Люди тысячи лет замечательно обходились без бутылок. Гончарных дел мастера ещё в каменном веке научились делать глиняную посуду на любой вкус. В кувшинах и амфорах хранили вино, масло и прочие жидкости сотни поколений в самых разных странах. А для особо торжественных случаев приобреталась ёмкость и из серебра.
Почти четыре тысячи лет назад появились первые сосуды, похожие на бутылку. Их буквально лепили из размягчённой стекловидной массы в Финикии и Египте. Настоящей революцией в стекольном деле стало изобретение стеклодувной трубки. Технологический прорыв случился чуть более двух тысяч лет назад. А совсем недавно, в 1611 году, англичане научились варить стекло на каменном угле. Это повысило температуру и пластичность стеклянной массы, облегчив труд стеклодувам. Последний штрих в технологию добавили так же англичане, в 1901 году они изобрели бутылочный станок.
В 18 веке стекло окончательно вытеснило все остальные материалы. Стекло не вступало в реакцию со своим содержимым, идеально сохраняя вкусовые качества напитка. Тёмное стекло чёрного, коричневого или зелёного цветов защищало вино от прямых солнечных лучей. В бутылках было удобно хранить, транспортировать и продавать продукт. Словом, стеклянная тара уверенно взяла верх над глиняной. До полной победы стеклу оставалось сделать последний шаг.
Дело в том, что долгое время на знатных столах присутствие бутылки считалось дурным тоном. Что угодно – серебряные, керамические, стеклянные кувшины, чаши, но только не бутылки! Эта посуда считалась простонародной, крестьянской. При том, что была она весьма дорога и отличалась большим разнообразием форм. Ситуацию переломил некий маркиз, не оставивший истории своего имени. Он рискнул шокировать знатных гостей и выставил на обеденный стол вино в бутылках. Эффект превзошёл все ожидания – бутылка на столе стала обычной для всей аристократической Европы.
Виды бутылок
Стеклянная бутылка
Стеклянная бутылка более дорога, вследствие чего напиток в стеклянной таре дороже, чем аналогичного объёма в пластиковой. Среди преимуществ стекла выделяется лучшее хранение напитка, из-за чего считается, что напиток из стеклянной бутылки вкуснее. Также плюсом для покупателя стеклянных бутылок является возможность многократного использования.
Пластиковая бутылка
Среди ёмкостей для газированных напитков наибольшую популярность имеют пластиковые бутылки, вследствие низкой цены. Такие бутылки, как правило, имеют больший объём по сравнению со стеклянными и более безопасны за счёт упругости. Большую популярность пластиковые бутылки приобрели в быту и могут использоваться для различных нужд. Впервые пластиковая бутылка Pepsi появилась на рынке США в 1970 году. С 1973 применяются бутылки из лавсана. На территории России пластиковые бутылки получили популярность после прихода на рынок безалкогольных напитков западных корпораций «Coca-Cola» и PepsiCo. Первый завод по производству лимонада в пластиковых бутылках в СССР открыла компания «PepsiCo» в 1974 году в Новороссийске.
Пластиковые бутылки находят большое применение в домашнем хозяйстве. В странах третьего мира, где обычная европейская посуда и ёмкости редки, пластиковые ёмкости имеют существенный спрос, в Эфиопии использованные бутылки продаются прямо на рынках. В странах Африки из сплющенных полуторалитровых бутылок делают сандалии. Из бутылок делают скворечники, мышеловки, воронки и горшочки для рассады, их используют для защиты молодых ростков риса, вешают на забор в качестве пугала от ворон, а также используют в качестве водонепроницаемых колпаков на столбах. В Монголии их сжигают в качестве жертвоприношения духам.
Бутылки шампанского
Для бутылок для шампанского используются специальные названия в честь библейских персонажей:
- quart, split или piccolo bottle 187,5 или 200 мл используется, в основном, авиакомпаниями и ночными клубами
- Demie 375 мл используется в ресторанах
- Bouteille 750 мл
- Magnum 1.5 л (эквивалентно 2 бутылкам)
- Jeroboam 3 л (4 бутылки)
- Rehoboam 4,5 л (6 бутылок)
- Methuselah 6 л (8 бутылок)
- Salmanazar 9 л (12 бутылок)
- Balthazar 12 л (16 бутылок)
- Nebuchadnezzar 15 л (20 бутылок)
- Melchior 18 л (24 бутылок)
- Соломон 25 л
- Primat 27 литров (36 бутылок)
- Melchizedek 30 л (40 бутылок)
Хмелёва Арина Артуровна,4 класс
В данной работе рассматривается такая актуальная проблема, как засорение окружающей среды пластиковым мусором. Мы изучили истоию возникновения и применения пластиковых бутылок, провели опыты по утилизации этого вида мусора и сделали определённые выводы.Так как в нашей области нет завода по переработке мусора, мы предложили свои способы использования пластиковых изделий.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Муниципальное образовательное учреждение
«Поярковская средняя общеобразовательная школа № 2»
Исследовательская работа:
объединение дополнительного образования
«Я – исследователь»
Руководитель: Бакума Светлана Юрьевна
Учитель начальных классов
с. Поярково,
2011 год
Введение …………………………………………………………………….
- Пластиковая бутылка. Общие сведения.
- История создания бутылки ……………………………………..
- История появления пластиковой бутылки …………………………...
- Экологические проблемы, связанные
С пластиковыми бутылками……………………………………………..
- Вторая жизнь пластиковой бутылки …………………………………..
- Анализ социологического опроса ………………………………………
- Практическая часть
3.1. Результаты наблюдений «Количество бутылок на улицах села»…
3.2. Результаты экспериментальной работы ………………………….
3.3.Практическое применение использованных бутылок. ……………
Выводы ……………………………………………………………………….
Ресурсы ….………………………………………………………………………
Приложение ………………………………………………………………
Введение.
Актуальность темы.
41 год назад человечество изобрело пластиковую бутылку. Первые образцы весили 135 г (на 96% больше, чем сейчас). Сейчас она весит 69 граммов. В наши дни ежегодно производятся и выбрасываются миллионы бутылок . Небольшой город каждый месяц выбрасывает около 20 тонн пластиковых бутылок. И с каждым годом отходы из пластиковых бутылок растут на 20%. Огромное количество мусора на улицах села заставило меня задуматься над вопросом: что несёт пластиковая бутылка человеку – пользу или вред?
Проблема: все улицы села, все дороги захламлены мусором, большую часть которого составляют пластиковые бутылки.
Цель нашего исследования : выявить условия и способы вторичного использования пластиковых бутылок.
Задачи:
- выяснить историю создания и применения пластиковых бутылок;
- изучить химические свойства пластиковых бутылок;
- разработать рекомендации по вторичному применению пластиковых бутылок.
Объект исследования : ненужные пластиковые бутылки
Предмет исследования : возможность вторичного использования пластиковых бутылок.
Гипотеза: предположим, что пластиковая упаковка засоряет землю и наносит вред природе.
Методы исследования:
Изучение литературных источников; - эксперимент;
Социологический опрос; - наблюдение.
Значимость и прикладная ценность работы : научить школьников бережно относиться к окружающей нас природе, привить им навыки ручного труда, расширить знания об истории вещей.
Ожидаемый результат:
Узнаем, кто и когда придумал пластиковые бутылки;
Выясним, пользу или вред они приносят;
Найдём способы вторичного применения пластиковых бутылок
1.Пластиковая бутылка. Общие сведения.
1.1. История создания бутылки
Бутылка - ёмкость для долговременного хранения жидкостей, высокий сосуд преимущественно цилиндрической формы и с узким горлом, удобным для закупоривания пробкой . Большие бутылки иногда именуются бутылями. Изготавливается преимущественно из стекла , часто тёмного, в последнее время распространены бутылки из полимерных материалов (обычно из полиэтилена). Реже встречаются бутылки из керамики , металла и других материалов. Известны также натуральные «тыквенные бутылки» - калебасы .
