Тара з широкою шийкою використовується для розфасовування, зберігання та транспортування рідких, пастоподібних та твердих речовин. Широко використовується у харчовій та хімічній промисловості. Виготовляють вироби з широкою шийкою місткістю 500,700,1000,1500,2000,3000,5000 мл, а також місткістю 10, 15, 20 літрів. Для виготування тари з широкою шийкою використовують безкольорове та напівбіле скло.
Пляшка – це споживча тара, найчастіше - циліндричної форми, з плескуватим або увігнутим дном, зі звуженою шийкою, діаметр якої значно менше ніж діаметр корпуса. Пляшки для харчових продуктів виготовляють великими партіями, якщо виготовляються стандартні серійні вироби. Найчастіше вони є багато обертовими, тобто, багато разів проходять цикл використання: розфасовка, зберігання продукту, продаж продукту, повернення тари на повторне використання. Цей цикл проходить між підприємствами харчової промисловості та торговими організаціями.
Скляні пляшки призначені для харчових рідких продуктів відповідають ДСТу 10117-91.
Таблиця 1.1. – типи, основні параметри і розміри скляних пляшок для харчових рідин
|
тип пляшки
|
колір скла пляшки |
номінальна місткість, см3 |
тип вінчику горловини |
І
|
Зелений, коричневий напівбілий, безкольоровий |
700, 200 |
К |
ІІ |
Зелений, безкольоровий |
740, 400 |
Ш або КПШ |
ІІІ |
Безкольоровий |
500,
200,
100 |
К
К
А або В1 |
ІV |
Безкольоровий, напівбілий |
500, 250 |
К |
V |
Безкольоровий |
330 |
КП |
VI |
Коричневий |
700 |
В |
VII |
Безкольоровий, напівбілий, зелений |
775 |
КП або В |
ІХ |
Безкольоровий, напівбілий, зелений, коричневий |
544 |
К або В |
Xа |
Безкольоровий, напівбілий, зелений, коричневий |
500 |
КП |
Xб |
Зелений, коричневий |
330 |
КП |
XI |
Безкольоровий, напівбілий, коричневий |
200 |
КП |
XII |
Безкольоровий, зелений, |
750, 500 |
К або В |
XIII |
Безкольоровий, |
750 |
В |
Зокрема, на підприємстві виготовляють пляшки типу ІІІ з зеленого та оливкового скла.
Таблиця 1.2. – параметри пляшки типу ІІІ
|
місткість, см3
|
розміри, мм |
|
номінальна
|
повна |
Н |
D |
D1 |
h1 |
h2 |
h3 |
h4 |
d |
d1 |
R1 |
R2 |
маса , г |
|
500
|
535±10 |
278±2 |
68,5±1,5 |
46 |
150 |
5 |
74 |
23 |
33 |
25.5 |
55 |
50 |
450 |
|
250
|
270±10 |
219,5±1,5 |
55±1 |
35 |
114 |
3 |
56 |
20 |
28 |
25.5 |
52 |
55 |
260 |
Рисунок 1.1. – пляшка типу ІІІ.
Рисунок 1.2. – вінчик типу К
Технологічну схему виробництва пляшок приведено на рисунку 1.3.
2. Склад сировини, характеристика сировини, їх обробка, складання шихти
Скляна тара має різноманітне призначення, тому до скла, з якого вона виготовляється пред’являються певні вимоги. Комплекс фізико – хімічних властивостей, необхідних для склотари, задовольняється, в основному при використанні скла лужносилікатного складу. Окремі види склотари медичного призначення виготовляють з боросилікатного скла.
Склад тарного скла загального призначення відносяться по хімічній стійкості до ІІІ гідролітичного класу; скло до якого пред’являються підвищенні вимоги, відносяться до ІІ гідролітичного класу. Скло медичного призначення звичайно відноситься до І гідролітичного класу.
Склад тарного скла призначеного для механізованого вироблення масових виробів, по вмісту основних компонентів можна вважати стабілізованим. Деякі відмінності складів скла пов’язані з видом склотари, способом її виготовлення та призначенням. Можливим є застосування добавок деяких оксидів або зміна їх сполучення для поліпшення експлуатаційних і технологічних властивостей скла.
Основні оксиди, що утворюють скло (при виготовленні тари), містяться в ньому в наступних кількостях, (мас. %).
Для виготовлення зеленого тарного скла
SiO2–71.2;
Na2O –14.2;
Al2O3–1.8;
Fe2O3–0.3;
CaO –9.14;
MgO –3.1;
SO3–0.3;
Cr2O3–0.15;
Для виготовлення оливкового тарного скла
SiO2–71.2;
Na2O –14.2;
Al2O3–1.8;
Fe2O3–0.3;
CaO –9.1;
MgO –3.1;
SO3–0.3;
Cr2O3–0.1.
