KURZUS: Csomagolás

MODUL: I. modul: A csomagolástechnika és a csomagolástervezés alapjai

3. lecke: Egységrakományok tervezése

Cél: A tananyag célja, hogy a hallgató ismerje meg az egységrakományok tervezéséhez és összeállításához szükséges folyamatokat. Legyen tisztában az ehhez felhasználható anyagokkal, csomagolóeszközökkel és más segédanyagokkal.

A lecke megtanulása után Ön képes lesz egy tervezési feladat során meghatározni, hogy adott igénybevételű szállítás sikeres végrehajtásához milyen lehetőségei vannak az egységrakomány összeállításával kapcsolatban.

Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha képes

  • adott listából kiválasztani a fa, papír, fém és a műanyag rakodólap jellemzőit,
  • adott állításokról eldönteni, hogy az egységrakományok kihasználásának jelentős hatásfok növekedését okozza-e,
  • ábra alapján megnevezni az egységrakomány rögzítését segítő eszközöket,
  • adott listából kiválasztani a pántszalag jellemzőit,
  • meghatározni a hullámpapírlemez ECT értékét ismert szállítási adatok esetén,
  • megkülönböztetni a zsugor-, illetve nyújtható fóliázással rögzített egységrakományt.

Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 80 percre lesz szüksége.

Kulcsfogalmak

  • egységrakomány,
  • rakodólap,
  • élvédő,
  • pántszalag,
  • zsugorfólia,
  • stretch fólia (nyújtható fólia).
1. Az egységrakomány fogalma, jelentősége

Az egységrakomány csomagolt vagy csomagolatlan termékekből, segédeszközök (pl. rakodó lap, zsugorfólia) felhasználásával vagy anélkül képzett és gépesített kezelésre alkalmas szállítási, rakodási, mozgatási, tárolási egység. Célja a termékek egységbe fogása, ami által egyrészt nagyobb védelmet nyújt a rakodási, szállítási és tárolási műveletek során, valamint segíti az utóbbi folyamatok könnyebb és gyorsabb végrehajtását. Gondoljunk bele, mennyivel egyszerűbb, gyorsabb és biztonságosabb például egy darab, 500 kilogrammos egységrakományt a megfelelő eszközökkel elszállítani, mint 500 darab, egy kilogrammos dobozt. Ahogy a definícióban is olvashatta, különböző segédeszközöket használnak fel az egységrakományok képzéséhez. Ezek közül a legfontosabb a rakodólap, vagy más néven paletta.

2. Rakodólap

A rakodólapok a szállítóeszközök, például a nyerges szerelvények méretéhez igazodva szabályos méretűek. A legelterjedtebb, ún. EUR paletta 1200 mm hosszú, 800 mm széles és 144 mm magas. Szintén szabványos méret még az 1000 x 1200 mm-es alapterület, de léteznek 600 x 800 mm-es, valamint egyéb egyedi raklapok is.

A rakodólapokat anyaguk szerint az alábbi módon tudjuk megkülönböztetni:

  • fa
  • műanyag
  • papír
  • fém
Különböző anyagú rakodólapok (fa, műanyag, papír, fém)
1. ábra

Jegyezze meg a fa rakodólap jellemzőit!

Ezek közül a legelterjedtebbek a fából készült rakodólapok. A felhasznált alapanyag és a gyártás minőségétől függően ára tág határok között mozoghat. Létezik egyszer felhasználható, ún. egyutas raklap, valamint többször felhasználható (többutas) raklap. Anyagából adódóan az ISPM 15 szabvány szerint kezelni kell. Ez a szabvány akadályozza meg a fában élő, különböző kártevők nemzetközi szállítások által való elterjedését. A kezelést a raklapon feltüntetett IPPC jelölés bizonyítja (1. ábra).

ISPM 15 szabvány szerint kezelt rakodólap jelölési útmutatója
2. ábra

Jegyezze meg az Inka paletta jellemzőit!

Itt említést érdemel még az Inka raklap (3. ábra). Ez egy főként faforgácsból készült, alacsony tömegű raklap. Fertőzésmentes, külön hőkezelést nem igényel. Gyártása magas hőmérsékleten, formapréssel történik.

