مقالات

 

عنوان مقاله :

مطالعه شبیه سازی تاثیر زمان خنک سازی در کشش تزریق دستگاه بادکن بلو مولدینگ

 

مقدمه

پلی اتیلن ترفتالات ماده انتخابی بطری با توجه به وضوح عالی و مقامت مکانیکی خوب و نفوذ ناپذیری می باشد .

این بطری ها به طور معمول به وسیله تزریق بلومولدینگ ساخته می شوند که در آن تولید بطری ها به صورت شعاعی یا فشار باد ( هوا ) و میله کشش انجام می شود . فشار هوا در دو مرحله به کار برده میشود مرحله پیش ضربه و و نهایی که در pre – blow  بطری شکل میگیرد . بطری با اعمال یک فشار بالاتر شکل نهایی و دقیق میگیرد .

وضعیت فرایند تولید و خواص پت که به طور معمول ، نفوذناپذیری ، مقاومت بالا و مقاومت در برابر ترکیدن  است  بروی بطری نهایی موثر است .

ارزیابی مقاومت بالای کشش و به طور کلی دوام بطری ها برای پرکردن و انبارش در طول ساخت و توزیع لازم است .

فشاری که در بطری ایجاد ضربه می کند برای اطمینان از منفجر نشدن بطری در مرحله پرکردن و بطری پر شده و منبسط شدن بیش از حد در مرحله انبارش و در طول فرایند پاستوریزاسیون می باشد .

چکیده :

معیارهای عملکرد بطری با توجه به مورد استفاده از آن متفاوت میباشد اما شامل مقاومت بالای کشش ، مقاومت در برابر ترکیدن و نفوذ ناپذیری که هر کدام از این پارامترها روی تولید بطری تاثیر میگذارد

پارامتر پردازش بهینه سازی فرایند بسیار وقت گیر و پر هزینه است و در حال حاضر متد مدل کامپیوتری به عنوان جایگزین مناسب پیشنهاد داده شده

در این مطالعه ، بهینه کردن زمان سرد شدن پریفرم بطری ها با تجزیه ساختاری بطری های واقعی مشخص شد .

از طرف دیگر شبیه سازی فرایند تولید با تجزیه ساختاری بطری پت آب میوه که در وضعیت یکسان عمل می آیند با بطری واقعی انجام شد و نتایج تجربی با نتایج شبیه سازی شده مقایسه شد . اختلاف بین مطالعات تجربی و شبیه سازی توضیح داده شد .

خواص مانع ( نفوذناپذیری ) با توجه به شکل ظاهری بطری و مدت ماندگاری محصول نفوذ گاز از دیوار بطری را کنترل می کند .

دمای پریفرم و دمای نمایه بطری ( سطح بطری ) وضوح و توزیع مواد در بطری سهولت پردازش را آسان میکند .

زمان خنک کردن پریفرم یکی از پارمترهای مهم در مراحل ساخت بطری پت می باشد در حالی که پارامترهای دیگر مانند فشار ضربه ای خاص و سرعت میله کشش و همچنین نفوذ و قدرت دمای پریفرم ، دستیابی به ضخامت دیواره را در محصول نهایی فراهم میکند .

همچنین در پلاستیک صنعت بسته بندی تغییر دمای پریفرم یک روش معمول برای دستیابی به بطری با دیواره ضخیم است این امر به ویژه مربوط به دو مرحله کشش تزریق در دستگاه blow molding  وقتی که پریفرم ها در مرحله گرم شدن مجدد در مرحله کشش / ضربه می باشد .

از این رو مطالعات متعدد تجربی و شبیه سازی تزریق کشش فرایند blow molding   که شامل دمای پریفرم و دمای سطح پریفرم است وجود دارد .  محدوده دمایی برای تولید بطری پت 90- 110 درجه است در دماهای بالاتر نسبت تقویت بدنه اصلی با حرکت بیشتر مواد به پایه بطری پایین می آید .یکی از پارامترهای پردازش یعنی اندازه فشار ضربه مربوط به حرکت میله کشش و سرعت میله کشش بود . برای بهبود پیش بینی شبیه سازی ضخامت دیواره بطری مطالعه شد.

Hart wig , Michael  مدل تئوری مطرح کردن که اجازه تحقیق و بررسی ترکیب اثر حرارتی پریفرم و فاز قالب ریزی در توزیع ضخامت دیواره بطری را میدهد .

مدلی که بیانگر نوعی رفتار مستقل مواد در برابر دماست .

فام و همکاران مدل مواد visco-hyperelastic  را برای شبیه سازی یک مرحله ای کشش تزریق فرایند بلومولدینگ توسعه دادند . بهبنه دمای پریفرم براساس ورودی تجربی دمای سطح پریفرم ها بود

فرض بر این بود که دمای ضخامت پریفرم تقریبا از نظر تجربی به دمای سطح نزدیک است .

نتایج شبیه سازی شده نوعی انحراف را از نتایج تجربی نشان میدهد .

یانک و همراهان یک مدل جابه جایی درجه حرارت کامل بطری های پت را معرفی کردند .

