ظروف یکبار مصرف نفوذ زیادی در زندگی روزمره انسان ها پیدا کرده اند ، لذا آشنایی با خط تولید ظروف یکبارمصرف فوم و شناخت روش تولید آن جهت راه اندازی کارخانه ظروف یکبار مصرف مفید فایده بنظر می رسد. در این مطلب سعی کرده ایم تا شما را با روش تولید ظروف فوم (اسفنجی) به عنوان یکی از پرکاربرد ترین انواع ظروف یکبار مصرف آشنا سازیم امیدواریم تا پایان همراه ایران صنعت بمانید و ما را از نظراتتان بره مند سازید.
ظرف یک بار مصرف، ظرفی است ساخته شده از کاغذ، پلاستیک و یا مقوا که به شکل‌های لیوان، بطری، بشقاب و … که از پلیمرهای گوناگون ساخته می‌شود.
سابقه استفاده از ظروف یکبار مصرف به سال ۱۳۵۹ برم یگردد. اما تولید ظروف یکبار مصرف نسل جدید از جمله ظروف یکبار مصرف اسفنجی(فوم پلی استایرن) از ۵ سال اخیر آغاز شده است.
ظروف یکبار مصرف پلاستیکی از پلیمرهای مختلفی تولید می شوند:
-۱ پلی اتیلن با دانسیته بالا – HDPE
-۲ پلی پروپیلن
-۳ پلی استایرن
هر کدام از این مواد اولیه خصوصیات ویژه ای در محصول ایجاد می کنند. برای نمونه برای بسته بندی و نگهداری روغن، سرکه و محصولات لبنی همچون شیر، دوغ و ماست، همچنین مواد غذایی گرم و مرطوب از ظروف پلی اتیلن سفیدرنگ استفاده شده و ظروف پلی پروپلین سفیدرنگ نیز برای بسته بندی محصولات لبنی همانند ماست، خامه و پنیر و مواد غذایی گرم و مرطوب مناسب می باشد.
پلی اتیلن و پلی پروپیلن بصورت صفحه اکسترود شده و در دسترس هستند اما شکل دهی(قالبگیری) آنها مشکل است. زیرا گرمای ویژه بالا در آنها (که منجر به کاهش سرعت گرم کردن می شود) همراه با سرعت انتقال حرارت پائین شان، باعث می شود در قالبگیری با مشکل مواجه شویم.
اشکال دیگر این پلیمرها به دلیل قابلیت کریستالی شدن آنها می باشد. دمایی که پلی پروپیلن و پلی اتیلن در آن دما شکل پذیر می شوند خیلی پایین تر از نقطه نرمی آنها نمی باشد و به همین دلیل صفحات آنها سست شده و در قالبگیری مشکل ایجاد خواهد شد. در ضمن پلی پروپیلن به دلیل خاصیت کریستالی در طول فرآیند تولید ظروف، شفافیت خود را نیز از دست می دهد.
بطور کلی دلایل کاربرد زیاد ظروف یکبار مصرف فوم پلی استایرن ویژگی های مطلوب آن می باشد. این ویژگی ها عبارتند از:
– اولا ضربه را به محصول منتقل نمی کند بنابراین برای محصولات شکننده مناسب می باشد مثل تخم مرغ.
– ثانیا عایق حرارتی خوبی است و برای عرضه محصولات گرم آماده مناسب می باشد.
– ثالثا سبک بودن ماده پلیمری ، آن را در موارد حمل و نقل مناسب تر می کند.
نکته قابل توجه در تولید این محصولات این است که با توجه به وزن کم آنها و حجم بالایی که دارند ، هزینه باربری زیادی خواهند داشت لذا این صنعت در زمینه فروش دارای محدودیت است و سرمایه گذاران عزیز بایستی این موضوع را مدنظر قرار دهند.
