Dunia sedang beralih dari-plastik sekali pakai. Hal ini telah mengubah industri sedotan dalam waktu kurang dari sepuluh tahun. Peraturan menjadi lebih ketat di Eropa, Amerika Utara, dan sebagian Asia. Jadi produsen harus bekerja cepat untuk mengubah lini produksinya. Hasilnya adalah seperangkat mesin khusus yang mengubah kertas gulung menjadi sedotan minuman yang kuat dan berfungsi. Di antara mesin-mesin tersebut, adalahmesin pembuat sedotan kertas bevelmempunyai tempat khusus tersendiri. Ini bukan karena cara sedotan itu terbentuk. Itu karena cara jerami dipotong.
Yang Membedakan Mesin Pembuat Sedotan Kertas Bevel
Kebanyakan mesin sedotan kertas menghasilkan-sedotan yang dipotong lurus. Tabung dililit, direkatkan, dan diiris tegak lurus sumbunya. Ini berfungsi dengan baik untuk air mancur soda dan toko milkshake, tetapi tidak cocok untuk kotak jus, minuman kantong, dan wadah minuman tertutup. Ujung potongan-yang lurus dapat terlepas dari titik tusukan. Itu bisa dilipat. Ini bisa gagal menembus lapisan laminasi atau film plastik yang menyegel kemasan jus.
Mesin Pembuat Sedotan Kertas Bevel mengatasi masalah ini dengan memotong sedotan secara miring. Kemiringan tersebut menghasilkan ujung yang lancip-tidak cukup tajam sehingga berbahaya, namun cukup meruncing untuk memusatkan gaya pada satu titik. Hal ini mengubah sedotan menjadi alat penusuk yang fungsional. Prinsip yang sama membuat pensil yang diasah lebih mudah untuk menulis dibandingkan dengan pensil yang tumpul.
Alur Kerja Produksi dalam Praktek
Proses-pemotongan miring berada di akhir rantai produksi yang lebih panjang. Untuk memahami peran mesin, ada baiknya menelusuri urutan lengkap dari bahan mentah hingga produk jadi.
Langkah 1: Pelepasan Kertas dan Formasi Lapis
Produksi dimulai dengan gulungan kertas. Biasanya ini terdiri dari tiga-konstruksi lapisan: lapisan dalam, lapisan tengah, dan lapisan luar. Setiap lapis dapat menggunakan kualitas kertas yang berbeda. Lapisan bagian dalam, yang bersentuhan dengan minuman, biasanya terbuat-kertas kraft atau sulfit food grade. Lapisan luar memiliki desain cetak-logo, pola, atau warna merek.
Kertas melewati dudukan pelepas dan dimasukkan ke dalam stasiun perekatan. Perekat berbahan dasar air, biasanya pati yang dimodifikasi atau formulasi berbahan dasar alginat, diterapkan dalam pola yang terkontrol. Perekat harus membasahi permukaan kertas tanpa meresap. Standar TAPPI untuk penetrasi perekat berbasis air-pada substrat berserat memberikan titik referensi yang berguna tentang mengapa hal ini penting-terlalu banyak penetrasi akan melemahkan ikatan; terlalu sedikit menghasilkan sedotan yang mengelupas dalam cairan.
Langkah 2: Gulungan Spiral
Kertas yang dilapisi-memasuki mandrel yang berliku. Ini adalah poros logam-biasanya baja tahan karat, sering kali permukaannya dipoles atau dilapisi untuk mencegah adhesi. Kertas tersebut dililitkan pada mandrel dengan pola spiral. Sudut belitan menentukan ketebalan dinding sedotan dan kepadatan strukturnya.
Proses penggulungan spiral telah banyak dipelajari dalam makalah pembuatan tabung komposit. Studi di Composites Part A dan jurnal serupa lainnya telah mengamati bagaimana sudut belitan, tegangan, dan kecepatan pengawetan lem bekerja sama. Dan hal-hal ini menentukan seberapa kuat tabung akhirnya. Meskipun penelitian tersebut berfokus pada komposit tingkat lanjut, mekanika yang mendasarinya-ketegangan-penempatan filamen terkontrol dan konsolidasi perekat-secara langsung relevan dengan penggulungan sedotan kertas.
Langkah 3: Mengeringkan dan Menyembuhkan
Sekali dililit, tabungnya belum stabil. Perekatnya masih aktif. Mandrel-yang berisi jerami melewati bagian pengeringan. Pada jalur-kecepatan tinggi, ini dapat berupa-terowongan udara panas atau bagian pemanas inframerah. Tujuannya adalah untuk membuat perekat mencapai hasil akhir tanpa-mengeringkan kertas secara berlebihan. Kertas-yang terlalu kering menjadi rapuh; perekat yang kurang-dikeraskan menghasilkan sedotan yang melunak dalam beberapa menit setelah terkena cairan.