در این مدل انتقال جابه جایی حرارت در بین پریفرم ها و میله استرس توزیع ضخامت دیواره در تمام قسمتهای بطری مورد مطالعه است

در مطالعه فور دمای سطح پریفرم با روش مادون قرمز اندازه گیری شده اختلاف بین داده های پیش بینی شده و دادهای تجربی اشتباه در ثبت دمای پریفرم نسبت داده شده . تجسم تغییر شکل پریفرم در دو مرحله کشش و دمیدن به وسیله huang  و همکاران با یک قالب شفاف انجام گرفت .

مکانیسم تغییر شکل پریفرم پت بسته به سایز پریفرم – شکل هندسی و مشخصات دما در کنترل نقاط بحرانی توزیع ضخامت دیواره یافت شد .

 در یکی از مطالعات اخیر bordival   و همکاران فرایند ISBM  را به منظور ارائه ضخامت یکنواخت بطری در دو مرحله کشش و ضربه ماشین قالب مطرح کردند .

آنها شرایط خوب در روند بین مشخصات دمای تجربی که در وضعیت صنعتی تعیین می شود و توزیع دمایی محاسبه شده در بهینه سازی در روش عددی را بدست آوردند . همچنین تاثیر پارامترهای فرایند ISBM  و طراحی پریفرم در خواص بطری و پارامترهای فرایند شامل اندازه فشار ضربه ، زمان فشار ضربه مربوط به میله کشش برای بهبود شبیه سازی در روند ضخامت دیواره بطری مورد بررسی قرار گرفت . در این مطالعه شبیه سازی ، ما   بروی اثر خنک کردن پریفرم بطری را از لحاظ فشار پشت سر هم و مقاومت بار بالا و بهینه سازی فرایند ISBM  تمرکز می کنیم .

در مرحله اول کار تعدادی بطری 350 میلی لیتری آب میوه تولیدی به روش کشش تزریق دستگاه بلومولدینگ با دمای سرد شدن متفاوت و مقاومت بار بالا و ضربه پشت سر هم مورد ازمایش قرار گرفت . نرم افزاری برای شبیه سازی فرایند پریفرم هایی که زمان سرد شدن متفاوت داشتند استفاده شد .

Keshavamurthy  و masood  از روش مشابه در تجزیه و تحلیل و بهینه سازی از 151 بطری آب پیش ساخته استفاده کردند .

ماده پت sky pet 2180  فود گرید ، مدل های مواد ویسکوهایپر الاستیک در کشش تزریق فرایند  بلو مولدینگ به کار گرفته شد .این مدل که  به وسیله فام و همکاران توسعه یافت بیانگر رفتار پت در طول مرحله تزریق در فرایند بلو مولدینگ است .

قالب بطری و طراحی پریفرم

پریفرم به وسیله بلو مولدینگ ورژن 8.4 باد می شود .

حرارت معمول نمایه پریفرم وقتی که کش می آید و باد میشود در قالب بطری دمای پریفرم در سه دمای sp1-sp2-sp3

 تعریف می شود که به وسیله دوربین تصویر برداری ضبط می شود .

Sp1	Sp2	Sp3	Cooling  time
126	117	107	2
122	114	102	2.5
118	110	98	3
114	106	95.5	3.5
110	103	92.4	4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

دمای نمایه پریفرم اززمان سرد شدن پریفرم پیروی میکند زمان

های 2 ، 2.5 ، 3 ، 3.5 ، 4 ثانیه به عنوان ورودی در مطالعات شبیه سازی می باشد .

کشش تزریق :

فرایند تولید بطری های 350 میلی لیتری آب میوه توسط ماشین ISBM تک مرحله ای AOKI SBIII- 100H-15  انجام شد . جزییات و پارامتر های داده شده توسط این ماشین ثبت شد .

توزیع دما در پریفرم :

بعد از ذوب پلیمر و تزریق قالب پریفرم ، یک تاخیر زمانی قبل از باد شدن پریفرم وجود دارد . این همان سرد شدن پریفرم است . مدت زمان سرد شدن دمای نمایه را در پریفرم تعیین می کند . در این مطالعه زمان سرد شدن بین 2 تا 4 ثانیه متفاوت است .در مجموع 5 زمان خنک سازی برای پریفرم ها ی مختلف در نظر گرفته میشود . دمای نمایه پریفرم به وسیله دوربین تصویر برداری ضبط و ثبت شد.

مقاومت بار بالا :

مقاومت بار بالا برای ارزیابی دوام بطری در مراحل پرکردن  ساخت و انبارش و توزیع لازم است .   برای آزمون قدرت بالای بار از دستگاه دو میله ای  instron  استفاده می شود حداقل 5 بطری از هر تولید ازمایش شد و نتیجه بررسی شد .

فشار پشت سر هم بطری :

فشاری است که باعث انفجار میشود  و یک ارزیابی برای ثبات بطری است و اطمینان از اینکه بطری در مرحله باد کردن و همچنین  در مرحله انبارش و د ر اثر گرم شدن و زمان پاستوریزاسیون که منبسط میشود نمی ترکد بسیار مهم است .

