«Пластиковая бутылка»
проектно-исследовательская работа
экологической направленности
Выполнила: Зинкина Мария Владимировна, ученица 6 класса
Руководитель:
Грачева Вера Александровна, учитель географии, биологии и химии МБОУ «Красноармейская основная общеобразовательная школа»
РМ, Торбеевский район, п. Красноармейский, ул. Школьная, д.1.
Телефон 2-43-39, электронная почта: sportsmen 58@ mail . ru
Руководитель МБОУ «Красноармейская основная общеобразовательная школа» Голяткина Елена Васильевна
История создания бутылки____________________________5
История появления пластиковой бутылки_______________7
Из чего сделана пластиковая бутылка___________________9
Создание биобутылок _______________________________10
Экологические проблемы, связанные с пластиковыми бутылками_________________________________________12
Вторичная переработка пластиковых бутылок___________13
Вторая жизнь пластиковых бутылок____________________15
Введение _______________________________________________ 3
Общие сведения о пластиковых бутылках.____________________
Социологический опрос___________________________________16
Экспериментальная часть __________________________________17
Список литературы _______________________________________21
Приложения _____________________________________________22
Введение.
Огромное количество мусора на улицах села заставило меня задуматься над вопросом: что несёт пластиковая бутылка человеку – пользу или вред?
Кажется, такие вещи, как бутылки стеклянные и пластиковые, окружали меня с самого детства, поэтому я не обращала на них особого внимания. Но, однажды при очередной уборке территории нашего посёлка и на уроках природоведения 5 класса и географии 6 класса, я узнала и поняла, что для нашего посёлка – они являются основными загрязнителями окружающей среды. Мы собираем их в мешки, затем они сжигаются или вывозятся за пределы посёлка. И всё? Всё остаётся на своих местах. Атмосфера при сжигании загрязнена, почвы - естественные могилы, в которых бутылки могут сохраняться сотни лет. Об этом позже в моей работе. Не случайно, я заинтересовалась этой темой, мне хочется, чтобы территория моего посёлка и моей страны, моей Земли не страдала от утилизации такого необходимого упаковочного материала и, к огромному сожалению, такого вредного для окружающей среды и здоровья человека. Об этом я выяснила позже, в ходе изучения соответствующих материалов. А также, изучая ресурсы Интернет, я узнала, что этот упаковочный материал ещё может служить во благо человеку. Его используют для строительства заборов, жилых домов, террас, украшения фасадов домов и садовых участков.
Наши бабушки и мамы помнят то время, когда в нашем посёлке стеклянные бутылки собирали и сдавали в магазины в обмен на деньги, и эти бутылки увозили на переработку и изготовление новых бутылок. А теперь? Теперь и стеклянные и пластиковые бутылки засоряют наши улицы! И не только!
Актуальность темы: все улицы села, дорога в сторону районного центра от нашего посёлка, особенно при подъезде к райцентру, захламлены
мусором, большую часть которого составляют пластиковые бутылки, в том вина жителей поселка Торбеево. Они лежат вдоль обочин дорог. Особенно их много становится после праздников. Целые пакеты с пустыми бутылками выбрасываются прямо на дорогу. Окрестности нашего посёлка постепенно могут превратиться в одну большую свалку. В тёплое время года мы, школьники, часто проводим работу по сбору мусора в центре и вдоль дороги. Но, страшно подумать, сколько их появится опять после таяния снега? В наши дни ежегодно производятся и выбрасываются миллионы бутылок.
Цель работы - исследовать значение пластиковых бутылок в жизни человека и природы.
Задачи:
Познакомиться с историей создания и применением пластиковых бутылок.
Найти применение использованным пластиковым бутылкам.
Привлечь внимание одноклассников к бережному отношению к окружающей среде.
Значимость и прикладная ценность работы заключается в том, что вторичное использование пластиковых бутылок сохраняет окружающую среду, развивает творческие способности, расширению знаний об истории вещей.
2. Общие сведения о пластиковых бутылках.
2.1. История создания бутылки.
Изучая историю создания бутылки, я обратилась к словарям для расшифровки понятия бутылка. В «Малой Советской энциклопедии» (главный редактор Б.А.Веденский, 1958 год) даётся следующее определение бутылки (польский – butelka, от французского – bouteille) – мера объёма жидкостей до введения метрической системы мер в России. Винная бутылка = 1/16 часть ведра = 0,7687 л; водочная или пивная = 1/20 части ведра = 0,6150 л.
В «Толковом словаре живого великорусского языка» В.И.Даля записано «Бутылка (фрнц) – узкогорлый стеклянный сосуд, в коем держатся и подаются виноградные вина; по наружному виду и по вместимости, различают: столовые или простые бутылки, круглые или раздутые, для сладких вин…».
Бутылка - ёмкость для долговременного хранения жидкостей, высокий сосуд преимущественно цилиндрической формы и с узким горлом, удобным для закупоривания пробкой. Большие бутылки иногда именуются бутылями. Изготавливается преимущественно из стекла, часто тёмного, в последнее время распространены бутылки из полимерных материалов (обычно из полиэтилена). Реже встречаются бутылки из керамики, металла и других материалов.
Первым прообразом современной бутылки можно назвать глиняные амфоры. Интересно, что с изобретением стекла, первым предметом производства стала бутылка.Но древние стеклянные бутыли были мало похожи на современную тару: бесформенные, толстостенные из мутного стекла с пузырьками воздуха. Для удобства переноса к ним приделывалось специальное ушко.
Первыми эту технологию освоили финикийцы (VI век). В отличие от глиняных амфор такие бутылки не пропускали жидкость, поэтому быстро завоевывали популярность.
В XVIII веке венецианские мастера освоили стеклянное ремесло. Их технология предусматривала использование специальных металлических формочек для отливки бутылок. Так бутылка стала целым произведением искусства: причудливая формы со сложными рельефными рисунками и сценками из античной мифологии.
Их использовали не только для напитков, но и для хранения редких приправ. Позднее стеклянные сосуды стали использоваться для медикаментов и парфюмерных изделий.
Первая отечественная бутылка появилась 1635 году на заводе, находившемся в районе нынешней подмосковной станции Истра. Первая партия предназначалась для хранения лекарственных препаратов. Для вина выпускали бутылки двух видов: объемом 1/16 и 1/12 части ведра.
Еще одной ключевой датой в истории вина и бутылки стал 1894 год. Произошел переход от ручного производства к машинному. Появились стандарты изготовления, цены резко упали, и стеклянная посуда в привычном понимании окончательно вошла в обиход человека.
Тенденции тысячелетней погони за функциональностью и дешевизной теперь меняются в обратную сторону: в современных бутылках ценится их уникальность, на нее возлагаются функции украшения стола. Немало тех, кто занимается коллекционированием бутылок. В Мадриде даже есть музей, где экспонируется свыше 10 тыс. различных экземпляров.
Но, история свидетельствует и о другом… Долгое время на знатных столах присутствие бутылки считалось дурным тоном. Что угодно – серебряные, керамические, стеклянные кувшины, чаши, но только не бутылки! Эта посуда считалась простонародной, крестьянской. При том, что была она весьма дорога и отличалась большим разнообразием форм. Ситуацию переломил некий маркиз, не оставивший истории своего имени. Он рискнул шокировать знатных гостей и выставил на обеденный стол вино в бутылках. Эффект превзошёл все ожидания – бутылка на столе стала обычной для всей аристократической Европы.
Стеклянная бутылка более дорога, вследствие чего, напиток в стеклянной таре дороже, чем аналогичного объёма в пластиковой. Среди преимуществ стекла выделяется лучшее хранение напитка, из-за чего считается, что напиток из стеклянной бутылки вкуснее. Также плюсом для покупателя стеклянных бутылок является возможность многократного использования.
2.2. История появления пластиковой бутылки
В современном мире уже никого не удивляет вид пластиковой бутылки. Такие бутылки, как правило, имеют больший объём по сравнению со стеклянными, и более безопасны за счёт упругости.
В качестве сырья для производства ПЭТ бутылок используется полиэтилентерефталат (ПЭТ). Впервые полиэтилентерефталат был получен в 1941 году специалистами "British Calico Printers" (Англия) в виде синтетического волокна. До середины 60-х ПЭТ использовали для создания текстильных волокон, после стали использовать для изготовления упаковочной пленки, а в начале 70-х годов в компании "DuPont" на свет появилась первая ПЭТ-бутылка
("DuPont" хотела получить пластиковую тару, которая смогла бы составить конкуренцию стеклу при изготовлении емкостей для розлива газированных и спокойных напитков).
