PETE хуванцар үйлдвэрлэлийн процесс ба түүнийг ундааны савлагаанд хэрэглэх нь
PETE (Полиэтилен терефталат) хуванцар буюу ихэвчлэн PET гэж бичигддэг нь дэлхий дээр хамгийн өргөн хэрэглэгддэг хуванцарын нэг бөгөөд ялангуяа рашаан усны сав, хийжүүлсэн ундаа, бэлэн цай, жүүс зэрэг ундааны савлагаанд ашиглагддаг. PETE нь хөнгөн, тунгалаг, бат бөх шинж чанараараа алдартай бөгөөд стандартын дагуу үйлдвэрлэсэн тохиолдолд хоол хүнсэнд хүрэхэд харьцангуй аюулгүй байдаг. Энгийн мэт санагдах PETE савны цаана түүхий эд үүсэх, полимержих, давирхайн үрэлжилтээс эхлээд сав үүсэх хүртэл нэлээд урт хугацааны үйлдвэрлэлийн процессууд явагддаг. Энэ нийтлэлд PETE хуванцар үйлдвэрлэлийн процесс болон түүнийг үр ашигтай, алдартай ундааны савлагаанд хэрхэн ашиглах талаар авч үзэх болно.
1. PETE-тэй танилцах: бүтэц ба үндсэн шинж чанарууд
ПЭТЭ нь полиэстрийн бүлэгт хамаарах термопластик полимер юм. Химийн хувьд ПЭТ нь этилен бүлэг үүсгэдэг бүрэлдэхүүн хэсэг ба терефталат бүлэг үүсгэдэг бүрэлдэхүүн хэсгийн хоорондох урвалаар үүсдэг. Түүний полимер бүтэц нь сав баглаа боодолд маш хэрэгтэй шинж чанаруудын хослолыг бий болгодог: тунгалаг байдал, дунд зэргийн цохилтын эсэргүүцэл, хэмжээст тогтвортой байдал, хий болон усны уурыг зохих ёсоор хаах. Ундааны үйлдвэрлэгчдийн хувьд энэхүү хаалтын шинж чанар нь бүтээгдэхүүний чанарыг хадгалахад чухал ач холбогдолтой, жишээлбэл, хийжүүлсэн ундаанд карбонатжуулалтыг хадгалах эсвэл амтыг нь муутгаж болзошгүй исэлдэлтийг удаашруулахад туслах.
Нөгөөтэйгүүр, PET нь хязгаарлалттай: түүний өндөр температурт тэсвэртэй байдал нь бусад зарим хуванцартай адил сайн биш тул реторт сав баглаа боодол гэх мэт өндөр температурт ариутгах шаардлагатай хэрэглээнд тохиромжгүй болгодог. Гэсэн хэдий ч хүйтэн эсвэл өрөөний температурт уух зүйлсийн хувьд PET нь маш хэмнэлттэй сонголт юм.
2. Үндсэн түүхий эд: PTA/DMT болон MEG
Аж үйлдвэрийн хувьд PET нь ерөнхийдөө хоёр үндсэн түүхий эдээр хийгддэг:
1. Терефталатын бүлгийн эх үүсвэр болох PTA (цэвэршүүлсэн терефталийн хүчил) эсвэл өөрөөр хэлбэл DMT (диметил терефталат)-ийг ашиглах.
2. Этилений бүлгийн эх үүсвэр болох MEG (Моноэтилен гликол).
Одоогийн байдлаар PTA + MEG замыг үйл явцын үр ашиг, өртгийн улмаас илүү өргөн ашиглаж байна. Түүхий эдийг хоёуланг нь нефть химийн үйлдвэрээс авдаг боловч нүүрстөрөгчийн ул мөрийг бууруулахын тулд зарим бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн (жишээлбэл, био-MEG) био суурьтай сонголтууд саяхан гарч ирсэн.
3. Урвалын үе шатууд: эфиржилт/трансэтерижилт ба поликонденсаци
Давирхайн үйлдвэрт PETE үйлдвэрлэх үйл явц нь хоёр үндсэн урвалын үе шатыг хамардаг.
a) Эфиржилт (PTA зам) эсвэл трансэфиржилт (DMT зам)
– PTA ашиглах үед PTA болон MEG-ийн хооронд эфиржих урвал явагддаг. Энэ урвал нь олигомер (богино гинж) үүсгэж, дайвар бүтээгдэхүүн болгон ус үүсгэдэг. Урвал олигомер үүсэх чиглэлд урагшлахын тулд системээс усыг зайлуулах шаардлагатай.
– Хэрэв DMT хэрэглэж байгаа бол MEG-тэй хамт трансэтерификаци явагдаж, дайвар бүтээгдэхүүн болох метанол үүсдэг.
Энэ үе шатанд температур, даралт, түүхий эдийн харьцааг хянах нь олигомер үүсэхийг үр дүнтэй хангах, дараагийн үе шатанд зөв найрлагыг бий болгоход чухал үүрэгтэй.