توزیع مواد :

اندازه گیری توزیع مواد در بطری  از 3 بخش کف ، بدنه و قسمت بالایی تشکیل شده که این بخشها را با سیم داغ بریده و هر بخش را دقیق وزن میکنیم

ضخامت :

ضخامت دیواره در امتداد قوس طولی بطری از طریق فاصله بین توپ فولادی درون بطری و میله خارج از بطری مشخص می شود

مطالعات شبیه سازی :

نرم افزار پردازش پلاستیک  در مرکز ملی و موسسه کانادایی مواد صنعتی توسعه یافت  شبیه سازی و بهینه سازی فرایند بلو مولدینک توسعه یافت

این نرم افزار معادلات تشکیل دهنده مکانیک جامدات غیر هم دما را در مراحل خاص و جداگانه در فرایند بلو مولدینک حل می کند . این مدل مکانیک حرارتی مواد شامل : مدل ویسکوالاستیک برای پلی اولفین و مدل ویسکو هایپر الاستیک برای پت است . این مدل براساس اثرات فشار و درجه حرارت که به طور موثر نشان دهنده سختی خواص پت است می باشد . ضرایب مورد استفاده برای مشخص کردن خواص هایپر ویسکو الاستیک مواد توسط آزمون کشش پریفرم با ماشین Brucker  مدل IMI-CNRC  است .

5 دمای سطح پریفرم و 5 زمان خنک سازی متفاوت برای پریفرم در نظر گرفته شد . برای دمای سطح پریفرم حرکت میله کشش ، فشار و وزن پریفرم ثابت نگه داشته می شود .

Time	Process parameter
0.05	Pre – blow pressure start
0.44	Final blowpressure start
3.44	Blow pressure finish
0.08	Stretch rod start
0.15	Stretch rod finish

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 پارامترهای فرایند که استفاده می شود در جدول نشان داده

شده .

بطری به 3 بخش تقسیم و هر بخش جداگانه وزن کرده وزن بخش های مختلف بطری به علت زمان خنک شدن متفاوت است .

در حالیکه وزن بخش بالا و بدنه در زمان خنک شدن افزایش می یابد وزن پایه کاهش می یابد در خنک شدن طولانی ویسکوزیته پت کاهش می یابد و در زمان کشش و باد شدن ، مواد بیشتر در بالا و بدنه باقی می ماند .

در صورت ثابت نگه داشتن تمام پارامترها با افزایش زمان خنک سازی ضخامت دیواره در قسمت بالا و بدنه افزایش اما در پایه بطری کاهش می یابد. کوتاه شدن زمان خنک کردن موجب می شود که فرایند داغ تر انجام شود و باعث کاهش ضخامت دیواره بخصوص در قسمت بدنه و بالای بطری شود. با افزایش زمان خنک سازی ضخامت دیواره در قسمت بالا و بدنه افزایش و این افزایش باعث مقاومت در برابر انفجار بطری می شود .

بالاترین مقاومت در برابر انفجار در زمان خنک سازی 3.5 تا 4 ثانیه می باشد .

طبق نتایج بالاترین مقاومت در زمان خنک سازی 3 تا 3.5 ثانیه است در مدت زمان خنک سازی 3.5 ثانیه بطری ها هم قدرت بالا هم مقاومت بار بالا را با هم دارند .

.طبق نتایج مطالعات  بطرهایی برای زمان خنک سازی 2، 2.5 ، 3 ، 3.5 ، 4 ثانیه  توسط نرم افزار blow view 8.4  شبیه سازی شدند .

بطری های شبیه سازی شده با نرم افزار ANYSYS  مقاومت بار بالا و تست فشار راپشت سر گذاشتند . حداکثر مقدار استرس درونی فشار بین 0.8 تا 1 mpa  و بارهای بالا بین 200 تا 400 نانومتر آزمایش شد .

بطری هایی که زمان خنک سازی 3.5 ثانیه را داشتند در مقایسه با تمام زمان های خنک کننده دیگر  به وضوح کمترین مقدار حداکثر استرس را داشتند  . بر اساس ارزیابی قویترین بطری در زمان خنک سازی 3.5 ثانیه است . وقتی زمان خنک سازی افزایش می یابد حداکثر تنش در سطوح بالای زیر بار کاهش می یابد . در واقع زمان خنک شدن بیشتر باعث تولید بطری قویتر می شود . طبق یافته های تجربی در زمانهای خنک سازی بین 3 تا 3.5 ثانیه بطری با با لاترین قدرت بار بالا را تولید میشود .

تحت آزمون مقاومت ترکیدن در ANYSYS  حداکثر مقادیر استرس در انتهای بطری حداقل است .

در ANYSYS  حداکثر استرس در قسمت گردن بطری هاست

به نظر میرسد که برای ارزیابی قدرت بار بالای بطری نیاز به تنظیمات پارامترهای مختلف فرایند لازم است . اختلاف بین استقامت بار بالا روش تجربی و مقادیر شبیه سازی از طریق نرم افزار BLOWVIEW به علت انحراف توزیع ضخامت بطری هاست .

در آزمایش های فشار انفجار ، اثر تغییرات ضخامت دیواره از طریق بطری بر قدرت انفجار بطری تاثیر نمیگذارد همانطور که در مورد آزمون قدرت بار بالا عمل میکند .