Mesin Pembuat Jerami Kertas Bevel dapat mengintegrasikan langkah pengeringan ini atau mungkin menerima tabung yang sudah dikeringkan sebelumnya dari mesin penggulungan hulu. Konfigurasinya bergantung pada apakah pemotong bevel merupakan unit yang berdiri sendiri atau bagian dari gabungan garis belitan-dan-pemotongan.
Langkah 4: Potongan Bevel
Ini adalah operasi yang menentukan. Tabung jerami kering dimasukkan ke dalam stasiun pemotongan. Berbeda dengan mesin potong lurus-yang menggunakan guillotine sederhana atau pisau putar yang tegak lurus terhadap sumbu tabung, stasiun pemotongan bevel dibuat miring.
Pisau pemotong-biasanya berupa pisau putar berkecepatan tinggi atau guillotine bersudut yang dikontrol servo-mengiris tabung pada sudut tertentu. Sudut kemiringan yang umum berkisar antara 15 hingga 45 derajat, tergantung pada tujuan penggunaan. Sudut yang lebih curam menghasilkan ujung yang lebih tajam namun mengurangi-integritas penampang dinding jerami di tepi potongan. Sudut yang lebih dangkal mempertahankan lebih banyak struktur dinding tetapi menghasilkan ujung penusuk yang kurang efektif.
Potongannya harus bersih. Tepi kertas yang sobek atau hancur pada bagian bevel akan merusak cara kerja sedotan dan tampilannya. Jadi perancang mesin memperbaikinya dengan beberapa cara. Mereka memilih bahan bilah yang tepat (seringkali baja perkakas keras atau tungsten karbida). Mereka menggunakan rencana untuk menjaga agar bilahnya tetap tajam. Dan mereka menjepit sedotan dengan erat selama pemotongan.
Langkah 5: Hapus-mandrel dan Koleksi
Setelah dipotong, sedotan harus dikeluarkan dari mandrel. Dalam beberapa desain, mandrel adalah poros tetap dan sedotan didorong oleh sistem ejeksi pneumatik atau mekanis. Di negara lain, mandrel itu sendiri adalah mandrel yang bisa ditarik-sekumpulan elemen tersegmentasi yang roboh ke dalam untuk melepaskan sedotan.
Sedotan yang dikeluarkan dikumpulkan, biasanya melalui saluran ke tempat pengumpulan atau ke konveyor untuk pengemasan hilir.
Pertimbangan Teknis dalam Desain Mesin
Beberapa parameter desain menentukan apakah mesin pembuat sedotan kertas bevel akan bekerja dengan andal dalam produksi.
Presisi sudut pemotongan. Sudut kemiringan harus konsisten di setiap sedotan dalam proses produksi. Sudut yang tidak konsisten menghasilkan sedotan yang menusuk secara tidak konsisten-ada yang akan menusuk kotak jus dengan sempurna, ada pula yang akan tergelincir dari permukaan. Stasiun pemotongan yang dikontrol servo kini umum digunakan pada mesin kelas atas karena memungkinkan penyesuaian sudut yang tepat tanpa konfigurasi ulang mekanis.
Kehidupan dan pemeliharaan blade. Memotong kertas bersifat abrasif. Bahkan dengan-bahan pisau berkualitas tinggi, degradasi tepi tetap terjadi. Beberapa alat berat dilengkapi pengindeksan blade otomatis atau sistem pemberitahuan penggantian. Yang lain bergantung pada jadwal operator. Perbedaannya terlihat pada konsistensi kualitas produk dalam jangka waktu produksi yang lama.
Throughput dan sinkronisasi. Pemotongan miring sering kali merupakan-langkah yang membatasi laju produksi jerami. Berliku bisa cepat; pengeringan bisa diparalelkan; namun pemotongan-terutama pemotongan miring yang memerlukan penempatan sedotan yang tepat-dapat menjadi hambatan. Mesin modern mengatasi hal ini dengan kepala pemotongan multi-stasiun yang berputar mengikuti umpan jerami, sehingga memungkinkan pemotongan terus menerus, bukan terputus-putus.