Inka paletta
3. ábra

Jegyezze meg a fém és a műanyag paletták jellemzőit!

A szakemberek a jó minőségű, többutas fa rakodólapokat tartják a leginkább megtérülő befektetésnek az egységrakományt képző rakodólapok közül. Néhány iparág jellegéből adódóan azonban ezek nem használhatóak. Elsősorban a teljes tisztaságot igénylő gyárakban, például a gyógyszer- és élelmiszeriparban kerülik a használatukat. Itt általában fémből vagy műanyagból készült csomagolóeszközöket alkalmaznak. Ezeket könnyebb tisztán tartani, valamint nem kell olyan szennyeződésekkel számolni a gyártás során, mint például a faszálkák. Hátrányuk viszont a magasabb áruk, ezáltal a magasabb befektetési költség, a javítási lehetőség hiánya és a nagyobb tömeg.

Jegyezze meg a papír rakodólap jellemzőit!

Napjainkban az eddigiek mellett egyre jelentősebb a papír rakodólapok felhasználása. Jó minőségű, 5 vagy 7 rétegű hullámpapírból készülnek, tömegük emiatt jelentősen kisebb a más anyagból készült társaikhoz képest. Emellett olcsóbbak is, valamint további előnyük, hogy a papír környezetbarát anyag, könnyen újrahasznosítható. Hátránya azonban fa rakodólapok átlagos, 1500 kg-os teherbírásánál kisebb terhelhetőség, valamint a nedvesség, a hőmérséklet- és páraváltozás hatására bekövetkező nagymértékű szilárdságvesztés. Ezek az egységrakomány összeomlását, vagyis komoly árukárokat okozhatnak.

3. Az egységrakományok hatásfoka

A logisztikai folyamatok során, legyen az raktár vagy szállítóeszköz, mindig jól behatárolt dimenziók állnak rendelkezésre az árunk szállítására és tárolására. Ezeknek a bővítése, például egy nagyobb raktár bérlése vagy 1 helyett 2 nyerges szerelvénnyel történő szállítás komoly anyagi plusz terhet jelentene. Szintén plusz költséggel számolhatunk a további szükséges rakodólapok miatt és időveszteséggel a hosszabb rakodási és egységrakományképzési folyamatoknak köszönhetően. Ezért a rendelkezésünkre álló paletta helyeket minél nagyobb kihasználtsággal kell megtölteni a termékeinkkel. Ezt úgy tudjuk elérni, ha a gyűjtőcsomagolásokat a lehető legjobban, a raklap alapterületének minél nagyobb lefedésével, az üres helyek minimalizálásával rendezzük el. Egy általános segédletet láthat a 4. ábrán.

Gyűjtőcsomagolások elhelyezései a rakodólapon
4. ábra

A rajzokon 1-1 lehetséges elhelyezést láthat. Fehérrel jelölve a gyűjtőcsomagolásokat, feketével pedig az üres helyeket. A további sorokat lehet tenni közvetlenül ugyanígy, 90° vagy 180°-kal elforgatva, a dobozok méretétől és a termék jellegétől, tömegétől függően. Általános tervezési feltétel még, hogy az rakomány ne nyúljon túl a rakodólap szélein, vagy ha ez nem kerülhető el, akkor maximum 10 mm legyen a túlnyúlás.

Számítógépes programok használatával ezeket a tervezési műveleteket sokkal gyorsabban el tudjuk végezni. Néhány ilyen szoftver a teljesség igénye nélkül:

  • IRISPallOptimizer
  • Quick Pallet Maker
  • PalletStacking

Használatuk egyszerű, a felhasználói kézikönyvek alapján könnyen elsajátítható, kipróbálásukat mindenkinek javasoljuk.

