زجاجات المشروبات هي زجاجات PET معدلة ممزوجة ببولي إيثيلين نفثالات (PEN) أو زجاجات مركبة من PET وبولي أريلات البلاستيك الحراري. تُصنف كزجاجات ساخنة، وتتحمل درجات حرارة تزيد عن 85 درجة مئوية؛ أما زجاجات المياه فهي زجاجات باردة، ولا تتطلب مقاومة للحرارة. تشبه الزجاجة الساخنة الزجاجة الباردة في عملية التشكيل.
1. المعدات
حاليًا، يستورد مُصنِّعو آلات نفخ PET النشطة بالكامل بشكل رئيسي من شركات SIDEL الفرنسية، وKRONES الألمانية، وFujian Quanguan الصينية. ورغم اختلاف الشركات المُصنِّعة، إلا أن مبادئ معداتها متشابهة، وتتكون عمومًا من خمسة أجزاء رئيسية: نظام إمداد القضبان، ونظام التسخين، ونظام نفخ الزجاجات، ونظام التحكم، والآلات المساعدة.
2. عملية النفخ
عملية نفخ الزجاجة PET.
العوامل المهمة التي تؤثر على عملية نفخ الزجاجة PET هي الشكل المسبق والتسخين والنفخ المسبق والقالب وبيئة الإنتاج.
2.1 التشكيل المسبق
عند تحضير الزجاجات المصبوبة بالنفخ، تُحقن رقائق البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) أولاً في قوالب أولية. ويشترط ألا تكون نسبة المواد الثانوية المستردة عالية جدًا (أقل من 5%)، وألا يتجاوز عدد مرات الاستعادة ضعفي الكمية، وألا يكون الوزن الجزيئي واللزوجة منخفضين جدًا (الوزن الجزيئي 31000-50000، واللزوجة الجوهرية 0.78-0.85 سم3/جم). ووفقًا لقانون سلامة الغذاء الوطني، لا يجوز استخدام مواد الاستعادة الثانوية في تغليف الأغذية والأدوية. يمكن استخدام القوالب الأولية المصبوبة بالحقن لمدة تصل إلى 24 ساعة. يجب تخزين القوالب الأولية التي لم تُستهلك بعد التسخين لأكثر من 48 ساعة لإعادة تسخينها. ولا تتجاوز مدة تخزين القوالب الأولية ستة أشهر.
تعتمد جودة القالب الأولي بشكل كبير على جودة مادة PET. يجب اختيار مواد سهلة النفخ والتشكيل، ووضع عملية صب مناسبة. أظهرت التجارب أن القوالب الأولية المستوردة المصنوعة من مواد PET بنفس اللزوجة أسهل في النفخ من المواد المحلية؛ فبينما تختلف تواريخ إنتاج الدفعة نفسها، قد تختلف عملية النفخ بشكل كبير. تُحدد جودة القالب الأولي صعوبة عملية النفخ. تشمل شروط القالب الأولي النقاء، والشفافية، والخلو من الشوائب، واللون، وطول نقطة الحقن والهالة المحيطة بها.
2.2 التدفئة
يتم تسخين القالب بواسطة فرن التسخين، الذي تُضبط درجة حرارته يدويًا وتُضبط تلقائيًا. داخل الفرن، يُشير أنبوب مصباح الأشعة تحت الحمراء البعيدة إلى تسخين القالب إشعاعيًا، وتقوم المروحة الموجودة في أسفل الفرن بتوزيع الحرارة لتوزيع درجة الحرارة داخل الفرن بالتساوي. تدور القوالب معًا في حركة أمامية داخل الفرن، مما يُسهّل تسخين جدران القوالب بالتساوي.
عادةً ما يكون وضع المصابيح في الفرن على شكل "منطقة" من الأعلى إلى الأسفل، مع وجود أطراف أكثر ووسط أقل. يتم التحكم في حرارة الفرن من خلال عدد فتحات المصابيح، ودرجة الحرارة العامة، وقوة الفرن، ونسبة تسخين كل قسم. يجب ضبط فتحة أنبوب المصباح بالتزامن مع الزجاجة المنفوخة مسبقًا.