Kompatibilitas bahan. Tidak semua kertas berperilaku sama pada potongan miring. Kertas dengan kandungan serat-pendek yang tinggi (seperti kertas yang didominasi oleh pulp kayu putih) dapat hancur dengan cara yang berbeda dibandingkan kertas kraft kayu lunak-berserat panjang. Pengaturan mesin yang sesuai untuk satu jenis kertas mungkin menghasilkan sobekan pada jenis kertas lainnya. Inilah salah satu alasan mengapa uji coba produksi merupakan praktik standar ketika memenuhi syarat pemasok kertas baru.
Konteks yang Lebih Luas: Kinerja dan Persepsi
Sedotan kertas miring berada di titik persimpangan antara fungsionalitas dan penerimaan konsumen. Sedotan kertas-yang dipotong lurus secara fungsional memadai untuk banyak aplikasi, namun tidak mereproduksi pengalaman pengguna seperti sedotan plastik yang menembus wadah tertutup. Tip bevel mengembalikan pengalaman itu.
Penelitian mengenai penerimaan konsumen terhadap sedotan kertas telah mengidentifikasi beberapa keluhan yang berulang: rasa di mulut (rasa atau tekstur kertas), kegagalan struktural (sedotan runtuh atau terkelupas), dan keterbatasan fungsional (ketidakmampuan untuk menembus wadah tertutup). Sedotan-yang dipotong miring menangani sepertiganya secara langsung. Hal ini tidak dengan sendirinya menyelesaikan dua masalah pertama-yang memerlukan kemajuan dalam formulasi kertas, bahan kimia perekat, dan kepadatan belitan.
Studi penilaian siklus hidup (LCA) terhadap sedotan, termasuk yang membandingkan kertas dengan bioplastik PLA dan polipropilena, secara konsisten menemukan bahwa kinerja lingkungan dari sedotan sangat bergantung pada asumsi-masa-masa pakainya. Sedotan kertas yang tidak dikomposkan atau didaur ulang menawarkan keuntungan terbatas dibandingkan sedotan plastik yang dibakar dengan pemulihan energi. Mekanisme pemotongan adalah komponen dalam sistem yang lebih besar ini-memungkinkan format produk, namun manfaat lingkungan bergantung pada apa yang terjadi setelah jerami meninggalkan jalur produksi.
Aplikasi dan Segmen Pasar
Sedotan kertas-yang dipotong miring paling sering dikaitkan dengan kotak jus dan minuman kantong. Format ini merupakan standar di pasar Eropa, di mana tekanan peraturan terhadap plastik sekali pakai meningkat lebih awal dibandingkan di banyak wilayah lainnya. Di Amerika Utara, format ini mendapat perhatian ketika merek layanan makanan besar beralih dari sedotan plastik sebagai respons terhadap tekanan konsumen dan peraturan kota.
Selain kemasan minuman, sedotan-yang dipotong miring muncul dalam konteks pasokan medis dan laboratorium, dengan ujung yang runcing berguna untuk mengakses wadah sampel yang tertutup rapat. Substrat kertas kompatibel dengan skema sertifikasi kemampuan kompos (seperti EN 13432 di Eropa atau ASTM D6400 di Amerika Serikat), yang relevan bagi lembaga dengan persyaratan pengadaan keberlanjutan yang diformalkan.
Referensi
- Tekan TAPPI. Metode Berguna TAPPI: Perekat dan Kekuatan Ikatan pada Substrat Berbasis-Serat. Standar TAPPI, Atlanta, GA.
- Komite Standardisasi Eropa. EN 13432: Persyaratan Kemasan yang Dapat Dipulihkan Melalui Pengomposan dan Biodegradasi. CEN, Brussel, 2000.
- ASTM Internasional. ASTM D6400: Spesifikasi Standar Pelabelan Plastik yang Dirancang untuk Dikomposkan Secara Aerobik di Fasilitas Kota atau Industri. ASTM, Conshohocken Barat, PA.
- Sjöström, E. Kimia Kayu: Dasar-Dasar dan Aplikasi. 2Edisi ke-nd. Academic Press, San Diego, 1993. (Bab tentang struktur kertas dan ikatan serat relevan dengan integritas dinding jerami.)
- Mangalam, AS, dkk. "Efek orientasi serat pada tabung komposit luka di bawah kompresi aksial." Komposit Bagian A: Sains Terapan dan Manufaktur, Vol. 40, Edisi 7, 2009, hal. 1142–1152. (Mekanika belitan relevan dengan pembentukan tabung jerami.)
- Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat. Manajemen Bahan Berkelanjutan: Barang Tidak Tahan Lama, Termasuk Kemasan. EPA, Washington, DC.
- Komisi Eropa. Directive (EU) 2019/904 tentang Pengurangan Dampak Produk Plastik Tertentu terhadap Lingkungan. Jurnal Resmi Uni Eropa, 2019.