehr Gas im Kopfraum, sodass die Entlüftungszeit zunimmt, während die Füllzeit sinkt.

Schweißnahtintegrität, Kappendrehmoment und ungeplante Stopps

Undichtigkeiten an der Schweißnaht und ein Drift des Verschlussdrehmoments sind die beiden häufigsten Ursachen für ungeplante Stopps an BIB-Linien, und es wurde festgestellt, dass unsachgemäße Beutelpräsentation bei automatischen Abfüllern den Durchsatz um bis zu 20 % verringert.

Die Passschweißnaht ist der kleinste versiegelte Bereich der Packung und trägt die höchste mechanische Belastung pro Quadratmillimeter. Die Siegelfestigkeit wird normalerweise nach ASTM F88 getestet, wobei die geschweißte Probe mit einer festen Geschwindigkeit gezogen und die Spitzenlast aufgezeichnet wird. Eine Kombination aus Liner und Ausstattung, die bei 30 N pro 15 mm auf dem Prüfstand besteht, muss dennoch einen Falltest auf einen gefüllten 20-Liter-Beutel überstehen.

Fünf Prüfungen, bevor eine Einrichtung für die Produktion freigegeben wird

1. Messen Sie Bohrung, Flanschaußendurchmesser und Auslaufhöhe anhand der Füllkopfzeichnung, bevor Sie einen Liner bestellen.
2. Führen Sie einen Schweißversuch an der Produktionsauskleidungsstruktur durch und protokollieren Sie die Siegelfestigkeit gemäß ASTM F88 sowie eine visuelle Schweißnahtprüfung.
3. Überprüfen Sie das Drehmoment der Kappe mit einem kalibrierten Messgerät an 20 aufeinanderfolgenden Packungen und wiederholen Sie den Vorgang dann alle 30 Minuten für die erste Schicht.
4. Führen Sie Inline-Leck- oder Druckabfalltests bei 100 Prozent der Packungen in aseptischen und Heißabfülllinien durch, wie im Linienqualitätsplan definiert.
5. Führen Sie einen Fall- und Verteilungstest an einer gefüllten, verpackten Packung durch, indem Sie ein Verfahren wie ASTM D4169 verwenden, und prüfen Sie dann, ob die Teile Risse aufweisen und sich die Schweißnaht ablöst.

Umstellung, Werkzeugausstattung und Kosten pro gefülltem Beutel

Jedes zusätzliche Ausstattungsformat einer Linie verfügt über einen eigenen Füllkopf, eine eigene Kappenrutsche, einen eigenen Greifersatz und eine eigene Ersatzteillinie. Die Konsolidierung von drei Packungsformaten auf ein 19-mm-Gerät ist die größte Umstellungsreduzierung, die die meisten Werke ohne neue Investitionsausrüstung erzielen können.

Der Kompromiss ist die Produkttauglichkeit. Eine 19-mm-Bohrung ist langsam für Tomatenmark und überdimensioniert für eine 5-Liter-Wasserpackung. Die praktische Lösung für die meisten Anlagen sind zwei Aufsätze, einer für Kleinformate und einer für Großformate, montiert auf Schnellspannschlitten. Zubehör für die BIB-Abfülllinie Wie Füllköpfe, Verschlussrutschen und Greifersätze entscheiden darüber, wie lange eine Umrüstung tatsächlich dauert.

Kundenspezifische BIB-Barrierefolien und Abgabeventile Passen Sie Mehrschichtfolien, Barriereniveaus und Hahntypen an bestimmte Flüssigkeiten an, einschließlich EVOH, metallisiertem PET und aseptischen Ventiloptionen für anspruchsvolle Abfülllinien. Produkt anzeigen →

Food- und Non-Food-Ausstattungen sind nicht austauschbar

Lebensmittelleitungen verfügen in der Regel über 16-mm- bis 22-mm-Ausläufe mit manipulationssicheren Hähnen. Agrochemische und industrielle Leitungen verfügen über Hälse von 25,4 mm oder mehr, die für einen geschlossenen Transferanschluss vorbereitet sind. Die beiden Familien können Füllköpfe, Verschlussrutschen oder Werkzeuge nicht gemeinsam nutzen.

Non-Food-BIB-Verpackungen für Pflanzenschutzmittel sind rund um den geschlossenen Transfer aufgebaut. Sowohl die EU-Richtlinie 2009/128/EG als auch die FAO- und WHO-Leitlinien zu Pestizidverpackungen drängen auf Systeme, bei denen der Bediener niemals aus einem offenen Behälter gießt: Die Packung wird an das Sprühgerät angeschlossen, gespült und entleert, ohne dass sie exponiert werden. Dies führt zu einem größeren Hals, einer definierten Anschlussgeometrie und einem Spülweg innerhalb der Armatur.

Industrie- und Automobilflüssigkeiten verwenden ähnliche Hälse mit unterschiedlichen Materialien. Für Reinigungsmittel und Schmiermittel sind chemische Beständigkeitsdaten sowohl für die Auskleidung als auch für das Fitting-Polymer erforderlich, und die Wanddicke des Fitting-Halses steigt in der Regel auf über 20 Liter an, um Stapel- und Pumplasten standzuhalten.

Fragen zur Ausstattungsauswahl, die über die Anlagenleistung entscheiden

Bedeutet eine größere Bohrung immer eine schnellere Befüllung?

Nein. Bei Schwerkraftfüllern folgt die Verstärkung der Öffnungsfläche, die von 16 mm auf 25,4 mm 2,5-mal größer ist. Bei Pumpen- und Durchflussmesser-Füllern bestimmt die Pumpe oder das Dosierventil die Menge, und eine größere Bohrung verlängert die Entlüftungszeit, ohne die Geschwindigkeit zu erhöhen. Passen Sie die Bohrung an das Füllprinzip an, nicht an die größte verfügbare Größe.

Wie viel Freiraum benötigt die Auskleidung um den Einbau herum?

Der Umfang des flachgelegten Beutels sollte 6 mm geringer sein als der flachgelegte Karton, berechnet als Kartonlänge plus Breite, mit einer Toleranz von 1,5 mm. Ein festerer Beutel knittert an der Schweißnaht; Ein lockerer Beutel faltet sich über den Füllweg und verursacht Fehlfüllungen.

Kann eine Ausstattung die aseptische und Heißabfüllung abdecken?

Nein. Für die aseptische Abfüllung ist eine sterilisierbare Vorrichtung und eine Schweißnaht erforderlich, die die Sterilität während des gesamten Abfüllzyklus gewährleistet. Heißfüllung bei 85 bis 95 °C erfordert ein Polymer und ein Schweißfenster, das für diese Temperatur ausgelegt ist. Geben Sie sie separat an und validieren Sie sie jeweils mit einem ASTM F88-Siegelfestigkeitstest.

Was ist die schnellste Kompatibilitätsprüfung vor der Bestellung?

Messen Sie drei Dimensionen am vorhandenen Füllkopf: die Bohrung, die er aufnimmt, den Außendurchmesser des Flansches, den er klemmt, und die Ausgusshöhe zwischen der Beuteloberfläche und den Siegelbacken. Lassen Sie dann 30 Beutel bei Liniengeschwindigkeit laufen und überprüfen Sie alle 10 Beutel das Drehmoment des Verschlusses. Eine Drehmomentabweichung außerhalb des Bereichs des Zubehörlieferanten bedeutet, dass der Kopf und das Zubehör nicht aufeinander abgestimmt sind.