Полистирол пластик өндірісінің процесі және оны тамақ өнімдерін қаптауда қолдану
Полистирол пластик, ағылшын тілінде полистирол деп аталады, азық-түлік қаптамасын қоса алғанда, әртүрлі өнеркәсіп салаларында кеңінен қолданылатын әмбебап пластик түрі. Бұл мақалада полистирол өндірісі процесі және оның азық-түлік қаптамасында қолданылуы егжей-тегжейлі талқыланады.
Полистиролдың қысқаша тарихы және химиялық құрылымы
Полистиролды алғаш рет 1839 жылы Эдвард Саймон синтездеген. Дегенмен, полистирол 1930 жылдары ғана неміс IG Farben компаниясымен коммерциялық материалға айналдырылған. Полистирол - винилбензол қосылысы болып табылатын стирол мономерінен түзілген хош иісті полимер. Оның химиялық құрылымы қайталанатын стирол мономер бірліктерінен тұрады:
\[ [-CH_2-CH(C_6H_5)-]_n \]
мұндағы \(C_6H_5\) - полистиролға қаттылық пен беріктік сияқты ерекше сипаттамаларын беретін фенил сақинасы.
Полистирол өндірісінің процесі
1. Стирол мономерін өндіру:
Полистирол өндірісі процесі стирол мономерін өндіруден басталады. Стирол этилбензолды дегидрлеу арқылы өндіріледі, ол бірнеше кезеңнен тұрады:
– Бензолды алкилдеу: Бензол этиленмен әрекеттесіп, қышқыл катализаторының қатысуымен этилбензол түзеді.
– Этилбензолды дегидрлеу: Әрі қарай, этилбензол стирол мен сутегін алу үшін темір оксиді катализаторымен жоғары температурада (шамамен 600-650°C) қыздырылады.
2. Стиролдың полимерленуі:
Алынған стирол полистирол алу үшін полимерленеді. Полимерлеудің бірнеше әдісін қолдануға болады, соның ішінде массалық, суспензиялық және эмульсиялық полимерлеу. Дегенмен, ең көп таралғаны - суспензиялық полимерлеу, ол келесі қадамдарды қамтиды:
– Бастапқылау: Полимерлену стиролдың бос радикалдар түзуіне себеп болатын бос радикал инициаторынан басталады.
– Көбею: Мономерлерден шыққан бос радикалдар басқа мономерлерді тартып, ұзын полимер тізбектерін түзеді.
– Терминация: Бұл процесс полимер қажетті молекулалық ұзындыққа жеткенше және реакция аяқталғанша жалғасады.
3. Экструзия және қалыптау:
Полимерлеу процесінен кейін алынған полистирол түйіршіктер немесе гранулалар түрінде болады. Содан кейін полистирол түйіршіктері кептіріліп, экструзиялық машинаның көмегімен балқытылады. Бұл экструзия процесі материалды қажетінше әртүрлі пішіндерге, мысалы, тамақ қаптамасына арналған парақтарға айналдыруға мүмкіндік береді.
Азық-түлік қаптамасында полистиролдың қолданылуы
Полистиролдың құрылымы мен қасиеттеріне байланысты бірнеше нұсқалары бар, соның ішінде:
– Жалпы мақсаттағы полистирол (GPPS): Мөлдір және сынғыш қасиеттері бар, әдетте пластик қасықтар, шанышқылар және тәрелкелер сияқты бір рет қолданылатын өнімдер үшін қолданылады.
– Жоғары әсерлі полистирол (HIPS): Бутадиен резеңкесінен тұратын, жоғары төзімділікке ие және қосымша беріктікке мұқтаж өнімдерді қаптау үшін қолданылады.
– Кеңейтілген полистирол көбігі (EPS): Бұл материал жақсы оқшаулағыш қасиеттерге ие және жеңіл, стирофлам сияқты тамақ контейнерлері үшін қолданылады.
Полистиролдан жасалған тағамдық қаптама
Полистирол азық-түлік қаптамасында бірнеше негізгі себептерге байланысты кеңінен қолданылады, соның ішінде жеңіл салмағы, салыстырмалы түрде арзан бағасы және икемділігі. Тамақ қаптамасында полистиролдың кейбір нақты қолданылуы:
1. Фаст-фуд контейнерлері:
Ең көп таралған қолданыстардың бірі - фастфудқа арналған пенопласт контейнерлері. Бұл контейнерлер жақсы жылу оқшаулағыш қасиеттерге ие, тағамды ұзақ уақыт ыстық немесе суық күйінде сақтайды.
2. Пластикалық кеселер мен тәрелкелер:
Шыныаяқтар, тәрелкелер және ас құралдары (қасықтар, шанышқылар) мөлдірлігі мен соққыға төзімділігіне байланысты көбінесе кәдімгі полистиролдан немесе HIPS-тен жасалады.
3. Ет және балықтың қаптамасы:
Ет пен балық пластикалық пленкамен қапталған полистирол науаларды пайдаланып қапталады. Бұл науалар ылғалды сақтауға және өнімнің сыртқы түрін жақсартуға көмектеседі.
4. Жұмыртқа қаптамасы:
Жұмыртқа қаптамасы жұмыртқаларды тарату кезінде сынудан жақсы қорғайтын, соққыны сіңіретін қасиеттеріне байланысты қолданылады.
5. Тамақ және сусындарға арналған науа:
Полистирол науалары көбінесе асханалар, мейрамханалар және ұшақтағы тамақ жәшіктері сияқты жерлерде тамақ пен сусындарды беру үшін қолданылады.
Қоршаған ортаға қатысты мәселелер және қайта өңдеу жұмыстары
Көптеген артықшылықтарына қарамастан, азық-түлік қаптамасында полистиролды пайдалану қоршаған ортаға қатысты мәселелерді де тудырады. Полистирол - биологиялық ыдырамайтын материал, қоршаған ортаға ауыртпалық түсіретін пластикалық қалдықтар мәселесіне ықпал етеді.
1. Қысқарту және ауыстыру:
Көптеген үкіметтер мен қоршаған ортаны қорғау ұйымдары бір рет қолданылатын полистирол өнімдерін пайдалануды азайтуға және оларды биопластик немесе картон сияқты экологиялық таза материалдармен ауыстыруға тырысуда.
2. Қайта өңдеу:
Сонымен қатар, полистиролдың әсерін азайтудағы маңызды қадам - полистиролды қайта өңдеу. Қайта өңдеу процесі полистирол жинауды, сұрыптауды, тазалауды және жаңа өнімдерге қайта өңдеуді қамтиды.
3. Технологиялық инновация:
Полистиролды экологиялық таза ету үшін әртүрлі инновациялар әзірленуде, соның ішінде полистиролдың тез ыдырауына мүмкіндік беретін технологиялар немесе жаңартылатын көздерден алынатын шикізатты пайдалану.
Қорытынды
Полистирол өзінің әмбебаптығы, жеңілдігі және үнемділігі арқасында тамақ өнімдерін қаптау өнеркәсібінде маңызды материал болып табылады. Оны өндіру процесі стирол мономерлерін өндіруден бастап полимерлеуге және арнайы дайын өнімдерді жасауға дейінгі бірнеше кезеңнен тұрады. Көптеген артықшылықтарына қарамастан, полистиролдың қоршаған ортаға теріс әсерін азайту және тұрақты қайта өңдеу жұмыстарын қолдау үшін оны ақылмен басқару өте маңызды.
Болашақта полистиролдың тұрақты қолданылуының кілті - оның экологиялық ізін азайтуға бағытталған инновациялық күш-жігерді қолдана отырып, ақылмен пайдалану.