فقط یک درجه حرارت خنک کننده به خاطر وضوح تفاوت ضخامت بطری مورد توجه قزار گرفت به خصوص در بدنه و بخش بالای بطری

به دلیل اینکه استحکام بالای بار شبیه سازی شده تایید نشد به تحقیق بیشتر در ANYSYS  و  BLOW VIEW  نیاز است در این آزمایش مجموع 5 درجه حرارت با 5 زمان خنک سازی در شرایطی که بقیه پارامترها ثابت هستند مورد بررسی قرار گرفت شبیه سازی با نرم افزار BLOW VIEW  و تست مقاومت به فشار از طریق نرم افزار ANYSYS مورد استفاده قرار گرفت طبق نتایج بطری پت 350 میلی لیتری آب میوه که زمان خنک شدن 3.5 ثانیه را گذرانده بهترین مقاومت در برابر انفجار و قدرت بار بالا را نشان داد.در حالی که نتایج تجربی و شبیه سازی مطابقت نداشت اما مقاومت در برابر انفجار بطری های شبیه سازی تایید شد .

علت اختلاف بین روش تجربی و شبیه سازی میتواند انحراف ضخامت بطری شبیه سازی باشد

در واقع جهت گیری مولکولها در دیواره بطری حین کریستالیزاسیون است .

************************************************************ 

: مقاله 

روشهای بازیافت پلی اتیلن ترفتالات

پلاستیک ها به طور کلی موادی با مقاومت بالا هستند که با اسید ، باز و مواد شیمیایی معمول به سختی واکنش می دهند . این مواد کاملا در برابر میکروارکانیزم ها مقاوم بوده و در نتیجه زیست تخریب پذیر نیستند . لذا دفع ضایعات پلاستیکی که دوریز میشوند با فرایند های عملیاتی معمول امکان پذیر نمی باشد . این مواد حتی اگر سوزانده شوند مواد سمی تولید میکنند . بنابراین جمع آوری و سیستم جداسازی مناسب ضایعات و فرایند های بازیافت در مورد آنها به کار برده نمی شوند .

یکی از پرمصرف ترین آنها ، پلی اتیلن اتیلن ترفتالات ( pet  ) می باشد . pet   در زمینه های مختلف چون الیاف ، فیلمها ، غشاها ، بطری های نوشیدنی وبطری های  آب معدنی  و ..... مورد استفاده قرار میگیرد . بازیافت بطری نوشیدنی با توجه به فراوانی ضایعات اهمیت زیادی پیدا کرده است . و انواع بازیافت های مکانیکی ، شیمیایی ، فیزیکی جهت دفع آنها مورد استفاده قرار میگیرد .

الف ) بازیافت مکانیکی : آلاینده ها بزرگترین عامل نزول خواص فیزیکی و شیمیایی  بازیافتی در حین فرایند میباشند .

انواع آلاینده ها :

1- آلایند های تولید کننده اسید

2- آب

3- آلاینده های رنگی

4- استالدهید

الف ) فرایند های فیزیکی

روش اول : بطری ها تکه تکه شده ، به قسمتی که ( واحد فرایند ) به قطعات کوچک خرد میشوند منتقل  میگردند . براده ها در حجم و سرعت بالا به HDPE  ، PET   ، آلومینیوم ، کاغذ ، و باقیمانده به صورت چسب جدا میشوند .

در روش دوم ، کل بطریها در فرم اولیه به واحد فرایند منتقل شده و در آنجا برچسب و کاپ پایه طی یک فرایند مکانیکی جدا و بخش PET  از بطریها به صورت جداگانه شسته و خرد میشوند .

مزیت روش اول : نیازمند هزینه کمتری جهت انتقال بطری های خرد شده است 

مزیت روش دوم :

که هر مرحله با دقت و نظارت بیشتری انجام میگیرد تا پت بازیافتی خالص تری به دست آید .

جداسازی بعد از گرانول سازی :

 در گرانول ها جداسازی تمامی آلایند ها ازجمله پت ، آلومینیوم ، کاغذ ، باقی مانده چسبی که برای چسباندن لیبل استفاده می شود  که در بعضی مواقع پوششی از PVC  باشند . جداسازی تمامی اینها در گرانول ها الزامی است .

به طور کلی یک فرایند چند مرحله ای انجام میگیرد که شامل شستشو با آب پاک یا یک حلال مناسب ، جداسازی استیل با آهن ربا ، جداسازی آلومینیوم از طریق دستگاه  الکترو استاتیک و روش شناور سازی برای جداسازی پلاستیکهایی که دانسیته متفاوتی از پت دارند میباشد .

جداسازی بطری های پی وی سی :  

جداسازی بطری های پی وی سی در اروپا از اهمیت بالایی دارد چرا که بطریهای پی وی سی به مقدار زیادی در محصولاتی که حاوی نوشیدنی های کربناته هستند به کار می رود

جداسازی برچسب

شستشوی گرانول ها :

این عملیات با آب داغ 85 درجه است تا اتیل وینیل استات و یا دیگر چسبها ی مشابه حل شوند چون این چسبها در دمای بالا میتوانند ترکیبات اسیدی تولید کنند که منجر به شکستن مولکولهای پت شوند بنابراین باید حتما شسته شوند

افزودنی هایی مثل سود سوز آور ، پاک کننده ها ، امولسی فایر ها ، یا مواد خاص دیگری به آب شستشو اضافه میشوند تا از رسوب مجدد اتیلن ونیل استات روی گرانول ها جلوگیری شود . آب شستشو هم مرتب در گردش است تا محصولات ناشی از ضایعات آب و مواد شیمیایی افزودنی های مورد استفاده به حداقل برسند . شستشو در تانک  های همزن دار انجام میگیرد امروزه از ازت مایع هم استفاده می شود تا آلایند های سطحی و چسب از بین بروند .

