Паровой или воздушный термотуннель: что выбрать

Когда производство переходит от ручной усадки к термотуннелю, почти сразу возникает вопрос: какой туннель выбрать — воздушный или паровой? Продавцы оборудования нередко рекомендуют тот тип, который есть у них в каталоге, а в отраслевых обсуждениях можно встретить и безусловных сторонников пара, и тех, кто считает его ненужным усложнением.

На самом деле оба типа туннелей хороши, но для разных задач. Паровой туннель даёт очень равномерную усадку и незаменим для полноформатных этикеток на бутылках сложной формы. Воздушный проще в установке и обслуживании и прекрасно справляется с колпачками и лентами на горловину. Ошибка в выборе оборачивается либо лишними затратами на инфраструктуру пара, либо браком на сложной таре.

В этой статье разберём, как работают паровые и воздушные туннели, чем они отличаются по качеству усадки, какой упаковке подходят, что нужно для их установки и обслуживания, сколько они потребляют ресурсов, и как выбрать туннель для термоусадочных колпачков.

Как работает воздушный термотуннель

Воздушный туннель — камера, в которой электрические нагреватели нагревают воздух, а вентиляторы направляют его на продукцию через сопла или решётки. Продукция проходит через камеру на конвейере, и горячий воздух передаёт тепло плёнке.

Особенности нагрева воздухом

• Сухой процесс. Продукция выходит из туннеля сухой, этикетки и упаковка не намокают.
• Высокая температура воздуха. Воздух плохо передаёт тепло, поэтому его нагревают значительно выше температуры усадки плёнки.
• Направленный нагрев. Сопла можно сфокусировать на нужной зоне — например, только на горловине.
• Равномерность зависит от конструкции. Воздух охлаждается, отдавая тепло, и нагрев на сложной форме может быть неравномерным.

Как работает паровой термотуннель

В паровом туннеле продукция проходит через камеру, в которую подаётся пар от парогенератора. Пар конденсируется на холодной поверхности плёнки и отдаёт ей тепло конденсации.

Особенности нагрева паром

• Очень равномерная передача тепла. Пар конденсируется на всей поверхности плёнки одновременно, и нагрев почти не зависит от формы тары.
• Мягкая температура. Температура пара около 100 °C, поэтому риск перегрева плёнки и прожогов значительно ниже, чем у горячего воздуха.
• Эффективная теплопередача. Конденсация отдаёт много тепла, и плёнка прогревается быстро при сравнительно невысокой температуре.
• Влажный процесс. На продукции остаётся конденсат, поэтому после туннеля обычно нужна сушка.

Инфракрасные туннели

Кроме воздушных и паровых существуют инфракрасные туннели, где тепло передаётся излучением от ИК-излучателей. Они быстро нагревают поверхность плёнки, но чувствительны к её цвету: тёмные и прозрачные плёнки прогреваются по-разному, а металлизированные отражают излучение. Для колпачков такие туннели применяют реже, чем воздушные, и чаще в комбинации с горячим воздухом.

Сравнение парового и воздушного туннеля

Какая упаковка лучше садится в паровом туннеле

• Полноформатные этикетки-рукава на бутылках сложной формы: с талией, рёбрами, выпуклостями. Пар обеспечивает равномерную усадку по всей высоте без складок.
• Этикетки с плотной многоцветной печатью, где важно минимальное искажение изображения.
• Плёнки с резкой усадкой, например на основе ПЭТ, которые чувствительны к неравномерному нагреву горячим воздухом.
• Продукция на линиях с высокой скоростью, где нужна быстрая и одинаковая усадка большого количества этикеток.

Какая упаковка лучше садится в воздушном туннеле

• Термоусадочные колпачки на горловину. Зона усадки небольшая, её легко прогреть направленным потоком.
• Ленты контроля вскрытия на стыке крышки и горловины.
• Продукция с бумажными этикетками, которые нельзя мочить.
• Упаковка в картонной таре и групповая упаковка, где влага недопустима.
• Производства без паровой инфраструктуры, где подвод воды и пара потребует значительных вложений.