На сегодняшний день изготовление пищевой тары является наиболее существенной областью применения ПЭТ гранулята. Пионерами в деле создания первых промышленных аппаратов по выдуву выступили компании "Sidel" (Франция) и "Krupp Corpoplast" (Германия). Впервые пластиковая бутылка Pepsi
появилась на рынке США в 1970 году.
На смену стеклянной пластиковая бутылка пришла еще в СССР, когда в 1974 году компания «ПепсиКо» открыла в Новороссийске завод по выпуску лимонада. С тех пор прошло без малого полвека, и теперь когда-то модная бутылка стала обыденной. Из чего сделана пластиковая бутылка или что помогло ей вытеснить традиционное стекло и занять первые позиции в качестве тары для жидкостей.
Несмотря на то, что пластик проигрывает стеклу в вопросах, касающихся длительного ранения и экологичности, он имеет ряд неоспоримых преимуществ:
Вес пол-литровой пластиковой бутылки равен 28 гр., тогда как аналог из стекла весит 350гр.;
Главное достоинство – она дешевле в производстве по сравнению со стеклом или алюминием. При этом барьерные свойства остаются на уровне;
ПЭТ более привлекателен с эстетической точки зрения, поскольку прозрачен и имеет вид «абсолютно чистой» тары;
При желании такую бутылку можно окрасить в любой цвет, не неся ощутимых затрат на производстве;
Они не бьются и могут полностью перерабатываться как вторичное сырье.
Бутылка ПЭТ даже при замерзании продукта внутри нее не разрушается и сохраняет свои барьерные свойства.
2.3. Из чего сделана пластиковая бутылка.
Все начинается с получения сырья – добычи нефти, которая поступает из далеких месторождений. После ее получения для дальнейшей переработки все грузится в контейнеры, на танкеры и отправляется на заводы. При нагревании и смешении углеводородов с химическими катализаторами, что вызывает полимеризацию, получается пластик. Кроме этого, в процессе обработки из нее выделяются различные компоненты. Далее нефтеперерабатывающий завод получает газ, мазут и другие продукты. В большинстве своем бутылки произведены из полиэтилентерефталата (ПЭТ, известного как пластик).
Поливинилхлорид - это полимер на основе хлора. Во всем мире из него делают бутылки для газировки, коробочки для косметики, поскольку он очень дешев.
Но со временем тара из ПВХ начинает выделять вредное вещество - винилхлорид. Естественно, из бутылки оно попадает в газировку, из коробочки - в крем, а оттуда прямо в организм человека. А винилхлорид, между прочим, является канцерогенным веществом – вызывает рак. Выделять это опасное вещество бутылка из ПВХ начинает через неделю после того, как в нее залили содержимое. Через месяц в минеральной воде скапливается несколько миллиграммов винилхлорида. С точки зрения специалистов-онкологов, это очень много. Причем чем дольше хранится продукт, тем количество нитрилов в нем больше. Американские ученые подсчитали, что, попив из пластиковой бутылки 1000 раз, вы сократите свою жизнь на 10 минут. Возможно, в этих расчетах много и натяжек. Но назвать пластиковую тару диетической или хотя бы экологически чистой, судя по всему нельзя. Как отличить опасные бутылки из ПВХ от бутылок из безопасного пластика? Нужно осмотреть донышко. Добросовестные производители ставят на дне опасных бутылок значок – тройку в треугольнике. Или пишут PVC – так на английском языке выглядит привычная нам аббревиатура ПВХ. Но таких бутылок с честными надписями попадается немного. Основная часть пластиковой тары никакой вразумительной маркировкой не снабжена. Вредную емкость можно распознать и по наплыву на донышке. Он бывает в виде линии или копья о двух концах. Но самый верный способ - нажать на бутылку ногтем. Если емкость опасная, то на ней образуется белесый шрам. Бутылка из безопасного полимера остается гладкой.
2.4. Создание биобутылок.
Компания PepsiCo заявила о разработки первой в мире ПЭТ бутылки, на 100% сделанной из возобновляемого растительного сырья. Теперь при выпуске тары для напитков, компания сможет значительно снизить выбросы углекислого газа.
Новая биобутылка является перерабатываемой на 100%. Она полностью состоит из биосырья, включая сосновую кору, просо и шелуху от зерен. В будущем компания планирует расширить список используемого сырья и добавить в него апельсиновую кожуру, картофельные очистки, овсяную шелуху и другие сельскохозяйственные отходы, образуемые на пищевых производствах PepsiCo.
Соединив биологические и химические процессы, PepsiCo разработала метод создания молекулярной структуры идентичной материалу ПЭТ на основе нефти. В результате, новая биобутылка по своим характеристикам ни в чем не уступает традиционной ПЭТ бутылке.
Использование подобного рода инноваций для сохранения окружающей среды – принципиально новый подход среди коммерческих компаний. Coca-Cola, которой принадлежит бренд BonAqua, решила пойти дальше и «начать с себя». По заказу компании была разработана уникальная технология, которая позволяет использовать в производстве пластика для бутылок до 30 процентов растительного сырья, в частности из отходов тростника, используемого при производстве сахара. Из растительного сырья производят один из двух ключевых компонентов пластика, который получают путем переработки сырой нефти. Остальные 70% состава приходятся на терефталевую кислоту (PТА).
Осенью 2008 года итальянская компания по производству питьевой воды Fonti di Vinadio представила новую пол-литровую биологическую бутылку, сделанную из полимолочных кислот (PLA) по технологии Ingeo. Одно из преимуществ бутылки заключается в том, что после выбрасывания она полностью разлагается под воздействием микроорганизмов.
Технология Ingeo разработана американской компанией Natureworks и уже использовалась для производства бутылок в Ирландии и Канаде. В отличие от привычной пластмассы материал Ingeo добывается из восстанавливаемых источников и после использования разлагается, что полностью удовлетворяет требованию Евросоюза по переработке упаковки (UNI EN 13432).
В розничную сеть попадет 50 миллионов биологических бутылок воды, которые будут отличаться от обычных пластиковых цветом (биобутылка - зеленая) и маркировкой. Распространение биобутылок будет также ограничено определенной территорией, что позволит производителю отслеживать поведение нового продукта на рынке и реакцию потребителей. Производство биобутылки обходится в 2–3 раза больше, чем привычной, сделанной из полиэтилентерефталата (PET), из-за более высокой себестоимости сырья, производства, хранения и транспортировки относительно небольших объемов продукта. Однако он уверен, что при начале массового производства биобутылок, эта разница существенно сократится. Достоинства бутылки не ограничиваются ее способностью к биоразложению. Биобутылка легче сделанной из полиэтилентерефталата, поэтому для ее производства будет использоваться значительно меньше энергии.
2.5. Экологические проблемы, связанные с пластиковыми бутылками.
По всему миру постоянно увеличивается производство и потребление пластиковой тары. Как следствие, происходит складирование мусора, который не разлагается. При этом пластиковые бутылки – очень распространённая по всему миру форма отходов.
Сегодня твердые бытовые отходы на 50% состоят из использованной упаковки (главным образом полимерной и комбинированной, большинство видов которой не подвергается процессам биологического разрушения и гниения и может многие десятки лет находиться в почве (время распада бутылки - около 500 лет).
Люди уже устали от пластикового мусора, который они сами же и создают. Создание пластиковой упаковки решило множество проблем, но и породило не меньше. Мусор, который оставляли в местах отдыха наши отцы, уже давно превратился в пыль, а наши пластиковые бутылки увидят даже наши праправнуки, потому что они «вечные».
В основном их хоронят в земле или сжигают. Иногда закладывают в металлические контейнеры и выбрасывают в моря и океаны, а порой даже в реки и озера, являющиеся источниками питьевой воды (что совершенно недопустимо).
В Российской Федерации 90% ТБО хоронят в земле, а остальные 10% сжигают. Количество свалок промышленных и бытовых отходов в нашей стране, санкционированных и особенно несанкционированных, в последние годы непрерывно растет.