Изучив разные источники, мы выяснили, что история происхождения бутылки уходит в далекое прошлое. Первая стекольная мастерская была найдена археологами в Тель-эль-Амарне (Египет), и датирована 1370 г. до нашей эры. Древние египтяне придавали большое значение форме бутылок, делали фигуры человека или какого-либо овоща. Изготовлялись они методом формирования кварцевой пасты вокруг металлического стержня.
За сто лет до нашей эры в Сидоне, в Финикии появилось решающее техническое новшество для изготовления стеклянных бутылок - стеклодувная трубка, отменившее утомительную формовку и металлический стержень, что ускорило процесс изготовления.
Немалое количество уцелевших предметов из стекла относящихся к периоду Римской империи найденных при археологических раскопках свидетельствует о широком употреблении бутылок, флаконов в различных целях. Бутылки в древнем Риме выдувались по определенному образцу, и клеймо на них было одинаковое.
Еще одно важное техническое новшество в стекольном производстве произошло в Англии (1611) - была изобретена и запатентована печь для обжига стекла, работающая на каменном угле. Ранее стекло обжигалось на древесном огне, получавшиеся изделия были непрочными. Температура обжига на каменном угле была интенсивнее, дольше держалась и способствовала изготовлению прочных бутылок из темного стекла, что очень понравилось виноделам.
Постепенно благодаря техническому прогрессу бутылка превратилась из предмета роскоши в удобный сосуд, пригодный для торговли разными продуктами. Еще более продуктивная технология производства бутылок была изобретена англичанином Майклом Оуэносом в 1901 году - появился первый автоматический бутылочный станок.
Среди преимуществ стекла выделяется лучшее хранение напитка, из-за чего считается, что напиток из стеклянной бутылки «вкуснее». Так же большим плюсом стеклянных бутылок является возможность многократного повторного использования. Хотя повторное использование бутылок невыгодно даже для производителя - ведь никогда не знаешь, как и кто использовал бутылку и что в ней хранили. Поэтому вторичные бутылки дробят и добавляют в варочную массу.
1.2. История появления пластиковой бутылки
В современном мире уже никого не удивляет вид пластиковой бутылки. Такие бутылки, как правило, имеют больший объём по сравнению со стеклянными, и более безопасны за счёт упругости. Впервые пластиковая бутылка Pepsi появилась на рынке США в 1970 году. На территории России пластиковые бутылки получили популярность после прихода на рынок безалкогольных напитков западных корпораций «Кока-Кола» и ПепсиКо. Первый завод по производству лимонада в пластиковых бутылках в СССР открыла компания «ПепсиКо» в 1974 году в Новороссийске. В наше время пластиковые бутылки используют не только производители газированных напитков и пива, но и косметические и парфюмерные фабрики.
1.3. Экологические проблемы, связанные с пластиковыми бутылками .
Наши мамы помнят то время, когда даже в нашем селе стеклянные бутылки собирали и сдавали в магазины в обмен на деньги, и эти бутылки увозили на переработку и изготовление новых бутылок. А теперь? Теперь и стеклянные и пластиковые бутылки засоряют наши улицы! И не только! Скопления пластиковых бутылок на планете уже образуют настоящие плавающие материки в океанах. Ученые бьют тревогу: в Тихом океане скопились гигантские залежи мусора. Это в основном пластик и нефтепродукты. Находятся они где-то между Японией и западным побережьем США, причем под воздействием течения Эль-Ниньо регулярно смещаются на тысячи километров. В начале августа из Сан-Франциско к месту так называемой воронки отправились 2 корабля с учеными. Они намереваются изучить масштабы загрязнения и попытаются найти способы его удаления. По примерным подсчетам, этот «пластиковый остров» весит 100 млн. тонн. Причем в основном он представляет собой некую взвесь полуразложившейся пластмассы, которую не видно ни с воздуха, ни со спутника. По данным Всемирного фонда дикой природы (WWF), эти скопления мусора представляют большую угрозу для живых организмов. Экспедиция также займется изучением этой проблемы. Согласно мнению японского ученого Кацухико Сайдо, при разложении пластмасса выделяет токсичные вещества, способные вызвать серьезнейшие гормональные нарушения, как у животных, так и у человека.
Этим угроза со стороны пластиковой тары для экологии Земли не ограничивается. На производство пластиковых бутылок в одних только США уходит около 18 миллионов баррелей нефти в год.
В учебнике «Happy Enfglish» Татьяны Клементьевой и Джилл Шеннон мы обнаружили, что: бумага разлагается в земле в течение 1 месяца, банановая кожура – 6 месяцев, шерсть – 1 год, деревянные столбы – 4 года,
бумажные чашки – 5 лет,
крашеное дерево – 13 лет,
консервная банка – 100 лет, а пластиковая бутылка – от 500 лет до 1000 лет,
а время распада стеклянной бутылки занимает 1 миллион лет.
Люди уже устали от пластикового мусора, который они сами же и создают. Создание пластиковой упаковки решило множество проблем, но и породило не меньше. Мусор, который оставляли в местах отдыха наши отцы, уже давно превратился в пыль, а наши пластиковые бутылки увидят даже наши праправнуки, потому что они «вечные».
1.4. Вторая жизнь пластиковой бутылки.
Многим людям эти факты не дают спокойно спать, и они придумывают весьма оригинальные способы использования бутылок в хозяйстве. Из бутылок делают скворечники, мышеловки, воронки и горшочки для рассады. Вешают на забор в качестве пугала от ворон, а также используют в качестве водонепроницаемых колпаков на верхушках столбов. В Казахстане из пластиковой бутылки делают рукомойники, а в Индонезии - стабилизаторы для придания устойчивости рыбацким лодкам. В Монголии их сжигают в качестве жертвоприношения духам. В странах третьего мира, где обычная европейская посуда и ёмкости редки, пластиковые ёмкости имеют существенный спрос. В Эфиопии использованные бутылки продаются прямо на рынках. В странах Африки из сплющенных полуторалитровых бутылок делают сандалии.
Бутылки с записками внутри использовались спасшимися мореплавателями для посылки сообщений о кораблекрушениях, в настоящее время такие бутылки используют учёные для исследования морских течений.
Собирание коллекций бутылок является одним из видов коллекционирования упаковки.
Мы обнаружили много сайтов, на которых люди делятся своими изобретениями и поделками из бутылок. Вот что мы обнаружили.
Бутылки – это экологичный солнечный нагреватель воды
Китайский фермер расположил 66 бутылок на крыше своего дома, соединив их нехитрой
системой из трубок. Вода в бутылках нагревается практически моментально и поступает в дом.
Горячей воды достаточно для принятия горячего душа трём членам семьи предприимчивого китайца. Изобретение настолько понравилось соседям, что
Они без промедления решили воспользоваться этой идеей.
Фантастическое пластиковое судно
Команда французских исследователей собирается проплыть под парусом от Сан-Франциско до Австралии (18000 км) на 18 метровом судне, полностью изготовленном из пластиковых бутылок (за исключением парусных мачт). На постройку яхты ушло 16000 двух литровых пластиковых бутылок, которые были заполнены сухим льдом (для придания твёрдости).
Именно столько бутылок использовали, заботящиеся об окружающей среде буддийские монахи Таиланда, для постройки своего храма. При строительстве храма монахи использовали зелёные бутылки из-под пива Heineken и коричневые – из-под пива Chang. В храме даже туалеты и крематории сделаны из пустых бутылок.
Миллион бутылок на постройку храма
Новый уникальный и экономичный способ застеклить теплицу на своем дачном участке придумал братчанин Виктор Швецов. В работе лишь подручные средства – ножницы, паяльник и... обычная пластиковая бутылка.
2. Анализ социологического опроса
Мы решили провести опрос учащихся нашей школы.
Цель: выяснить, какие товары в пластиковой упаковке приобретаются, используются и куда девается упаковка.