خرد کردن بطری های پت در دمای زیر 130-  درجه  پولکهای شکننده ای ایجاد که عاری از هرگونه باکتری هستند .

جداسازی پلی اتیلن با دانسیته بالا :

براده های HDPE  از طریق روش اختلاف دانسیته جداسازی می شوند . مخلوطی از گرانول ها در آب ریخته شده گرانول های پلی اتیلن با دانسیته بالا چون سبک است در سطح آب قرار میگیرد و پت سنگین تر در انتهای تانک جمع آوری می شوند .

استفاده از حلال ها برای خارج سازی آلاینده ها :

ضایعات پت ممکن است با قسمتهایی از بطری که از مواد دیگر ساخته شده اند و یا موادی از انواع بطری های دیگری که به صورت اتفاقی در چرخه بازیافت وارده شده اند آلوده شده باشند لذا حلال هایی برای خالص سازی گرانول های پت استفاده می شوند تا ناخالصی های موجود را حل کرده و از بین ببرند .

خشک کردن گرانول ها

ب : بازیافت شیمیایی :

بین روشهای دیگر بازیافت پلیمر ها ، بازیافت شیمیایی اکثر پلیمر هایی که از پلیمریزاسیون تراکمی به دست آمده اند و حساس به پاره شدن زنجیره پلیمری هستند بسیار مورد توجه میباشد .

پلی امید ها ، پلی اورتان ها ، پلی استر ها جز این گروه از پلیمر ها می باشند . پت یکی از پلیمر هایی است که به روش شیمیایی قابل بازیافت بوده است . بازیافت پت همزمان با تولید آن در مقیاس صنعتی عرضه گردید . به صورتی که از این روش برای از بین بردن ضایعات چرخه تولید پت استفاده شد . گستردگی محصولات به دست آمده از این روش یکی از دلایل بازیافت پلی اتیلن ترفتالات است .

روشهای تخریب ضایعات پت

1- متانولیز

2- گلیکولیز

3- هیدرولیز

4- آمونولیز

5- آمینولیز و

6- روشهای دیگر

عمدتا" متانولیز و گلیکولیز در مقیاس صنعتی استفاده میشود که در سال های اخیر گلیکولیز به دلیل تولید محصولات میانی الیگومری مورد توجه قرار گرفته است .

متانولیز :

در این روش پت توسط متانول در دماهای بالا و تحت شرایط فشاری بالا تخریب میگردد محصولات اصلی متانولیز پت عبارتند از : دی متیل ترفتالات  و اتیلن گلیکول که مواد اولیه تولید همین پلیمر نیز محسوب میگردند . امکان قرار دادن واحد متانولیز پت در خط تولید آن یکی از مزیت های این روش است در این صورت کلیه ضایعات پت در چرخه تولید قابل بازیافت است .

کلیه روشهای مختلف متانولیز شرایط واکنش مشابهی دارند به عنوان مثال میتوان به فشار 2-4 مگاپاسکال و حداکثر دمای 280 درجه اشاره داشت

باید در نظر داشت که واکنش متانولیز تنها در حضور کاتالیزور هایی مورد استفاده  قرار میگیرند عبارتند از : استات کبالت ، نمکهای منگنز و از جمله استات و فسفات منگنز ، فسفات کلسیم ، اکسید ها و هیدروکسید های فلزات قلیایی و قلیایی خاکی ، سیلیکات سدیم و اکسید قلع که استات روی بیشترین مصرف را به خود اختصاص داده است .

در پایان واکنش کاتالیزور ها حتما باید غیر فعال شوند . در غیر اینصورت در بخش های بعدی فرایند ، واکنش ترانس استریفیکاسیون دی متیل ترفتالات با اتیلن گلیگول امکانپذیر می باشد و میزان  دی میتیل ترفتالات کاهش می یابد .

بعد از رسوب دادن دی متیل ترفتالات حاصله از مخلوط واکنش آن را سانتریفیوژکرده و بلورینه میکنند . متانولیز پت در 3 مرحله انجام میگیرد . مرحله اول شامل تخریب زنجیر ها و کوتاه شدن طول زنجیر ها به یک سوم طول اولیه می باشد . در مرحله دوم زنجیر ها به الیگومرها تبدیل میشوند و مرحله سوم تبدیل الیگومر ها به مونومرها که تنها در حضور کاتالیست انجام میگیرد و چنانچه کاتالیزور وجود نداشته باشد درصد تولید دی متیل ترفتالات پایین و درصد پت باقیمانده بالا می باشد .

 

گلیکولیز :

یکی از روشهای مهم بازیافت شیمیایی ضایعات پت ، گلیکولیز است . این فرایند بیشتر در مقیاس صنعتی انجام میشود . در صورت انتخاب شرایط اولیه مناسب گلیکولیز جزیی پت نتیجه فرایند الیگومرهای کوچک می باشند که طول زنجیره آنها به شرایط عملیاتی بستگی دارد . این خاصیت در تهیه رزین های پلی استر مطلوب می باشد اما مشکلاتی را به وجود می آورد .