Сжигание – распространенный в мировой практике метод уничтожения бытового мусора, применяемый с конца XIX века. Его основное преимущество, по сравнению с захоронением, - сокращение объемов отходов более чем в 10 раз, а массы - в 3 раза.Конечно, это очень удобно. Несколько десятилетий назад, когда отходов было не так много, а пластиковая упаковка и изделия из полимерных материалов не составляли подавляющую часть ТБО, сжигание мусора не представляло такой угрозы окружающей среде и здоровью человека, как в настоящее время. В 80-е годы прошлого столетия было установлено, что в процессе сжигания твердых горючих материалов образуются разнообразные ядовитые продукты, которые попадают в атмосферу.
Выброшенные бутылки далеко не всегда попадают на свалки. Мировой океан заполнен таким мусором, что создает серьёзную угрозу для многих морских организмов, так как мелкие сегменты могут употребляться обитателями океанов.
Небольшой город Конкорд (штат Массачусетс) – первый населённый пункт в США, где введён запрет на продажу воды в пластиковых бутылках.
2.6. Вторичная переработка пластиковых бутылок
Утилизация ПЭТ-бутылок - в Европе вторичная переработка ПЭТ-бутылок поставлена на государственную основу. Для стран СНГ утилизация использованной ПЭТ-тары является экологической проблемой. Хотя ПЭТ-бутылка является экологически чистой, при сжигании полиэтилентерефталат выделяет большое количество канцерогенов. Более безопасным и намного более выгодным выходом является переработка использованной ПЭТ-тары. В Англии на сегодняшний день перерабатывается 70% ПЭТ-бутылок, в Германии - 80-85%, в Швеции - 90-95% (это самый высокий показатель в Европе). Принцип государственного регулирования переработки ПЭТ-тары состоит в том, что ее производители платят специальный налог, в который заложена стоимость будущей переработки. Из этих денег государство финансирует утилизацию. Постройка одного завода по утилизации может обойтись до 50 миллионов.
Процесс переработки включает в себя механическую утилизацию (дробление) и химическую утилизацию (размельченные части разлагаются на свои составные части). Каждый из полученных компонентов проходит стадию очистки. Завершает процесс получения вторичного ПЭТа гранулирование. Полученный гранулят имеет более низкую вязкость, чем первичный, то есть качество его уже более низкое. Такой ПЭТ-гранулят находит применение в различных областях - при производстве преформ допускается добавление до 5-10 % вторичного сырья, также из него получается неплохое сырье для текстильной промышленности, изготовления черепицы, европоддонов, ваты. Из вторичного ПЭТа, после добавки в него стекловолокна, производят абразивные круги для шлифования и полировки. Компания Ford отливает крышки моторов для грузовых автомобилей, а Toyota - панели, бамперы, двери для автомобилей из полимерных композиций, содержащих переработанный ПЭТ.
На постсоветской территории ПЭТ-бутылка в массовом порядке не утилизируется. Пока делались только отдельные попытки выпускать из вторичного ПЭТа тротуарную плитку и были разработаны (но не воплощены в жизнь) технологии по производству из переработанного полиэтилен-терефталата различных утеплителей и строительных материалов.
2.7. Вторая жизнь пластиковых бутылок.
Изучая материал о пластиковых бутылках, особенно ресурсы Интернет, я тоже пришла к выводу, что действительно у пластиковой бутылки может и должна быть вторая жизнь! Давая пластиковым бутылкам вторую жизнь, человек не только облегчаете себе жизнь, и экономите деньги из семейного бюджета, но и сохраняете природу! Можно придумать массу применений пластиковым бутылкам.
В отсталых странах мира, где обычная европейская посуда и ёмкости редки, пластиковые ёмкости имеют существенный спрос. В странах Африки из сплющенных полуторалитровых бутылок делают сандалии, а в Эфиопии использованные бутылки продаются прямо на рынках. Из бутылок делают скворечники, мышеловки, воронки и горшочки для рассады, их используют для защиты молодых ростков риса, вешают на забор в качестве пугала от ворон, а также используют в качестве водонепроницаемых колпаков на верхушках столбов. В Индонезии - стабилизаторы для придания устойчивости рыбацким лодкам. В Монголии их сжигают в качестве жертвоприношения духам.
Из пластиковых бутылок можно сделать много полезных вещей, которые принесут не только пользу, но и сэкономят бюджет. В любом домохозяйстве остается масса пустых пластиковых бутылок. Вместе с остальными бытовыми отходами они оказываются в мусорном баке, а затем на свалке. Хотя они еще могут сослужить нам добрую службу в приусадебном хозяйстве. В опытных руках пустая пластиковая бутылка может превратиться в десятки полезных приспособлений для сада и огорода во все времена года.
Я с детства увлекаюсь изготовлением всевозможных игрушек из разного материала. Эту любовь мне привила мама, которая оказывает мне большую помощь. Но, с поделками из пластиковых бутылок я столкнулась впервые, хотя двор моей бабушки украшен изготовленными цветами из бутылок. И мне стало интересно, а получится ли у меня что-то сделать своими руками. Моим первым «изобретением» стал улей с пчёлами. Мне понравилось! И теперь вряд ли я остановлюсь на этом…
3. Социологический опрос.
Я решилавыяснить, какие товары в пластиковой упаковке покупаются, как используются и куда девается упаковка в семьях наших учащихся 5-9 классов. Не стала что-то выдумывать, и вопросы взяла из Интернета. На вопросы ответили дети и учителя школы из 23 семей.
Участникам заданы следующие вопросы:
1. Покупаете ли вы продукты в пластиковой упаковке? Какие?
2. Куда Вы деваете пластиковые бутылки после использования?
3. Если не выбрасываете, то, как вы используете пластиковые бутылки?
Итоги анкетирования показали следующий результат:
Вопрос 1. Покупаете ли вы продукты в пластиковой упаковке? Какие?
Да – 23 человека
Минеральная вода – 46 человек
Газированная вода, соки, напитки – 64 человека
Кетчуп – 28 человек
Майонез – 40 человек
Питьевой йогурт – 80 человек
Нет – 0 человек.
Творожки, лапша, картофельное пюре – 27 человек.
Кроме этого покупается пиво, растительное масло и другие продукты.
Вопрос 2. Куда Вы деваете пластиковые бутылки после использования?
Выбрасываем - 5 человек
Сжигаем – 16 человек
Используем в хозяйстве – 10 человек
Закапываем – 3 человека
Вопрос 3. Если не выбрасываете, то, как вы используете пластиковые бутылки?
Для посадки рассады – 14 человек
Для хозяйства – 14 человек
Используем под молоко, квас, варенье – 10 человек
Делаем поделки – 8 человек
Анкетирование показало, чтосемьи учащихся нашей школы, покупают продукты в пластиковой упаковке и в большинстве случаев это минеральная вода, пиво и газированные напитки. Использованную упаковку большинство семей сжигают, несколько семей выбрасывают, а также используют в домашнем хозяйстве для посадки рассады, под молоко, квас. И опять встаёт вопрос: а потом куда они деваются? Ответ один - выбрасываются или сжигаются.
Экспериментальная работа
Готовя данный проект, я узнала, что на пластик не действуют химические реактивы. Стало интересно! И мы с учителем провели тоже свой эксперимент. В 3 стаканы налили раствор концентрированной серной кислоты, щёлочь и 70% уксусную кислоту, т.к. уксусную эссенцию в магазинах продают в стеклянной посуде. В каждый стакан опустили кусочек пластиковой бутылки, фрагмент пробки и шёлковую ленточку.
Через час после эксперимента ленточка полностью растворилась в серной кислоте. Но самое удивительное было то, что через пять часов от кусочка пластиковой бутылки осталось лишь небольшое пятнышко. А на утро следующего дня в стакане с концентрированной серной кислотой остался лишь фрагмент пробки пластиковой бутылки, и изменилась окраска кислоты на поверхности на коричневый цвет (использовали кусочек пивной бутылки коричневого цвета).
Через неделю мы проверили содержимое стаканов и увидели, что ни в уксусной кислоте, ни в щёлочи изменений с опытными образцами не произошло.
Вывод. После проведённого мной эксперимента, я убедилась, что пластиковая бутылка может разлагаться в концентрированной серной кислоте, а пробка не разрушается под воздействием химических реактивов, даже в концентрированной кислоте. Это навело меня на мысль о химической переработке пластиковых бутылок с использованием концентрированных кислот, но это реально для города!!!
Следовательно, при попадании в землю и бутылки и пробки не будут разлагаться, и перегнивать, а будут лишь засорять почву.
