statystyki

Odkrywamy polskie wynalazki: Jak ułatwiamy produkcję opakowań do żywności

autor: Maciej Miłosz20.02.2015, 06:58; Aktualizacja: 20.02.2015, 09:06

Przy przetwórstwie tworzyw sztucznych problemem jest przegrzewanie się maszyn służących do ich produkcji. Wynalazcom z Torunia udało się uporać z tym problemem i nawet trzykrotnie zwiększyć wydajność urządzeń.

Tworzywa sztuczne, np. plastikowe przegrody torów pływackich na basenach czy opakowania do żywności, powstają w specjalnych maszynach – wytłaczarkach. Ich zasada działania przypomina nieco olbrzymie maszynki do mielenia mięsa. Do pojemnika zasypowego wrzuca się granulat oraz różne dodatki, z których ma powstać finalny produkt. Po zmieleniu przez specjalne ślimaki (można je porównać do nożyków i śruby w maszynce do mięsa) oraz podgrzaniu dochodzi do wymieszania i łączenia się cząsteczek, a z maszyny wytłaczany jest gotowy profil, np. rura lub folia. Tak powstają np. nanokompozyty, czyli połączenie polimerów (główny składnik wszelkich tworzyw sztucznych) z nanozwiązkami. Dzięki temu finalny produkt (folia) przepuszcza np. parę wodną (może to mieć zastosowanie przy pakowaniu chleba – materiał, który nie ma takiej cechy, powodowałby szybsze psucie się pieczywa). Poprzez użycie konkretnej mieszanki różnych rodzajów granulatów możemy stworzyć produkt o właściwościach, których akurat potrzebujemy, np. o określonej twardości czy cechach biobójczych uniemożliwiających rozwój bakterii. Różnorodność jest naprawdę duża.

Problem pracy wytłaczarek polega na tym, że w wyniku tarcia różnych granulatów i dodatków temperatura w urządzeniu może wzrosnąć nawet do 300 st. Celsjusza. Konsekwencją przegrzania tworzywa sztucznego jest to, że może ono zacząć się lać, a nawet degradować – rozkładać. Jeśli zaś temperatura będzie za niska, tworzywo nie zostanie uplastycznione, ponieważ granulaty różnego rodzaju się nie połączą. – Dlatego w procesie wytwarzania kluczowe jest, by utrzymywać temperaturę w konkretnym przedziale, co wbrew pozorom nie jest proste. Niestety, w trakcie wytłaczania różnych materiałów może ona niespodziewanie rosnąć mimo stosowania tradycyjnego chłodzenia – wyjaśnia dr inż. Zbigniew Frąszczak z toruńskiego Instytutu Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników. To właśnie tutaj opracowano układ grzewczo-chłodzący segmentu cylindra zespołu uplastyczniającego, czyli system, który pozwala na bardzo precyzyjną regulację temperatury w wytłaczarkach przetwarzających tworzywa sztuczne. – Często przy tego typu maszynach stosuje się chłodzenie powietrzem. Trudność leży w tym, że wtedy obniżanie temperatury metalowych segmentów wchodzących w skład wytłaczarki jest utrudnione – w różnych punktach bloku, np. wewnątrz i na zewnątrz cylindra, mogą wystąpić różne temperatury i trudno to regulować– tłumaczy dr inż. Frąszczak.

Inżynierowie z miasta Kopernika postawili więc na wodę, która w ich wynalazku stała się medium chłodzącym (czasem w celu lepszego osiągnięcia efektu można ją uszlachetniać dodatkami poprawiającymi przewodność cieplną i zamiast wody stosować mieszaniny chłodzące). Dodatkowo w metalowych segmentach wytłaczarek wykonali specjalne kanaliki – dzięki temu mogą je chłodzić także od środka, co pozwala na lepsze odprowadzenie ciepła w całym bloku. – Ale największa innowacja tego układu chłodzenia polega na tym, że wprowadziliśmy dodatkowy zawór – mówi mgr inż. Sławomir Miszewski, który wchodzi w skład zespołu wynalazców. – Dotychczas układy chłodzące instalowane w wytłaczarkach wykorzystywały jeden zawór, który działał na zasadzie zero-jedynkowej: woda leciała albo nie. My dołożyliśmy do tej konstrukcji zawór precyzyjny pozwalający na dozowanie strumienia medium chłodzącego. Dzięki temu możliwości utrzymania temperatury w stałym, ograniczonym przedziale są znacznie większe – dodaje naukowiec. Jest to wynalazek, który bazuje na nowatorskim zastosowaniu elementu powszechnie dostępnego w miejscu, w którym nikt go dotychczas nie umieścił. W tym wypadku termoregulator, elektrozawór, zawór precyzyjny i odpowiednie oprogramowanie pozwalają na regulowanie temperatury w stopniu, który dotychczas był niemożliwy.


Pozostało jeszcze 40% treści

Czytaj wszystkie artykuły na gazetaprawna.pl oraz w e-wydaniu DGP
Zapłać 97,90 zł Kup abonamentna miesiąc
Mam kod promocyjny
Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy INFOR Biznes. Kup licencję

Polecane

Reklama

Twój komentarz

Zanim dodasz komentarz - zapoznaj się z zasadami komentowania artykułów.

Widzisz naruszenie regulaminu? Zgłoś je!

Redakcja poleca

Galerie

Polecane