Что нужно для установки парового туннеля

Паровой туннель — это не одна машина, а небольшой участок с инфраструктурой.

1. Парогенератор нужной производительности — электрический или работающий на другом виде топлива.
2. Подвод воды для парогенератора.
3. Водоподготовка. Жёсткая вода образует накипь в парогенераторе и трубопроводах, поэтому воду умягчают или используют фильтрацию.
4. Отвод конденсата из камеры туннеля.
5. Вытяжка для удаления пара из помещения, иначе в цехе растёт влажность, а на оборудовании оседает конденсат.
6. Сушка после туннеля — обычно воздушные ножи или обдув, которые удаляют капли с тары.
7. Коррозионностойкие материалы конструкции и конвейера.

Что нужно для установки воздушного туннеля

1. Электропитание достаточной мощности.
2. Место на линии с учётом длины туннеля и участков до и после него.
3. Вентиляция для отвода тепла из помещения.
4. Согласование высоты и скорости конвейера с линией розлива.

Воздушный туннель заметно проще в установке, поэтому для колпачков и лент он выбирается чаще.

Затраты и эксплуатация

Воздушный туннель

• основная статья расходов — электроэнергия на нагреватели и вентиляторы;
• обслуживание — чистка сопел и решёток, проверка нагревателей и вентиляторов;
• быстрый пуск и остановка.

Паровой туннель

• затраты на производство пара и воду;
• водоподготовка и расходные материалы для неё;
• обслуживание парогенератора, удаление накипи, контроль коррозии;
• энергия на сушку продукции после туннеля;
• более длительный выход на режим, если парогенератор запускается с нуля.

Сравнивать затраты стоит не только по цене оборудования, но и по стоимости эксплуатации и по доле брака, которую даёт каждый тип туннеля на вашей упаковке.

Термоусадочные колпачки: воздух или пар?

Для термоусадочных колпачков из ПВХ и ПЭТ в большинстве случаев достаточно воздушного туннеля с соплами, направленными на горловину.

• Зона усадки небольшая и расположена в одном месте — на горловине.
• Колпачки из ПВХ садятся плавно и хорошо переносят горячий воздух.
• Бумажные этикетки на бутылках не намокают.
• Не нужна паровая инфраструктура.

Паровой туннель для колпачков имеет смысл, если на линии уже есть паровой туннель для полноформатных этикеток: колпачок и этикетка могут садиться за один проход. Также пар полезен для колпачков из ПЭТ с резкой усадкой на горловинах сложной формы, где горячий воздух даёт неравномерную посадку.

Про устройство и настройку туннеля для колпачков — в статье «Термофен или термотуннель: чем усаживать колпачки».

Как выбрать тип туннеля: схема

Как проверить выбор до покупки

1. Подготовьте образцы тары с этикетками и колпачками в том виде, в каком они пойдут на линию.
2. Попросите пробную усадку у поставщиков оборудования обоих типов.
3. Сравните результат: равномерность, складки, искажение печати, состояние бумажных этикеток.
4. Оцените производительность при скорости вашей линии.
5. Посчитайте инфраструктуру и эксплуатацию, а не только цену туннеля.
6. Уточните обслуживание и доступность сервиса.

Настройка парового туннеля

Паровой туннель настраивают по другим параметрам, чем воздушный. Температура пара почти постоянна, поэтому регулируют в основном количество и распределение пара и время нахождения продукции в камере.