Вміст лужних оксидів збільшується при виробленні на видувних автоматичних машинах дрібної склотари місткістю до 200 мл, а також склотари з дрібною різьбою на горлі під гвинтовий ковпачок.
Іноді при формуванні вузькогорлої склотари зменшують вміст MgO до 0,8 – 1,5%. Зменшення вмісту MgO до 0,8 – 1,5% у складі скла знижує схильність скломаси до кристалізації в температурному інтервалі формування, що особливо відчувається в складі скла з підвищеним вмістом Al2O3.
При варінні безкольорового скла доречно замінити частину Na2O (до 3%) на К2О, що широко використовується на провідних підприємствах. Це утворює у склі ефект двох лугів, який дозволяє отримати підвищення хімічної стійкості скла та поліпшити технологічні властивості при підвищеному вмісті лужних оксидів.
2.1. Складування та зберігання сировини
Сировинні матеріали поступають на склад у залізничних вагонах та вантажними машинами.
Кожен вид сировини повинен зберігатися в умовах, котрі виключають його забруднення або змішування різних матеріалів. Склади сировинних матеріалів і складальні цехи розташовуються в одній будівлі, яка складається з трьох приміщень:
складу матеріалів, що перевозяться навалом;
складу матеріалів, що перевозяться в тарі;
складального цеху з відділеннями, підготовки компонентів і приготування шихти.
Склад матеріалів, що підвозяться навалом, обладнаний грейферним краном та залізничною колією. Сировину розвантажують за допомогою механічних завантажувачів у траншею складу.
Склад розділений підпірними стінами на відсіки по числу сировинних матеріалів. Грейферним краном матеріали переміщуються з траншеї у відсік складу або безпосередньо у відповідний приймальний бункер.
Склад матеріалів, що поставляються у тарі є продовженням складу матеріалів, що поставляються навалом. Підлога складу розташована на рівні залізничних рейок, що введена у приміщення складу. Мішки розвантажуються і укладуться в штабелі за допомогою механічного навантажувача. Висота укладання мішків дорівнює 5 м. Площа складу розрахована на місячний запас сировини.
Пісок підвозиться залізничними вагонами і машинами і розвантажується у траншею.
Каолін поступає у цементовозах та мішках.
Сульфат привозять у залізничних вагонах у мішках.
Сода поступає у цементовозах, цистернах або мішках, розвантажується крізь течку , а потім поступає у силосну банку.
Доломіт підвозиться залізничними вагонами та розвантажується у траншею.
Крейда поступає у залізничних вагонах навалом та у мішках.
Запас підготовлених сировинних матеріалів становить:
Пісок 2 тижні; каолін 1 місяць; сода 1 місяць; сульфат натрію 1 місяць доломіт 1 місяць; крейда 1 місяць.
2.2. Сировинні матеріали для введення SiO2.
Кварцовий пісок.
Кварцовий пісок являється основним матеріалом для введення в скло SiO2. Якість кварцового піска визначається вмістом в ньому кремнезему та домішок. Кварцові піски високої якості повинні містити 99 – 99.8% кремнезему та 1 – 0.2% домішок. Звичайно в кварцовому піску міститься домішки різноманітних мінералів: магнезиту, польового шпату, каоліну, карбонатів кальцію, магнію та ін. Для безкольорового скла найбільш шкідливими домішками є сполучення заліза, які фарбують скло в зелений або жовтий колір. При температурах варіння скла стійкими є дві форми: Fe2O3та FeO, при чому, їх вплив на колір скла різний. Fe2O3надає склу жовтого кольору, а FeO надає синій. Інтенсивність відтінку, який надає двохвалентне залізо у 15 більше ніж трьохвалентне, а причиною появи зеленого кольору є те, що у склі одночасно можуть існувати обидві оксидні форми. В залежності від того, яка форма переважає скло набуває відповідного жовтувато зеленого, або синювато зеленого кольору Крім сполучень заліза пісок може містити наступні фарбуючи оксиди: Cr2O3та ТІО2.
У виробництві різноманітних видів склотари дозволяється вміст оксидів заліза в піску (в%):для безкольорової склотари до 0.1 для напівбілої склотари до 0.3.
Для виробництва склотари, особливо пофарбованої в зелений колір, вміст оксидів заліза не нормується та у зв’язку з цим часто використовуються піски, видобуток яких можна організувати неподалік від скляного заводу. Розміри зерен піску, та особливо кількісне відношення зерен по розмірам, дуже важливо враховувати при варінні скла. У випадку використання однорідних за розмірами зерен піску досягається рівномірне їх розчинення з утворенням гомогенного розплаву. У виробництві склотари бажано вживати такі кварцові піски, в яких вміст фракції розміром 0.2 – 0.5мм складає 85-90%. Бажано вживати дрібний, з гострокутною формою зерен, пісок тому, що в цьому разі значно підвищується швидкість розчинення завдяки збільшенню реакційної поверхні. Це в свою чергу прискорює процес варіння.