В анкетировании приняли участие 48 семей учащихся младших классов нашей школы. Участникам анкетирования были заданы следующие вопросы:
1 . Покупаете ли вы продукты в пластиковой упаковке? Какие?
2. Куда Вы деваете пластиковые бутылки после использования?
3. Если не выбрасываете, то, как вы используете пластиковые бутылки?
Итоги анкетирования показали следующий результат:
Вопрос 1. Покупаете ли вы продукты в пластиковой упаковке? Какие?
Да – 38 человек Нет – 10 человек.
Минеральная вода – 22 человека Газированная вода, соки, напитки – 20 человек
Подсолнечное масло – 20 человек Майонез – 7 человек
Кетчуп – 4 человека Питьевой йогурт – 5 человек
Творожки, тортики, лапша, картофельное пюре, рыба, салаты, халва – по 1 человеку.
Вопрос 2. Куда Вы деваете пластиковые бутылки после использования?
Выбрасываем -22 человека Сжигаем в печке – 10 человек
Используем в хозяйстве – 14 человек Закапываем – 2 человека
Вопрос 3.. Если не выбрасываете, то, как вы используете пластиковые бутылки?
Для посадки рассады – 14 Для хозяйства – 6 человек
Используем под молоко, квас, варенье – 5 человек
Делаем сток для воды, используем для полива овощей – 4
Делаем поделки – 3 человека
Анкетирование показало, что семьи учащихся нашей школы, покупают продукты в пластиковой упаковке и в большинстве случаев упаковку выбрасывают или сжигают, а также используют в домашнем хозяйстве.
- Практическая часть
3.1. Результаты наблюдений «Количество бутылок на улицах села»
Изучив полученные данные, мы решили выяснить, кто виноват в том, что на наших улицах валяется так много пластикового мусора. Для начала я отправилась в магазин для того, чтобы изучить количество товаров, выпускаемых в пластиковой упаковке. Я зашла в универмаг и в мини-маркет «Престиж». Эти магазины были выбраны потому, что в них представлен самый большой выбор товаров в нашем селе. Результаты впечатлили. В универмаге в пластиковой упаковке имеются до 20 видов шампуней разных производителей, жидкое мыло и дезодоранты. В магазине «Престиж» в пластиковой упаковке я обнаружила 6 сортов растительного масла, несколько видов майонеза, питьевых йогуртов и огромный выбор минеральной, сладкой газированной воды и пива. Это ещё раз подтверждает информацию о том. Что пластиковая упаковка очень удобна в использовании.
Мы подсчитали количество брошенных бутылок на тех улицах, где мы часто ходим. Получили следующий результат:
ул. Ленина – от центра до магазина «Престиж» - 48 бутылок
ул. Садовая – от моего дома до школы – 56 бутылок
ул. Амурская – от хирургического отделения до поликлиники – 64 бутылки.
ул. Некрасова – от школы № 2 до школы № 1 – 259 бутылок, так как в овраг, тянущийся вдоль всей улицы местные жители сбрасывают весь мусор и не задумываются о установке мусорных контейнеров.
В основном брошенные бутылки были от минеральной или газированной воды, от пива, редко из-под растительного масла. Вывод: жители нашего села, покупают продукты в пластиковой упаковке и в большинстве случаев упаковку выбрасывают за а территорию своей усадьбы, не беспокоясь о чистоте улиц, поэтому вдоль дорог нашего села так много пластикового мусора.
3.2. Результаты экспериментальной работы
Далее мы решили проверить, действительно ли пластиковая бутылка имеет такой длительный период разложения. Конечно, мы не можем ждать 500 лет, но проверить сведения мы можем с помощью такой науки, как химия. За помощью мы отправились к учителю химии Захаровой Ирине Валерьевне. Вместе с ней, после повторения правил работы в кабинете химии, мы провели следующие опыты.
Опыт 1 Разложение веществ под действием химических реактивов.
Фрагменты пластиковой бутылки, капроновой и атласной ленты, воздушного шарика и бумаги мы поместили в раствор серной кислоты и в гидроксид натрия (щёлочь) и наблюдали результат в течение недели. Через пять минут после начала опыта начался процесс разложения капроновой ленты в растворе серной кислоты. Через неделю мы увидели, что в растворе серной кислоты от капрона остались мелкие крупинки, бумага при помешивании рассыпалась на мелкие части. В щёлочи данные фрагменты изменились слабо. Зато ни пластик, ни резина не изменились ни в растворе серной кислоты, ни в щелочи.
Вывод. Проведённый эксперимент доказывает, что пластиковая бутылка, резина не разрушаются под воздействием даже химических реактивов. Следовательно, при попадании в землю они не будут разлагаться и перегнивать, а будут лишь захламлять почву.
Если пластик в земле не разлагается, то, может быть, пластиковые бутылки безопаснее сжигать? Проверим это на опыте.
Опыт 2 . Горение.
Мы взяли фрагменты тех же предметов, по очереди сжигали их и наблюдали за результатом. Работа проводилась в вытяжном шкафу при искусственной тяге. При сжигании фрагментов мы почувствовали приятный запах жжёных перьев при горении бумаги, но резкий неприятный запах и чёрный дым при горении пластика и резины.
Вывод: при сжигании пластиковых бутылок выделяется ядовитый дым, который загрязняет воздух и плохо влияет на здоровье человека.
Я убедилась, что ни сжигать, ни выбрасывать пластиковые бутылки нельзя.
Для подтверждения этих результатов в жизни мы решили провести такой опыт. В своём дворе 13 апреля мы с папой закопали в землю пластиковую бутылку, полиэтиленовый пакет и лист бумаги (газету).
13 октября мы перекопали клумбу и обнаружили, что ни бутылка, ни полиэтиленовый пакет не пострадали за это время. А вот остатков газеты мы так и не обнаружили.
С результатами своего исследования я выступила на классных часах перед учащимися 3, 6 и 8 классов. Моё выступление как раз совпало с проведением в школе Экологического марафона.В рамках его проведения прошла уборка территории школьного двора и прилегающей к нему территории, в которой наш класс принимал активное участие. Также мы написали статью в районную газету на тему «Кто в ответе за чистоту села?», которая была опубликована 3 июня 2011 года.
3.3.Практическое применение использованных бутылок
Результат нашего исследования удручающий. Тогда мы прошли по селу в надежде найти не только мусор, но и примеры применения пластиковых бутылок. И мы нашли! В детском саду № 2 и №7 на участках, где играют дети, много приспособлений и украшений из пластиковых бутылок, выполненных руками воспитателей. Также, в школе для детей-сирот мы увидели пальму из пластиковых бутылок. И красиво. И полезно! Но это, к сожалению, лишь единичные случаи применения использованных бутылок в нашем селе!
В связи с тем, что в школе проходит экологический месячник, мы предложили учащимся младших классов нашей школы проявить выдумку и фантазию, и стать участниками конкурса поделок «Её Величество – Пластиковая бутылка!». Каких только поделок не сотворили ребята! (см. Приложение)
Выводы:
В результате проделанной работы я выяснила историю возникновения бутылок: от первых стеклянных до современных пластиковых. Она удобна в применении, благодаря таким свойствам как лёгкость, упругость, прочность, поэтому и занимает всё большее место в жизни человека, но её невозможно уничтожить после использования.
Поработав в кабинете химии, я узнала, что пластиковые упаковки не разлагаются даже под действием химических реактивов, а при горении выделяют ядовитый дым, опасный для здоровья человека. Таким образом, мы подтвердили нашу гипотезу : пластиковая упаковка действительно засоряет землю и наносит вред природе.
Результат эксперимента по закапыванию пластиковой бутылки, полиэтиленового пакета и бумаги подтвердил, что ни пластик, ни полиэтилен в почве не разлагаются, а лишь захламляют её.
Экскурсия по нашему селу и организованный нами конкурс «Её Величество – Пластиковая бутылка» показали, что если подходить к этой проблеме творчески и по-хозяйски, то можно найти много способов применения пластиковой упаковке.