لتحسين أداء الفرن، يُعدّ ضبط ارتفاعه ولوحة التبريد، وما إلى ذلك، أمرًا بالغ الأهمية. إذا لم يكن الضبط صحيحًا، فمن السهل تضخم فوهة الزجاجة (يصبح فم الزجاجة أكبر) وتصلب الرأس والرقبة (لا يمكن فتح مادة الرقبة) أثناء عملية النفخ، بالإضافة إلى عيوب أخرى.
2.3 النفخ المسبق
يُعد النفخ المسبق خطوة بالغة الأهمية في عملية نفخ الزجاجات ثنائية المراحل. ويشير إلى بدء النفخ المسبق عند نزول قضيب السحب أثناء عملية النفخ، مما يُعطي القالب شكله. في هذه العملية، يُعد اتجاه النفخ المسبق، وضغط النفخ المسبق، وتدفق النفخ ثلاثة عناصر أساسية.
يُحدد شكل زجاجة النفخ المسبق صعوبة عملية النفخ وجودة وظيفتها. يكون شكل زجاجة النفخ المسبق الطبيعي على شكل مغزل، بينما تشمل الأشكال غير الطبيعية شكل جرس صغير ومقبض. يعود سبب هذا الشكل غير الطبيعي إلى التسخين الموضعي غير المناسب، أو ضغط النفخ المسبق غير الكافي، أو تدفق النفخ غير الكافي، وما إلى ذلك. يعتمد حجم زجاجة النفخ المسبق على ضغط النفخ المسبق واتجاهه. في الإنتاج، يجب توحيد حجم وشكل جميع زجاجات النفخ المسبق في جميع المعدات. في حال وجود أي اختلاف، يجب توضيح الأسباب بالتفصيل. يمكن تعديل عملية التسخين أو النفخ المسبق وفقًا لظروف زجاجة النفخ المسبق.
يختلف حجم ضغط النفخ المسبق باختلاف حجم الزجاجة وسعة الجهاز. عادةً ما تكون السعة كبيرة وضغط النفخ المسبق منخفضًا. تتميز المعدات بقدرة إنتاجية عالية وضغط نفخ مسبق مرتفع.
2.4 الآلة المساعدة والقالب
تشير الآلات المساعدة بشكل أساسي إلى المعدات التي تحافظ على ثبات درجة حرارة القالب. تلعب درجة حرارة القالب الثابتة دورًا مهمًا في الحفاظ على استقرار المنتج. عادةً ما تكون درجة حرارة جسم الزجاجة مرتفعة، ودرجة حرارة قاع الزجاجة منخفضة. بالنسبة للزجاجات الباردة، نظرًا لأن تأثير التبريد في القاع يحدد درجة التوجه الجزيئي، يُفضل ضبط درجة الحرارة على 5-8 درجات مئوية؛ وتكون درجة حرارة قاع الزجاجة الساخنة أعلى بكثير.
2.5 البيئة
لجودة بيئة الإنتاج تأثيرٌ أكبر على ضبط العملية. فظروف درجة الحرارة المستقرة تُحافظ على استقرار العملية والمنتج. يُفضل نفخ زجاجات PET في درجة حرارة الغرفة ورطوبة منخفضة.
3. متطلبات أخرى
يجب أن تلبي زجاجة الضغط متطلبات اختبار الإجهاد واختبار الضغط معًا. يهدف اختبار الإجهاد إلى منع تشقق وتسرب السلسلة الجزيئية أثناء ملامسة قاع الزجاجة للمزلق (القلوي) أثناء ملء زجاجة PET. يهدف اختبار الضغط إلى تجنب ملء الزجاجة. مراقبة الجودة بعد الانفجار في غاز ضغط معين. لتلبية هذين الحاجتين، يجب التحكم في سمك نقطة المركز ضمن نطاق معين. الشرط العام هو أن تكون نقطة المركز رقيقة واختبار الإجهاد جيد ومقاومة الضغط ضعيفة؛ نقطة المركز سميكة واختبار الضغط جيد واختبار الإجهاد ضعيف. بالطبع، ترتبط نتائج اختبار الإجهاد ارتباطًا وثيقًا بتراكم المواد في منطقة الانتقال حول نقطة المركز، والتي يجب تعديلها وفقًا للخبرة العملية.
4. الخاتمة
يتم ضبط عملية نفخ زجاجات PET بناءً على البيانات المقابلة. إذا كانت البيانات ضعيفة، تكون متطلبات العملية صارمة للغاية، ويصعب حتى نفخ الزجاجات المؤهلة.
وقت النشر: 9 مايو 2020
