《徐州玻璃瓶生產(chǎn)廠家PET熱灌裝瓶瓶型要素及耐熱性能改善》是一篇好文章,覺(jué)得有用就收藏了,重新排版了一下發(fā)到這里[http://jxrakl.com],覺(jué)得好就請(qǐng)收藏下。
[摘要]分析了PET熱灌裝瓶瓶型設(shè)計(jì)及選擇中需考慮的若干變數(shù),并提出了一些PET熱灌裝瓶成型過(guò)程中改善耐熱性能的工藝方法。
[關(guān)鍵詞]PET熱灌裝瓶型耐熱性能
玻璃瓶生產(chǎn)廠家;mso-bidi-font-size: 10.5pt;mso-font-kerning: 0pt;mso-ascii-font-family:??;mso-hansi-font-family:??;mso-bidi-font-family: 宋體"> [Abstract]Analysis the key elements of bottle shape which must be considered when design and choose a PET heat set bottle.Several solutions to optimize the heat resisting properties are also been introduced.
[Key Words]PET;heat set;bottle shape;heat resisting property
一、前言
生產(chǎn)低酸度、中性飲料,如茶、果汁、果味水等時(shí),須對(duì)灌裝后的半成品及瓶器進(jìn)行滅菌處理,以便控制產(chǎn)品的微生物污染??晒┻x擇的灌裝方法有:
1.添加防腐劑;
2.徐州玻璃瓶生產(chǎn)廠家;mso-bidi-font-size: 10.5pt;mso-font-kerning: 0pt;mso-ascii-font-family:??;mso-hansi-font-family:??;mso-bidi-font-family: 宋體">無(wú)菌或冷滅菌灌裝;
3.熱灌裝(含氣飲料除外);
4.巴氏滅菌。
近年以來(lái)玻璃瓶生產(chǎn)廠家,熱灌裝技術(shù)因其安全性、經(jīng)濟(jì)性較好而在我國(guó)飲料行業(yè)被廣泛采用,前景十分廣闊。下面是筆者在實(shí)際工作中,通過(guò)對(duì)一步法熱灌裝制瓶機(jī)及熱灌裝設(shè)備的工作原理探索所得的總結(jié)分析。
二.熱灌裝工藝簡(jiǎn)述
熱灌裝工藝中,產(chǎn)品經(jīng)UHT超高溫滅菌處理(瞬時(shí)加熱至1200C~1400C,停留數(shù)十秒鐘),然后降溫至灌裝溫度(850C~900C)。灌裝封蓋后,玻璃瓶身倒置或側(cè)躺30秒鐘左右,以便對(duì)瓶蓋及瓶頸部位進(jìn)行與瓶身同溫度的滅菌處理。瓶子在高溫下停留一定時(shí)間(30~120秒)后,送入冷卻通道,分段將瓶子冷卻至340C~380C(通過(guò)冷卻通道的時(shí)間約為12~20分鐘),隨后對(duì)瓶子進(jìn)行貼標(biāo)、裝箱等后道包裝。
三.耐熱瓶瓶型設(shè)計(jì)要點(diǎn)
設(shè)計(jì)耐熱瓶瓶型時(shí),必須考慮以下因素:
1.灌裝后30秒鐘內(nèi),瓶?jī)?nèi)正壓上升。這是因?yàn)椋?br /> (1)灌裝后瓶?jī)?nèi)殘留空氣溫度從300C左右上升至800C~900C;
(2)雙向拉伸取向的PET瓶在受熱后收縮,容積減小。在高溫下,瓶子必須能夠承受0.1~0.3Bar的正壓而不至于產(chǎn)生永久變形。
2.PET瓶在高溫下的容積收縮。普通PET瓶在850C時(shí)收縮率可達(dá)20%。但是,使用耐熱瓶專用PET粒子吹制的耐熱瓶的收縮率通常在1%~1.5%之間;
3.灌裝后收縮量及灌裝點(diǎn)變化。灌裝溫度越高。瓶器容積收縮越大。實(shí)驗(yàn)表明,在860C~900C間的容積收縮率對(duì)溫度上升尤其敏感。灌裝點(diǎn)高度越低,灌裝后瓶?jī)?nèi)殘留空氣容積越大,瓶器收縮也越大。這是因?yàn)槠績(jī)?nèi)殘留空氣容積越大,抵抗瓶器收縮變形的能力越小。通常,熱灌裝瓶灌裝點(diǎn)在瓶器支撐環(huán)處。
徐州玻璃瓶生產(chǎn)廠家PET熱灌裝瓶瓶型要素及耐熱性能改善
圖1熱灌裝瓶容積收縮率與灌裝溫度的關(guān)系
4.吹塑成型后循環(huán)吹氣冷卻時(shí)間對(duì)瓶器容積、結(jié)晶度和剛度均有影響。循環(huán)吹氣冷卻時(shí)間越長(zhǎng),瓶器容積越大。因此,設(shè)計(jì)瓶型時(shí)務(wù)必考慮使用最低的高壓空氣消耗量來(lái)達(dá)到瓶子的最佳性能。