Использованные ресурсы:
1. Википедия. Свободная энциклопедия [электронный ресурс] Режим доступа:
3. Наука, известия. Федеральное агентство по печати и массовым коммуникациям.
[электронный ресурс] Режим доступа: http://www.inauka.ru/technology/article40009
4. Ответы mail.ru [электронный ресурс] Режим доступа: http://otvet.mail.ru/question/26708805/
5. Сайт «Экология» [электронный ресурс] Режим доступа:
6. EcoVoise [электронный ресурс] Режим доступа: http://ecovoice.ru/blog/eco/37.html
7. «Нappy English», «Счастливый английский», для 7-9 классов общеобразовательной школы,
Издательство «Титул», г. Обнинск, 1995
8. LiveInternet [электронный ресурс] Режим доступа:
Начало формы
ИСТОРИЯ
В качестве сырья для производства ПЭТ бутылок используется полиэтилентерефталат (ПЭТ)
.
Впервые полиэтилентерефталат был получен в 1941 году специалистами "British Calico Printers" (Англия) в виде синтетического волокна. Авторские права на использование нового материала были приобретены компаниями "DuPont" и "ICI", в свою очередь продававшими лицензии на использование волокна из полиэтилентерефталата многим другим компаниям.
До середины 60-х ПЭТ использовали для создания текстильных волокон, после стали использовать для изготовления упаковочной пленки, а в начале 70-х годов в компании "DuPont" на свет появилась первая ПЭТ-бутылка
("DuPont" хотела получить пластиковую тару, которая смогла бы составить конкуренцию стеклу при изготовлении емкостей для розлива газированных и спокойных напитков).
На сегодняшний день изготовление пищевой тары является наиболее существенной областью применения ПЭТ гранулята. Пионерами в деле создания первых промышленных аппаратов по выдуву выступили компании "Sidel" (Франция) и "Krupp Corpoplast" (Германия).*
* Преобразована в "SIG Corpoplast GmbH", входит в группу компаний "SIG Beverages".
СВОЙСТВА ПЭТ-ТАРЫ
Преимущества ПЭТ многочисленны. Обычная пол-литровая ПЭТ-бутылка весит около 28 г, в то время как стандартная бутылка того же объема, сделанная из стекла, может весить около 350 г. ПЭТ абсолютно прозрачен, бутылка, изгтовленная из этого материала, выглядит чистой, привлекательной, естественная прозрачность материала делает его идеальным для розлива газированной воды. Кроме того, ПЭТ можно окрасить, например, в зеленый или коричневый цвет, для того, чтобы внешний вид продукции максимально соответствовал запросам потребителей. Использование пластиковых бутылок помогает устранить такой неприятный эффект, как бой тары при транспортировке, свойственный стеклотаре, при этом ПЭТ, как и стекло, прекрасно (и полностью) перерабатывается. В целом, в настоящее время ПЭТ-упаковка с ее безграничным инновационным потенциалом и широкими возможностями в смысле дизайна рассматривается, скорее, не как конкурент стеклотаре, а как материал, способный открыть совершенно новые рынки и породить абсолютно новые потребительские приоритеты.
Существенными недостатками ПЭТ-тары является ее относительно низкие барьерные свойства. Она пропускает в бутылку ультрафиолетовые лучи и кислород, а наружу - углекислоту, что ухудшает качество и сокращает срок хранения пива. Это связано с тем, что высокомолекулярная структура полиэтилентерефталата не является препятствием для газов, имеющих небольшие размеры молекул относительно цепочек полимера. Максимальный срок хранения пива в ПЭТ называется разный, во многом он зависит от региона, в котором производится розлив.
Так, по немецким стандартам, пиво в ПЭТе становится негодным для употребления уже через две недели, по нашим - может храниться три-четыре месяца. Однако все эксперты сходятся в одном: максимальное повышение степени газо- и светонепроницаемости пластиковой бутылки, а соответственно, срока хранения пива, является насущной проблемой. Особенно активно работают над решением этой задачи компании "Sidel", "SIG Corpoplast" и "Sipa".
Основными, наиболее перспективными направлениями признаны (в хронологическом порядке): использование многослойной технологии , изготовление бутылок из альтернативных пластиков , внесение в ПЭТ специальных "барьерных" добавок и напыление "барьерных" слоев из другого материала . Кроме этого, ведутся работы по оптимизация формы бутылки для достижения наилучшего соотношения поверхности и объема.
Многослойная бутылка
Многослойная технология на сегодня является, пожалуй, наиболее распространенной и надежной, так как успела пройти апробацию временем. Произведенная по этой технологии бутылка напоминает слоеный пирог: между пленочными слоями полиэтилентерефталата находится слой (или слои) специального полимера, препятствующего проникновению газа и ультрафиолетовых лучей (пассивный барьер) или поглощающего кислород (активный барьер). Наружный и внутренний слои бутылки обычно изготавливают из чистого ПЭТа. В зависимости от количества внутренних "барьерных" прослоек общее количество пленочных слоев колеблется от трех до пяти. Наиболее существенным недостатком многослойной тары является более высокая (относительно обычной однослойной) цена - оборудование для производства многослойной ПЭТ-бутылки стоит, в среднем, вдвое дороже обычного. Многослойную ПЭТ-бутылку используют для розлива своих брэндов такие известные компании, как "Budweiser", "Carlsberg", "Grolsch", "Holsten", "Miller" и другие.
Еще одним недостатком является то, что применение многослойной технологии производства ПЭТ-бутылки ограничивает возможность ее вторичной переработки. В то же время трехслойная технология применяется в Германии, Швейцарии, Швеции, Австралии и Новой Зеландии для утилизации вторичного ПЭТа: он помещается между пленочными слоями нового полиэтилентерефталата. Барьерные свойства такой бутылки ничуть не улучшаются, но с экологической точки зрения такой ход может быть оправдан.
Пассивный барьер
Наиболее "популярной" на сегодняшний день является технически наиболее простая трехслойная ПЭТ-бутылка, в которой между двумя слоями полиэтилентерефталата расположен слой нейлона (чаще всего Nylon MXD6). Преимуществами нейлона являются неплохие барьерные свойства, высокая прозрачность, низкая стоимость. Еще лучшими барьерными свойствами обладают этиленвинилакоголь - ЭВОН (EVON) и этиленвинилацетат - ЭВА (EVA). Но у EVA есть заметный недостаток: от влажности он теряет свои защитные качества. Срок годности пива в многослойной ПЭТ-бутылке с использованием этих защитных слоев увеличивается от четырех до шести раз.
Активный барьер
В качестве сугубо активного барьера сегодня можно назвать сополиэфир-кислородопоглотитель "Amosorb". Большинство компаний предпочитают работать над созданием комбинированных вариантов барьерных слоев, не только поглощающих кислород, но и не пропускающих углекислый газ. Среди наиболее известных материалов - "Aegis", "Amazon", "Bind-Ox", "DarEVAL", "Oxbar", "SurShield". По словам специалистов, стоимость ПЭТ-бутылки с активным барьеров практически на порядок выше аналогичной однослойной тары.
Напыление барьерного слоя
Напыление слоя с повышенными барьерными свойствами является очень дорогостоящим процессом. Для его проведения необходимо добавочно закупать специальное оборудование, в том числе вакуумные машины стоимостью от 1 до 1,5 миллиона Евро.
Но пока эти технологии ввиду их крайней дороговизны не получили широкого распространения. Напыление может быть как внутренним, так и наружным. Внутреннее напыление создается при помощи так называемой "плазменной технологии". По этой методе ПЭТ-бутылку наполняют специальной газовой смесью, после чего воздействуют на нее мощным микроволновым импульсом. В результате этого газовая смесь на ничтожный период времени переходит в состояние плазмы, после чего оседает тончайшим слоем на стенках бутылки. Наиболее известными являются углеродные смеси смеси "Actis", "DLC", а также смеси "Glaskin", "VPP". Кроме этого используется технология напыления на внутреннюю поверхность бутылки кварцевого стекла (технологии фирм "SIG Corpoplast" и "HiCoTec"). Для наружного напыления ПЭТ-бутылка помещается в специальную камеру с газовой смесью, которая осаждается на внешней поверхности тары. Для этого используются спреи "Bairocade", "SprayCoat", "Sealica".
