Induksjonsforsegling - Induction sealing

Induksjonsforsegling er prosessen med å binde termoplastiske materialer ved induksjonsoppvarming . Dette innebærer kontrollert oppvarming av et elektrisk ledende objekt (vanligvis aluminiumsfolie) ved elektromagnetisk induksjon , gjennom varme generert i objektet av virvelstrømmer .

Induksjonsforsegling brukes i mange typer produksjon. I emballasje brukes den til emballasjefremstilling, for eksempel forming av rør av fleksible materialer, festing av plastlukker til pakkeskjemaer, etc. Sannsynligvis er den mest vanlige bruken av induksjonsforsegling capsforsegling , en berøringsfri metode for oppvarming av en indre tetning for hermetisk forsegling toppen av plast- og glassbeholdere . Denne forseglingsprosessen finner sted etter at beholderen er fylt og lukket.

En induksjon forseglet indre tetning

Forseglingsprosess

Automatisk vannløs induksjonsforsegler
En induksjonsforsegler med transportør

Lukkingen leveres til tapperen med en foring av aluminiumsfolie som allerede er satt inn. Selv om det er forskjellige foringer å velge mellom, er en typisk induksjonsforing flere lag. Det øverste laget er et papirmassen som er stort sett punktlimes til hetten. Det neste laget er voks som brukes til å binde et lag aluminiumsfolie til massen. Bunnlaget er en polymerfilm laminert på folien. Etter at hetten eller lukkingen er påført, passerer beholderen under en induksjonsspole , som avgir et oscillerende elektromagnetisk felt . Når beholderen passerer under induksjonsspolen (tetningshodet) begynner den ledende aluminiumsfolieforen å varme opp på grunn av virvelstrømmer . Varmen smelter voksen, som absorberes i massen og frigjør folien fra hetten. Polymerfilmen varmer og strømmer også på beholderens leppe. Når den er avkjølt, danner polymeren en binding med beholderen som resulterer i et hermetisk forseglet produkt. Verken beholderen eller innholdet påvirkes negativt, og varmen som genereres skader ikke innholdet.

Det er mulig å overopphete folien og forårsake skade på tetningslaget og på eventuelle beskyttelsesbarrierer. Dette kan resultere i defekte tetninger, selv uker etter den første forseglingsprosessen, så riktig dimensjonering av induksjonstetningen er avgjørende for å bestemme det nøyaktige systemet som er nødvendig for å kjøre et bestemt produkt.

Tetting kan utføres enten med en håndholdt enhet eller på et transportbånd.

En nyere utvikling (som passer bedre for et lite antall applikasjoner) gjør det mulig å bruke induksjonstetning for å påføre en folietetning på en beholder uten at det er nødvendig å lukke. I dette tilfellet leveres folie på forhånd eller i en rulle. Når den leveres i en spole, blir den stanset og overført til beholderhalsen. Når folien er på plass, presses den ned av tetningshodet, induksjonssyklusen aktiveres og tetningen bindes til beholderen. Denne prosessen er kjent som direkte påføring eller noen ganger "capless" induksjonstetning.

Årsaker til at induksjonsforsegling kan være nyttig

En håndholdt induksjonsforsegler

Det er en rekke årsaker til at selskaper velger å bruke induksjonsforsegling:

  • Tamper bevis
  • Lekkasjeforebygging
  • Opprettholdelse av friskhet
  • Beskyttelse mot pakkeflyging
  • Bærekraft
  • Produksjonshastighet

Tamper bevis

I henhold til amerikanske Food and Drug Administration (FDA) forskrifter angående sabotasjebestandig emballasje , må farmasøytiske emballasjer finne måter å overholde dem på som beskrevet i kap. 450.500 krav til sabotasjebestandig emballasje for visse reseptfrie (OTC) humanmedisinprodukter (CPG 7132a.17).

Induksjonsforseglingssystemer oppfyller eller overgår disse offentlige forskriftene. Som det fremgår av avsnitt 6 i Emballasjesystemer:

“... 6. FORHOLDER MUNN INNE TETNINGER. Papir, termisk plast, plastfilm, folie eller en kombinasjon derav er forseglet til munnen av en beholder (f.eks. Flaske) under lokket. Tetningen må rives eller brytes for å åpne beholderen og fjerne produktet. Forseglingen kan ikke fjernes og påføres på nytt uten å etterlate synlige tegn på innreise. Tetninger påført ved varmeinduksjon på plastbeholdere ser ut til å tilby en høyere grad av manipulasjonsmotstand enn de som er avhengige av et lim for å skape bindingen ... "

Lekkasjeforebygging/beskyttelse

En vanlig applikasjon for flate forseglingshoder er å tette beholdere i næringsmiddel- og drikkevareindustrien for å forhindre lekkasjer og forlenge holdbarheten.

Noen rederier krever at flytende kjemiske produkter forsegles før forsendelse for å forhindre at farlige kjemikalier søl på andre forsendelser.

Friskhet

Induksjonsforsegling hindrer uønskede forurensninger i å trenge inn i matvarer, og kan bidra til å forlenge holdbarheten til visse produkter.

