Prelucrarea Polietilen Tereftalat Ului

2. PRELUCRAREA POLI(ETILEN TEREFTALAT) -ului

2.1.Obținerea granulelor din PET

Etapele obținerii flaconului de PET pornesc de la reacția de polimerizare și se termină cu obținerea unui flacon care poate fi folosit ca atare.

Etape:

Transesterificare și policondensare => PET granule.

Injectare în matriță a PET-ului granule => preforme.

Suflare aer în preforme => flacon

Figura 2.1 Materiile prime și energiile necesare obținerii granulelor de PET

2.2 Obținerea flaconului de PET

Flaconul de PET se obține printr-un procedeu numit formarea prin injectie-suflare.

Etapele de obținere sunt:

injecția în matriță

suflare aer cu presiune ridicată

Acest procedeu are avantajul obținerii unei game foarte variate de forme. Flacoanele obținute sunt rezistente la pasteurizare și la umplerea cu lichide calde (85-95 oC) . Ele pot fi reutilizate de până la 20-30 de ori. Se pot obține și sub formă de flacoane multistrat folosite la ambalarea unor alimente ușor oxidabile (ketchup) sau flacoane de volume mici folosite în industria chimică și farmaceutică.

2.3 Injectare PET granule în matriță

Granulele înaintea prelucrării se usucă într-un uscător la temperatura de 130-150 oC timp de 3-4 ore. granulele trebuie să fie cu umiditate sub 0.2 % .În urma injectării în matriță a PET-ului granule rezultă o preformă.

Prelucrarea prin injecție este un proces ciclic format din mai multe etape:

– Alimentarea materialului în cilindrul agregatului de plastefiere

– Încălzirea și topirea materialului în cilindrul mașinii

– Închiderea matriței

– Întroducerea materialului topit sub presiune în matriță

– Solidificarea și răcirea materialului injectat

– Deschiderea matriței; evacuarea piesei injectate din matriță

Procesul de injectare cuprinde următoarele trepte de proces:

Plastifierea proces prin care se asigura o topitură omogenă cu o vâscozitate scăzută ce permite curgerea în interiorul cilindrului. Căldura necesară este transferată materialului plastic de la peretele cilindrului .

Umplerea matriței care constă în trecerea materialului plastic din spațiul de acumulare al mașinii de injectat în cavitatea matriței, sub presiune.

Compactizarea proces de postumplere volumetrică a matriței

Răcirea și demularea

Etapele de formare a unui flacon încep de la injectare:

1. Materia primă sub formă de granule se introduce prin vidare într-un cilindru de injecție fiind transportate de către melc, prin rotirea acestuia, spre duza de injectare. În timpul transportului datorită încălzirii cilindrului granulele ajung în stare de topitura Se recomanda ca granulele să fie uniforme ca formă și mărime.

Figura 2. 2 Cilindrul de injecție. Încărcarea granulelor în cilindru.

2.În fața cilindrului mașinii de injecție se afla matrița în care este te împins amestecul de injectat sub presiune (1200-1500 de bari) , temperatura matriței fiind de 50 oC. PET-ul topit i-a forma matriței, care este răcit și tăiat la lungimea necesară.

Figura 2.3 Injectarea amestecului în matriță

2.4 Formarea prin suflare

Forma finală a sticlei se formeaza in mașina de suflat.

3. Cu ajutorul lămpilor cu infraroșu, preforma este reincălzită

4. Preforma este plasată într-o altă matriță care are forma unui flacon. Matrița are temperatura de 40 oC. Preforma încălzită este prinsă pe o bară de inducție.

Figura 2.4 Plasarea preformei în matriță cu ajutorul unei bare de inducție.

5. Preforma este întinsă cu ajutorul unei tije.

6. Se sufla aer în preforma la presiune joasă pentru a forma partea principală a flaconului. Preforma datorită presiunii este întinsă atât radial cât și axial. Plasticul ia forma matriței deoarece este apăsat de pereții acesteia.

Figura 2.5 suflare de aer de joasă presiune

7. Pentru a umple picioarele sticlei se introduce aer la presiune înaltă .

8. Matița este răcită prin diferite metode: prin stropire cu apa sau prin dioxid de carbon lichid, în flacon este suflat aer umed sau aer din încăpere.

Figura 2.6 Introducerea aerului la presiune înaltă pentru formarea picioarelor flaconului.

9. Etapa de depresurizare când aerul iese din flacon.

Flaconul PET este utilizat pentru amblarea băuturilor deoarece:

– Lichidul nu intră în reacție cu PET-ul păstrându-și caracteristicile pe o perioadă îndelungată.

– PET-ul este impermeabil pentru CO2 prezent în băuturile carbogazoase.

– Prezintă rezistenta la impact mare.

– Gama de temperaturi care poate fi utilizat este -20 ÷ 100 oC .

– Flaconul PET este ușor de transportat și utilizat.

2.5 Controlul calității

Polimerizarea este o reacție delicată și este dificil de reglat odată ce procesul a început. Toate moleculele formate în timpul reacției rămân în produsul final, chiar și cele care conțin impurități. Odată ce reacția a început este imposobil de oprit pentru a îndepărta impuritățile și este dificil și foarte scump eliminare produselor defecte după ce reacția este completă. Purificarea polimerilor este un proces scump și dificil deoarece este greu de determinat calitatea granulelor de PET.