Внесение барьерных добавок
В большинстве своем в качестве добавок используются те же барьерные материалы, которые применяются при изготовлении многослойной тары. Это является наиболее недорогим путем повышения барьерных свойств ПЭТ-бутылки. Чаще всего к полиэтилентерефталату добавляется "Amosorb" (в качестве кислородопоглотителя), нейлон и полиэтиленнафталат (ПЭН). Но тут возникает дилемма: чем большее количество добавок внесено в ПЭТ, тем выше барьерные свойства бутылки и тем дороже она стоит. К тому же большое количество добавок приводит к помутнению ПЭТа. Золотой серединой при использовании ПЭНа в качестве добавки является величина в 8-10%.
Альтернативные материалы
Основным альтернативным материалом для изготовления пластиковой пивной бутылки пока остается полиэтиленнафталат. ПЭН имеет высокие барьерные и термоустойчивые свойства (на порядок выше, чем у ПЭТа), что продлевает срок годности пива и позволяет пастеризовать его. В то же время цена на этот полимер все еще остается довольно высокой (относительно полиэтилентерефталата), что ограничивает его широкое применение. Исключением являются страны, в которых правительство стимулирует использование пивоварами многоразовой пластиковой тары.
В Европе около 40% от общего количества тары, используемой при розливе пива, занимает многоразовая ПЭН-бутылка. От одноразовой ее, прежде всего, отличает более тяжелый вес - около 100 граммов. Использоваться такая бутылка может до 40 раз. При каждом розливе на бутылку наносится специальная отметка, благодаря чему ведется учет "оборотов" тары. После нанесения последней отметки бутылка идет на общую утилизацию. В европейском регионе в многоразовую ПЭН-бутылку разливаются бренды "Carlsberg" и "Tuborg".
ПРОИЗВОДСТВО ПЭТ-БУТЫЛОК
Расширение использования ПЭТ-тары как ориентированной на инновации и обращенной в будущее продукции идет нога в ногу с разработкой и внедрением в производство оборудования для изготовления пластиковых бутылок и розлива в них. Оборудования, оснащенного такими функциями и возможностями, как полностью автоматизированные контроль и отбраковка, задание и изменение всех операционных параметров для каждой бутылки или ее содержимого, сенсорный контроль в режиме реального времени и техническая поддержка со стороны производителя оборудования, осуществляемая через Интернет.
Одно из основных преимуществ ПЭТ-тары - это та простота, с которой производитель напитков может смонтировать линию по изготовлению ПЭТ-тары прямо на своем предприятии, а такой путь существенно удешевляет тару и, соответственно, весьма привлекателен для производителей пива и напитков. С полностью автоматизированной линии по выпуску бутылок последние поступают непосредственно на линию розлива. Таким образом, не требуется дополнительных затрат и площадей для складирования и транспортировки, а производитель получает возможность самостоятельно определять параметры тары (стандартный объем обычно - от 0,5 до 3 л) и разрабатывать ее дизайн. Поскольку ПЭТ-бутылки очень легки и не бьются, им не требуются ящики. Их вполне достаточно упаковать в полиэтиленовую пленку с картонным поддоном или даже без него. Этот фактор ведет к дальнейшей экономии на упаковочных материалах, очистке тары (ящиков), транспортировке и т.д. Размеры ПЭТ-бутылок постоянно увеличиваются. Бутылки, предназначенные для воды и растительного масла, в наши дни зачастую достигают емкости 10 или даже 20 л.
Преформы
ПЭТ-бутылки производятся с помощью процесса, известного как формовка внутренним надуванием (injection stretch blow moulding, ISBM)
. Процесс этот стал объектом многочисленных корректировок и улучшений и, таким образом, в настоящее время он прекрасно изучен, понятен и хорошо контролируем.
ISBM - это двуступенчатый процесс , включающий изготовление "матрицы", то есть преформы , с виду напоминающей тонкую стеклянную пробирку (фаза 1). Затем преформа размягчается путем нагревания и с помощью внутреннего наддува воздуха из нее изготовляется полноразмерная бутылка (фаза 2). Горлышку бутылки окончательный вид придается еще на стадии изготовления преформы. Собственно, в дальнейшем выдувается только тулово бутылки. Особенность всех ПЭТ-бутылок - кольцо на горлышке. Оно находится на горлышке преформы, располагаясь несколько ниже резьбы. Оно позволяет механически захватывать и перемещать преформу к месту окончательного выдува, а также облегчает транспортировку готовой бутылки.
Преформы изготавливаются с помощью многоячеечного оборудования, способного за один цикл выдува изготавливать до 144 преформ. Производство преформ - это, собственно, совершенно особая область, причем на качество преформы и ее способность превратиться в полноценную ПЭТ-бутылку влияют многочисленные специфические факторы. Однако число производителей, предлагающих стандартные преформы, готовые для производства из них стандартной бутылки, очень велико. На рынке представлены разновидности преформ с различным размером горлышка. Наибольшей популярностью у производителей напитков пользуются бутылки с размером горлышка 28 мм (имеется в виду внешний диаметр, включая резьбу - Ред.), впрочем, выпускаются и образцы с большим размером горлышка или с горлышком, предназначенным для укупорки кронен-пробкой. Вес материала преформы определяется в основном конечной емкостью готовой бутылки, которая будет изготовлена из данной преформы, а также толщиной стенок бутылки. Уже в течение нескольких лет производятся цветные преформы, в основном коричневые, зеленые и голубые. Производители красителей и добавок в наши дни предлагают весьма широкий спектр цветов, причем красители специально разработаны для ПЭТ.
Для изготовления ПЭТ-тары имеется два типа оборудования, а именно однофазное и двухфазное . В однофазном процессе преформа изготавливается из гранул полиэтилентерефталата в той же машине, в которой в дальнейшем из нее выдувается готовая бутылка. Собственно говоря, в таком случае обе фазы изготовления бутылки совмещаются в одном оборудовании, так что преформы зачастую поступают на конечный выдув еще теплыми.
В двухфазном процессе
преформа изготавливается на одной машине и лишь затем транспортируется для выдува бутылки на другую, отвечающую за вторую ступень процесса, или помещается на склад, где и хранится, пока не будет востребована. Это иногда имеет смысл, поскольку преформа занимает места примерно в 12 раз меньше, чем готовая бутылка, а кроме того, необходимо учитывать, что одна и та же преформа может быть использована для производства разных бутылок. Поскольку вторая стадия двухфазного процесса значительно короче первой, то в таком варианте возможно добиться очень высокой производительности оборудования, выпускающего конечную продукцию, если только соответствующих преформ будет в достатке. Обычно одна машина производит 1200-1400 бутылок в час.
Производительность оборудования зависит от числа выдувных ячеек в той или иной машине, а также от времени рабочего цикла, которое в свою очередь определяется толщиной стенок преформы и временем ее остывания.
Производитель напитков, решивший остановиться на двухфазном процессе изготовления ПЭТ-бутылок, может и производить преформы самостоятельно, и покупать их на стороне. Второй вариант придает производителю большую гибкость на начальной стадии производства, а также избавляет его от необходимости контолировать качество сырья, следить за тем, достаточно ли оно сухое и, соответственно, пригодно ли для применения. Кроме того, в дальнейшем он может наладить и собственное производство преформ, если такая необходимость возникнет. Покупка преформ также позволяет варьировать их типы, вес и т.п. без дополнительных затрат времени и средств на замену недешевых ячеек для выдува. Производитель напитков может выбрать преформу для производства бутылки, наиболее подходящей для его продукции, будь то прозрачная ПЭТ-бутылка емкостью 2 л для минеральной воды, окрашенная в коричневый цвет преформа для пол-литровой пивной бутылки или более тяжелая - для оборотной бутылки для розлива газированных напитков. Смена продукции облегчается - фактор, который с учетом значительных объемов производства становится весьма существенных для многих производителей напитков.
