Раванди истеҳсоли пластики полистирол ва татбиқи он дар бастабандии хӯрокворӣ
Пластикии полистирол, ки дар забони англисӣ бо номи полистирол маъруф аст, як навъи бисёрҷанбаи пластикӣ аст, ки ба таври васеъ дар бахшҳои гуногуни саноатӣ, аз ҷумла бастабандии хӯрокворӣ, истифода мешавад. Дар ин мақола раванди истеҳсоли полистирол ва татбиқи он дар бастабандии хӯрокворӣ муфассал баррасӣ мешавад.
Таърихи мухтасар ва сохтори кимиёвии полистирол
Полистирол бори аввал соли 1839 аз ҷониби Эдвард Саймон синтез карда шудааст. Аммо, танҳо дар солҳои 1930 полистирол аз ҷониби ширкати олмонии IG Farben ба маводи тиҷоратӣ табдил ёфт. Полистирол як полимери хушбӯй аст, ки аз мономери стирол, ки пайвастагии винилбензол аст, ташкил ёфтааст. Сохтори химиявии он аз воҳидҳои такрории мономери стирол иборат аст:
\[ [-CH_2-CH(C_6H_5)-]_n \]
ки дар он \(C_6H_5\) ҳалқаи фенилӣ аст, ки ба полистирол хусусиятҳои махсуси онро, ба монанди сахтӣ ва устуворӣ, медиҳад.
Раванди истеҳсоли полистирол
1. Истеҳсоли мономери стирол:
Раванди истеҳсоли полистирол бо истеҳсоли мономери стирол оғоз мешавад. Стирол тавассути дегидрогенизатсияи этилбензол, ки якчанд марҳиларо дар бар мегирад, истеҳсол мешавад:
– Алкилизатсияи бензол: Бензол дар ҳузури катализатори кислотаӣ бо этилен реаксия карда, этилбензолро ташкил медиҳад.
– Дегидрогенизатсияи этилбензол: Сипас, этилбензол дар ҳарорати баланд (тақрибан 600-650°C) бо катализатори оксиди оҳан гарм карда мешавад, то стирол ва гидроген ҳосил шавад.
2. Полимеризатсияи стирол:
Сипас стироли ҳосилшуда барои истеҳсоли полистирол полимер карда мешавад. Якчанд усулҳои полимеризатсияро истифода бурдан мумкин аст, аз ҷумла полимеризатсияи массавӣ, суспензия ва эмульсия. Аммо, маъмултаринаш полимеризатсияи суспензия мебошад, ки марҳилаҳои зеринро дар бар мегирад:
– Оғоз: Полимеризатсия бо инициатори радикалии озод оғоз мешавад, ки боиси пайдоиши радикалҳои озод аз ҷониби стирол мегардад.
– Паҳншавӣ: Радикалҳои озод аз мономерҳо мономерҳои дигарро ҷалб карда, занҷирҳои дарози полимерӣ ташкил медиҳанд.
– Терминатсия: Ин раванд то расидан ба дарозии молекулавии дилхоҳ ва ба итмом расидани реаксия идома меёбад.
3. Экструзия ва шаклдиҳӣ:
Пас аз раванди полимеризатсия, полистироли ҳосилшуда дар шакли гранулаҳо ё гранулаҳо мебошад. Сипас гранулаҳои полистирол бо истифода аз дастгоҳи экструзия хушк ва гудохта мешаванд. Ин раванди экструзия имкон медиҳад, ки мавод вобаста ба зарурат ба шаклҳои гуногун, ба монанди варақҳо барои бастабандии хӯрокворӣ, табдил дода шавад.
Истифодаи полистирол дар бастабандии хӯрокворӣ
Полистирол вобаста ба сохтор ва хосиятҳои худ якчанд вариант дорад, аз ҷумла:
– Полистироли мақсадноки умумӣ (GPPS): дорои хосиятҳои шаффоф ва шикананда буда, одатан барои маҳсулоти якдафъаина, ба монанди қошуқҳо, чангакҳо ва табақҳои пластикӣ истифода мешавад.
– Полистироли таъсири баланд (HIPS): Он аз резини бутадиенӣ иборат буда, муқовимати баландтар дорад ва барои бастабандии маҳсулоте истифода мешавад, ки ба устувории иловагӣ ниёз доранд.
– Кафки васеъшудаи полистирол (EPS): Ин мавод дорои хосиятҳои хуби изолятсиякунанда буда, сабук аст ва барои зарфҳои хӯрокворӣ ба монанди пенопласт истифода мешавад.