Что же делать с пластиком в сельской местности? Может действительно сжигать, как делают многие семьи?
Я решила присутствовать при таком процессе, когда папа сжигал бутылки и другой мусор. При поджигании, бутылка меняла форму, как бы плавясь, а затем горела с выделением чёрного дыма и резкого неприятного запаха.
Вывод : при сжигании пластиковых бутылок выделяется ядовитый дым, который загрязняет воздух и плохо влияет на здоровье человека.
Я убедилась, что ни сжигать, ни выбрасывать пластиковые бутылки нельзя.
И если из двух зол, выбирать меньшее, то в селе лучше сжигать бутылки вдали от жилого сектора.
В результате проделанной исследовательской работы, я выяснила историю возникновения бутылок от первой стеклянной до пластиковых бутылок, изготовленных из химического сырья. Благодаря таким свойствам как лёгкость, упругость, прочность пластиковые бутылки удобны в применении, поэтому занимают всё большее место в жизни человека, но возникает проблема, связанная с утилизацией бутылок после использования.
То, что я увидела, поработав в кабинете химии, меня очень заинтересовало. Я много читала подобных работ, но везде было написано, что «…пластиковые упаковки не разлагаются даже под действием химических реактивов, а при горении выделяют ядовитый дым, опасный для здоровья человека». Про дым я согласна, но мой эксперимент доказал, что бутылки разлагаются в концентрированной серной кислоте, а в уксусной кислоте и растворе щёлочи остаются неизменными.
Пластиковая упаковка действительно засоряет землю и наносит вред природе, но, думаю, что придёт время и пластиковые бутылки научатся перерабатывать, как это делают в некоторых странах.
Необходимо уделять внимание экологическому воспитанию граждан. Взрослые должны приучать своих детей с малых лет бережно относиться к природе и сами быть для них примером. Сдача вторичного сырья – это не только способ заработать денег, но и сберечь наши природные ресурсы, сохранить чистоту воздуха, лесов, рек, морей.
Чтобы уменьшить объем производимого мусора и повысить его долю, идущую на вторичную переработку, нужны скоординированные усилия всего населения, деловых кругов и правительства.
При покупке товаров обращать внимание на знак экологической чистоты на упаковке. Для многих потребителей знак «подлежит вторичной переработки» значит больше, чем знак качества.
Список литературы
Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравьев А.Г., Гущина Э.В. Практикум по экологии: Учебное пособие [Текст] /Под ред. С.В. Алексеева. – М.: ОА МДС, 2000. – 192 с.
Википедия свободная энциклопедия [электронный ресурс] Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/
В.И.Даль, толковый словарь живого великорусского языка: Т.1-4,-М.: Рус.яз., 1998. Стр.146.
Детский портал bebi.lv [электронный ресурс] Режим доступа: http://www.bebi.lv/otdih-i-dosug-s-detjmi/podelki-iz-plastikovih-butilok.html.
Малая Советская энциклопедия, гл.ред. Б.А.Веденский, Т.2, М.: государственное научное издательство «Большая советская энциклопедия», 1958. Стр.51.
Сайт «Экология» [электронный ресурс] Режим доступа: http://www.ecology.md/section.php?section=tech&id=2220
Ответы mail.ru [электронный ресурс] Режим доступа: http://otvet.mail.ru/question/26708805/
Приложение.
|
|||||||||||||||||||||||
ИСТОРИЯ
В качестве сырья для производства ПЭТ бутылок используется полиэтилентерефталат (ПЭТ)
.
Впервые полиэтилентерефталат был получен в 1941 году специалистами "British Calico Printers" (Англия) в виде синтетического волокна. Авторские права на использование нового материала были приобретены компаниями "DuPont" и "ICI", в свою очередь продававшими лицензии на использование волокна из полиэтилентерефталата многим другим компаниям.
До середины 60-х ПЭТ использовали для создания текстильных волокон, после стали использовать для изготовления упаковочной пленки, а в начале 70-х годов в компании "DuPont" на свет появилась первая ПЭТ-бутылка
("DuPont" хотела получить пластиковую тару, которая смогла бы составить конкуренцию стеклу при изготовлении емкостей для розлива газированных и спокойных напитков).
На сегодняшний день изготовление пищевой тары является наиболее существенной областью применения ПЭТ гранулята. Пионерами в деле создания первых промышленных аппаратов по выдуву выступили компании "Sidel" (Франция) и "Krupp Corpoplast" (Германия).*
* Преобразована в "SIG Corpoplast GmbH", входит в группу компаний "SIG Beverages".
СВОЙСТВА ПЭТ-ТАРЫ
Преимущества ПЭТ многочисленны. Обычная пол-литровая ПЭТ-бутылка весит около 28 г, в то время как стандартная бутылка того же объема, сделанная из стекла, может весить около 350 г. ПЭТ абсолютно прозрачен, бутылка, изгтовленная из этого материала, выглядит чистой, привлекательной, естественная прозрачность материала делает его идеальным для розлива газированной воды. Кроме того, ПЭТ можно окрасить, например, в зеленый или коричневый цвет, для того, чтобы внешний вид продукции максимально соответствовал запросам потребителей. Использование пластиковых бутылок помогает устранить такой неприятный эффект, как бой тары при транспортировке, свойственный стеклотаре, при этом ПЭТ, как и стекло, прекрасно (и полностью) перерабатывается. В целом, в настоящее время ПЭТ-упаковка с ее безграничным инновационным потенциалом и широкими возможностями в смысле дизайна рассматривается, скорее, не как конкурент стеклотаре, а как материал, способный открыть совершенно новые рынки и породить абсолютно новые потребительские приоритеты.
Существенными недостатками ПЭТ-тары является ее относительно низкие барьерные свойства. Она пропускает в бутылку ультрафиолетовые лучи и кислород, а наружу - углекислоту, что ухудшает качество и сокращает срок хранения пива. Это связано с тем, что высокомолекулярная структура полиэтилентерефталата не является препятствием для газов, имеющих небольшие размеры молекул относительно цепочек полимера. Максимальный срок хранения пива в ПЭТ называется разный, во многом он зависит от региона, в котором производится розлив.
Так, по немецким стандартам, пиво в ПЭТе становится негодным для употребления уже через две недели, по нашим - может храниться три-четыре месяца. Однако все эксперты сходятся в одном: максимальное повышение степени газо- и светонепроницаемости пластиковой бутылки, а соответственно, срока хранения пива, является насущной проблемой. Особенно активно работают над решением этой задачи компании "Sidel", "SIG Corpoplast" и "Sipa".
Основными, наиболее перспективными направлениями признаны (в хронологическом порядке): использование многослойной технологии , изготовление бутылок из альтернативных пластиков , внесение в ПЭТ специальных "барьерных" добавок и напыление "барьерных" слоев из другого материала . Кроме этого, ведутся работы по оптимизация формы бутылки для достижения наилучшего соотношения поверхности и объема.
Многослойная бутылка
Многослойная технология на сегодня является, пожалуй, наиболее распространенной и надежной, так как успела пройти апробацию временем. Произведенная по этой технологии бутылка напоминает слоеный пирог: между пленочными слоями полиэтилентерефталата находится слой (или слои) специального полимера, препятствующего проникновению газа и ультрафиолетовых лучей (пассивный барьер) или поглощающего кислород (активный барьер). Наружный и внутренний слои бутылки обычно изготавливают из чистого ПЭТа. В зависимости от количества внутренних "барьерных" прослоек общее количество пленочных слоев колеблется от трех до пяти. Наиболее существенным недостатком многослойной тары является более высокая (относительно обычной однослойной) цена - оборудование для производства многослойной ПЭТ-бутылки стоит, в среднем, вдвое дороже обычного. Многослойную ПЭТ-бутылку используют для розлива своих брэндов такие известные компании, как "Budweiser", "Carlsberg", "Grolsch", "Holsten", "Miller" и другие.
Еще одним недостатком является то, что применение многослойной технологии производства ПЭТ-бутылки ограничивает возможность ее вторичной переработки. В то же время трехслойная технология применяется в Германии, Швейцарии, Швеции, Австралии и Новой Зеландии для утилизации вторичного ПЭТа: он помещается между пленочными слоями нового полиэтилентерефталата. Барьерные свойства такой бутылки ничуть не улучшаются, но с экологической точки зрения такой ход может быть оправдан.
