Лучшие насосы
при производстве гофрокартона

Исторически сложилось так, что широта и глубина покупательского опыта определялись сочетанием легкодоступных обычных магазинов и покупки через каталоги, которые приходили по почте. Ситуация кардинально изменилась 20-30 лет назад, когда компьютеры стали стандартным устройством в большинстве домов и предприятий. Вскоре после этого смартфоны с доступом в интернет появились практически в каждом кармане. Эти революционные инновации превратили весь мир в местный универмаг, супермаркет или аптеку. Имея лишь надежное интернет-соединение, потребители теперь имеют доступ к товарам и услугам любой компании всего несколькими нажатиями кнопок.

Расширившаяся возможность совершать покупки с компьютера или телефона в конечном итоге получила название: электронная коммерция или, как ее чаще называют сейчас, eCommerce. Если электронная коммерция и раньше пользовалась популярностью, то глобальная пандемия COVID-19 в 2020 году дала ей мощный толчок. Многие традиционные магазины были закрыты, а люди, посещавшие их, вынуждены были оставаться дома из-за ограничений и самоизоляции, поэтому онлайн-покупки резко выросли, и теперь редко бывает день, когда заказанный онлайн товар не доставляется на дом.

Общим для всех этих доставок – будь то канцелярские кнопки или бриллиантовые серьги, французское вино или лекарства – является то, что товары доставляются в какой-либо упаковке, чаще всего в коробке из гофрированного картона. Фактически, коробки из гофрированного картона сегодня признаны самым распространенным упаковочным материалом в мире.

Это подтверждается тем фактом, что, по данным различных компаний, занимающихся маркетинговыми исследованиями, объем мирового рынка гофрокартонных коробок в 2021 году составлял около 67,5 млрд долларов США, и ожидается, что к 2028 году он вырастет до 80,8–82,8 млрд долларов США (что соответствует среднегодовому темпу роста в 3,5%).

Это также означает, что производителям гофрокартонных коробок потребуется увеличить свои производственные мощности, чтобы удовлетворить растущий спрос. Как и все производственные процессы, производство гофрокартонных коробок — это точная операция, требующая безупречного выполнения каждого этапа. Промышленные насосы играют ключевую роль на одном из этих этапов производства — перекачивании крахмального клея, скрепляющего листы картона в гофрокартонной коробке, — и в этом документе будет показано, как пневматические мембранные (AODD) и роторно-лопастные насосы могут стать наилучшим вариантом для использования в этом критически важном применении.

Задача

Как ни парадоксально, спрос на гофрированные коробки резко возрос благодаря ряду технологических достижений в сфере заказа продукции, истоки процесса производства гофрированных коробок уходят корнями в менее высокотехнологичную эпоху 1880-х годов. Именно тогда шведский химик Карл Ф. Даль разработал метод, позволяющий превращать сырую древесину из срубленных стволов деревьев, таких как быстрорастущие сосны, в древесную целлюлозу, состоящую в основном из целлюлозных волокон, которые являются основным компонентом бумаги. Он назвал свое изобретение «крафт-процессом», где слово «крафт» в переводе с немецкого означает «прочность», что подчеркивает прочность бумаги, производимой по крафт-процессу.

В процессе крафт-печати сырая древесная щепа обрабатывается смесью горячей воды, сульфида натрия (также известного как «белый щелок») и гидроксида натрия для расщепления целлюлозы (основного структурного компонента клеточной стенки зеленых растений), гемицеллюлозы и лигнина (органических полимеров, поддерживающих растительные ткани) в древесине. Эта обработка превращает древесную щепу в мягкую и податливую древесную целлюлозу, которая затем готова к производству бумаги.

После производства крафтовая бумага отправляется на гофрокартонный завод, где из нее изготавливается готовая гофрокартонная коробка. На самом деле для завершения производственного процесса требуется лишь несколько материалов и этапов. Как уже упоминалось, одним из наиболее важных этапов является нанесение клея на различные листы картона, используемые для изготовления коробки.

Большинство крупных гофрокартонных заводов имеют цех, который часто называют «крахмальной кухней». Именно на крахмальной кухне создается клей для гофрокартонных коробок в процессе смешивания кукурузного крахмала, некоторых химических веществ и кипящей воды, в результате чего образуется густая пастообразная жидкость. Преимущества использования клеев на основе крахмала при изготовлении гофрокартонных коробок многочисленны: хорошая адгезия к бумаге на основе древесины, доступность, простота нанесения, низкая стоимость, термостойкость, медленное затвердевание, нетоксичность и нерастворимость при использовании с жирами и маслами.