Широкий выбор предлагаемых на рынке преформ решительно упрощает задачу выбора тары для небольших компаний - производителей напитков. Они с легкостью могут приобрести требующиеся им преформы из ПЭТ, ПЭН или композитного материала. Предлагаются также многослойные преформы с внутренним слоем из нейлона или другого высокопрочного материала, служащего для того, чтобы повысить потребительские свойства бутылки. Возможно даже включить в состав преформы слой вторичного полиэтилентерефталата, не входящий в непосредственный контакт с содержимым бутылки, что иногда делается для сокращения расходов на сырье. Конечные свойства той или иной преформы диктуются многообразными и многочисленными факторами, отражающими как процесс производства, так и дальнейшую судьбу заполненной бутылке на рынке. Эти факторы включают в себя не только размер и содержимое бутылки, но и способ розлива (горячий розлив и т.д.), тип укупорки горлышка соответствующего диаметра (который может быть куда больше стандартных 28 мм, например, у широкогорлых ПЭТ-бутылок - до 60 мм) и способ складирования, зависящий от условия функционирования конечной продукции на потребительском рынке той или иной страны, а также от структуры дистрибьюторской сети. Наладил ли производитель напитков выпуск собственных преформ, будь то однофазный или двухфазный способ, или приобретает их на стороне, следующим шагом для него станет изготовление, то есть выдув, ПЭТ-бутылки как таковой.
Выдув ПЭТ-бутылки
Внутренний дизайн и производительность оборудования значительно варьируют в зависимости от производителя, однако основные принципы его работы остаются неизменными. Выбор того или иного оборудования диктуется необходимым и объемами продукции, компоновкой оборудования на уже существующем предприятии и, разумеется, ценой.
Самый простой вариант - это загружаемые вручную машины, в которых нагреватель преформ и блок выдува фактически представляют собой отдельные части. Такого рода оборудование предназначено для производителей напитков с очень небольшими объемами выпуска продукции, поскольку довольно дешевы, но обладают достаточной производительностью, которая, как правило, составляет у машин такого типа 1000-1200 бутылок в час у агрегата с двумя ячейками для выдува 1-литровых бутылок. Особенности производства могут потребовать и оборудования, представляющего собой автоматизированную линию. В таком случае с одного ее конца формы автоматически загружаются в машину, а с другого - выходят готовые бутылки, которые опять-таки автоматически подаются непосредственно на линию розлива. Обычно в агрегатах с такой конфигурацией нагреватель преформ выполняется в форме скобы, вертикальной или горизонтальной, что делается в целях экономии пространства. Ротационные машины состоят из постоянно движущегося колеса, проводящего преформы через секцию нагрева, откуда они, после соответствующего уравнивания температуры, поступают на выдув. Здесь преформы загружаются в свободные ячейки, когда те проходят мимо транспортировщика, проходят стадию выдува, а бутылки переправляются дальше, когда карусель повернется на 360". Теперь ячейка готова принять новую преформу.
Стадии изготовления ПЭТ-бутылки
Высокоскоростная ротационная машина
Для того, чтобы более глубоко исследовать три вышеозначенные стадии выдува бутылки, обратимся к современной ротационной машине для изготовления ПЭТ-бутылок. Ротационные машины обладают преимуществом экономии производственных площадей благодаря своей компактности. Преформы могут загружаться с той же стороны, откуда выходят готовые бутылки, а три остальных стороны машины остаются свободными для доступа и осмотра. Существуют и машины, в которые преформы подаются непосредственно напротив того места, откуда выходят бутылки: такое оборудование предназначено для включения его в цепочку автоматических производственных линий. Возможность расположить ротационную секцию нагрева выше секции выдува и таким образом использовать ресурс высоты, сэкономив площадь, также говорит в пользу компактного внешнего дизайна такого рода оборудования.
Краткий обзор процесса
В обычной высокоскоростной ротационной SBM-машине преформы из основного загрузочного бункера с помощью подъемника поступают в распределитель, в котором они автоматически принимают положение, необходимое для их поступления в систему, а затем по спиральному подъемнику поднимаются наверх. Подающая спираль правильно располагает преформы и переправляет их в основное рабочее отделение машины, где они поступают на подающее зубчатое колесо. Каждая преформа захватывается за кольцо на горлышке специальными цапфами и в перевернутом положении подается на карусель нагрева, которая проносит их сквозь камеру нагрева. Там они приобретают температуру, которая делает их достаточно мягкими для дальнейшего выдува полноразмерной бутылки. Внутри камеры нагрева преформы постоянно вращаются вокруг своей оси, для того, чтобы нагрев был равномерным. По выходе из камеры нагрева разогретые преформы в течение определенного времени оставляются для уравнивания температуры, а затем подаются в открытые формы для выдува бутылок. Формы эти располагаются рядом с камерой нагрева или под ней. Как только форма закрывается, преформа немедленно вытягивается и предварительно надувается. Растягивание выполняется механически с помощью специального растягивающего стержня, который вставляется в горлышко будущей бутылки и опускается вниз, в сторону ее дна. В результате этого размягченная преформа удлиняется. Глубина хода стержня регулируется механически и зависит от размера и формы будущей бутылки. Затем в течение секунды продолжается фаза выдува, проходящая при очень высоком давлении, в ходе которой бутылка приобретает свою окончательную форму. Растягивающий стержень вынимается, бутылка охлаждается, после чего форма открывается и выпускает готовую бутылку.
Нагрев
Перед тем, как преформы подаются в секцию нагрева, они еще на подающей спирали проходят проверку автоматической станции контроля качества. Проверяются горлышко, в дальнейшем предназначенное для укупорки крышкой, и поперечное сечение преформы. На этой стадии отбраковываются преформы с дефектным горлышком или продемонстрировавшие недостаточную овальность. В процессе нагрева в типичной SBM-машине преформы, надетые на специальные стержни, следуют через инфракрасную камеру нагрева, в которой приобретают температуру, необходимую для растягивания и выдува. Преформы последовательно проходят через ряд нагревательных блоков, состоящих из инфракрасных нагревателей с рефлекторными пластинами, предотвращающих нагрев определенных участков преформы. Это особенно важно, поскольку, несмотря на то, что нагревается вся преформа кроме горлышка, в процессе выдува требуется, чтобы различные зоны преформы имели разную температуру. Только в таком случае бутылка получится такой, как запланировано. Размер и форма выдуваемой бутылки являются факторами, определяющими так называемый температурный профиль, то есть температурный режим для отдельных участков преформы в процессе ее превращения в бутылку. Производители оборудования должны обеспечивать достаточную гибкость установок температурного режима с тем, чтобы на выходе обеспечивалось наилучшее качество бутылки. Для варьирования температурного профиля каждый нагревательный блок, входящий в состав нагревательной камеры, оснащен девятью отдельными расположенными вертикально друг над другом нагревательными элементами, которые нагревают различные участки преформы. Степень их нагрева регулируется независимо друг от друга с контрольной панели, что позволяет оператору не только задавать тот или иной температурный профиль, но и также постепенно, с прохождением преформы по зоне нагрева, повышать температуру. Участок преформы, прилегающий к горлышку, зачастую требует для нагревало требуемой температуры больше тепла, чем прочие участки. Таким образом, элементы, "ответственные" за эту зону, должны быть мощнее и многочисленнее. Уже полностью сформованное на стадии изготовления преформы горлышко защищается от нагрева экраном с водяным охлаждением. Число нагревательных блоков и скорость прохождения преформы через камеру нагрева зависит от количества выдувных форм в машине и от веса нагреваемых преформ. Поскольку ПЭТ плохо проводит тепло, необходимо охлаждать внешнюю поверхность преформы, когда она находится между нагревательными блоками камеры нагрева. В противном случае поверхность перегрелась бы, что может привести к нежелательной кристаллизации. Это промежуточное охлаждение осуществляется с помощью воздушных насосов, расположенных между каждыми нагревательными блоками. Таким образом, с одной стороны, преформа постепенно подвергается нагреванию, а с другой, ее поверхность постоянно охлаждается.