• Подача пара. Количество пара, которое поступает в камеру. Недостаток пара даёт неполную усадку, избыток — лишний расход и конденсат на продукции.
• Распределители пара. Трубки или сопла, через которые пар подаётся к таре. Их положение и направление определяют, какая зона прогреется сильнее.
• Скорость конвейера. Время нахождения в камере. Паровой туннель быстро передаёт тепло, поэтому даже небольшое изменение скорости заметно влияет на результат.
• Зоны камеры. Во многих туннелях камера разделена на зоны, и подачу пара в каждой можно регулировать отдельно — например, сильнее в зоне горловины и слабее в зоне корпуса.
• Сушка на выходе. Сила и направление воздушных ножей, которые сдувают конденсат.

Типичные проблемы паровых и воздушных туннелей

Колпачки и этикетки на одной линии

На многих линиях розлива бутылка получает и полноформатную этикетку, и колпачок на горловину. Тогда важно решить, усаживать их вместе или раздельно.

• Один паровой туннель. Колпачок и этикетка садятся за один проход. Подходит, если оба материала хорошо переносят пар и режим устраивает и этикетку, и колпачок.
• Паровой туннель для этикетки и воздушный для колпачка. Позволяет подобрать оптимальный режим для каждого элемента. Требует больше места и оборудования.
• Воздушный туннель для колпачка до этикетирования. Колпачок усаживают сразу после укупорки, а этикетку наносят позже. Удобно, если этикетка бумажная.

При совмещённой усадке режим подбирают по самому требовательному элементу — обычно по этикетке — и проверяют, что колпачок при этом садится полностью и не перегревается.

Техника безопасности

• пар вызывает сильные ожоги — камеру парового туннеля не открывают во время работы;
• трубопроводы пара и парогенератор обслуживает обученный персонал;
• пол у парового туннеля может быть мокрым — нужны нескользкие покрытия и отвод воды;
• воздушный туннель горячий снаружи и внутри — не касайтесь камеры и сопел во время работы;
• оба типа туннелей требуют вентиляции помещения.

Частые ошибки

• Паровой туннель для одних только колпачков без реальной необходимости — лишние затраты на воду, пар и сушку.
• Воздушный туннель для сложных полноформатных этикеток — складки и искажение печати.
• Паровой туннель без водоподготовки — накипь и частые остановки.
• Нет сушки после пара — мокрые бутылки, отклеивающиеся бумажные этикетки, проблемы при упаковке в коробки.
• Выбор без пробной усадки на своей таре.

Частые вопросы

Можно ли в паровом туннеле усаживать колпачки на бутылках с бумажной этикеткой?

Можно, если этикетка влагостойкая или защищена, а после туннеля есть эффективная сушка. Обычные бумажные этикетки от пара могут намокнуть и деформироваться, поэтому для таких бутылок чаще выбирают воздушный туннель.

Паровой туннель быстрее воздушного?

За счёт эффективной теплопередачи пар прогревает плёнку быстро и равномерно, поэтому паровые туннели хорошо работают на скоростных линиях. Но итоговая скорость зависит от конструкции туннеля, длины камеры и вида упаковки, а не только от типа нагрева.

Нужен ли паровой туннель для колпачков из ПЭТ?

Не обязательно. Колпачки из ПЭТ садятся и в воздушном туннеле при точной настройке режима. Пар стоит рассматривать, если на сложной горловине горячий воздух даёт неравномерную посадку.

Что проще в обслуживании?

Воздушный туннель: у него нет парогенератора, водоподготовки и проблем с накипью и коррозией.

Коротко о главном

• Воздушный туннель нагревает плёнку горячим воздухом, паровой — конденсацией пара.
• Пар даёт очень равномерную усадку с низким риском перегрева, но продукция выходит влажной и требует сушки.
• Паровой туннель нужен прежде всего для полноформатных этикеток на таре сложной формы.
• Для термоусадочных колпачков и лент на горловину обычно достаточно воздушного туннеля с направленными соплами.
• Паровой туннель требует парогенератора, воды, водоподготовки, отвода конденсата, вытяжки и сушки.
• Выбор делают по пробной усадке на своей таре и с учётом стоимости эксплуатации.

Читайте также: Как усадить термоусадку без термофена, Термофен или термотуннель.