به دلیل وا پلیمریزاسیون جزیی واکنش امکان حذف مواد رنگزدا نیست و استفاده مجدد از محصولات آن در تولید پت باید با اختلاط مواد اولیه خالص همراه باشد . در غیر اینصورت پت به دست آمده شفافیت لازم را نخواهد داشت .محصولات این روش در تولید رزین های پلی استر غیر اشباع ، اسفنج های پلی یورتان  و پلی ایزو سیانورات ها کاربرد یافته است نوع و مقدار گلایکول های مصرفی  در این روش بر ویژگی های محصول نهایی آن تاثیر چشمگیری دارند .

گلایکول های رایجی که در این روش مورد استفاده قرار میگیرند عبارتند از اتیلن گلایکول ، 4 بوتا دی ال ، نئو پنتیل گلایکول ، پروپیلن گلایکول و دی اتیلن گلایکول . در بین گلایکول های مذکور بیشتر پروپیلن گلایکول ، اتیلن گلایکول ، و دی اتیلن گلایکول در واپلیمریزاسیون پت مورد بررسی قرار گرفته اند که اتیلن گلایکول بهترین عملکرد را در گلیکولیز پت دارد و دی اتیلن گلیکول ضعیف ترین عملکرد را از خود نشان می دهد . از طرفی نسبت گلیکول به پت بروی خواص نهایی محصول بسیار مفید می باشد . با افزایش مقدار گلایکول به پت تعادل بین مونومر و الیگومر در واکنش سریعتر اتفاق می افتد و محصول نهایی دارای درصد کمتری از الیگومر هایی با جرم مولکولی بالا میباشند . اما نسبت بالای پت به گلایکول که جهت دستیابی به الیگومرهایی با جرم مولکولی بالاتر مناسب است میتواند مشکلاتی در امر اختلاط ایجاد کند . لذا برای رفع مشکل از زایلن استفاده می کنند . زایلن باعث افزایش سرعت واکنش میگردد . چرا که پت و اتیلن گلایکول در زایلن در دمای بالا حل نمی شوند ولی محصولات گلیکولیز حل میشوند در کل جداسازی محصولات گلیکولیز با استفاده از زایلن آسان تر است .

 

 

****************************************

          عنوان مقاله :       

 ?Are plastic bottles still safe if exposed to extreme temperatures   

     اگر پلاستیک ها در دماهای بی نهایت ( گرم یا سرد ) نگهداری شوند هنوز ایمن می مانند؟

مقدمه :

امروزه با پیشرفت تکنولوژی و توسعه صنعت غذا از یک طرف و نیز تمایل دسترسی آسان به انواع مواد غذایی از طرفی دیگر ، مصرف کننده به سمت استفاده از مواد غذایی آماده در بسته بندی های متنوع با ظاهری مناسب متمایل نموده است فاکتور هایی از قبیل وزن بالا ، افزایش هزینه حمل و نقل و مقاومت پایین خطرات خرده شیشه در غذا ، حساسیت در مقابل شوک های حرارتی ، احتمال شکستگی طی فرایند و حمل و نقل در رابط با ظروف شیشه ای  و .... انواع بسته بندی پلاستیکی از جنس پلی اتیلن ترفتالات ، پلی استایرن و ... به علت ویژگی های منحصر به فرد از جمله کاهش حجم و وزن فراورده ، قابلیت ارائه در شکل های مناسب ، شفافیت مطلوب ، نفوذ پذیری کم و حمل و نقل آسان نه تنها در بسته بندی مواد غذایی بلکه در بسته بندی دارو ها هم رایج شده است .

پلاستیک های پلی اتیلن ترفتالات به دلیل داشتن ماهیتی خنثی و خواص فیزیکی خاص دارای کاربرد فراوانی در صنایع غذایی و بسته بندی مواد غذایی میباشد ، از این پلاستیک به طور معمول جهت بسته بندی آب معدنی و نوشابه ، ماءالشعیر و روغن های خوراکی استفاده میشود ،ولی بایستی به این نکته در فرایند تولید این بطری ها توسط صنایع توجه شود. که این بطری ها دارای باقیمانده ترکیبات مضر و سمی نباشد زیرا احتمال اینکه این نوع بطری ها بعد از تولید حاوی ترکیباتی با وزن مولکولی کم باشند دور از انتظار نمی باشد . البته لازم به ذکر است با نگهداری مواد غذایی در درجه حرات های پایین تر از 4 میزان مهاجرت بسیار ناچیز میباشد .

اما شایعات زیادی در رسانه های اجتماعی منتشر شده است که ادعا می کند انجماد آب در بطری های پلاستیکی خطر ابتلا به سرطان را افزایش می دهد . به طور سطحی برخی از این  موضوعات ممکن است متقاعد کننده باشد اما اگر کمی دقیقتر موضوع را مورد بررسی قرار دهیم تعجب خواهید کرد .