تشریح تولید ظروف یکبار مصرف فوم
فرآیند ساخت ظروف یکبار مصرف در همه جا فرآیندی مشابه بوده و تنها نوع ماشین آلات و روش های فرعی بکار رفته متغیر می باشند. کل فرآیند در دو مرحله اصلی انجام می گیرد. ابتدا مواد اولیه مورد نظر (گرانول، پودر و …) در دستگاه اکسترودر تبدیل به ورق شده و سپس ورق به دست آمده به روش ترموفورمینگ تبدیل به ظرف مورد نظر می شود.
تولید گرانول
در این مرحله مخلوط تهیه شده از پلیمر و مواد افزودنی که بصورت کامپاند یکنواخت و هموژن و به شکل گرانول می باشد گازگیری شده و آماده استفاده در کاربردهای گوناگون می شود.
تولید ورق
در این مرحله پلیمرهای تهیه شده به فرم گرانول پس از گازگیری وارد یک اکسترودر می شوند. مواد به علت حرارت و اصطکاک به حالت خمیری توسط پیچ حلزون به جلو رانده شده و از ورای یک قالب با مقطع کم و بیش پیچیده عبور می کنند. محصول پس از خروج از قالب می تواند دارای طول نامحدود باشد، به نحوی که بدون انقطاع و تا زمانیکه قیف را از مواد تغذیه کنند، محصول تداوم خود را حفظ خواهد نمود.
تنظیم اکسترودر کاری است دقیق و حساس که روشی منطقی را ایجاب م ینماید چراکه پارامترهای زیادی در این موضوع دخالت دارند:
– درجه حرارت
– درجه حرارت قالب
– درجه حرارت پیچ
– سرعت نوار نقاله
– وضعیت و حالت مواد در قیف
پس از اکستروژن کامل از قالب (die) ، ورق خارج و وارد سیستم کلندر می گردد. در کلندرها ورق تعیین ضخامت شده و پس از پرس خوردن و کاهش دما بصورت رول جمع آوری می گردند.
رول ورق با عرض مناسب بسته بندی و آماده ارسال به بخش ترموفرمینگ یا تولید انواع ظروف بسته بندی می گردد.
تولید انواع ظروف یکبار مصرف
در این بخش ورق تهیه شده با ضخامت و پهنای معین وارد دستگاه ترموفرمینگ می گردد.
در عمل سه روش عمده برای تهیه ظروف به روش ترمو فورمینگ وجود دارد:
الف- قالبگیری فشاری (Pressure forming)
ب- قالبگیری با ایجاد خلاء (Vacume forming)
ج- قالبگیری به روش درهم رفتن (Matched mold forming)
الف- قالبگیری فشاری
این روش شباهت زیادی به روش قالبگیری با ایجاد خلاء دارد به استثنای اینکه همزمان با ایجاد خلأ هوای فشرده نیز از بالای صفحه بکار گرفته می شود و این عمل سبب فشار آمدن به صفحه نرم شده، موجب تسهیل ورود آن به داخل قالب می گردد.
ب- قالبگیری با ایجاد خلاء
این روش در حقیقت ساده ترین نوع فرآیند به طریق ترموفورمینگ می باشد که عبارت است از ثابت نگهداشتن صفحات پلاستیکی بر روی یک حجم سخت که به جعبه قالب وصل می گردد. سپس صفحه را تا زمان به دست آمدن حالت نیمه جامد حرارت می دهند و متعاقب آن در فضای میان قالب و صفحه خلاء ایجاد می گردد. فشار اتمسفر روی صفحه موجب می گردد تا صفحه به داخل قالب کشیده شود. مواد تا زمان خنک شدن و به شکل قالب در آمدن در قالب باقی می ماند.
ج- قالبگیری به روش در هم رفتن
در این فرآیند صفحه گرم شده با فشار میان قالب نری و مادگی محبوس شده و بدین صورت ظروف شکل می گیرند.
در کلیه روش های فوق گرم کردن صفحه معمولاً با استفاده از اشعه مادون قرمز انجام می گیرد.