Все мембранные насосы AODD портативны, самовсасывающие, способны работать всухую и не имеют механических уплотнений, что делает их практически герметичными и идеальным выбором для работы с клеем на основе кукурузного крахмала. Они также могут быть оснащены диафрагмой из Сантопрена, которая обеспечивает увеличенный срок службы и на 100% большую производительность по сравнению с конструкциями с диафрагмой из PTFE.

Поскольку на гофрокартонном заводе требуется большое количество кукурузного крахмала, его обычно доставляют на завод в виде сухого порошка железнодорожным транспортом. На заводе он хранится в силосах, прежде чем перекачиваться в смесительные емкости, где производится клей. Именно на заключительном этапе производства клея на основе кукурузного крахмала в дело вступают промышленные насосы.

В частности, насосы используются для перекачки готового клея в гофрокартонную машину, откуда он распределяется по слоям гофрированного картона, которые затем прессуются вместе, образуя готовый лист гофрированного картона и, в конечном итоге, картонную коробку для транспортировки или хранения.

Сложность этого процесса, которую должен преодолеть насос, заключается в том, что кукурузный крахмальный клей трудно перекачивать из-за его адгезионных свойств и высокой вязкости. Помимо того, что он липкий и густой, любой жидкий кукурузный крахмальный клей, остающийся внутри насоса, когда он не работает, затвердевает. В этом случае затвердевший клей может вызвать преждевременный износ, который негативно повлияет на надлежащую работу механических уплотнений насоса. Хуже того, когда уплотнения и втулки выходят из строя, насос становится склонен к протечкам, что не только приводит к потере продукции, затраты на которую невозможно окупить, но и повышает риски для безопасности, а также требует дорогостоящих процедур очистки.

Поэтому оператору гофрокартонного завода крайне важно определить и внедрить насосную технологию, разработанную для решения различных проблем, постоянно возникающих при работе с кукурузным крахмальным клеем.

Решение

Как отмечалось выше, лучшим решением для подобного производства являются пневматические мембранные насосы (AODD) и роторно-лопастные насосы, которые можно использовать в системах с кукурузным крахмалом и клеем.

В эксплуатации все пневматические мембранные насосы (AODD) с зажимным и болтовым креплением являются портативными, самовсасывающими, способными работать всухую и не имеют механических уплотнений, что снижает вероятность утечек и обеспечивает превосходную защиту продукта. Они также просты в эксплуатации, установке и обслуживании.

Роторно-лопастные насосы Bonve серии BV  имеют корпус из нержавеющей стали 304 или 316L , фланцами по стандарту ГОСТ,DIN или  ANSI, одинарным или двойным механическим уплотнением из EPDM, что позволяет им преодолевать проблемы высокой вязкости и адгезии, присущие работе с кукурузным крахмальным клеем. Также насосы комплектуются встроенным предохранительным клапаном и рубашками обогрева (доступны паровые, электрические и масляные)

Насосы серии BV разработаны для обеспечения долговечности, гибкости и эффективности, необходимых при работе со сложными жидкостями, такими как кукурузный крахмальный клей.

Технические особенности насосов Bonve серии BV включают в себя:

• способность создавать и поддерживать ламинарный поток без турбулентности, которое в случае повреждения сальниковой камеры предотвращает утечку продукта;
• прямую взаимозаменяемость деталей;
• универсальную конструкцию камеры уплотнения с увеличенным корпусом подшипника повышенной прочности, который может вмещать различные технологии уплотнения.

Насосы серии Bonve BV являются стандартом для многих «крахмальных кухнях». Это связано с тем, что конструкция уплотнительной камеры позволяет крахмалу не оседать на парах трения и тем самым увеличивать срок службы уплотнения. Благодаря системе подачи охлаждающей воды, торцевое уплотнения не боится «сухого хода», что помогает предотвратить преждевременный выход уплотнения из строя.

К дополнительным опциям для насосов серии Bonve BV относятся увеличенный ресурс подшипников насоса. На одном валу устанавливается 3 подшипника. Что позволяет обеспечить высокую механическую стойкость при воздействии высокого давления

Заключение

Гофрированная коробка без клея на основе кукурузного крахмала — это просто куча картонных листов, поэтому клей является незаменимым элементом в производстве гофрированных коробок. Однако липкие свойства клея, наряду с его высокой вязкостью, затрудняют его перекачку, что требует применения специальной насосной технологии. Компания АНК-ТЕХНО предлагает надежные, безопасные и эффективных решений: мембранные пневматические насосы и роторно-лопастные насосы Bonve серии BV. Обе технологии обладают конструктивными и эксплуатационными характеристиками, которые делают их идеальными для использования с клеем на основе кукурузного крахмала в производстве гофрированных коробок, и все признаки указывают на то, что рынок — и связанные с ним возможности — будут только расширяться в ближайшие годы.