Бастабандии хӯроквории полистиролӣ
Полистирол дар саноати бастабандии хӯрокворӣ бо якчанд сабабҳои асосӣ, аз ҷумла вазни сабук, арзиши нисбатан паст ва чандирӣ, васеъ истифода мешавад. Дар ин ҷо баъзе аз татбиқҳои мушаххаси полистирол дар бастабандии хӯрокворӣ оварда шудаанд:
1. Зарфҳои хӯроки фаврӣ:
Яке аз маъмултарин истифодаҳо шакли зарфҳои пенопласт барои хӯроки фаврӣ мебошад. Ин зарфҳо дорои хусусиятҳои хуби изолятсия мебошанд, ки хӯрокро муддати дарозтар гарм ё хунук нигоҳ медоранд.
2. Пиёлаҳо ва табақҳои пластикӣ:
Пиёлаҳо, табақчаҳо ва асбобҳои хӯрокхӯрӣ (қошуқҳо, чангакҳо) аксар вақт аз полистироли муқаррарӣ ё HIPS сохта мешаванд, зеро онҳо шаффофият ва муқовимат ба зарба доранд.
3. Бастабандии гӯшт ва моҳӣ:
Гӯшт ва моҳӣ бо истифода аз табақчаҳои полистиролӣ, ки бо плёнкаи пластикӣ пӯшонида шудаанд, бастабандӣ карда мешаванд. Ин табақчаҳо барои нигоҳ доштани намӣ ва беҳтар кардани намуди зоҳирии маҳсулот мусоидат мекунанд.
4. Бастабандии тухм:
Бастабандии тухм аз кафки полистиролӣ аз сабаби хосиятҳои фурӯбарандаи зарба истифода мешавад, ки ҳангоми тақсимкунӣ тухмҳоро аз шикастан муҳофизат мекунад.
5. Табақчаи хӯрок ва нӯшокӣ:
Табақчаҳои полистирол аксар вақт барои пешниҳоди хӯрок ва нӯшокиҳо дар ҷойҳо ба монанди ошхонаҳо, тарабхонаҳо ва дар қуттиҳои хӯроки ҳавопаймо истифода мешаванд.
Мушкилоти экологӣ ва талошҳои коркарди такрорӣ
Бо вуҷуди манфиатҳои зиёдаш, истифодаи полистирол дар бастабандии хӯрокворӣ инчунин нигарониҳои экологӣ ба миён меорад. Полистирол як маводи биологӣ нест, ки ба мушкилоти партовҳои пластикӣ, ки ба муҳити зист фишор меоранд, мусоидат мекунад.
1. Кам кардан ва иваз кардан:
Бисёре аз ҳукуматҳо ва созмонҳои экологӣ талош доранд, ки истифодаи маҳсулоти якдафъаинаи полистиролро кам кунанд ва онҳоро бо маводҳои аз ҷиҳати экологӣ тозатар, ба монанди биопластик ё картон, иваз кунанд.
2. Коркарди такрорӣ:
Илова бар ин, коркарди дубораи полистирол қадами муҳим дар коҳиш додани таъсири он мебошад. Раванди коркарди дубора ҷамъоварӣ, ҷудокунӣ, тозакунӣ ва коркарди дубораи полистиролро барои маҳсулоти нав дар бар мегирад.
3. Навовариҳои технологӣ:
Инчунин, барои аз ҷиҳати экологӣ тозатар кардани полистирол навовариҳои гуногун таҳия карда мешаванд, аз ҷумла технологияҳое, ки имкон медиҳанд полистирол зудтар таҷзия шавад ё истифодаи ашёи хом аз манбаъҳои барқароршаванда.
Хулоса
Полистирол аз сабаби чандирӣ, сабукӣ ва самаранокии хароҷоташ дар саноати бастабандии хӯрокворӣ маводи муҳим аст. Раванди истеҳсоли он якчанд марҳиларо дар бар мегирад, аз истеҳсоли мономерҳои стирол то полимеризатсия ва ташаккули маҳсулоти ниҳоии фармоишӣ. Бо вуҷуди манфиатҳои сершумори он, идоракунии оқилонаи полистирол барои кам кардани таъсири манфии он ба муҳити зист ва дастгирии талошҳои устувори коркарди такрорӣ муҳим аст.
Истифодаи оқилона ва баъдан талошҳои инноватсионӣ барои кам кардани таъсири экологӣ ба он, калиди устувории истифодаи полистирол дар оянда мебошад.
