Применение пластиковых бутылок при горячем розливе.

Технология изготовления пластиковых бутылок для горячего розлива.

Технология горячего розлива используется для производства продуктов длительного срока хранения . Обработка продукта проводится более щадящим способом, что сохраняет полезные свойства и вкус, при этом, срок хранения продукта, при горячем розливе, может достигать 12 месяцев. Горячий розлив позволяет уничтожить микроорганизмы, вредные как для продукта, так и для здоровья потребителя.

До 90-х годов прошлого века горячий розлив напитков и других продуктов осуществлялся в стеклянную тару. Однако, в последнее время все чаще для этих целей используются пластиковые бутылки.

Традиционная технология мелкосерийного производства пластиковых бутылок не предусматривает горячий розлив. Воздействие на ПЭТ- бутылки температуры более +60ºС приводит к необратимой деформации бутылки. Также может деформироваться горло в процессе укупорки нагретой бутылки крышкой и во время непосредственного контакта с горячей жидкостью. Наконец, на фазе охлаждения, следующей за розливом, объем жидкости уменьшается, и образуется зона разреженного воздуха , это с одной стороны создает барьер для проникновения бактерий в продукт, но с другой создает обратное гидростатическое давление на стенки бутылки , деформируя форму.

В итоге исследований было найдено несколько решений для использования горячего розлива в ПЭТ- бутылки:

• изменение формы бутылки - внесение в дизайн бутылки укрепляющих элементов в виде «лучей» и «поясов»,
• увеличение толщины стенок, и, следовательно, веса бутылок,
• применение технологий тепловой обработки ПЭТ-бутылок. Бутылки, произведенные по этой технологии, обладают уникальным свойством выдерживать температуру до +95ºС , даже после старения.

Горло, как наиболее аморфная часть бутылки, особенно чувствительно к нагреванию. Его большая толщина позволяет горлу сохранять форму только при относительно низких температурах розлива. При более высоких температурах горло должно термически кристаллизоваться или снабжаться вставкой из устойчивого к тепловому воздействию пластика.

Для снижение тепловой сопротивляемости материала и сохранения формы основания бутылки используют элементы дизайна бутылки : «ребра», «лучи» и «пояс» , а также оптимизируют режим растяжения преформы в процессе выдува бутылки.

Тепловая обработка

Основа тепловой обработки — уменьшить аморфную составляющую бутылки, которая может размягчиться при горячем розливе. Уровень кристаллизации должен быть увеличен с целью сделать температуру стеклообразования выше температуры розлива, что позволит избежать деформации бутылки.

С помощью тепловой обработки также снимается остаточное напряжение в молекулярных цепях. Оно вызывается механическим усилием, прилагаемым во время выдува, и остается в материале на стадии охлаждения. Если не снять напряжение заранее, оно может произвольно ослабиться при следующем нагревании, т. е. в процессе розлива. Стремление молекулярных цепей вернуться в ненапряженное состояние приведет к деформации бутылки. Поэтому необходимо провести тепловую обработку, чтобы устранить остаточное напряжение до розлива.

Одноколесная и двухколесная технологии

Тепловая обработка ПЭТ-бутылок может производиться по двум процессам, разработанным компанией Sidel. Один из них осуществляется на стандартных машинах SBO второй серии, печи и выдувные колеса которых снабжаются специальными приспособлениями. Технология задействует модифицированный процесс повторного нагрева для преформ со специфическими профилями. Он обеспечивает высокое качество бутылок в соответствии с дизайном и спецификой распределения материала во время выдува и является важной частью тепловой обработки. Затем путем продольного растяжения осуществляется индуцированная кристаллизация.

После выдува бутылка остается под давлением в форме. Таким образом, на стадии стабилизации стенки бутылки вновь прижимаются к форме, температура которой поддерживается высокой. Тепловая энергия позволяет частично снять напряжение благодаря перераспределению молекулярных цепей. Время контакта и температура зависят от необходимого уровня тепловой обработки. Эта фаза является фактором, определяющим скорость производства. Затем бутылка продувается потоком воздуха под низким давлением. Бутылка стабилизируется и сжимается, что позволяет ей отсоединиться от формы и покинуть выдувную машину без какой-либо деформации.

Этот процесс используется наиболее часто, т. к. является простым и эффективным способом производства бутылок, способных выдерживать температуры до +88º С даже при старении и максимальной абсорбции влаги. Для достижения еще лучших результатов внутреннее напряжение должно быть дополнительно ослаблено. Температуру в форме можно поднять еще выше. При температуре свыше +145º С, молекулярные цепи низкой массы, называемые олигомерами, оставляют отложения на форме и снижают прозрачность бутылок. Машину приходится достаточно часто выключать, чтобы чистить форму, что делает процесс не жизнеспособным с точки зрения промышленного использования.

Поэтому компания Sidel разработала другой процесс, позволяющий повысить качество теплообработанной тары. Его основополагающий принцип — упразднение ступени трансформации преформы в бутылку, поскольку большая разница в размерах приводит к созданию сильного напряжения.

Таким образом, процесс состоит из трех стадий:

• выдува,
• повторного нагрева
• доводки.

Он осуществляется в стандартной печи выдува SBO, из которой продукция поступает в следующую печь и на второе выдувное колесо. Соответственно, технология получила название "двухколесной".

Бутылки, произведенные по этой технологии, обладают уникальным свойством выдерживать температуру до  +95º С даже после старения.

По материалам PacWorld.com

Таким образом, существующие в настоящее время технологии горячего розлива  в ПЭТ-тару пригодны для крупносерийного производства и требуют наличия дорогостоящего оборудования. 

Предприятие «Экопласт» выпускает ПЭТ-бутылки ( код 0303 ф) для розлива продукта температурой менее 60⁰ С .