در رابطه با خط تولید می توان هر دو سیستم پیوسته (Continuous) و یا غیر پیوسته را در نظر گرفت. درسیستم غیر پیوسته ابتدا ورق تولیدی روی قرقره پیچیده و در سالن تولید به طور موقت انبار و آنگاه به ماشین فرم دهی اصلی منتقل م یگردد. ولی در سیستم پیوسته فیلم فرم گرفته مستقیماً به ماشین ترموفورمینگ منتقل شده و ظروف تولیدی از آن خارج می شوند.
در این طرح از روش فرم دادن با ایجاد خلاء استفاده می شود. بنابراین در دستگاه ترموفرمینگ ورق در کوره حرارتی ابتدا تا دمای ۸۰ درجه سانتیگراد پیش گرم و سپس در گرمکن اصلی به دمای حدود ۱۲۰ درجه سانتیگراد می رسد. سپس ورق نرم شده وارد بخش قالب گیری شده و تحت خلاء ایجاد شده به فرم قالب در می آید و پس از فرمینگ برش خورده و بسته بندی نهایی ظروف انجام می گردد.
به طور خلاصه مراحل فرآیند تولید ظروف یکبار مصرف اسفنجی به صورت زیر می باشد:
-۱ گاز گیری گرانول
-۲ تغییر ماهیت فیزیکی گرانول دراکسترودر
-۳ تبدیل شدن گرانول به ورق
۴ – تغییر ضخامت ورق در سیستم کلندر
-۵ پرس خوردن ورق
-۶ رول شدن ورق
-۷ بازرسی ورق رول شده
-۸ پیش گرم شدن ورق در کوره حرارتی دستگاه فرمینگ
-۹ گرم شدن ورق تا دمای ۱۲۰ درجه در گرمکن اصلی
-۱۰ قالب گیری ورق
-۱۱ فرمینگ ورق
-۱۲ برش ورق
ظروف یکبار مصرف نفوذ زیادی در زندگی روزمره انسان ها پیدا کرده اند ، لذا آشنایی با خط تولید ظروف یکبارمصرف فوم و شناخت روش تولید آن جهت راه اندازی کارخانه ظروف یکبار مصرف مفید فایده بنظر می رسد. در این مطلب سعی کرده ایم تا شما را با روش تولید ظروف فوم (اسفنجی) به عنوان یکی از پرکاربرد ترین انواع ظروف یکبار مصرف آشنا سازیم امیدواریم تا پایان همراه ایران صنعت بمانید و ما را از نظراتتان بره مند سازید.
ظرف یک بار مصرف، ظرفی است ساخته شده از کاغذ، پلاستیک و یا مقوا که به شکل‌های لیوان، بطری، بشقاب و … که از پلیمرهای گوناگون ساخته می‌شود.
سابقه استفاده از ظروف یکبار مصرف به سال ۱۳۵۹ برم یگردد. اما تولید ظروف یکبار مصرف نسل جدید از جمله ظروف یکبار مصرف اسفنجی(فوم پلی استایرن) از ۵ سال اخیر آغاز شده است.
ظروف یکبار مصرف پلاستیکی از پلیمرهای مختلفی تولید می شوند:
-۱ پلی اتیلن با دانسیته بالا – HDPE
-۲ پلی پروپیلن
-۳ پلی استایرن
هر کدام از این مواد اولیه خصوصیات ویژه ای در محصول ایجاد می کنند. برای نمونه برای بسته بندی و نگهداری روغن، سرکه و محصولات لبنی همچون شیر، دوغ و ماست، همچنین مواد غذایی گرم و مرطوب از ظروف پلی اتیلن سفیدرنگ استفاده شده و ظروف پلی پروپلین سفیدرنگ نیز برای بسته بندی محصولات لبنی همانند ماست، خامه و پنیر و مواد غذایی گرم و مرطوب مناسب می باشد.