5.熱灌裝后的飲料降至室溫時(shí),因飲料在不同溫度下比重的變化導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)液體容積下降2%左右。同時(shí),溫度下降還導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)殘留空氣在液體中的溶解度上升。這一切都導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)殘留空氣的容積膨脹,產(chǎn)生0.2~0.3倍大氣壓的負(fù)壓。灌裝后空腔部分(殘留空氣)壓力和瓶器溫度、時(shí)間的關(guān)系曲線見(jiàn)下圖。
徐州玻璃瓶生產(chǎn)廠家PET熱灌裝瓶瓶型要素及耐熱性能改善
圖2灌裝后空腔部分(殘留空氣)壓力和瓶器溫度、時(shí)間的關(guān)系曲線
因此,耐熱瓶必須符合以下要求:
(1)高溫下(850C~900C)容積收縮率在1%~1.5%之間;
(2)30%以上的結(jié)晶度,確保良好的耐熱性能和較弱的水分吸附能力(瓶壁吸附的水分象分子鏈間的潤(rùn)滑劑一樣降低瓶子的機(jī)械性能;
(3)合理的壁厚分布,避免熱灌裝后的非線性收縮(變形);
(4)瓶身采取特殊的板框形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),瓶底設(shè)有內(nèi)凹加強(qiáng)筋,用以承受瓶子冷卻至室溫后瓶?jī)?nèi)負(fù)壓。
四.制瓶工藝中改善瓶子耐熱性能的措施
?。?)合理設(shè)計(jì)瓶坯。最優(yōu)化的瓶坯形狀設(shè)計(jì)有助于改善瓶子的壁厚分布狀況,避免在瓶身不同區(qū)域產(chǎn)生扭曲或收縮變形;
?。?)嚴(yán)格控制注射和拉坯-吹塑工藝參數(shù)以及各區(qū)域溫度分布,避免殘余應(yīng)力在PET玻璃化溫度(>750C)下釋放而導(dǎo)致瓶子變形;
?。?)瓶坯注射冷卻時(shí)間控制。嚴(yán)格控制瓶坯注射冷卻時(shí)間,讓瓶坯盡早脫模。這樣即可縮短成型周期,提高瓶子產(chǎn)量,又可因較高的殘余溫度而誘發(fā)球狀結(jié)晶。球狀結(jié)晶的晶體直徑極小,僅為0.3~0.7微米,并不影響透明度。
徐州玻璃瓶生產(chǎn)廠家PET熱灌裝瓶瓶型要素及耐熱性能改善
圖3耐熱瓶結(jié)晶度、容積收縮率與瓶坯注射冷卻時(shí)間的關(guān)系
?。?)吹塑模調(diào)溫技術(shù)的運(yùn)用。通常用熱油循環(huán)法給吹塑模加溫。吹塑模調(diào)溫共有三種循環(huán):
-瓶身熱油循環(huán)。將吹塑模加熱至1200C~1400C。這樣,瓶坯與吹塑模型腔間的溫度差減小,促發(fā)進(jìn)一步結(jié)晶。延長(zhǎng)吹塑保壓時(shí)間,使瓶壁與型腔長(zhǎng)時(shí)間接觸,有充足時(shí)間來(lái)提高瓶身結(jié)晶度,達(dá)到35%左右,但又不犧牲透明度。1000C以下的模溫對(duì)瓶身結(jié)晶度的影響極小,因?yàn)?,瓶身結(jié)晶發(fā)生在1000C以上。
徐州玻璃瓶生產(chǎn)廠家PET熱灌裝瓶瓶型要素及耐熱性能改善
圖4耐熱瓶結(jié)晶度與吹塑模具溫度的關(guān)系
——瓶底冷卻水循環(huán)。瓶子底部保持低溫(100C~300C),避免未經(jīng)拉伸的瓶底部分過(guò)度結(jié)晶而發(fā)白;
——瓶頸調(diào)溫(選用)。非結(jié)晶瓶口部分從注塑模脫模后一直處于完全冷卻狀態(tài)。非結(jié)晶瓶口多數(shù)采用加強(qiáng)瓶口設(shè)計(jì)(增加瓶口壁厚),從而改善封口性能,避免壓蓋過(guò)程中瓶口變形。通常,灌裝后瓶口橢圓度控制在0.2毫米以內(nèi),螺紋外徑收縮率低于0.6%。
?。?)循環(huán)吹氣技術(shù)。當(dāng)采用熱吹塑模時(shí),如何控制瓶子脫模后變形至關(guān)重要。吹塑模開(kāi)模前吹入空氣并排空循環(huán),對(duì)瓶身進(jìn)行冷卻并定形,從而控制脫模后的變形量。循環(huán)冷卻空氣的進(jìn)氣通過(guò)與初吹、二次吹相同的通道,但從拉坯桿頭部小孔經(jīng)拉坯桿內(nèi)排氣。循環(huán)吹氣時(shí)間約為0.5~2秒。因此,耐熱瓶制瓶機(jī)的高壓空氣消耗量比普通瓶制瓶機(jī)高得多。
隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)一步豐富,熱灌裝瓶生產(chǎn)技術(shù)也正在突飛猛進(jìn)地發(fā)展。主要的發(fā)展趨勢(shì)包括在不降低灌裝溫度的前提下瓶子重量的不斷減輕,非結(jié)晶瓶口的廣泛運(yùn)用等。迎合環(huán)保概念,外觀時(shí)尚簡(jiǎn)潔的新瓶型正在越來(lái)越多地受到消費(fèi)者的青睞。
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