A Vfine Machine é especializada em máquinas para fabricação de garrafas e oferece serviços de projetos completos desde 2001.
O que é a tecnologia de enchimento a quente para garrafas PET?
1. Estrutura do PET
PET refere-se ao tereftalato de polietileno, composto por três elementos: carbono, hidrogênio e oxigênio. A estrutura molecular é a seguinte: o PET é geralmente formado pela esterificação ou transesterificação direta do ácido tereftálico (PTA) ou do tereftalato de dimetila (DMT) com etilenoglicol (EG) para produzir monômeros de PET, seguido por policondensação em estado sólido. A equação da reação química é a seguinte:
nHOOC-C6H4-COOH nHOCH2CH2OH---CO-C6H4-COO CH2CH2-O-]n+nH2O
2. Propriedades físicas do PET
O PET é dividido em PET homopolimerizado e PET copolimerizado, de acordo com os métodos de polimerização, e é classificado em PET têxtil, PET para garrafas e PET para folhas, de acordo com as aplicações. O PET usado para moldagem por sopro pode ser dividido em homopolímeros e copolímeros. Os homopolímeros têm viscosidade e ponto de fusão mais baixos do que os copolímeros, com IV variando de 0,75 a 0,83, enquanto os copolímeros variam de 0,75 a 0,90. Geralmente, homopolímeros ou copolímeros com IV menor são usados como matérias-primas para a produção de garrafas PET de enchimento a quente.
3. Propriedades químicas do PET
3.1 Reação de hidrólise: Sob condições de alta temperatura, alta pressão ou alcalinas, o PET é propenso à hidrólise, resultando na quebra da cadeia polimérica molecular do PET, uma diminuição no peso molecular (ou seja, uma diminuição no IV) e uma redução nas propriedades mecânicas.
3.2 Reação de degradação térmica O PET é propenso a reações de decomposição em altas temperaturas, resultando na formação de acetaldeído e dióxido de carbono. Portanto, durante o processo de termofixação em alta temperatura na moldagem por sopro de garrafas, deve-se ter cuidado para ajustar a temperatura a fim de evitar uma concentração muito alta de acetaldeído.
- 4. O princípio da resistência ao calor de garrafas PET para enchimento a quente
Garrafas PET envasadas a quente referem-se a garrafas utilizadas na produção de bebidas envasadas a quente com temperaturas acima de 75 °C. Comparadas às garrafas PET comuns, elas apresentam características de resistência a altas temperaturas, resistência ao encolhimento e resistência à pressão de vácuo. Atualmente, o método mais comum para a produção de garrafas PET resistentes ao calor é a termofixação, que aumenta principalmente a cristalização das garrafas PET, permitindo que elas suportem temperaturas mais altas. Em geral, quanto maior o grau de cristalização, melhor a resistência ao calor das garrafas PET e pior a absorção de água, resultando em melhor preservação.
O PET apresenta diferentes estados mecânicos em diferentes temperaturas. Abaixo de 78 °C, o PET apresenta um estado vítreo; entre 78 °C e 245 °C, apresenta um estado altamente elástico; e acima de 245 °C, apresenta um estado de fluxo viscoso. No estado vítreo, as moléculas de PET são relativamente ativas, e as cadeias moleculares podem se mover e se organizar ordenadamente para formar um estado cristalino. A temperatura necessária para o tratamento térmico de cristalização do PET é geralmente entre 78 e 220 °C.
Na produção, os métodos de sopro primário e secundário são os principais utilizados para o tratamento térmico. O método de sopro secundário primeiro infla a pré-forma até um volume maior, depois a aquece a cerca de 200 °C, em seguida a contrai e, finalmente, a infla até adquirir o formato final da garrafa. Sua vantagem reside no alto grau de cristalização e na melhor resistência térmica em comparação ao método de sopro primário. Contudo, devido ao grande e complexo equipamento auxiliar, a área ocupada é extensa e a energia térmica necessária é elevada, resultando em um aumento nos custos operacionais totais. Portanto, atualmente utilizamos o método de sopro primário, que emprega a máquina de sopro de garrafas para envase a quente Vfine para a produção. O método de sopro primário requer o aquecimento do molde a 90-170 °C. Quando a pré-forma é esticada até adquirir o formato do molde de sopro a quente, o processo de cristalização dura de alguns segundos a mais de 10 segundos. A garrafa soprada pela máquina de sopro de garrafas Vfine pode atingir uma temperatura máxima de resistência térmica de 93 °C.
