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怎样改进PET热灌装瓶耐热功能

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怎样改进PET热灌装瓶耐热功能

  • 公布日期:2017-6-6 10:01:20 阅读次数:2219
  • 剖析了PET热灌装瓶瓶型设计及选择中需思索的多少变数,并提出了一些PET热灌装瓶成型进程中改进耐热功能的工艺办法。
    一、媒介
    消费低酸度、中性饮料,如茶、果汁、果味水等时,须对灌装后的半制品及瓶器停止灭菌处置,以便控制产品的微生物净化。可供选择的灌装办法有:
    1. 添加防腐剂;
    2. 无菌或冷灭菌灌装;
    3. 热灌装(含气饮料除外);
    4. 巴氏灭菌。
    比年以来,热灌装技术因其平安性、经济性较好而在我国饮料行业被普遍接纳,远景非常宽广。上面是笔者在实践任务中,经过对一步法热灌装制瓶机及热灌装设置装备摆设的任务原理探究所得的总结剖析。 
    二.热灌装工艺简述
    热灌装工艺中,产品经UHT超低温灭菌处置(瞬时加热至1200C~1400C,停顿数十秒钟),然后降温至灌装温度(850C~900C)。灌装封盖后,瓶身颠倒或侧躺30秒钟左右,以便对瓶盖及瓶颈部位停止与瓶身同温度的灭菌处置。瓶子在低温下停顿肯定工夫(30~120秒)后,送入冷却通道,分段将瓶子冷却至340C~380C(经过冷却通道的工夫约为12~20分钟),随后对瓶子停止贴标、装箱等后道包装。
    三.耐热瓶瓶型设计要点
    设计耐热瓶瓶型时,必需思索以下要素:
    1. 灌装后30秒钟内,瓶内正压上升。这是由于:
    (1) 灌装后瓶内残留氛围温度从300C左右上升至800C~900C;
    (2) 双向拉伸取向的PET瓶在受热后膨胀,容积减小。在低温下,瓶子必需可以接受0.1~0.3Bar的正压而不至于发生永世变形。
    2. PET瓶在低温下的容积膨胀。平凡PET瓶在850C时膨胀率可达20%。但是,运用耐热瓶公用PET粒子吹制的耐热瓶的膨胀率通常在1%~1.5%之间;

    3. 灌装后膨胀量及灌点缀变革。灌装温度越高。瓶器容积膨胀越大。实行标明,在860C~900C间的容积膨胀率对温度上升尤其敏感。灌点缀高度越低,灌装后瓶内残留氛围容积越大,瓶器膨胀也越大。这是由于瓶内残留氛围容积越大,抵挡瓶器膨胀变形的才能越小。通常,热灌装瓶灌点缀在瓶器支持环处。

    图1 热灌装瓶容积膨胀率与灌装温度的干系
    4. 吹塑成型后循环吹气冷却工夫对瓶器容积、结晶度和刚度均有影响。循环吹气冷却工夫越长,瓶器容积越大。因而,设计瓶型时务必思索运用最低的高压氛围耗费量来到达瓶子的最佳功能。
    5. 热灌装后的饮料降至室温时,因饮料在差别温度下比重的变革招致瓶内液体容积降落2%左右。同时,温度降落还招致瓶内残留氛围在液体中的溶解度上升。这统统都招致瓶内残留氛围的容积收缩,发生0.2~0.3倍大气压的负压。灌装后空腔局部(残留氛围)压力和瓶器温度、工夫的干系曲线见下图。

    图2 灌装后空腔局部(残留氛围)压力和瓶器温度、工夫的干系曲线因而,耐热瓶必需契合以下要求:
    (1) 低温下(850C~900C)容积膨胀率在1%~1.5%之间;
    (2) 30%以上的结晶度,确保精良的耐热功能和较弱的水分吸附才能(瓶壁吸附的水分象分子链间的光滑剂一样低落瓶子的机器功能;
    (3) 公道的壁厚散布,防止热灌装后的非线性膨胀(变形);
    (4) 瓶身接纳特别的板框形构造设计,瓶底设有内凹增强筋,用以接受瓶子冷却至室温后瓶内负压。
    四.制瓶工艺中改进瓶子耐热功能的步伐
    (1) 公道设计瓶坯。最优化的瓶坯外形设计有助于改进瓶子的壁厚散布情况,防止在瓶身差别地区发生歪曲或膨胀变形;
    (2) 严厉控制注射和拉坯-吹塑工艺参数以及各地区温度散布,防止剩余应力在PET玻璃化温度(>750C)下开释而招致瓶子变形;

    (3) 瓶坯注射冷却工夫控制。严厉控制瓶坯注射冷却工夫,让瓶坯尽早脱模。如许即可延长成型周期,进步瓶子产量,又可因较高的剩余温度而诱发球状结晶。球状结晶的晶体直径极小,仅为0.3~0.7微米,并不影响通明度。

    图3 耐热瓶结晶度、容积膨胀率与瓶坯注射冷却工夫的干系
    (4)吹塑模调温技术的运用。通常用热油循环法给吹塑模加温。吹塑模调温共有三种循环:- 瓶身热油循环。将吹塑模加热至1200C~1400C。如许,瓶坯与吹塑模子腔间的温度差减小,促发进一步结晶。延伸吹塑保压工夫,使瓶壁与型腔永劫直接触,有富足工夫来进步瓶身结晶度,到达35%左右,但又不捐躯通明度。1000C以下的模温对瓶身结晶度的影响极小,由于,瓶身结晶发作在1000C以上。

    图4 耐热瓶结晶度与吹塑模具温度的干系</FONT></P>
    ——瓶底冷却水循环。瓶子底部坚持高温(100C~300C),防止未经拉伸的瓶底局部过分结晶而发白;<BR><BR>  ——瓶颈调温(选用)。非结晶瓶口局部从注塑模脱模后不断处于完全冷却形态。非结晶瓶口少数接纳增强瓶口设计(添加瓶口壁厚),从而改进封口功能,防止压盖进程中瓶口变形。通常,灌装后瓶口椭圆度控制在0.2毫米以内,螺纹外径膨胀率低于0.6%。
    (5)循环吹气技术。当接纳热吹塑模时,怎样控制瓶子脱模后变形至关紧张。吹塑模开模前吹入氛围并排空循环,对瓶身停止冷却并定形,从而控制脱模后的变形量。循环冷却氛围的进气经过与初吹、二次吹相反的通道,但从拉坯杆头部小孔经拉坯杆内排气。循环吹气工夫约为0.5~2秒。因而,耐热瓶制瓶机的高压氛围耗费量比平凡瓶制瓶机高得多。
    随着理论经历的进一步丰厚,热灌装瓶消费技术也正在日新月异地开展。次要的开展趋向包罗在不低落灌装温度的条件下瓶子分量的不时加重,非结晶瓶口的普遍运用等。投合环保观点,表面时髦简便的新瓶型正在越来越多地遭到消耗者的喜爱。
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