Amennyiben visszaemlékszik az I. modul 2. leckében tanultakra, akkor eszébe juthat, hogy az ideális elhelyezés megtervezése már a gyűjtőcsomagolások megtervezése előtt, egészen pontosan a fogyasztói csomagolás vagy a termék kialakításánál megtörténik. Ennek a rendszerszemléletnek köszönhetően készíthető el egy olyan fogyasztói, majd gyűjtő csomagolás, amely kitűnő hatásfokkal helyezhető el a rakodólapra. Általában a következő tényezőket érdemes mérlegelni, hiszen sokszor jelentős hatásfok növekedés érhető el ezekkel:

  • a fogyasztói csomagolás méretei, tömege,
  • a fogyasztói csomagolás elhelyezési lehetőségei (pl. Melyik oldalán szállítható?),
  • minimálisan megváltoztatható méretek,
  • a gyűjtőcsomagolás mechanikai tulajdonságai (pl. teherbírás),
  • a szállító vagy tárolóeszköz belmagassága (A lehetséges halmazolási magasság és rétegszám miatt),
  • a rakományrögzítés módja (fóliázás, pántolás, élvédők),
  • anyagmozgatási rendszerek.

Jegyezze meg az egységrakományok kihasználásának jelentős hatásfok növekedését elősegítő tényezőket!

4. Az egységrakományok rögzítése

Jegyezze meg az egységrakományok rögzítése során alkalmazható eszközöket!

A szállítási és anyagmozgatási műveletek igénybevétele miatt az egységrakományokat rögzíteni kell a rakodólaphoz. Ennek a leggyakoribb formája a pántolás. A pántszalag általában műanyag (PP vagy PET), elvétve fém.

Egységrakomány rögzítése
5. ábra

Az élvédők alkalmazása kettős célt szolgálhat, ahogyan az 5. ábrán is látható. Az egységrakomány tetején elhelyezkedők a pántszalagok okozta sérülések (például a nagy szorítóerő miatt a dobozok beszakítása) ellen védenek. A függőlegesek a gyűjtőcsomagolások összefogását, egységben tartását segítik. Természetesen az előbbi, vízszintesen elhelyezett élvédők is szolgálják ezt a célt is. Megjegyzendő, hogy más rögzítési mód is alkalmazható, például lehet keresztirányban is pántszalagokat elhelyezni, ha a várható nagy igénybevételek miatt a stabilitás ezt kívánja meg. További lehetőség még a gyűjtőcsomagolások elmozdulásának elkerülésére súrlódás növelésének elérése például köztes papírlapokkal vagy papírtálcákkal. A pántszalagok kritikus tulajdonsága a nyúlása, hiszen ha veszít a szorítóerejéből, akkor az egységrakomány elmozdulhat a rakodólapon és így az anyagmozgatás során árukár keletkezhet. Ezért fontos megtalálni az optimumot az olcsóbb, regranulátumból készült és a drágább, nem újrahasználatból származó pántszalagok között. A 6. ábrán egy szállítási csomagolásvizsgálat után, az igénybevételek hatására fellazult szalagot láthat.

Laza pántszalag
6. ábra

Jegyezze meg a pántszalag jellemzőit!

Az 5. ábrán még egy rögzítési módot, a fóliázást vehette észre. Ennek 2 fajtáját különböztetjük meg:

  • zsugorfóliázás
  • stretch fóliázás (nyújtható fóliázás)

Előbbit egyre ritkábban használjuk a magasabb beruházási és energia költségei miatt. Napjainkban főként ott alkalmazzák, ahol nem szabályos, téglatesttől eltérő termékeket kell rögzíteni (7. ábra).

Zsugorfóliás egységrakományrögzítés
7. ábra

A művelet során a megemelt egységrakományra ráhúzzák az előre gyártott fóliát (zsugorsapkát). Ezután a raklap már leengedhető a padlóra. E művelet célja, hogy a raklap alsó részét is burkoljuk be a fóliával, vagyis valóban rögzítsük a rakodólaphoz a rakományunkat. Ezután hő hatására a fólia összezsugorítható, így rögzítve a rakományt.

A stretch fóliázás során szintén fontos, hogy a burkolást a rakodólaptól kezdjük, különben a rakomány rögzítése nem lesz megfelelő (8. ábra). Ideális esetben, 2 teljes átlapolást használunk, a raklap és rakomány találkozásától számítva minimum kb. 50 mm-el alacsonyabban kezdve a rögzítést, átlapolásokat alkalmazva.

Nyújtható fóliázás
8. ábra

A fólia anyagából adódóan szeretne visszaállni, az eredeti, nem nyújtott állapotába, így rögzítve a rakományunkat. Hátránya, hogy hosszabb távon (kb. 3 hónapon túl) nem használható a fólia lazulása miatt.