б) Поликонденсаци (урт полимер гинж үүсэх)
Олигомерууд үүссэний дараа процесс нь гинжин хэлхээний уртыг (молекулын жин) нэмэгдүүлэхийн тулд поликонденсациар үргэлжилдэг бөгөөд ингэснээр механик болон физик шинж чанарууд нь хэрэглээний стандартад нийцдэг. Энэ үе шатанд дайвар бүтээгдэхүүн (ихэвчлэн илүүдэл гликол)-ийг реактороос зайлуулах шаардлагатай. Үйлдвэрүүд нь урт полимер үүсгэх урвалыг цаашид өдөөхийн тулд вакуум болон өндөр температурын нөхцлийг ихэвчлэн ашигладаг.
Катализаторыг урвалыг хурдасгах, давирхайн чанарыг хянах зорилгоор ихэвчлэн ашигладаг. Гэсэн хэдий ч катализаторыг сонгохдоо хүнсний аюулгүй байдал болон бүтээгдэхүүний өнгө/тунгалаг байдалд үзүүлэх нөлөөллийг харгалзан үзэх ёстой. Ундааны шилэнд зориулсан PET давирхай нь ихэвчлэн өндөр тунгалаг байдал, бага бохирдуулагчийн түвшин шаарддаг.
4. Давирхай үүсэх: хөргөх, зүсэх, хатаах
Полимержих процесс дууссаны дараа хайлсан ПЭТ-ийг хэвээр шахаж гаргаж, үрэл буюу чипс гэж нэрлэгддэг жижиг мөхлөг болгон хуваана. Энэ үе шат нь дараахь зүйлийг агуулна.
– Шахмал: шингэн PET-ийг судалтай хэлбэрт хувиргах.
– Үрлэн хэлбэржүүлэх: утсыг жигд хэмжээтэй үрлэн хэлбэрт оруулна.
– Анхны хөргөлт ба талсжилт: үрлэнгийн тогтвортой байдалд тусалдаг.
– Хатаах: Энэ нь маш чухал, учир нь PET нь гигроскопик (чийгийг амархан шингээдэг). Хэт өндөр чийгшил нь лонх үүсгэх явцад задралд хүргэж, бат бөх, тунгалаг байдалд нөлөөлдөг.
Ундааны савны хэрэглээнд давирхайн чанарыг ихэвчлэн полимер гинжин хэлхээний урттай холбоотой параметр болох "дотоод зуурамтгай чанар" (IV)-ийг хянах замаар сайжруулдаг. Тохирох IV-тэй давирхай нь бат бөх хэрнээ хөнгөн савыг гаргана.
5. Давирхайгаас урьдчилан бэлтгэх хүртэл: шахах хэвлэх үйл явц
Дараагийн алхам бол PET үрлэн материалыг жижиг, хоолой хэлбэртэй, хүзүү болон тагны утастай "лонхны нэр дэвшигчид" болгон хувиргах явдал юм. Урьдчилан бэлтгэсэн хэлбэрийг шахах хэвний аргаар хийдэг бөгөөд энэ процесст PET үрлэн материалыг хайлуулж, хэвэнд шахдаг.
Яагаад урьдчилан бэлтгэх хэрэгтэй вэ? Учир нь энэ арга нь үр ашгийг санал болгодог: лонхны хүзүүг нарийн боловсруулж болно (тагны тогтвортой байдал, гоожихоос урьдчилан сэргийлэхэд чухал ач холбогдолтой), харин биеийг нь үлээх хэвний процессоор хэлбэржүүлдэг.
Тарилгын хэвэнд оруулах явцад PET давирхай бүрэн хуурай байх ёстой. Хэрэв ус агуулсан хэвээр байвал PET нь хайлах үед гидролизд орж, полимер гинж тасарч, бүтээгдэхүүн хэврэг эсвэл тунгалаг болдог.
6. Лонх хэлбэржүүлэх: үлээж хэвлэх (сунгах үлээж хэвлэх)
Дараа нь урьдчилан хэлбэрийг зөв температурт (шилэн шилжилтийн температураас дээш боловч хайлах цэгээс доогуур) халааж, дараа нь сунгах үлээгч хэв ашиглан лонх болгоно. Гол алхамууд:
1. Дахин халаах: урьдчилсан хэлбэрийг жигд халаана.
2. Сунгалт: татах саваа (сунгах саваа) нь урьдчилсан хэлбэрийг уртааш нь татна.
3. Үлээх: өндөр даралттай агаар нь урьдчилан бэлтгэсэн хэлбэрийг лонхны хэвний хананд наалдах хүртэл үлээдэг.
4. Хөргөх: лонхны хэлбэр тогтвортой байхаар хөргөнө.