Уравновешивание
После нагрева для коррекции температурного профиля преформы проходят особую стадию обработки, направленную на уравновешивание температуры (эквилибрацию). Эквилибрация, в сущности, означает распределение температуры ПЭТ в прямой зависимости от толщины стенок. Этот важный этап, который должен быть тщательно просчитан. Если период эквилибрации слишком короток, стенки бутылки получатся неравномерными по толщине. Если период слишком затянется, тщательно выверенный температурный профиль будет нарушен, и в таком случае слишком много тепла поступит в зону горлышка, вызывая деформацию последнего при последующей обработке. Выдув бутылки осуществляется при температуре около 110°С.
Выдув и вытягивание
Разогретые преформы затем поступают по наклонному подающему колесу в секцию выдува, которая в нашем случае расположена непосредственно под секцией нагрева. Подающее устройство следит за тем, чтобы преформы были правильно расположены относительно форм, в которые они поступают с большой скоростью. Время, необходимое для разогрева преформы, значительно большее, чем то, что требуется для вытягивания и выдува. Это ведет к тому, что в нагревательной камере преформ всегда больше, чем в формах, поэтому колесный транспортировщик является необходимым приспособлением в высокоскоростной SBM-машине.
"Классическая" форма для ПЭТ-бутылки
Состоит из трех частей: двух боковых стенок, открывающихся в вертикальной плоскости, и базы, двигающейся вверх и вниз. Как только преформа занимает соответствующее положение, форма закрывается. Подвижная база (дно) двигается вверх, а стенки замыкаются вокруг нее. Все это происходит одновременно: три составные части соединяются накрепко. В то же самое время растягивающий стержень начинает свое движение вниз. Поскольку он занимает положение, необходимое для начала растяжения преформы, в тот момент, когда форма захлопывается, рабочий цикл занимает меньше времени и потери тепла сокращаются. Преформа растягивается в вертикальной плоскости и предварительно выдувается под давлением в 25 бар. Бутылка на этой стадии выдувается до 80-90% своего полного размера. Поскольку очень важно не повредить горлышко, машины снабжены специальными насадками, через которые подается воздух. Они выполнены в форме колокола и предохраняют горлышко и прилегающую к нему часть от повреждений. Затем подается высокое (40 бар) давление, и на этой стадии бутылка приобретает свою окончательную форму. Прижимаясь к холодным стенкам формы, бутылка охлаждается, становится достаточно жесткой и, таким образом, уже готова немедленно покинуть форму, когда та откроется. Во избежание искривления стенок давление внутри бутылки стабилизируется до открытия формы.
"Отдых"
После охлаждения и во время хранения ПЭТ-бутылки немного сжимаются, поэтому машина контролирует степень охлаждения бутылки путем подогрева формы. Это делается для того, чтобы материал "отдыхал" и бутылки в дальнейшем сжимались менее интенсивно. Это позволяет свести к минимуму разницу в размерах между бутылками, выпущенными в разное время, что имеет значение при розливе: различие в размерах наполняемых бутылок может вызвать непредвиденные затруднения в работе разливочного оборудования. В машинах, где такая функция предусмотрена, транспортировщик форм изолируется для сохранения энергии. SBM-машины выпускаются в многочисленных разновидностях, в том числе и с ротационным механизмом, имеют от 6 до 24 форм для выдува бутылок и выпускают на каждую форму в среднем 1 200 бутылок в час. Максимальная производительность машины с 24 формами - 33 600 бутылок в час. Производительность, само собой, зависит от размера выдуваемой бутылки, поскольку на изготовление большей бутылки требуется больше времени. Обычная SBM-машина способна производить бутылки емкостью от 0,25 л до 2,5-3 л без дополнительного переоборудования.
Быстрая смена форм
В машине, которую мы выбрали в качестве примера, как и в большинстве SBM-машин, используются стандартные трехчастные формы, которые монтируются на транспортировщик форм и могут быть быстро заменены другими, предназначенные для выпуска других бутылок. Вытягивающий стержень контролируется с помощью шаблона, и глубина его хода легко изменяется в зависимости от глубины формы. По подсчетам, SBM-машина с 10 формами может быть переналажена на выпуск другой разновидности бутылки в течение 30 минут тремя техниками. В течение этого времени проводится смена всех необходимых настроек. Даже если предполагается выпускать совершенно иную бутылку с другой формой горлышка, переналадка не займет больше часа.
Контроль
Работа всех важнейших элементов как описанной выше ротационной машины, так и "линейной" машины, таких, как отделение выдува, нагревательное колесо, транспортер преформ и механизм, подающий нагретые преформы из нагревательной камеры в отделение для выдува бутылок, должна быть четко синхронизирована с помощью единой системы контроля. Необходимо также, чтобы каждый из этих элементов мог быть снят независимо от других для обслуживания и переналадки. Этот механизм особенно важен для ротационных машин. Управление машиной производится с помощью сенсорной панели. В современных машинах, как правило, установочные параметры для разных типов бутылки хранятся в памяти и могут быть немедленно активизированы простым нажатием кнопки. Естественно, в процессе эксплуатации оборудование немного разлаживается, но параметры нагрева и выдува автоматически приводятся в нормальный режим. Система контроля постоянно следит за работой машины, сигнализируя оператору о любых сбоях. Удаление бракованных преформ также осуществляется автоматически, причем проводится без остановки машины. Если вследствие удаления преформы форма остается пустой, давление в нее не подается, как и в том случае, когда форма закрылась неправильно. Сенсорная контрольная система может быть электронными средствами защищена от доступа посторонних.
Транспортировочные линии для бутылок
Итак, бутылка изготовлена и, таким образом, готова к дальнейшему использованию - розливу. ПЭТ-бутылки очень легки и поэтому, не будучи заполненными содержимым, неустойчивы. Естественно, это свойство было принято во внимание производителями оборудования при проектировке линий, подающих порожнюю тару на розлив. Легкий вес бутылок позволяет переносить их при розливе за кольцо на горлышке, что минимизирует необходимость корректировки оборудования, поскольку высота налива может быть просчитана от горлышка бутылки до хомута на горлышке, а это расстояние остается неизменным на всех бутылках данной партии. Кроме того, пустые бутылки можно перемещать не только с помощью обычных транспортировочных линий, но и с помощью воздуха. В последнем случае неустойчивость бутылки не создает проблем. Пустые бутылки перемещаются по рельсам с низким трением, будучи "поддерживаемы" воздушным потоком за кольцо на горлышке. Рельсы имеют такую форму, что воздух может проходить вдоль них. Струя воздуха приподнимает кольцо на горлышке легкой ПЭТ-бутылки и задает транспортируемой таре необходимое направление. Преимуществом этого метода транспортировки является то, что бутылка не входит в контакт с боковинами транспортировочной ленты. Сегодня такой метод транспортировки применяется на большей части выпускаемого и эксплуатируемого оборудования.