Пассивный барьер
Наиболее "популярной" на сегодняшний день является технически наиболее простая трехслойная ПЭТ-бутылка, в которой между двумя слоями полиэтилентерефталата расположен слой нейлона (чаще всего Nylon MXD6). Преимуществами нейлона являются неплохие барьерные свойства, высокая прозрачность, низкая стоимость. Еще лучшими барьерными свойствами обладают этиленвинилакоголь - ЭВОН (EVON) и этиленвинилацетат - ЭВА (EVA). Но у EVA есть заметный недостаток: от влажности он теряет свои защитные качества. Срок годности пива в многослойной ПЭТ-бутылке с использованием этих защитных слоев увеличивается от четырех до шести раз.
Активный барьер
В качестве сугубо активного барьера сегодня можно назвать сополиэфир-кислородопоглотитель "Amosorb". Большинство компаний предпочитают работать над созданием комбинированных вариантов барьерных слоев, не только поглощающих кислород, но и не пропускающих углекислый газ. Среди наиболее известных материалов - "Aegis", "Amazon", "Bind-Ox", "DarEVAL", "Oxbar", "SurShield". По словам специалистов, стоимость ПЭТ-бутылки с активным барьеров практически на порядок выше аналогичной однослойной тары.
Напыление барьерного слоя
Напыление слоя с повышенными барьерными свойствами является очень дорогостоящим процессом. Для его проведения необходимо добавочно закупать специальное оборудование, в том числе вакуумные машины стоимостью от 1 до 1,5 миллиона Евро.
Но пока эти технологии ввиду их крайней дороговизны не получили широкого распространения. Напыление может быть как внутренним, так и наружным. Внутреннее напыление создается при помощи так называемой "плазменной технологии". По этой методе ПЭТ-бутылку наполняют специальной газовой смесью, после чего воздействуют на нее мощным микроволновым импульсом. В результате этого газовая смесь на ничтожный период времени переходит в состояние плазмы, после чего оседает тончайшим слоем на стенках бутылки. Наиболее известными являются углеродные смеси смеси "Actis", "DLC", а также смеси "Glaskin", "VPP". Кроме этого используется технология напыления на внутреннюю поверхность бутылки кварцевого стекла (технологии фирм "SIG Corpoplast" и "HiCoTec"). Для наружного напыления ПЭТ-бутылка помещается в специальную камеру с газовой смесью, которая осаждается на внешней поверхности тары. Для этого используются спреи "Bairocade", "SprayCoat", "Sealica".
Внесение барьерных добавок
В большинстве своем в качестве добавок используются те же барьерные материалы, которые применяются при изготовлении многослойной тары. Это является наиболее недорогим путем повышения барьерных свойств ПЭТ-бутылки. Чаще всего к полиэтилентерефталату добавляется "Amosorb" (в качестве кислородопоглотителя), нейлон и полиэтиленнафталат (ПЭН). Но тут возникает дилемма: чем большее количество добавок внесено в ПЭТ, тем выше барьерные свойства бутылки и тем дороже она стоит. К тому же большое количество добавок приводит к помутнению ПЭТа. Золотой серединой при использовании ПЭНа в качестве добавки является величина в 8-10%.
Альтернативные материалы
Основным альтернативным материалом для изготовления пластиковой пивной бутылки пока остается полиэтиленнафталат. ПЭН имеет высокие барьерные и термоустойчивые свойства (на порядок выше, чем у ПЭТа), что продлевает срок годности пива и позволяет пастеризовать его. В то же время цена на этот полимер все еще остается довольно высокой (относительно полиэтилентерефталата), что ограничивает его широкое применение. Исключением являются страны, в которых правительство стимулирует использование пивоварами многоразовой пластиковой тары.
В Европе около 40% от общего количества тары, используемой при розливе пива, занимает многоразовая ПЭН-бутылка. От одноразовой ее, прежде всего, отличает более тяжелый вес - около 100 граммов. Использоваться такая бутылка может до 40 раз. При каждом розливе на бутылку наносится специальная отметка, благодаря чему ведется учет "оборотов" тары. После нанесения последней отметки бутылка идет на общую утилизацию. В европейском регионе в многоразовую ПЭН-бутылку разливаются бренды "Carlsberg" и "Tuborg".
ПРОИЗВОДСТВО ПЭТ-БУТЫЛОК
Расширение использования ПЭТ-тары как ориентированной на инновации и обращенной в будущее продукции идет нога в ногу с разработкой и внедрением в производство оборудования для изготовления пластиковых бутылок и розлива в них. Оборудования, оснащенного такими функциями и возможностями, как полностью автоматизированные контроль и отбраковка, задание и изменение всех операционных параметров для каждой бутылки или ее содержимого, сенсорный контроль в режиме реального времени и техническая поддержка со стороны производителя оборудования, осуществляемая через Интернет.
Одно из основных преимуществ ПЭТ-тары - это та простота, с которой производитель напитков может смонтировать линию по изготовлению ПЭТ-тары прямо на своем предприятии, а такой путь существенно удешевляет тару и, соответственно, весьма привлекателен для производителей пива и напитков. С полностью автоматизированной линии по выпуску бутылок последние поступают непосредственно на линию розлива. Таким образом, не требуется дополнительных затрат и площадей для складирования и транспортировки, а производитель получает возможность самостоятельно определять параметры тары (стандартный объем обычно - от 0,5 до 3 л) и разрабатывать ее дизайн. Поскольку ПЭТ-бутылки очень легки и не бьются, им не требуются ящики. Их вполне достаточно упаковать в полиэтиленовую пленку с картонным поддоном или даже без него. Этот фактор ведет к дальнейшей экономии на упаковочных материалах, очистке тары (ящиков), транспортировке и т.д. Размеры ПЭТ-бутылок постоянно увеличиваются. Бутылки, предназначенные для воды и растительного масла, в наши дни зачастую достигают емкости 10 или даже 20 л.
Преформы
ПЭТ-бутылки производятся с помощью процесса, известного как формовка внутренним надуванием (injection stretch blow moulding, ISBM)
. Процесс этот стал объектом многочисленных корректировок и улучшений и, таким образом, в настоящее время он прекрасно изучен, понятен и хорошо контролируем.
ISBM - это двуступенчатый процесс , включающий изготовление "матрицы", то есть преформы , с виду напоминающей тонкую стеклянную пробирку (фаза 1). Затем преформа размягчается путем нагревания и с помощью внутреннего наддува воздуха из нее изготовляется полноразмерная бутылка (фаза 2). Горлышку бутылки окончательный вид придается еще на стадии изготовления преформы. Собственно, в дальнейшем выдувается только тулово бутылки. Особенность всех ПЭТ-бутылок - кольцо на горлышке. Оно находится на горлышке преформы, располагаясь несколько ниже резьбы. Оно позволяет механически захватывать и перемещать преформу к месту окончательного выдува, а также облегчает транспортировку готовой бутылки.
Преформы изготавливаются с помощью многоячеечного оборудования, способного за один цикл выдува изготавливать до 144 преформ. Производство преформ - это, собственно, совершенно особая область, причем на качество преформы и ее способность превратиться в полноценную ПЭТ-бутылку влияют многочисленные специфические факторы. Однако число производителей, предлагающих стандартные преформы, готовые для производства из них стандартной бутылки, очень велико. На рынке представлены разновидности преформ с различным размером горлышка. Наибольшей популярностью у производителей напитков пользуются бутылки с размером горлышка 28 мм (имеется в виду внешний диаметр, включая резьбу - Ред.), впрочем, выпускаются и образцы с большим размером горлышка или с горлышком, предназначенным для укупорки кронен-пробкой. Вес материала преформы определяется в основном конечной емкостью готовой бутылки, которая будет изготовлена из данной преформы, а также толщиной стенок бутылки. Уже в течение нескольких лет производятся цветные преформы, в основном коричневые, зеленые и голубые. Производители красителей и добавок в наши дни предлагают весьма широкий спектр цветов, причем красители специально разработаны для ПЭТ.
Для изготовления ПЭТ-тары имеется два типа оборудования, а именно однофазное и двухфазное . В однофазном процессе преформа изготавливается из гранул полиэтилентерефталата в той же машине, в которой в дальнейшем из нее выдувается готовая бутылка. Собственно говоря, в таком случае обе фазы изготовления бутылки совмещаются в одном оборудовании, так что преформы зачастую поступают на конечный выдув еще теплыми.