پلی اتیلن و پلی پروپیلن بصورت صفحه اکسترود شده و در دسترس هستند اما شکل دهی(قالبگیری) آنها مشکل است. زیرا گرمای ویژه بالا در آنها (که منجر به کاهش سرعت گرم کردن می شود) همراه با سرعت انتقال حرارت پائین شان، باعث می شود در قالبگیری با مشکل مواجه شویم.
اشکال دیگر این پلیمرها به دلیل قابلیت کریستالی شدن آنها می باشد. دمایی که پلی پروپیلن و پلی اتیلن در آن دما شکل پذیر می شوند خیلی پایین تر از نقطه نرمی آنها نمی باشد و به همین دلیل صفحات آنها سست شده و در قالبگیری مشکل ایجاد خواهد شد. در ضمن پلی پروپیلن به دلیل خاصیت کریستالی در طول فرآیند تولید ظروف، شفافیت خود را نیز از دست می دهد.
بطور کلی دلایل کاربرد زیاد ظروف یکبار مصرف فوم پلی استایرن ویژگی های مطلوب آن می باشد. این ویژگی ها عبارتند از:
– اولا ضربه را به محصول منتقل نمی کند بنابراین برای محصولات شکننده مناسب می باشد مثل تخم مرغ.
– ثانیا عایق حرارتی خوبی است و برای عرضه محصولات گرم آماده مناسب می باشد.
– ثالثا سبک بودن ماده پلیمری ، آن را در موارد حمل و نقل مناسب تر می کند.
نکته قابل توجه در تولید این محصولات این است که با توجه به وزن کم آنها و حجم بالایی که دارند ، هزینه باربری زیادی خواهند داشت لذا این صنعت در زمینه فروش دارای محدودیت است و سرمایه گذاران عزیز بایستی این موضوع را مدنظر قرار دهند.
تشریح تولید ظروف یکبار مصرف فوم
فرآیند ساخت ظروف یکبار مصرف در همه جا فرآیندی مشابه بوده و تنها نوع ماشین آلات و روش های فرعی بکار رفته متغیر می باشند. کل فرآیند در دو مرحله اصلی انجام می گیرد. ابتدا مواد اولیه مورد نظر (گرانول، پودر و …) در دستگاه اکسترودر تبدیل به ورق شده و سپس ورق به دست آمده به روش ترموفورمینگ تبدیل به ظرف مورد نظر می شود.
تولید گرانول
در این مرحله مخلوط تهیه شده از پلیمر و مواد افزودنی که بصورت کامپاند یکنواخت و هموژن و به شکل گرانول می باشد گازگیری شده و آماده استفاده در کاربردهای گوناگون می شود.
تولید ورق
در این مرحله پلیمرهای تهیه شده به فرم گرانول پس از گازگیری وارد یک اکسترودر می شوند. مواد به علت حرارت و اصطکاک به حالت خمیری توسط پیچ حلزون به جلو رانده شده و از ورای یک قالب با مقطع کم و بیش پیچیده عبور می کنند. محصول پس از خروج از قالب می تواند دارای طول نامحدود باشد، به نحوی که بدون انقطاع و تا زمانیکه قیف را از مواد تغذیه کنند، محصول تداوم خود را حفظ خواهد نمود.
تنظیم اکسترودر کاری است دقیق و حساس که روشی منطقی را ایجاب م ینماید چراکه پارامترهای زیادی در این موضوع دخالت دارند:
– درجه حرارت
– درجه حرارت قالب
– درجه حرارت پیچ
– سرعت نوار نقاله
– وضعیت و حالت مواد در قیف
پس از اکستروژن کامل از قالب (die) ، ورق خارج و وارد سیستم کلندر می گردد. در کلندرها ورق تعیین ضخامت شده و پس از پرس خوردن و کاهش دما بصورت رول جمع آوری می گردند.
