کاربرد کمپرسورهای باد در تولید شیشه

شیشه‌ به دلیل شفافیت و عدم واکنش آن با مواد غذایی، یکی از محبوب‌ترین جنس‌ها برای تولید بطری و نگهداری از انواع نوشیدنی‌های می‌باشد. بطری‌های پلاستیکی می‌توانند به راحتی با نوشیدنی‌ها و مواد غذایی واکنش داده و کیفیت مواد غذایی درون خود را به شکل قابل توجهی کاهش دهند. به همین دلیل اغلب تولید کنندگان مواد غذایی و نوشیدنی از ظرف‌های شیشه‌ای برای نگهداری از تولیدات خود استفاده می‌کنند.

تولید شیشه بدون کمپرسورهای باد و نیروی هوای فشرده، امری بسیار دشوار بوده و با توجه به حجم شیشه مورد نیاز صنایع غذایی، عملا غیر ممکن می‌باشد. بنابراین برای تولید شیشه در تیراژ بالا، استفاده از نیروی هوای فشرده کاملا ضروری است. در این مقاله از ویکی کمپرسور ،فرآیند تولید شیشه و کاربرد کمپرسور های باد در تولید شیشه را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

بطری‌ های شیشه ‌ای و پلاستیکی

ظرف‌های شیشه‌ای و پلاستیکی جزو متداول ‌ترین متریال‌ ها برای بسته ‌بندی کردن مواد غذایی و نوشیدنی می‌باشند. همانند شیشه، برای تولید بطری‌های پلاستیکی نیز از کمپرسورهای باد و نیروی هوای فشرده استفاده می‌شود. هرچند پلاستیک در قیاس با شیشه، متریال مناسبی برای بسته بندی مواد غذایی نمی‌باشد.

بطری‌های پلاستیکی می‌توانند با مواد غذایی واکنش داده و کیفیت آن‌ها را دستخوش تغییر نمایند. همچنین مواردی چون قرار گرفتن بطری زیر نور آفتاب، گرم بودن محیط و تماس طولانی مدت نوشدیدنی با پلاستیک سبب فساد نوشیدنی شده و واکنش ‌های پلاستیک با نوشیدنی و ماده غذایی می‌تواند باعث سرطان‌زا شدن آن شود.

بطری‌ های شیشه ‌ای برخلاف پلاستیک قابل بازیافت و استفاده مجدد بوده و آلودگی بسیار کمتری را برای محیط زیست ایجاد می‌کند. همچنین بی‌خطر بودن آن‌ها برای ذخیره مواد غذایی، آن را به یک گزینه مطلوب برای تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان تبدیل نموده است.

کمپرسور باد در تولید بطری‌های شیشه‌ای، نقش قابل توجهی داشته و امکان تولید تیراژ بالای بطری‌های شیشه‌ ای با هزینه پایین را فراهم می‌سازد.

کمپرسور باد و مراحل ساخت بطری‌ های شیشه‌ ای

بطری‌ های شیشه  ‌ای در صنایع غذایی و نوشیدنی بسیار کاربردی بوده و بسیاری از مواد غذایی چون انواع چاشنی‌ها، سس‌ها، روغن و مواردی از این دست در بطری‌های شفاف شیشه‌ای به مصرف‌کنندگان عرضه می‌شوند. همچنین بسیاری از نوشیدنی‌ها در بطری‌های شیشه‌ای در اختیار مصرف‌کنندگان قرار می‌گیرند.

یکی از مواد اصلی اولیه در تولید بطری‌های شیشه‌ای، ماسه است. همچنین موادی چون سنگ آهک و خاکستر سودا یا سدیم کربنات نیز جزو مواد اولیه تولید شیشه می‌باشند.

فرآیند ساخت بطری‌های شیشه‌ای را می‌توان به 8 مرحله زیر خلاصه کرد.