این ادعاها در ابتدا از کجا آغاز شد ؟ در اوایل سال 2000 نسخه های مختلف ایمیل ها در سراسر ایالات متحده هشدار دادند که انجماد آب در بطری های پلاستیکی یک واکنش زنجیری ایجاد می کند که یک سم خطرناک به نام دیوکسین را در آب آزاد میکند و این ماده با مشکلات سلامتی در ارتباط است . این داستانها براساس ادعای دکتر ادوارد فوجیمو تو در یک نمایش تلویزیونی در سال 2002 بود.

نظریه ها :

در پاسخ ، اداره غذا و داروی ایلات متحده  FDA  یک بیانیه صادر کرد که ادعا میکند که اجزاء مواد مورد استفاده برای ساخت پلاستیک ها میتوانند به مواد غذایی نفوذ کند . FDA آژانسی است که نه تنها ایمنی مواد غذایی و داروهای ما را تنظیم میکند بلکه به بررسی مکمل های غیر مستقیم  در ارتباط با مواد غذایی ( مواد بسته بندی  ) هم می پردازد .

FDA  در بیانیه خود ، اظهار داشت که میزان مواد شیمیایی که ممکن است از ظروف پلاستیک منتقل شوند کم اهمیت هستند . آنها اظهار داشتند شواهدی مبنی بر وجود دیوکسین ها در بطری های پلاستیکی وجود ندارد .

شورای شیمی آمریکا نیز در این باره می گوید که دیوکسین ها فقط می توانند در دماهای بیش از 700 درجه فارنهایت ایجاد شوند با توجه به  این دما ،دمای انجماد بطری های پلاستیکی به این معیار ها پاسخ نمی دهد و ایمن بودن بطری های پلاستیکی برای بسته بندی مواد غذایی و نوشیدنیها توسط FDA  تایید شده است وپلاستیک های پت توسط اداره غذا و دارو برای استفاده غذا ها و نوشیدنی ها امن و مناسب شناسایی می شوند و هیچ مبنای علمی برای شایعات دیوکسین وجود ندارد .

انجمن بین المللی آب در مورد ایمنی بطری های آب بیانیه ای به متن زیر را منتشر کرده است :

بیانیه انجمن بین المللی آب بطری :

افسانه هایی درباره دیوکسین در آب بطری در شرایط داغ یا سرد نگهداری ، ادعا میکند که pet  ظروف پلاستیکی که در آن آب ذخیره میشود در هر دو محیط گرم به عنوان مثال یک خودروی گرم یا در حالت یخ زده باعث آزاد سازی دیوکسینی میشود که باعث بیماری می شود غلط و مبتنی بر علم نیست . بطری های pet به کد *1 هیچ ماده دیوکسینی ندارند دیوکسین ها یک خانواده از ترکیبات است که فقط میتواند در طول احتراق در دمای بالاتر از 700 درجه فارنهایت تشکیل شوند .آنها نمیتوانند در دمایی که احتمالا در یک ماشین داغ یا در دماهای یخ زده تجربه میشود شکل بگیرند . محقق دکتر جان هاپکینگز و دکتر رولف هالدن در مورد این ادعا میگویند که  دیوکسین ها در پلاستیک ها وجود ندارند  علاوه بر این مواد شیمیایی به راحتی در دماهای سرد منتشر نمی شود در صورتی که دی اکسین ها در پلاستیک پت وجود داشته باشند که فکر نمیکنیم وجود داشته باشد .

برای مواد پلاستیکی که  FDA تایید کرده است  سطح مهاجرت از طریق استفاده از پلاستیک در تماس با مواد غذایی در حاشیه ایمنی قرار میگیرد . و مقدار آن حداقل 100 تا 1000 برابر کمتر از سطحی است که در مطالعات حیوانی انجام شده و هیچ اثر سمی مشاهده نشده است .

نتیجه گیری :

خصوصیات پت یک پلاستیک معمولی که برای آب بطری و ظروف آشامیدنی و ترکیبات مهاجرت کننده در شرایط آزمایش ، مورد مطالعه قرار گرفته است . گزارش موسسه بین المللی علوم زندگی  در مورد پت  در برنامه بسته بندی مواد غذایی حاکی از ایمنی رزین PET  و ترکیبات از ظروف غذا و آشامیدنیها را نشان میدهد که طیف گستره ای از بسته بندی ساخته شده از پلاستیک هاست نه تنها ظروف آب بطری برخی از ادعاهایی که در مورد سرطان زایی بطری هایی که یخ زده اند یا گرم شده از دو جهت نادرست می باشد اول اینکه *DEHA  (دی اتیل هگزیل آدیپات) در ساخت بطری پت استفاده نمی شود و حتی اگر هم باشد به عنوان سرطان زای انسانی طبقه بندی نشده است . DEHA  توسط هیچ یک از ادارات بهداشت و ایمنی شغلی ایالات متحده و سم شناسی ملی و آژانس بین المللی سرطان به عنوان سرطان زای ممکن انسان طبقه بندی نشده است علاوه بر این FDA  ماده DEHA  را برای تماس با مواد غذایی تایید و حتی در صورت وجود خطری را ایجاد نمی کند . در حقیقت DEHA به طور ذاتی در پلاستیک هایی که برای تولید بطری استفاده میشوندوجود ندارد حتی اگر هم وجود داشت آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA )  میگوید که سرطان زایی ، جهش زایی ، سمیت ایمنی عصبی ، کلیه ، کبد ، سمیت باروری ، رشد و یا سایر اثرات مزمن جدی و غیرقابل برگشت این ماده گزارش نشده و طبق گفته آژانس بین المللی سرطان این ماده علت سرطان زایی انسان طبقه بندی نمی شود .