Пісок підприємство видобуває у кар’єрі неподалік. Хімічний склад піску(у мас. %)
SiO2– 98.64;
Al2O3– 0. 44;
Fe2O3– 0.08;
ТiO2– 0.12;
в.п.п. – 0.21;
важка фракція – 0.54%.
Пісок відповідає ДСТу 22551-77.
2.3. Сировинні матеріали для введення Al2O3.
Матеріали, що утримують глинозем.
Додавання Al2O3в певних кількостях у склад скла сприяє зниженню КТР скла, підвищує механічну та термічну витривалість, поліпшує кристалізаційні властивості. АІ2О3вводять у склад скла за допомогою технічного оксиду алюмінію, гідрооксиду алюмінію, польових шпатів, каолінів та ін. Крім того можна застосовувати відходи гірничо-збагачувальних фабрик, полевошпатного та нефелінового концентратів. Для введення АІ2О3також використовують пегматити.
Пегматити уявляють собою природну суміш польових шпатів та оксиду кременю. Вміст оксиду алюмінію в них може досягати 20-22%. У вигляді супутніх домішок у пегматитах зустрічаються оксиди заліза, лужноземельних металів, титану. На різницю від польових шпатів, в пегматитах оксиди заліза містяться у вигляді крупнокристалічних включень, і легше піддаються відділенню від основної породи
На підприємстві Al2O3вводять каоліном, що відповідає ДСТу 19609,0-89.
Каолін має наступний хімічний склад( мас. %):
Al2O3–36.7;
Fe2O3– 0.52;
ТiO2–1.13;
CaO –1.18;
MgO -0;
SiO2– 46.35;
в.п.п. -13.75;
волога -0.51.
2.4. Сировинні матеріали для ведення оксидів лужноземельних металів
Матеріали, що утримують кальцій.
Оксид кальцію прискорює реакції силікатоутворення, сприяє полегшенню варіння та освітлення, поліпшує виробку скломаси, підвищує його хімічну стійкість.
Оксид кальцію вводять у скло за допомогою вуглекислих солей кальцію, які містять 56% СаО та 44% СО2. на підприємствах використовують мінеральні різновиди вуглекислого кальцію. Серед них крейда, вапняк, мармур та вапняковий шпат. В цих мінералах міститься до 90-98% СаСО3, а все інше –домішки.
На підприємстві оксид кальцію вводять крейдою, хімічний склад якої відповідає ДСТу 12085-88.
Крейда Слав’янського родовища має наступний хімічний склад(мас. %):
СаСО3*MgСО3-96.55;
СаСО3-95.51;
MgСО3-1.04;
Fe2O3–0.03;
волога -0.07.
Крейда Бєлгородського родовища:
СаСО3*MgСО3-96.65;
СаСО3-95.65;
MgСО3-1.00;
Fe2O3–0.02;
волога -0.08.
Матеріали, що утримують магній.
Оксид магнію сприяє поліпшенню кристалізаційних властивостей скла, зниженню КТР, підвищенню механічної витривалості. При одночасному введенні Al2O3та MgO поліпшується вироблення скла, підвищується його хімічна стійкість.
В якості сировини для введення MgO звичайно використовують доломіт - СаСО3*MgСО3– природній подвійний карбонат кальцію та магнію. Доломіт це гірська порода, тому крім СаСО3і MgСО3уній містяться домішки SiO2, Al2O3, Fe2O3. в залежності від виду та концентрації домішок, доломіт може набувати жовтого, бурого або сірого кольору. Припустимий вміст оксидів заліза, при виготовленні тарного скла, складає не більше ніж 0.05%
У чистому вигляді доломіт містить 30.4% CaO, 21.9 MgO та 47.7% СO2. Природні доломіти завжди містять домішки піску, глинозему і заліза. Тому постійність складу та мінімальний вміст шкідливих домішок має дуже важливе значення при виготовленні безбарвної тари. У якості матеріалів за допомогою яких можна ввести MgO іноді використовують ( за умови постійності хімічного складу ) магнезит MgСО3, доломітизований вапняк та ін.
На підприємстві MgO вводять доломітом ДСТу 23673.0-79.
Доломіт Докучаєвський(у мас. %)
CaO –34.69;
MgO –13.64;
Al2O3–0.51;
Fe2O3–0.24;
SiO2–4.4.