Jegyezze meg a zsugorfóliázás és a nyújtható fóliázás tulajdonságait!

5. Egységrakományok halmazolása

Az egymásra helyezhető egységrakományok mennyiségének meghatározására több féle képlet áll rendelkezésünkre. Az adott rétegszám (egymásra helyezett gyűjtőcsomagolások száma), különböző igénybevételi fokok, valamint a papírdoboz tulajdonságai alapján meghatározható az egymásra helyezhető egységrakományok száma. Azonban, mivel a tárgy során mindig a rendszerszemlélet fontosságát hangsúlyoztuk ki, ezért ennek a meghatározása helyett egy konkrét példát mutatunk a csomagolásunk tervezésének felépítésre vonatkozóan.

Jegyezze meg a hullámpapírlemez ECT értékének meghatározási módszerét ismert szállítási adatok esetén!

Példa: Egy vállalat hordókat gyárt. Egy hordó 7 kg tömegű, befoglaló geometriai méretei pedig 398×208×371 mm (H×SZ×M). A várható rendelési mennyiségeket és a szállítási láncát ismerve egy rakodólapon 4 magasan, az egységrakományokat pedig 2 magasan halmazolva szeretné szállítani a termékeket. Egy gyűjtődobozban, melynek tömege kb. 0,5 kg, 2 terméket kíván elhelyezni. További információ még, hogy tengeri szállítás is elképzelhető. Milyen típusú papírból készüljön a doboz, hogy ezeket az igénybevételeket elviselje?

Megoldás:

Az első lépés az alsó dobozon lévő súly meghatározása:

  • 4 magasan halmazoljuk, a gyűjtőcsomagolásokat tehát 3 doboz kerül az alsó doboza.
  • az egységrakományt 2 magasan halmazoljuk, tehát megoszló terheléssel még 4 db doboz kerül rá
  • egy doboz tömegét 2 db termék és a doboz tömege adja

7 x ( 2 x 7+0,5 )x 9,81=996 N

A második lépés a biztonsági tényezők meghatározása. Mindközül ez igényel a legtöbb tapasztalatot és szakértelmet, mely főként a szakmában való elhelyezkedése után fog majd kialakulni. Mi most a példában következő 3-as biztonsági tényezővel számolunk:

  • kb. 25 kg tömegű rakodólap megoszló tömege (mivel az egységrakományt is halmazoljuk)
  • lehetséges tengeri szállítás (ahogy korábban tanultuk, itt a legnagyobbak az igénybevételek)
  • statikus és dinamikus igénybevételek a raktári mozgatásnál

A harmadik lépésben újra meghatározzuk az alsó dobozra eső terhelést, azonban most már figyelembe vesszük a biztonsági tényezőket is:

[ 7 x ( 2 x 7+0,5 )x 9,81 ]x 3=2988 N

A negyedik lépés során a McKee egyenlet egyszerűsített formáját használjuk:

BCT=5,876ECT x  T  x  Z 

Ahol:

  • BCT (Box compression test): részletesen a csomagolásvizsgálatokról szóló leckében ismerkedünk meg vele, a példa szempontjából annyit kell tudnia, hogy az az erő, amelynek hatására a doboz összerogy (esetünkben ennek elméleti értéke 2988 N)
  • ECT: szintén a csomagolásvizsgálatokról szóló leckében fog vele találkozni, a hullámpapírlemez minőségét mutató érték
  • T: a hullámpapírlemez vastagsága, a hullámtípustól függ (esetünkben 4 mm, mivel a tengeri szállítás miatt egy erős kraftliner típusú papírra van szükségünk, ami B vagy C hullámtípus)
  • Z: a dobozok felfekvésének kerülete (esetünkben 2x ( 398+208 )=1212 mm)

Az egyenlet rendezésével és behelyettesítéssel a következő ECT értéket kapjuk:

ECT= 2988 (5,876 x 2 x 34,81) =7,3  kN m

Tehát a dobozokat 7,3 kN m ECT értékű papírból gyártva, végrehajtható ez a szállítási művelet.