Энэхүү "сунгах" процесс нь молекулын чиглэлийг сайжруулж, лонхыг илүү бат бөх, дотоод даралтад илүү тэсвэртэй (хий ундаанд чухал) болгож, сунгахгүйгээр зүгээр л үлээж байснаас илүү сайн саад тотгорын шинж чанартай болгодог.
7. Ундааны савлагаанд PETE хэрэглэх нь
PETE нь ундааны сав баглаа боодлын хувьд хэд хэдэн гол шалтгааны улмаас маш сайн байдаг:
– Хөнгөн ба бат бөх: шилтэй харьцуулахад тээврийн зардал болон хагарах эрсдэлийг бууруулдаг.
– Ил тод, сэтгэл татам: хэрэглэгчид бүтээгдэхүүний агуулгыг харж чадна.
– Массын үйлдвэрлэлтэй нийцтэй: өндөр хурдтай, харьцангуй бага өртөгтэй.
– Хийжүүлэлтийн хувьд сайн гүйцэтгэл: Хийжүүлсэн ундааны PET савнууд нь даралтыг тэсвэрлэх зориулалттай.
– Дахин боловсруулах боломжтой: PET нь хамгийн хөгжсөн дахин боловсруулах системтэй хуванцар юм.
PETE програмуудад дараахь зүйлс орно.
- Төрөл бүрийн хэмжээтэй эрдэс усны сав.
– Хийжүүлсэн ундаа (тодорхой хэмжээтэй шилний загвар, зузаантай).
– Цай, уухад бэлэн кофе болон амт оруулагчтай ундаа.
– Шүүс болон изотоник ундаа (ихэвчлэн хүчилтөрөгч эсвэл гэрлээс нэмэлт хамгаалалт шаарддаг).
Хүчилтөрөгч эсвэл хэт ягаан туяанд мэдрэмтгий бүтээгдэхүүний хувьд үйлдвэрүүд чанарын доройтлыг бууруулахын тулд хаалт давхарга, хүчилтөрөгч хаах нэмэлт бодис эсвэл лонхны будагч бодис (жишээлбэл, хув) зэрэг технологи нэмж болно.
8. Сорилтууд: аюулгүй байдал, чанар, байгаль орчин
PETE-г өргөнөөр ашигладаг ч зохицуулах шаардлагатай бэрхшээлүүд байсаар байна:
– Хүнсний чанар ба аюулгүй байдал: Үйлдвэрлэгчид сав баглаа боодолоос ундаа руу шилжих бодисыг зохицуулалтын хязгаарт багтаах ёстой. Давирхайн цэвэр байдал болон үйл явцын хяналт нь гол түлхүүр юм.
– Температурын тэсвэрлэлт: Стандарт PET сав нь маш өндөр температурт тохиромжгүй. Халуунаар дүүргэдэг ундааны хувьд агшилтыг тэсвэрлэх чадвартай тусгай PET зэрэглэл болон савны загвар шаардлагатай.
– Байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөл: Гол асуудал нь материал өөрөө биш, харин хог хаягдлын менежмент юм. PET нь дахин боловсруулах өндөр боломжтой боловч үр дүнтэй цуглуулах, ангилах систем шаарддаг.
Ундааны шилэнд rPET (дахин боловсруулсан PET) ашиглах нь улам бүр түгээмэл болж байна. Гэсэн хэдий ч хоол хүнсэнд хэрэглэх rPET нь аюулгүй байдал, тогтвортой байдлыг хангахын тулд хатуу стандартыг хангасан дахин боловсруулах процесст хамрагдах ёстой.
Дүгнэлт
Ундааны савлагаанд зориулсан PETE хуванцар үйлдвэрлэх үйл явц нь химийн урвалаас эхлээд полимер үүсэх (эфиржилт/трансэфиржилт ба поликонденсаци), давирхайн үрэл үүсгэх, шахах хэвний аргаар урьдчилан хэлбэр үүсгэх, сунгах үлээх хэвний аргаар шил үүсгэх хүртэл хэд хэдэн үе шатыг хамардаг. PETE-ийн хөнгөн, бат бөх, тунгалаг, дахин боловсруулах боломжтой давуу талууд нь үүнийг ундааны үйлдвэрлэлийн гол сонголт болгодог. Цаашид саад тотгорын технологи, хөнгөн лонхны дизайн, rPET-ийн хэрэглээний шинэчлэл нь PETE-ийг үр ашигтай, байгаль орчинд ээлтэй ундааны сав баглаа боодол болгон ашиглах тогтвортой байдлыг улам бүр тодорхойлох болно.
Хэрэв та хүсвэл би PET-ээс rPET-ийг дахин боловсруулах үйл явцын талаар тусгай хэсэг нэмж оруулах эсвэл халуун дүүргэлттэй PET болон CSD (хийжүүлсэн ундаа) PET-ийн ялгааг лонхны дизайны жишээтэй хамт тайлбарлаж болно.