В двухфазном процессе
преформа изготавливается на одной машине и лишь затем транспортируется для выдува бутылки на другую, отвечающую за вторую ступень процесса, или помещается на склад, где и хранится, пока не будет востребована. Это иногда имеет смысл, поскольку преформа занимает места примерно в 12 раз меньше, чем готовая бутылка, а кроме того, необходимо учитывать, что одна и та же преформа может быть использована для производства разных бутылок. Поскольку вторая стадия двухфазного процесса значительно короче первой, то в таком варианте возможно добиться очень высокой производительности оборудования, выпускающего конечную продукцию, если только соответствующих преформ будет в достатке. Обычно одна машина производит 1200-1400 бутылок в час.
Производительность оборудования зависит от числа выдувных ячеек в той или иной машине, а также от времени рабочего цикла, которое в свою очередь определяется толщиной стенок преформы и временем ее остывания.
Производитель напитков, решивший остановиться на двухфазном процессе изготовления ПЭТ-бутылок, может и производить преформы самостоятельно, и покупать их на стороне. Второй вариант придает производителю большую гибкость на начальной стадии производства, а также избавляет его от необходимости контолировать качество сырья, следить за тем, достаточно ли оно сухое и, соответственно, пригодно ли для применения. Кроме того, в дальнейшем он может наладить и собственное производство преформ, если такая необходимость возникнет. Покупка преформ также позволяет варьировать их типы, вес и т.п. без дополнительных затрат времени и средств на замену недешевых ячеек для выдува. Производитель напитков может выбрать преформу для производства бутылки, наиболее подходящей для его продукции, будь то прозрачная ПЭТ-бутылка емкостью 2 л для минеральной воды, окрашенная в коричневый цвет преформа для пол-литровой пивной бутылки или более тяжелая - для оборотной бутылки для розлива газированных напитков. Смена продукции облегчается - фактор, который с учетом значительных объемов производства становится весьма существенных для многих производителей напитков.
Широкий выбор предлагаемых на рынке преформ решительно упрощает задачу выбора тары для небольших компаний - производителей напитков. Они с легкостью могут приобрести требующиеся им преформы из ПЭТ, ПЭН или композитного материала. Предлагаются также многослойные преформы с внутренним слоем из нейлона или другого высокопрочного материала, служащего для того, чтобы повысить потребительские свойства бутылки. Возможно даже включить в состав преформы слой вторичного полиэтилентерефталата, не входящий в непосредственный контакт с содержимым бутылки, что иногда делается для сокращения расходов на сырье. Конечные свойства той или иной преформы диктуются многообразными и многочисленными факторами, отражающими как процесс производства, так и дальнейшую судьбу заполненной бутылке на рынке. Эти факторы включают в себя не только размер и содержимое бутылки, но и способ розлива (горячий розлив и т.д.), тип укупорки горлышка соответствующего диаметра (который может быть куда больше стандартных 28 мм, например, у широкогорлых ПЭТ-бутылок - до 60 мм) и способ складирования, зависящий от условия функционирования конечной продукции на потребительском рынке той или иной страны, а также от структуры дистрибьюторской сети. Наладил ли производитель напитков выпуск собственных преформ, будь то однофазный или двухфазный способ, или приобретает их на стороне, следующим шагом для него станет изготовление, то есть выдув, ПЭТ-бутылки как таковой.
Выдув ПЭТ-бутылки
Внутренний дизайн и производительность оборудования значительно варьируют в зависимости от производителя, однако основные принципы его работы остаются неизменными. Выбор того или иного оборудования диктуется необходимым и объемами продукции, компоновкой оборудования на уже существующем предприятии и, разумеется, ценой.
Самый простой вариант - это загружаемые вручную машины, в которых нагреватель преформ и блок выдува фактически представляют собой отдельные части. Такого рода оборудование предназначено для производителей напитков с очень небольшими объемами выпуска продукции, поскольку довольно дешевы, но обладают достаточной производительностью, которая, как правило, составляет у машин такого типа 1000-1200 бутылок в час у агрегата с двумя ячейками для выдува 1-литровых бутылок. Особенности производства могут потребовать и оборудования, представляющего собой автоматизированную линию. В таком случае с одного ее конца формы автоматически загружаются в машину, а с другого - выходят готовые бутылки, которые опять-таки автоматически подаются непосредственно на линию розлива. Обычно в агрегатах с такой конфигурацией нагреватель преформ выполняется в форме скобы, вертикальной или горизонтальной, что делается в целях экономии пространства. Ротационные машины состоят из постоянно движущегося колеса, проводящего преформы через секцию нагрева, откуда они, после соответствующего уравнивания температуры, поступают на выдув. Здесь преформы загружаются в свободные ячейки, когда те проходят мимо транспортировщика, проходят стадию выдува, а бутылки переправляются дальше, когда карусель повернется на 360". Теперь ячейка готова принять новую преформу.
Стадии изготовления ПЭТ-бутылки
Высокоскоростная ротационная машина
Для того, чтобы более глубоко исследовать три вышеозначенные стадии выдува бутылки, обратимся к современной ротационной машине для изготовления ПЭТ-бутылок. Ротационные машины обладают преимуществом экономии производственных площадей благодаря своей компактности. Преформы могут загружаться с той же стороны, откуда выходят готовые бутылки, а три остальных стороны машины остаются свободными для доступа и осмотра. Существуют и машины, в которые преформы подаются непосредственно напротив того места, откуда выходят бутылки: такое оборудование предназначено для включения его в цепочку автоматических производственных линий. Возможность расположить ротационную секцию нагрева выше секции выдува и таким образом использовать ресурс высоты, сэкономив площадь, также говорит в пользу компактного внешнего дизайна такого рода оборудования.
Краткий обзор процесса
В обычной высокоскоростной ротационной SBM-машине преформы из основного загрузочного бункера с помощью подъемника поступают в распределитель, в котором они автоматически принимают положение, необходимое для их поступления в систему, а затем по спиральному подъемнику поднимаются наверх. Подающая спираль правильно располагает преформы и переправляет их в основное рабочее отделение машины, где они поступают на подающее зубчатое колесо. Каждая преформа захватывается за кольцо на горлышке специальными цапфами и в перевернутом положении подается на карусель нагрева, которая проносит их сквозь камеру нагрева. Там они приобретают температуру, которая делает их достаточно мягкими для дальнейшего выдува полноразмерной бутылки. Внутри камеры нагрева преформы постоянно вращаются вокруг своей оси, для того, чтобы нагрев был равномерным. По выходе из камеры нагрева разогретые преформы в течение определенного времени оставляются для уравнивания температуры, а затем подаются в открытые формы для выдува бутылок. Формы эти располагаются рядом с камерой нагрева или под ней. Как только форма закрывается, преформа немедленно вытягивается и предварительно надувается. Растягивание выполняется механически с помощью специального растягивающего стержня, который вставляется в горлышко будущей бутылки и опускается вниз, в сторону ее дна. В результате этого размягченная преформа удлиняется. Глубина хода стержня регулируется механически и зависит от размера и формы будущей бутылки. Затем в течение секунды продолжается фаза выдува, проходящая при очень высоком давлении, в ходе которой бутылка приобретает свою окончательную форму. Растягивающий стержень вынимается, бутылка охлаждается, после чего форма открывается и выпускает готовую бутылку.
