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 40% tekstu

Prenumerata wydania cyfrowego

Dziennika Gazety Prawnej
9,80 zł
cena za dwa dostępy
na pierwszy miesiąc,
kolejny miesiąc tylko 79 zł
Oferta autoodnawialna
KUPUJĘ

Pojedyncze wydanie cyfrowe

Dziennika Gazety Prawnej
4,92 zł
Płać:
KUPUJĘ
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