بعضی از شما ممکن است عادت به استفاده مجدد از بطری های پلاستیکی داشته باشید و آنها را در ماشین یا محل کار خود نگه دارید ایده و فکر خوبی نیست چون این بطری ها تنها برای یکبار استفاده می باشند اگر شما می خواهید آنها را طولانی نگهدارید نباید بیش از چند روز یا نهایت یک هفته باشد و باید به خوبی از گرما دور باشند تکرار شستشو یا استفاده مجدد میتواند مولکولهای پلاستیک را شکسته و ترکیبات مضررا به آب هایی یا مواد غذایی دیگری که در آنها نگهداری می کنید و یا میخورید منتقل کند .  

تعاریف :

* : DEHA  دی اتیل هگزیل آدیپات

* : کد 1 : رایج ترین نوع پلاستیک در دنیاست که برای بطری های آب معدنی استفاده می شود . و حاوی ترکیب شیمیایی پلی اتیلن ترفتالات است که اگر فقط یک بار از این بطری استفاده شود مشکلی پیش نمیاید .

شرکت محکم صنعت فارس تولید کننده انواع پریفرم بطری آب معدنی

******************************************************************************

یافته های جدید در مورد پلی اتیلن ترفتالات  

 

 

 

 

 

 

*********************************************** 

 

 

عنوان مقاله : آنزیم های پلاستیک خوار   

دانشمندان در بریتانیا و ایالات متحده می گویند یک آنزیم پلاستیک خوار طراحی کردند که می تواند در آینده در نبرد با آلودگی ها مفید باشد . این آنزیم قادر است پلی اتیلن ترفتالات را هضم کند . پلی اتیلن ترفتالات یا PET  یک نوع پلاستیک است که در دهه ی 1940 میلادی اختراع شده و امروز در ساخت میلیون ها تن بطری پلاستیکی کاربرد دارد . pet  می تواند برای صد ها سال در طبیعت باقی بماند به همین دلیل امروزه مناطق زیادی از محیط زیست زمین و دریا را آلوده کرده اند . پژوهشگران از دانشگاه بریتانیا و دپارتمان ملی انرژی های تجدید پذیر آمریکا وقتی در حال بررسی ساختار یک آنزیم طبیعی تکامل یافته بودند به این کشف جدید دست یافتند گفتنی است این آنزیم در یک مرکز بازیافت زباله در ژاپن به تکامل رسیده بود. پرفسور مک گین استاد دانشگاه که رهبریت این پروژه را بر عهده داشته می گوید پیدا کردن این آنزیم به باکتری ها کمک می کند تا پلاستیک های PET  را تجزیه یا هضم کند . پژوهشگران تصمیم گرفتند ساختار این باکتری را با اضافه کردن آمینو اسید اصلاح کنند و این کار باعث تغییر عملکرد این آنزیم می شودو این توانایی را به آن می دهد که پروسه پلاستیک خواری را سریع تر انجام دهد . آقای مک گین در گفتگو با خبرگزاری رویترز میگوید ما به یک پیشرفت قابل توجه که در نسخه جدید آنزیم است دست یافته ایم که بسیار بهتر از نسخه طبیعی آن کار میکند این واقعا یک پیشرفت هیجان انگیز است . چرا که به این معناست حتی میتواند به بهینه سازی این آنزیم در آینده هم منتهج شود . تیمی که روی این پروژه کار کرده گزارش خود را در ژرنال آکادمی ملی علوم منتشر کرد . آنها در حال حاضر مشغول بررسی این پرسش هستند که آیا می توان پروسه ی تجزیه و یا هضم پلاستیک های PET  را در مقیاس صنعتی هم به کار برد یا خیر؟همچنین ببینند آیا چنین ظرفیتی وجود دارد که ساختار پلاستیک های دیگر را به شکل اولیه شان باز گردانیم تا از این طریق بتوانیم به صورت پایداری آن ها را تجزیه پذیر کنیم . آنزیمها غیر سمی و از نظر زیستی قابل تجزیه هستند و می توانند در یک مقیاس بزرگ توسط میکرو ارگانیسم ها تولید شوند . پتانسیل بالایی برای اینکه از طریق تکنولوژی آنزیم ها بتوانیم با مشکل زباله ها برخورد کنیم دیده می شود . به ویژه که مشکل زباله ها به معضلی در حال رشد در جوامع مختلف تبدیل شده است به این ترتیب این امید وجود دارد این مشکل با تجزیه برخی از پلاستیک ها ی بسیار رایج که امروزه مصرف زیادی دارند حل شوند . استاد دانش تحلیل زیستی دانشگاه منچستر در این خصوص می گوید انتظار می رود در مراحل بعدی کار ساختار آنزیم بهبود یابد این پیشرفت می تواند گام بزرگی در پروسه ی حصول به پلیمر های پایدار تجدید پذیر به شمار آید .