Нагрев
Перед тем, как преформы подаются в секцию нагрева, они еще на подающей спирали проходят проверку автоматической станции контроля качества. Проверяются горлышко, в дальнейшем предназначенное для укупорки крышкой, и поперечное сечение преформы. На этой стадии отбраковываются преформы с дефектным горлышком или продемонстрировавшие недостаточную овальность. В процессе нагрева в типичной SBM-машине преформы, надетые на специальные стержни, следуют через инфракрасную камеру нагрева, в которой приобретают температуру, необходимую для растягивания и выдува. Преформы последовательно проходят через ряд нагревательных блоков, состоящих из инфракрасных нагревателей с рефлекторными пластинами, предотвращающих нагрев определенных участков преформы. Это особенно важно, поскольку, несмотря на то, что нагревается вся преформа кроме горлышка, в процессе выдува требуется, чтобы различные зоны преформы имели разную температуру. Только в таком случае бутылка получится такой, как запланировано. Размер и форма выдуваемой бутылки являются факторами, определяющими так называемый температурный профиль, то есть температурный режим для отдельных участков преформы в процессе ее превращения в бутылку. Производители оборудования должны обеспечивать достаточную гибкость установок температурного режима с тем, чтобы на выходе обеспечивалось наилучшее качество бутылки. Для варьирования температурного профиля каждый нагревательный блок, входящий в состав нагревательной камеры, оснащен девятью отдельными расположенными вертикально друг над другом нагревательными элементами, которые нагревают различные участки преформы. Степень их нагрева регулируется независимо друг от друга с контрольной панели, что позволяет оператору не только задавать тот или иной температурный профиль, но и также постепенно, с прохождением преформы по зоне нагрева, повышать температуру. Участок преформы, прилегающий к горлышку, зачастую требует для нагревало требуемой температуры больше тепла, чем прочие участки. Таким образом, элементы, "ответственные" за эту зону, должны быть мощнее и многочисленнее. Уже полностью сформованное на стадии изготовления преформы горлышко защищается от нагрева экраном с водяным охлаждением. Число нагревательных блоков и скорость прохождения преформы через камеру нагрева зависит от количества выдувных форм в машине и от веса нагреваемых преформ. Поскольку ПЭТ плохо проводит тепло, необходимо охлаждать внешнюю поверхность преформы, когда она находится между нагревательными блоками камеры нагрева. В противном случае поверхность перегрелась бы, что может привести к нежелательной кристаллизации. Это промежуточное охлаждение осуществляется с помощью воздушных насосов, расположенных между каждыми нагревательными блоками. Таким образом, с одной стороны, преформа постепенно подвергается нагреванию, а с другой, ее поверхность постоянно охлаждается.
Уравновешивание
После нагрева для коррекции температурного профиля преформы проходят особую стадию обработки, направленную на уравновешивание температуры (эквилибрацию). Эквилибрация, в сущности, означает распределение температуры ПЭТ в прямой зависимости от толщины стенок. Этот важный этап, который должен быть тщательно просчитан. Если период эквилибрации слишком короток, стенки бутылки получатся неравномерными по толщине. Если период слишком затянется, тщательно выверенный температурный профиль будет нарушен, и в таком случае слишком много тепла поступит в зону горлышка, вызывая деформацию последнего при последующей обработке. Выдув бутылки осуществляется при температуре около 110°С.
Выдув и вытягивание
Разогретые преформы затем поступают по наклонному подающему колесу в секцию выдува, которая в нашем случае расположена непосредственно под секцией нагрева. Подающее устройство следит за тем, чтобы преформы были правильно расположены относительно форм, в которые они поступают с большой скоростью. Время, необходимое для разогрева преформы, значительно большее, чем то, что требуется для вытягивания и выдува. Это ведет к тому, что в нагревательной камере преформ всегда больше, чем в формах, поэтому колесный транспортировщик является необходимым приспособлением в высокоскоростной SBM-машине.
"Классическая" форма для ПЭТ-бутылки
Состоит из трех частей: двух боковых стенок, открывающихся в вертикальной плоскости, и базы, двигающейся вверх и вниз. Как только преформа занимает соответствующее положение, форма закрывается. Подвижная база (дно) двигается вверх, а стенки замыкаются вокруг нее. Все это происходит одновременно: три составные части соединяются накрепко. В то же самое время растягивающий стержень начинает свое движение вниз. Поскольку он занимает положение, необходимое для начала растяжения преформы, в тот момент, когда форма захлопывается, рабочий цикл занимает меньше времени и потери тепла сокращаются. Преформа растягивается в вертикальной плоскости и предварительно выдувается под давлением в 25 бар. Бутылка на этой стадии выдувается до 80-90% своего полного размера. Поскольку очень важно не повредить горлышко, машины снабжены специальными насадками, через которые подается воздух. Они выполнены в форме колокола и предохраняют горлышко и прилегающую к нему часть от повреждений. Затем подается высокое (40 бар) давление, и на этой стадии бутылка приобретает свою окончательную форму. Прижимаясь к холодным стенкам формы, бутылка охлаждается, становится достаточно жесткой и, таким образом, уже готова немедленно покинуть форму, когда та откроется. Во избежание искривления стенок давление внутри бутылки стабилизируется до открытия формы.
"Отдых"
После охлаждения и во время хранения ПЭТ-бутылки немного сжимаются, поэтому машина контролирует степень охлаждения бутылки путем подогрева формы. Это делается для того, чтобы материал "отдыхал" и бутылки в дальнейшем сжимались менее интенсивно. Это позволяет свести к минимуму разницу в размерах между бутылками, выпущенными в разное время, что имеет значение при розливе: различие в размерах наполняемых бутылок может вызвать непредвиденные затруднения в работе разливочного оборудования. В машинах, где такая функция предусмотрена, транспортировщик форм изолируется для сохранения энергии. SBM-машины выпускаются в многочисленных разновидностях, в том числе и с ротационным механизмом, имеют от 6 до 24 форм для выдува бутылок и выпускают на каждую форму в среднем 1 200 бутылок в час. Максимальная производительность машины с 24 формами - 33 600 бутылок в час. Производительность, само собой, зависит от размера выдуваемой бутылки, поскольку на изготовление большей бутылки требуется больше времени. Обычная SBM-машина способна производить бутылки емкостью от 0,25 л до 2,5-3 л без дополнительного переоборудования.
Быстрая смена форм
В машине, которую мы выбрали в качестве примера, как и в большинстве SBM-машин, используются стандартные трехчастные формы, которые монтируются на транспортировщик форм и могут быть быстро заменены другими, предназначенные для выпуска других бутылок. Вытягивающий стержень контролируется с помощью шаблона, и глубина его хода легко изменяется в зависимости от глубины формы. По подсчетам, SBM-машина с 10 формами может быть переналажена на выпуск другой разновидности бутылки в течение 30 минут тремя техниками. В течение этого времени проводится смена всех необходимых настроек. Даже если предполагается выпускать совершенно иную бутылку с другой формой горлышка, переналадка не займет больше часа.
Контроль
Работа всех важнейших элементов как описанной выше ротационной машины, так и "линейной" машины, таких, как отделение выдува, нагревательное колесо, транспортер преформ и механизм, подающий нагретые преформы из нагревательной камеры в отделение для выдува бутылок, должна быть четко синхронизирована с помощью единой системы контроля. Необходимо также, чтобы каждый из этих элементов мог быть снят независимо от других для обслуживания и переналадки. Этот механизм особенно важен для ротационных машин. Управление машиной производится с помощью сенсорной панели. В современных машинах, как правило, установочные параметры для разных типов бутылки хранятся в памяти и могут быть немедленно активизированы простым нажатием кнопки. Естественно, в процессе эксплуатации оборудование немного разлаживается, но параметры нагрева и выдува автоматически приводятся в нормальный режим. Система контроля постоянно следит за работой машины, сигнализируя оператору о любых сбоях. Удаление бракованных преформ также осуществляется автоматически, причем проводится без остановки машины. Если вследствие удаления преформы форма остается пустой, давление в нее не подается, как и в том случае, когда форма закрылась неправильно. Сенсорная контрольная система может быть электронными средствами защищена от доступа посторонних.
Транспортировочные линии для бутылок
Итак, бутылка изготовлена и, таким образом, готова к дальнейшему использованию - розливу. ПЭТ-бутылки очень легки и поэтому, не будучи заполненными содержимым, неустойчивы. Естественно, это свойство было принято во внимание производителями оборудования при проектировке линий, подающих порожнюю тару на розлив. Легкий вес бутылок позволяет переносить их при розливе за кольцо на горлышке, что минимизирует необходимость корректировки оборудования, поскольку высота налива может быть просчитана от горлышка бутылки до хомута на горлышке, а это расстояние остается неизменным на всех бутылках данной партии. Кроме того, пустые бутылки можно перемещать не только с помощью обычных транспортировочных линий, но и с помощью воздуха. В последнем случае неустойчивость бутылки не создает проблем. Пустые бутылки перемещаются по рельсам с низким трением, будучи "поддерживаемы" воздушным потоком за кольцо на горлышке. Рельсы имеют такую форму, что воздух может проходить вдоль них. Струя воздуха приподнимает кольцо на горлышке легкой ПЭТ-бутылки и задает транспортируемой таре необходимое направление. Преимуществом этого метода транспортировки является то, что бутылка не входит в контакт с боковинами транспортировочной ленты. Сегодня такой метод транспортировки применяется на большей части выпускаемого и эксплуатируемого оборудования.