ПЕРЕРАБОТКА ПЭТ-БУТЫЛОК
В Европе вторичная переработка ПЭТ-бутылок поставлена на государственную основу. Для стран СНГ утилизация использованной ПЭТ-тары является экологической проблемой. Хотя ПЭТ-бутылка является экологически чистой, при сжигании полиэтилентерефталат выделяет большое количество канцерогенов. Более безопасным и намного более выгодным выходом является переработка использованной ПЭТ-тары. В Англии на сегодняшний день перерабатывается 70% ПЭТ-бутылок, в Германии - 80-85%, в Швеции - 90-95% (это самый высокий показатель в Европе). Принцип государственного регулирования переработки ПЭТ-тары состоит в том, что ее производители платят специальный налог, в который заложена стоимость будущей переработки. Из этих денег государство финансирует утилизацию. Постройка одного завода по утилизации может обойтись до?50 миллионов. Процесс переработки включает в себя механическую утилизацию (дробление) и химическую утилизацию (размельченные части разлагаются на свои составные части). Каждый из полученных компонентов проходит стадию очистки. Завершает процесс получения вторичного ПЭТа гранулирование. Полученный гранулят имеет более низкую вязкость, чем первичный, то есть качество его уже более низкое. Такой ПЭТ-гранулят находит применение в различных областях - при производстве преформ допускается добавление до 5-10 % вторичного сырья, также из него получается неплохое сырье для текстильной промышленности, изготовления черепицы, европоддонов, ваты. Из вторичного ПЭТа, после добавки в него стекловолокна, производят абразивные круги для шлифования и полировки. Компания "Ford" отливает крышки моторов для грузовых автомобилей, а "Toyota" - панели, бамперы, двери для автомобилей из полимерных композиций, содержащих переработанный ПЭТ.
На постсоветской территории ПЭТ-бутылка в массовом порядке не утилизируется. Пока делались только отдельные попытки выпускать из вторичного ПЭТа тротуарную плитку и были разработаны (но не воплощены в жизнь) технологии по производству из переработанного полиэтилентерефталата различных утеплителей и строительных материалов.
По материалам журнала "Пивное дело" и "Промышленной энциклопедии"
Вездесущая сегодня первая пластиковая бутылка была придумана недавно.
Чтобы хорошо думать и разбираться в науке стоит периодически отправляться в путешествие, причем неважно куда, главное в этот момент выбросить все из своей головы и остаться наедине, только со своими мыслями и близкими для себя людьми.
История изобретения пластиковой бутылки
Первоначально керамика и стекло были средством выбора для бутылок. Многие крупные археологические раскопки используют керамические и стеклянные осколки в качестве метода датировки своих находок и они были действительно единственным выбором до конца 19 века.
Первая пластиковая бутылка впервые появились на сцене в 1875 году, но была удивительно дорогой, потому что наука только недавно начинала понимать множество различных типов, составов и свойств пластика.Одним из первых пластиков назывался Галалит. Он был создан с протеинами молока и формальдегидом, но в конечном счете доказал небезопасность для долгосрочной пользы.
Еще одним ранним пластиком было более знакомое название Бакелит с начала 1900-х годов. Была изготовлена первая пластиковая бутылка созданная с помощью только синтетических материалов. Истинным успехом были ранние Бакелитовые изделия которые по-прежнему востребованы коллекционерами и историками. Это была синтетическая пластмасса которая была теплостойка и не проводила электричества. Бакелит возвестил в современном веке изобретение пластмассы.
С 1960-х годов первая пластиковая бутылка стала новым стандартом. Ингредиент состоит из сложной цепи молекул, полиэтилен по-прежнему широко используется сегодня. Для наших собственных консолидированных емкостей для продуктов мы используем высокоплотные пластмассы для создания емкостей которые могут сгибаться под внешним воздействием.
В 1981 консолидированные пластмассы стали разрабатываться на новой пластичной технологии, исследуя новые поколения пластичных продуктов и новаторских методов, как прессформа для выдувания. Сейчас используется выдувное формование не так как первая пластиковая бутылка. Такая технология обеспечивает однородность продукта и поддерживает более высокие стандарты по форме и размеру.
Значение пластика для тары
На данный момент пластиковая бутылка встречается практически везде, таким образом, удивить пластиком никого нельзя. А все благодаря тому, что относительно недавно они появились на полках наших магазинов и стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Трудно даже представить себе, какой была бы жизнь, если не был бы придуман термопластик.
Жизнь большинства напитков действительно очень сильно изменилась после изобретения термопластика. Первыми в своем производстве его стали использовать только самые крупные корпорации: «Кока-Кола» и «ПепсиКо». Кстати именно от них жители современного СНГ и узнали что такое пластиковые бутылки.
Подготовка к Олимпиаде 1980 года началась за четыре года до ее церемонии открытия. И стала уникальной возможностью для зарубежных производителей освоить новый неискушенный рынок развитого социализма. 35 лет назад граждане СССР впервые попробовали заграничную газировку, жвачку и другие товары. Даже пластик для многих стал диковинкой - ведь в советских автоматах по розливу газировки всегда стоял граненый стакан. Пластиковая бутылка в те времена стала настоящим открытием. Легкая, и вместе с тем надежная, она не билась, и ее можно было использовать вновь и вновь.
Сегодня пластиковые бутылки, или, как ее называют специалисты, ПЭТ-упаковка стала неотъемлемой и вместе с тем привычной частью нашей жизни. В таре из полиэтилентерефталата (ПЭТ) хранится молоко, растительное и оливковое масло, детское питание, газированные напитки, крепкий алкоголь (виски, коньяк, водка) и, конечно же, пиво. В России около 50% янтарного напитка разливается в ПЭТ-тару.
ПЭТ-бутылки пользуются популярностью во многом благодаря удобству в использовании. С такой упаковкой можно быть уверенным, что тара не разобьется при транспортировке и дойдет до покупателя. Кроме того, пластик легок, а главное, безопасен для потребителя.
«Полиэтилентерефталат применяется в качестве материала для пищевой тары уже около 40 лет, и за это время ни разу не было обнаружено какого-либо вредного воздействия. ПЭТ, будучи безопасным материалом для контакта с пищевыми продуктами, имеет все разрешения на применение в России, США, странах ЕС и используется во всех развитых странах без каких-либо ограничений», - объяснил технический директор некоммерческого партнерства «Ассоциация производителей и переработчиков полиэтилентерефталата» Николай Жир .
Несмотря на периодически появляющиеся в СМИ опасения относительно безопасности упаковки, нет ни одного исследования, которое бы говорило о вреде ПЭТ-тары. Хотя и проводилось их немало. Более того, упаковка из пластика ежегодно получает сертификаты качества, которые необходимы для ее реализации в торговых точках.
Несмотря на то, что, по словам пищевого химика-технолога, члена Британского сообщества флейвористов Сергея Белкова , «на этом свете нет ничего химически инертного», он также не нашел доказательств вреда ПЭТ-тары. «Если мы говорим о чистом ПЭТ, то на сегодняшний день нет ни одного основания считать, что там есть что-то опасное. Независимо от того, что туда наливать: газировку, соки или пиво. Дибутилфталат** - это вообще наполнитель. Он запрещен к использованию при производстве пищевой тары. Подозревать, что кто-то его специально добавляет, просто не приходится. Зачем? Соответственно, если его там нет, то и выделяться он не может», - заключил химик.
По его словам, так как доказательств вреда пластиковых бутылок нет, то, возможно, причина разговоров о ее запрете скорее экономическая. Отказавшись от ПЭТ, пивоварам придется разливать свою продукцию в другую тару. Кроме того, из-за возможных ограничений, по подсчетам экспертов пивной индустрии, закроются от 30% до 50% малых и средних заводов, а стоимость самого напитка поднимется на 25%, что может привести к переходу части потребителей на более крепкий и, следовательно, оказывающий тяжелое воздействие на здоровье человека алкоголь.
То, что пиво в пластиковых бутылках не способствует алкоголизации нации, а, наоборот, снижает ее уровень, недавно доказали и .
«Как показывает статистический анализ, смертность от алкоголя и другие показатели здоровья не зависят от потребления пива. Наиболее существенное снижение вредных последствий от употребления алкоголя наблюдалось в период с 2003 по 2007 годы, когда потребление крепкого алкоголя снижалось, а потребление пива росло. Таким образом, усиление норм регулирования в отношении пива не позволило улучшить показатели здоровья населения», - говорится в исследовании института.
Гораздо сильнее, по мнению ученых, людям вредит употребление крепких спиртных напитков.
* Полиэтилентерефталат - термопластик. Наиболее распространённый представитель класса полиэфиров, из которого производят пластиковые бутылки.