4.1 Melhorar a taxa de cristalização da garrafa: Durante o processo de produção, o aumento da taxa de cristalização da garrafa depende principalmente do aumento da temperatura de termofixação e da extensão do tempo de cristalização. A taxa de cristalização tem um impacto significativo na taxa de absorção de água do PET. Quanto maior a taxa de cristalização, menos água a garrafa absorve sob as mesmas condições de temperatura e umidade.
4.2 Reduzir a absorção de umidade no ar. Devido às suas propriedades de absorção de umidade, o PET (incluindo chips, pré-formas e garrafas) exposto ao ar absorve umidade do ar. Quanto mais tempo permanecer exposto, mais água absorverá. O teor de umidade no PET afeta diretamente seu desempenho. Para garrafas de enchimento a quente, isso afeta a temperatura de resistência ao calor da garrafa. Quanto maior o teor de umidade, menor a temperatura de resistência ao calor da garrafa. De modo geral, para garrafas de enchimento a quente, desde a produção de pré-formas até o envase de bebidas, a resistência ao calor da garrafa depende principalmente do seu teor de umidade. Portanto, as condições de armazenamento são muito rigorosas.
5. Processo de produção de garrafas para envase a quente
O princípio de produção das garrafas PET de enchimento a quente é basicamente o mesmo das garrafas PET comuns, mas o processo de produção e as condições de produção são muito mais complexos. Atualmente, nossa empresa adota principalmente um processo de produção de alta temperatura com sopro único e estiramento biaxial. A seguir, seu principal processo de produção: A produção de garrafas de enchimento a quente envolve etapas adicionais, como aquecimento do molde, resfriamento a ar e estiramento em duas etapas, em comparação com as garrafas PET comuns, o que aumenta a complexidade do processo de sopro da garrafa. Ao mesmo tempo, devido ao maior tempo de cristalização necessário para as garrafas durante o processo de sopro, sua velocidade de sopro também é muito mais lenta do que a das garrafas PET comuns. Deve-se notar que o desempenho do produto está intimamente relacionado à velocidade de produção do sopro da garrafa. Em geral, quanto menor a velocidade, melhor o desempenho do produto.
5.1 Os principais parâmetros do processo são os seguintes:
5.1.1 Velocidade de sopro
Tomando como exemplo uma garrafa de 0,5L para enchimento a quente, a velocidade de sopro de cada máquina de sopro de garrafas é de 500 a 700 por cavidade.
5.1.2 Temperatura do molde
Temperatura do molde: 110-160℃ (primeira geração) 130-170℃ (segunda geração) Temperatura do molde inferior: 70-120℃
5.1.3 Princípio de aquecimento da pré-forma
Tente aumentar a porcentagem de lâmpadas fluorescentes na área ajustável do forno de aquecimento e reduzir o número de lâmpadas fluorescentes em funcionamento. O aumento da temperatura da pré-forma ajudará a reduzir a tensão gerada durante o sopro da garrafa e a melhorar a resistência ao calor.
5.1.4 Ajuste de capacidade
O tamanho da capacidade está relacionado à temperatura do molde, ao tempo de sopro da garrafa, ao tempo de resfriamento a ar e à fabricação do molde. Por exemplo, se a capacidade for muito pequena, a temperatura do molde pode ser reduzida, a came de término do sopro da garrafa pode ser movida para a frente, o tempo de resfriamento a ar pode ser aumentado e as calços de capacidade do corpo do molde podem ser removidos.