رول ورق با عرض مناسب بسته بندی و آماده ارسال به بخش ترموفرمینگ یا تولید انواع ظروف بسته بندی می گردد.
تولید انواع ظروف یکبار مصرف
در این بخش ورق تهیه شده با ضخامت و پهنای معین وارد دستگاه ترموفرمینگ می گردد.
در عمل سه روش عمده برای تهیه ظروف به روش ترمو فورمینگ وجود دارد:
الف- قالبگیری فشاری (Pressure forming)
ب- قالبگیری با ایجاد خلاء (Vacume forming)
ج- قالبگیری به روش درهم رفتن (Matched mold forming)
الف- قالبگیری فشاری
این روش شباهت زیادی به روش قالبگیری با ایجاد خلاء دارد به استثنای اینکه همزمان با ایجاد خلأ هوای فشرده نیز از بالای صفحه بکار گرفته می شود و این عمل سبب فشار آمدن به صفحه نرم شده، موجب تسهیل ورود آن به داخل قالب می گردد.
ب- قالبگیری با ایجاد خلاء
این روش در حقیقت ساده ترین نوع فرآیند به طریق ترموفورمینگ می باشد که عبارت است از ثابت نگهداشتن صفحات پلاستیکی بر روی یک حجم سخت که به جعبه قالب وصل می گردد. سپس صفحه را تا زمان به دست آمدن حالت نیمه جامد حرارت می دهند و متعاقب آن در فضای میان قالب و صفحه خلاء ایجاد می گردد. فشار اتمسفر روی صفحه موجب می گردد تا صفحه به داخل قالب کشیده شود. مواد تا زمان خنک شدن و به شکل قالب در آمدن در قالب باقی می ماند.
ج- قالبگیری به روش در هم رفتن
در این فرآیند صفحه گرم شده با فشار میان قالب نری و مادگی محبوس شده و بدین صورت ظروف شکل می گیرند.
در کلیه روش های فوق گرم کردن صفحه معمولاً با استفاده از اشعه مادون قرمز انجام می گیرد.
در رابطه با خط تولید می توان هر دو سیستم پیوسته (Continuous) و یا غیر پیوسته را در نظر گرفت. درسیستم غیر پیوسته ابتدا ورق تولیدی روی قرقره پیچیده و در سالن تولید به طور موقت انبار و آنگاه به ماشین فرم دهی اصلی منتقل م یگردد. ولی در سیستم پیوسته فیلم فرم گرفته مستقیماً به ماشین ترموفورمینگ منتقل شده و ظروف تولیدی از آن خارج می شوند.
در این طرح از روش فرم دادن با ایجاد خلاء استفاده می شود. بنابراین در دستگاه ترموفرمینگ ورق در کوره حرارتی ابتدا تا دمای ۸۰ درجه سانتیگراد پیش گرم و سپس در گرمکن اصلی به دمای حدود ۱۲۰ درجه سانتیگراد می رسد. سپس ورق نرم شده وارد بخش قالب گیری شده و تحت خلاء ایجاد شده به فرم قالب در می آید و پس از فرمینگ برش خورده و بسته بندی نهایی ظروف انجام می گردد.
به طور خلاصه مراحل فرآیند تولید ظروف یکبار مصرف اسفنجی به صورت زیر می باشد:
-۱ گاز گیری گرانول
-۲ تغییر ماهیت فیزیکی گرانول دراکسترودر
-۳ تبدیل شدن گرانول به ورق
۴ – تغییر ضخامت ورق در سیستم کلندر
-۵ پرس خوردن ورق
-۶ رول شدن ورق
-۷ بازرسی ورق رول شده
-۸ پیش گرم شدن ورق در کوره حرارتی دستگاه فرمینگ
-۹ گرم شدن ورق تا دمای ۱۲۰ درجه در گرمکن اصلی
-۱۰ قالب گیری ورق
-۱۱ فرمینگ ورق
-۱۲ برش ورق
آشنايی با صنعت پلاستيک