A példa során több helyen egyszerűsítéssel éltünk, például az alsó dobozra jutó terhelő erő meghatározásánál, azonban ezek az egyszerűsítések segítik a mindennapi gyors, rugalmas tervezést. A kapott ECT érték egy elméleti szám, amely nagy mértékű szóródást mutathat a papír, mint alapanyag természetes tulajdonsága és a fellépő igénybevételek széles skálája miatt. Az ilyen és egyéb elméleti biztonsági tényezők miatt mindenképp szükséges az elkészült csomagolások laboratóriumi tesztelése.

Felhasznált irodalom

Dr. Pánczél Zoltán, Dr. Böröcz Péter János, Dr. Mojzes Ákos: Logisztikai áruismeret, 2014, SZE-LSZT tanszéki segédlet

Dr. Pánczél Zoltán: A csomagolás rendszerszemléletű értelmezése a logisztikában, és - reológiai - tervezési módszer kidolgozása a viszkoelasztikus csomagolóanyagokra, 2009, Doktori értekezés

Dr. Pánczél Zoltán: Csomagolástechnika, 1996, Távoktatási segédlet

Kit L. Yam: The Wiley Encyclopedia of Packaging Technology, 2009, John Wiley & Sons, Inc.

Otto Rockstroh: Csomagolástechnikai kézikönyv, 1979, Műszaki Könyvkiadó

Walter Soroka: Fundamentals of Packaging Technology, 2009, DEStech Publications, Inc.

Ellenőrző kérdések
1. Csoportosítsa az alábbi jellemzőket!

Fa rakodólap A, Műanyag rakodólap B, Inka rakodólap C, Papír rakodólap D

Hőmérséklet- és páraváltozás hatására nagymértékű szilárdságvesztés.

Anyagából adódóan az ISPM 15 szabvány szerint kezelni kell.

Alapanyaga ellenére külön hőkezelést nem igényel.

A szakemberek a jó minőségű, többutas fajtáját tartják a leginkább megtérülő befektetésnek az egységrakományt képző rakodólapok közül.

Elsősorban a teljes tisztaságot igénylő iparágakban alkalmazzák.

2. Döntse el az alábbi, egységrakományok kihasználásáról szóló állításokról, hogy igazak-e!
A halmazolási magasság tervezésénél csak a dobozok teherbírását kell figyelembe venni.
A csomagolás méreteit nem érdemes minimálisan megváltoztatni, számottevően jobb kihasználás úgysem érhető el vele.
A fogyasztói csomagolás mindig csak állítva szállítható, oldallapjára nem dönthető.
3. Nevezze meg az ábra részeit! Ahova nem tud betűt párosítani írjon 0-t!



Zsugorfólai:
Pántszalag:
Rakodólap:
Élvédő:
Nyújtható fólia:

4. Válassza ki a pántszalagra igaz állításokat!
Elsősorban PP-ből és PET-ből készítik.
Nincs jelentős különbség az eredeti és az újrahasznosított pántszalagok mechanikai jellemzői között.
Az egységrakomány raklaphoz rögzítéséhez és a gyűjtőcsomagolások egységben tartására egyaránt használható.
5. Mit lát az ábrán? Jelülje be a helyes választ!
Zsugorfóliázás.
Nyújtható fóliázás.

6. Egy vállalat hordókat gyárt. Egy hordó 6 kg tömegű, befoglaló geometriai méretei pedig 400×210×370 mm (H×SZ×M). A várható rendelési mennyiségeket és a szállítási láncát ismerve egy rakodólapon 3 magasan, az egységrakományokat pedig 2 magasan halmazolva szeretné szállítani a termékeket. Egy gyűjtődobozban, melynek tömege kb. 0,4 kg, 2 darab terméket kíván elhelyezni. További információ még, hogy tengeri szállítás is elképzelhető. Válaszoljon az alábbi kérdésekre!

Mekkora lesz az alsó dobozon lévő súly? 3-as biztonsági tényezővel számoljon!
1766
1825
1929
2133
Mekkora a dobozok felfekvésének kerülete?
1012 mm
1220 mm
4200 mm
1340 mm
Mekkora ECT értékű papírt válasszunk 4 mm-es lemezvastagság mellett?
4,44
5,55
3,33
6,66