Доломіт Ново троїцький(у мас. %)
CaO –37.82;
MgO –14.75;
Al2O3–0.58;
Fe2O3–0.12;
SiO2–2.14.
2.5. Сировинні матеріали для ведення оксидів лужних металів
Матеріали, що містять натрій.
Основними матеріалами для введення у скло оксиду натрію є сода та сульфат. У виготовленні скла в якості основного сировинного матеріалу, що містить луги, використовують кальциновану соду, яка містить 58.5 Na2O та 41.5 СO2. температура плавлення соди 8510С. технічна сода для виготовлення скла повинна утримувати не менш ніж 95% Na2СO3і не більш ніж 1% Na2СІ . Сульфат натрію використовують, як замісник соди тому, що він менш дефіцитний і більш дешевий. При варінні скла сульфат важко і повільно розкладається. Сульфат, що не розклався, неповністю засвоюється скломасою, і за рахунок того, що він має меншу щільність, випливає на поверхню, утворюючи луг. Для того, щоб полегшити розкладення сульфату і попередити появу лугу, в шихту вводять відновлювач (вуглець) у вигляді вугілля, коксу, антрациту, деревинного вугілля та ін.
Na2O вводять за допомогою сульфату в кількостях, які залежать від призначення та способу виготовлення склотари. Таким чином, при виготовленні забарвлених пляшок за допомогою сульфату вводиться 30% Na2O, і виготовленні напівбілих пляшок – 25% Na2O, у виробництві безбарвних пляшок – 5% Na2O.
Оксид натрію частково можна ввести за допомогою гірничих порід, які використовуються для введення інших основних оксидів, що утворюють скло, наприклад Al2O3(нефеліни, трахіти, польові шпати, та ін.).
На підприємстві оксиди лужних металів вводять за допомогою соди ДСТу 5100-85 та частково сульфату.
Содамає наступний хімічний склад:
Na2СO3> 99.2% (після прожарення);
СІ- в.п.п. Сульфат натрію ОАО „Волжский орхиндоз”
ТУ-21-249-0020416892.
Na2SO4– 99.4%;
Сульфат натрію ВАТ ”Черкаське хімволокно”
ТУу 6-13697008 006-95.
Na2SO4–99.6%;
2.6. Оброблення сировинних матеріалів та підготовка склобою
Процес обробки сировинних матеріалів та приготування шихти включає наступні основні операції: приймання, зберігання, обробку сировини, дозування, зволоження, перемішування доз компонентів шихти.
Обробка сировинних матеріалів виконується на самостійних технологічних лініях.
Залежно від виду сировинні матеріали піддають наступному оброблянню: розтарюванню, дробленню, сушінню, здрібненню, просіванню. Склобій може підлягати магнітній сепарації, здрібненню, мокрому або сухому очищенню, просіванню.
Розтарювання та розпушення. Для розтарювання сировини, що поступає в мішках , використовують нестандартні установки для розтарювання з одночасним руйнуванням. Для руйнування матеріалів, що злежуються та грудкуються (сода, селітра та ін.) використовують дезінтегратори, протиральні машини.
Дроблення та помел. Дробленню та помелу піддають: доломіт, вапняк, крейду, доменний шлак, сульфат натрію, вугілля, склобій.
Для грубого здрібнення використовують щокові, молоткові, валкові дробарки.
Для тонкого помелу використовують бігуни, кульові млини, дезінтегратори.
Сушіння. Сушінню піддають пісок, крейду, вапняк, доломіт, сульфат натрію, при умові, що їх вологість більша, ніж потрібно для складання шихти.
Температури сушіння різних матеріалів відрізняються. Температура сушіння піска становить 700-8000С. Температура сушіння крейди, доломіту та вапняку не повинна перевищувати 4000С тому, що при більш високих температурах починається термічна дисоціація цих матеріалів.
Матеріали вапнякової групи сушаться гірше ніж пісок, тому продуктивність сушильних пристроїв в яких їх сушать значно менше.
Зволожений сульфат натрію часто висушують засобом добавки соди, яка поглинає і зв’язує гігроскопічну вологу сульфату. Якщо вологість сульфату перевищує 20%, то його сушіння дуже важке тому, що при 32.40С мірабіліт розплавлюється у власній кристалізаційній воді і цей розплав прилипає до стінок сушарень. Тому його подають в зону з температурами 650-7000С, тоді поверхневий шар зерен швидко висушується і вони не прилипають до стінок сушарень.
Для сушіння сировинних матеріалів використовують прямоточні сушильні барабани. Допускається сушити сировинні матеріали у конвеєрних, тунельних печах та опічках.
Просівання. Всі сировинні матеріали просіюють. використовують плоскі грохоти, що хитаються, сита-бурати, вібраційні грохоти.