ПЕРЕРАБОТКА ПЭТ-БУТЫЛОК
В Европе вторичная переработка ПЭТ-бутылок поставлена на государственную основу. Для стран СНГ утилизация использованной ПЭТ-тары является экологической проблемой. Хотя ПЭТ-бутылка является экологически чистой, при сжигании полиэтилентерефталат выделяет большое количество канцерогенов. Более безопасным и намного более выгодным выходом является переработка использованной ПЭТ-тары. В Англии на сегодняшний день перерабатывается 70% ПЭТ-бутылок, в Германии - 80-85%, в Швеции - 90-95% (это самый высокий показатель в Европе). Принцип государственного регулирования переработки ПЭТ-тары состоит в том, что ее производители платят специальный налог, в который заложена стоимость будущей переработки. Из этих денег государство финансирует утилизацию. Постройка одного завода по утилизации может обойтись до?50 миллионов. Процесс переработки включает в себя механическую утилизацию (дробление) и химическую утилизацию (размельченные части разлагаются на свои составные части). Каждый из полученных компонентов проходит стадию очистки. Завершает процесс получения вторичного ПЭТа гранулирование. Полученный гранулят имеет более низкую вязкость, чем первичный, то есть качество его уже более низкое. Такой ПЭТ-гранулят находит применение в различных областях - при производстве преформ допускается добавление до 5-10 % вторичного сырья, также из него получается неплохое сырье для текстильной промышленности, изготовления черепицы, европоддонов, ваты. Из вторичного ПЭТа, после добавки в него стекловолокна, производят абразивные круги для шлифования и полировки. Компания "Ford" отливает крышки моторов для грузовых автомобилей, а "Toyota" - панели, бамперы, двери для автомобилей из полимерных композиций, содержащих переработанный ПЭТ.
На постсоветской территории ПЭТ-бутылка в массовом порядке не утилизируется. Пока делались только отдельные попытки выпускать из вторичного ПЭТа тротуарную плитку и были разработаны (но не воплощены в жизнь) технологии по производству из переработанного полиэтилентерефталата различных утеплителей и строительных материалов.
По материалам журнала "Пивное дело" и "Промышленной энциклопедии"
По данным историков производство первых стеклянных бутылок началось в VI веке в странах Ближнего Востока и Северной Африки. На бутылках тогда делали специальные «ушки», чтобы их удобнее было переносить.
После того, как слава о венецианских изделиях вышла за пределы Аппенинского полуострова, умельцы Венеции приложили немало усилий при производстве бутылок, не уступая в мастерстве стеклодувам городов Урбино и Фаэнца. Бутылки, изготовленные ими, стали настоящими художественными изделиями. Они имели причудливый облик, были высокими и изящными, почти шарообразными или плоскими. Их могли украшать рельефными рисунками, на которых изображались цветы, плоды или жанровые сцены, взятые из мифологии. В богатых домах в таких бутылках было принято подавать на стол напитки, вина, приправы. В бутылках «попроще» хранили жидкие продукты. Хотя и их стоимость в то время была весьма высока.
Бутылки закупоривали пробками, затем их заливали воском, и уже потом изготовитель или владелец данной продукции ставил свою печать на воск. В дальнейшем, в XVII-XVIII века, для бутылок нашли еще одно применение: в них стали хранить изделия парфюмерии и медикаменты. Такие бутылки необходимо было герметично закупоривать, для чего стали использовать притертые пробки.
В 1635 году в России запустили заводское производство стекла. В то же самое время начали выпускать и стеклянные сосуды. Самую первую отечественную бутылку, предназначенную для аптекарских целей, выпустили на стекольном заводе, который был построен в районе станции Истра.
В истории стеклянных бутылок можно отметить большое их разнообразие. Выпускаются самые разные бутылки, как по назначению, так и по форме, цвету и вместимости. Особенно это касается сосудов для вин: бордоских (имеют форму цилиндра, к горлышку круто суживаются), рейнских, бургундских, шампанских, а также бутылок, которые предназначены для десертных и крепких вин, и таких как, портвейн, вермут, токайское и другие.
Большое количество видов бутылок производится для ликеров и напитков, ему подобных. Их возросшее количество зависит не столько от функциональных свойств, сколько от конкуренции, которая существует между фирмами-производителями, выпускающими эту продукцию.
Стекло бутылок может быть как прозрачным, так и цветным (чаще всего встречаются сосуды коричневого и зеленого цвета – от светлых тонов до темных). Диапазон их вместимости также весьма широк, от 0,5 л до нескольких литров. Однако фактическая вместимость бутылок, имеющих один номинал, в разных странах отличается. Это определяется системой мер, принятой в том или ином государстве.
Интересен тот факт, что встречаются бутылки, имеющие большие размеры и собственные названия, зависящие от того, какова кратность их объема (например, 1/6 галлона в разных странах вмещает от 0,63 л до 0,76 л). Такие сосуды имеют библейские имена: Магнум (1/3 галлона вместимости – это две стандартные бутылки), Тригнум (вмещает 3 бутылки), Иеровам (вмещает 4 бутылки), Рехавам (6 стандартных бутылок), Мафусал (здесь уже 8 стандартных бутылок), Салманассар (12), Валтассар (вмещает 16 бутылок) и Навуходоносор (может вместить 20 стандартных бутылок).
Вездесущая сегодня первая пластиковая бутылка была придумана недавно.
Чтобы хорошо думать и разбираться в науке стоит периодически отправляться в путешествие, причем неважно куда, главное в этот момент выбросить все из своей головы и остаться наедине, только со своими мыслями и близкими для себя людьми.
История изобретения пластиковой бутылки
Первоначально керамика и стекло были средством выбора для бутылок. Многие крупные археологические раскопки используют керамические и стеклянные осколки в качестве метода датировки своих находок и они были действительно единственным выбором до конца 19 века.
Первая пластиковая бутылка впервые появились на сцене в 1875 году, но была удивительно дорогой, потому что наука только недавно начинала понимать множество различных типов, составов и свойств пластика.Одним из первых пластиков назывался Галалит. Он был создан с протеинами молока и формальдегидом, но в конечном счете доказал небезопасность для долгосрочной пользы.
Еще одним ранним пластиком было более знакомое название Бакелит с начала 1900-х годов. Была изготовлена первая пластиковая бутылка созданная с помощью только синтетических материалов. Истинным успехом были ранние Бакелитовые изделия которые по-прежнему востребованы коллекционерами и историками. Это была синтетическая пластмасса которая была теплостойка и не проводила электричества. Бакелит возвестил в современном веке изобретение пластмассы.
С 1960-х годов первая пластиковая бутылка стала новым стандартом. Ингредиент состоит из сложной цепи молекул, полиэтилен по-прежнему широко используется сегодня. Для наших собственных консолидированных емкостей для продуктов мы используем высокоплотные пластмассы для создания емкостей которые могут сгибаться под внешним воздействием.
В 1981 консолидированные пластмассы стали разрабатываться на новой пластичной технологии, исследуя новые поколения пластичных продуктов и новаторских методов, как прессформа для выдувания. Сейчас используется выдувное формование не так как первая пластиковая бутылка. Такая технология обеспечивает однородность продукта и поддерживает более высокие стандарты по форме и размеру.
Значение пластика для тары
На данный момент пластиковая бутылка встречается практически везде, таким образом, удивить пластиком никого нельзя. А все благодаря тому, что относительно недавно они появились на полках наших магазинов и стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Трудно даже представить себе, какой была бы жизнь, если не был бы придуман термопластик.
Важно сказать, что тара из термопластика появилась у населения недавно. Жители стран запада увидели его впервые с 1960 года. Это был не совсем обычный термопластик, он был более хрупкий, ведь в нем не было одного компонента, который придумали уже в 1973 году. Но даже несмотря на это тогдашняя тара пришлась по душе населению, и люди стали приоритетнее покупать продукцию от создателей первой пластиковой бутылки.
После этого было хорошенько отлажено производство пластиковых бутылок, ведь в результате многим пришлось очень сильно корректировать свои производственные цеха в том числе и по .
Жизнь большинства напитков действительно очень сильно изменилась после изобретения термопластика. Первыми в своем производстве его стали использовать только самые крупные корпорации: «Кока-Кола» и «ПепсиКо». Кстати именно от них жители современного СНГ и узнали что такое пластиковые бутылки.