1 – تامین مواد اولیه

مواد اصلی مورد نیاز برای تهیه بطری‌های شیشه‌ای، ماسه، سنگ آهک و خاکستر سودا می‌باشد که سنگ آهک و خاکستر سودا باعث نرم شدن شیشه در زمان قالب‌گیری می‌شوند. این مواد اولیه توسط نیروی هوای فشرده از سیلوها به کوره منتقل می‌شوند. بنابراین اولین کاربرد کمپرسور باد در تولید شیشه‌، انتقال مواد اولیه به کوره می‌باشد.

برای کاهش هزینه و مصرف مواد اولیه، بسیاری از صنایع تولید بطری شیشه‌ای از شیشه‌های بازیافتی و یا کولت در تولید بطری‌های شیشه‌ای استفاده می‌کنند. کولت همان شیشه‌های خرد شده‌ای می‌باشند که بازیافت و مصرف دوباره آن‌ها برای تولید بطری‌های شیشه‌ ای امکان‌پذیر است. استفاده از شیشه‌ های بازیافتی برای تولید بطری‌های شیشه‌ ای نه تنها باعث کاهش هزینه‌ مواد اولیه می‌شود، بلکه سبب کاهش آلودگی و گازهای گلخانه‌ ای ناشی از فعالیت‌های کارخانه نیز می‌گردند.

2 – دسته‌بندی و انتقال

پیش از استفاده از مواد اولیه برای تولید بطری‌های شیشه‌ ای، این مواد توسط بخش کنترل کیفی مورد بررسی قرار می‌گیرند. محل ذخیره‌سازی مواد اولیه، سیلو نام دارد که اغلب به صورت برج‌ های صنعتی بلندی هستند که توانایی جای دادن ده‌ها تن سیمان، آهک، خاکستر سودا و کولت را در خود دارند.

زمانی که تولید شیشه آغاز می‌شود، مواد اولیه به صورت وزن شده توسط ماشین‌ های پنوماتیک به کوره تحویل داده شده و در کوره به شیشه مذاب تبدیل می‌شوند.

3 – ذوب و مخلوط شدن

زمانی که مواد اولیه از سیلوها به درون کوره انتقال پیدا می‌کنند، با استفاده از نیروی هوای فشرده با شیشه مذاب هم زده شده و مخلوط می‌شوند. این مواد مذاب در کوره باقی مانده و تحت دمای بسیار شدید به عمل آورده می‌شوند. برای خروج شیشه مذاب از درون کوره نیز از نوار نقاله استفاده می‌شود. این نوار نقاله‌ها معمولا پنوماتیکی بوده و از نیروی هوای فشرده توان می‌گیرند.

4 – فرم و برش

یکی دیگر از کاربردهای کمپرسور باد در تولید شیشه، فرم دادن به شیشه مذاب و برش آن است. وقتی شیشه مذاب از دورن کوره خارج می‌شود، با استفاده از فشار بالای هوا از درون روزنه‌هایی با طرح مقطع دایروی عبور کرده و به فرم استوانه در خواهند آمد.

حال، شیشه مذاب که شکل استوانه درآمده است توسط قیچی‌های پنوماتیک به قطعات کوچک‌تری به نام گوب، برش داده می‌شوند. این برش‌های شیشه دارای وزن دقیقی می‌باشند که برای تولید بطری و یا ظروف شیشه‌ای مورد نیاز است.

5 – شکل دادن

در این مرحله، گوب‌های برش داده شده شیشه مذاب توسط دستگاه‌ های فرم‌دهنده پنوماتیکی که از هوای فشرده بهره می‌برند، به شکل بطری‌های شیشه‌ ای در آمده و تمامی بخش‌ های آن از جمله لبه، گردن، بدنه و حفره بطری شکل می‌گیرند.