Pilferage beskyttelse

Induksjonsforseglede beholdere bidrar til å forhindre at produktet brytes inn ved å etterlate en merkbar rest på plastbeholdere fra selve foringen. Farmasøytiske selskaper kjøper foringer som med vilje vil legge igjen foringsfilm/folierester på flasker. Næringsmiddelfirmaer som bruker induksjonstetninger vil ikke ha foringsrester, da det potensielt kan forstyrre selve produktet ved utlevering. De på sin side varslet produktet om at det har blitt induksjonsforseglet for å beskytte dem; For å gi forbrukeren beskjed om at den var forseglet når den forlot fabrikken, bør de sjekke om den er intakt før den brukes.

Bærekraft

I noen applikasjoner kan induksjonsforsegling anses å bidra til bærekraftsmål ved å tillate lavere flaskevekter ettersom pakningen er avhengig av tilstedeværelsen av en induksjonsfolietetning for sin sikkerhet, snarere enn en mekanisk sterk flaskehals og lukking.

Induksjonsoppvarmingsanalyse

Noen produsenter har produsert enheter som kan overvåke magnetfeltstyrken som er tilstede på induksjonshodet (enten direkte eller indirekte via mekanismer som opptaksspoler), og dynamisk forutsi varmeeffekten i folien. Slike enheter gir kvantifiserbare data etter sveising i et produksjonsmiljø der ensartethet-spesielt i parametere som folie avskallingsstyrke, er viktig. Analysatorer kan være bærbare eller designet for å fungere sammen med transportbåndsystemer.

Høyhastighets effektanalyse teknikker (Spenning og strøm måling i nær sanntid) kan brukes til å fange opp strømtilførsel fra strømnettet til generator eller generator til hode for å beregne energi levert til folien og den statistiske profilen til den prosessen. Siden foliens termiske kapasitet vanligvis er statisk, kan informasjon som sann effekt, tilsynelatende effekt og effektfaktor brukes til å forutsi oppvarming av folie med god relevans for endelige sveiseparametere og på en dynamisk måte.

Mange andre derivatparametere kan beregnes for hver sveis, noe som gir tillit til et produksjonsmiljø som er spesielt vanskeligere å oppnå i ledningsoverføringssystemer, hvor analyse, hvis den er tilstede generelt er etter sveising som en relativt stor termisk masse av varme- og ledningselementer kombinert svekke rask temperaturendring. Induktiv oppvarming med kvantitativ tilbakemelding som den som tilbys av effektanalyseteknikker gir videre mulighet for dynamiske justeringer i energileveringsprofilen til målet. Dette åpner muligheten for feed-forward systemer der induksjonsgeneratoregenskapene justeres i nær sanntid etter hvert som oppvarmingsprosessen fortsetter, noe som gir mulighet for et spesifikt varmeprofilspor og påfølgende tilbakemelding om samsvar-noe som vanligvis ikke er praktisk for ledningsoppvarmingsprosesser.

Fordeler med induksjon vs. ledningstetning

Ledningstetning krever en hard metallplate for å få perfekt kontakt med beholderen som forsegles. Ledningstetningssystemer forsinker produksjonstiden på grunn av nødvendig systemoppvarmingstid. De har også komplekse temperatursensorer og varmeovner.

I motsetning til ledningstetningssystemer, krever induksjonsforseglingssystemer svært lite strømressurser, leverer umiddelbar oppstartstid og har et tetningshodet som kan tilpasses "ut av spesifikasjon" beholdere ved forsegling.

Induksjonsforsegling gir også fordeler ved forsegling til glass: Ved hjelp av en ledningsforsegler for å forsegle en enkel foliestruktur til glass gir ingen toleranse eller komprimerbarhet for å muliggjøre uregelmessigheter i glassoverflaten. Med en induksjonsforsegler kan kontaktflaten være av et komprimerbart materiale, noe som sikrer en perfekt binding hver gang

En rekke produkter som bruker induksjonsforsegling

Historie

Induction Sealing oppfinner Jack Palmer (ca 1995)
  • 1957-1958 - Originalt konsept og metode for induksjonsforsegling er unnfanget og bevist av Jack Palmer (en prosessingeniør på den tiden for FR Corporation - Bronx, NY) som et middel til å løse væskelekkasje fra polyetylenflasker under forsendelse
  • 1960 - US patent 2 937 481 tildeles Jack Palmer, der konseptet og prosessen med induksjonsforsegling blir offentliggjort
  • Midt på 1960 -tallet - Induksjonsforsegling brukes over hele verden
  • 1973 - Første solid state cap sealer introdusert
  • 1982 - Chicago Tylenol -drap
  • 1983-Første transistoriserte luftkjølte strømforsyning for tetting av induksjonshett
  • 1985 - Universal coil -teknologi debuterte
  • 1992 -Vannkjølt, IGBT -basert forsegler introdusert
  • 1997 - Waterless cap sealers introdusert (halv størrelse og relativt vedlikeholdsfritt)
  • 2004 - 6 kW system introdusert

Referanser

Videre lesning

Eksterne linker