Polimerizarea dimetiltereftalatului și a etilenglicolului poate conține două impurități:

dietilenglicol

acetaldehida

Cantitatea de dietilenglicol este ținută la minim pentru ca proprietățile PET-ului să nu fie afecatate. Acetaldehida care apare în timpul polimerizării dar și în tipul producerii flaconului vă da un gust ciudat băuturii îmbuteliate. Prin utilizarea unei tehnici optime de injectare în matriță, care consta in expunerea pe o perioada de timp scurt a polimerului la caldura, concentrația de acetaldehida este foarte mică de și astfel gustul băuturii nu se modifica

Numeroase standarde și teste au fost dezvoltate pentru plastic in decursul timpului:

căderea de la numite înălțime și lovirea cu o anumită forță (PET –ul nu trebuie să sfarme în condiții normale)

test pentru deformare și presiune (flaconul trebuie să-și păstreze forma și să reziste la presiunea de îmbuteliere)

test pentru determinarea permeabilității pentru dioxid de carbon (băuturile carbogazoase conțin dioxid de carbon care dacă ar ieșii din flacon prin pereții acestuia, băutura și-ar pierde din valoare.

test pentru transparența și strălucire.

Toate testele țintesc spre consistența mărimii, formei și altor factori.

2.6. Pierderi în procesul de obținere PET

În procesul de obținere a flaconului de PET, 10 – 25 % din materialul plastic se pierde din diverse cauze:

alimentării necorespunzătoare a granulelor în cilindru de injectat

umplerii necorespunzătoare a matriței

preformele sunt reîncălzite prea tare sau insuficient

presiunea de suflare este prea mare sau prea mică

flaconul poate fi defect din cauza unei răciri necorespunzătoare a matriței sau este expus prea mult la căldură

De regulă preformele sau flacoanele la care sunt identificate defecte în timpul producției sunt recuperate. Polietilentereftalatul este recuperat printr-un proces de mărunțire și retopire putand fi folosit apoi pentru obținerea de flacoane noi sau pentru obținerea fibrelor folosite în industria textilă.

Pierderile de material în timpul procesului de injectare și suflare se reduce semnificativ prin folosirea unor tehnici noi, mașini complet automate și a verificări periodice a producției.

2.7. Flaconul de Pet ca ambalaj

Ambalajele îndeplinesc o serie de funcții vitale în aprovizionarea produsului de la producător la consumator, astfel că ambalajele nu ar exista fără produsele pe care le conțin și multe produse nu ar exista fără ambalajul care furnizează o modalitate de livrare.

Ambalajele prezinta o gama variata de functii:

Protecția și prezervarea(prevenirea deteriorării fizice și stoparea sau inhibarea schimbărilor chimice și biologice în timpul transportului, manipulării și depozitării);

Consumul și reținerea ( facilitarea distribuției și depozitării unei anumite cantități de produs);

Prezentarea/intensificarea vânzării ( pentru adăugarea de valoare, atragerea vânzărilor, branding și imagine);

Identificare și informare ( furnizarea de informații despre produs și companie, instrucțiuni de utilizare, manipulare și depozitare, coduri de bare citibile de mașini sau om);

Securitate : evidențierea desigilării, anti – contrafacere;

Comoditate : modul de deschidere și reînchidere, distribuție;

Flaconul de PET este cel mai des folosit ambalaj în industria alimentară. Este un ambalaj ușor de produs, nu costă mult si este rezistent la transport Se foloseste la îmbutelierea sucurilor atât necarbogazoase cât și carbogazoase ,apei minerale și plate ( este impermeabil pentru dioxidul de carbon). Sticlele au capacitate diferite fiind de: 0,5 l, 1 l, 1,5 l, 2 l. Berea este un alt lichid ambalat în flacoane de PET . Pentru ca PET-ul să fie un bun ambalaj pentru bere, tehnologia de bază a fost îmbunătățită. La bere dușmanul primordial este radiația solară, pentru a împiedica că radiația solară să ajungă la produs și să îi dăuneze, flacoanele de PET pentru bere sunt colorate ( de regulă maro sau verzi).

Consumul pe scară largă acestor produse determină și o cerere tot mai mare pentru flacoane de PET. Deoarece flacoanele sunt de unică folosință și nu sunt biodegradabile, rezultă o cantitate enormă de deșeuri din flacoane uzate. În unele țări se încearcă producerea unui PET biodegradabil sau înlocuirea lui cu ambalaje care nu sunt de unică folosință.

Utilizarea pe scară largă a acestui polimer și faptul că nu este biodegradabi creează cantități foarte mari de deșeuri. O problemă importantă din ultimii ani vizează transformarea deșeurilor din PET în materiale reutilizabile. Reciclarea PET-ului este importantă pentru conservarea resurselor de petrol. Deoarece consumul a crescut mult în ultimii ani, a dus la sporirea numărului de ambalaje depozitate necorespunzător în natură. Impactul negativ asupra mediului poate fi stopat prin prin colectarea și reciclarea acestora. pet-ul poate fi reciclat de un număr limitat de ori, deoarece pe parcursul procesului de reciclare își pierde din proprietățile inițiale.Pentru îmbunătățirea calității produsului finit, la reciclare se adăuga cantități mici de materii prime brute.