درواقع این مرحله از ساخت بطری از چندین مرحله مختلف تشکیل می‌شود که در تمامی آن‌ها از کمپرسورهای باد استفاده می‌شود. کاربرد کمپرسور باد در تولید شیشه در این مرحله بیشتر از سایر مراحل به چشم می‌آید، چراکه فرم‌دهی به شیشه بدون هوای فشرده تقریبا غیر ممکن است. حتی در تولید ظروف شیشه‌ای به روش سنتی نیز از دمش هوا برای فرم‌دهی به ظروف استفاده می‌شود.

6 – بازپخت یا آنیل

آنیل کردن یا بازپخت یک عملیات حرارتی برای تغییر خواص فیزیکی و گاها شیمیایی مواد است. زمانی‌که شیشه در مرحله شکل‌دهی به حالت ظرف و بطری در می‌آید، براثر سرد شدن، سطح بیرونی شیشه دچار تغییرات ظاهری می‌شود. درواقع سطح بیرونی شیشه سریع‌تر از سطح درونی آن، دمای خود را از دست می‌دهد و به همین دلیل تنش در امتداد شیشه به وجود خواهد آمد.

در فرآیند آنیل کردن، شیشه مجددا برای مدت زمان حداقل 1 ساعت گرم شده و با استفاده از هوای فشرده، داخل و خارج آن خنک می‌شود. این فرآیند سبب می‌شود تا کارخانه قادر به توزیع بطری‌های شیشه‌ای با شکل دلخواه به بازار باشد.

7 – پوشش سطح

 پس از آنیل کردن شیشه، آن را توسط نوار نقاله‌های پنوماتیکی برای روکش‌دهی ارسال می‌کنند. معمولا بطری‌های شیشه‌ای برای افزایش مقاومت سطحی و همچنین افزایش براق‌تر شدن، با لایه‌ای نازک از قلع پوشانیده می‌شوند. همچنین برخی از تولیدکنندگان برای جلوگیری از خش افتادن بطری‌های شیشه‌ای و همچنین افزایش مقاومت آن‌ها، از پوشاندن یک لایه پلیمری نیز بر روی بطری‌های شیشه‌ای استفاده  – می‌کنند.

8 – کنترل کیفی، ارسال و بسته‌بندی بطری‌ها

پس از پوشش‌دهی سطح، بطری‌های شیشه‌ای به واحد کنترل کیفیت فرستاده می‌شوند تا شیشه‌های سالم از شیشه‌های معیوب جدا شوند. شیشه‌های معیوب برای بازیافت در کارخانه نگه داشته شده و شیشه‌های سالم نیز به کارخانه‌های تولید مواد غذایی و نوشیدنی ارسال می‌گردند.

کاربرد کمپرسورهای باد در تولید شیشه به کارخانه تولید بطری ختم نشده و پس از ارسال بطری‌ها و ظروف شیشه‌ای به صنایع غذایی و نوشیدنی، از مجموعه‌ای از ماشین‌آلات پنوماتیکی برای انتقال بطری‌ها، پر کردن مواد غذایی در آن‌ ها و همچنین بسته‌ بندی و قرار دادن برچسب محصول استفاده می‌شود.

کاربرد کمپرسور باد در تولید ورقه شیشه

تولید ورقه شیشه یا شیشه‌های تخت به مراتب از تولید بطری و ظروف شیشه‌ای ساده‌تر بوده و مراحل ساخت کوتاه‌تری دارد. کمپرسور باد در تولید ورقه شیشه نیز کاربرد داشته و تولید ورقه شیشه بدون نیروی هوای فشرده، امری بسیار دشوار، وقت گیر و پر هزینه می‌باشد.

مراحل تولید ورقه شیشه را می‌توان به موارد زیر طبقه‌بندی نمود:

1 – تامین مواد اولیه

در ساخت ورقه‌ های شیشه‌ای نیز از ماسه، سنگ آهک و سدیم کربنات یا خاکستر سودا استفاده می‌شود. ذخیره کردن این مواد در سیلوها و ارسال آن‌ها به کوره، اولین مرحله در تولید ورقه شیشه است. این مواد با وزن دقیق توسط نیروی هوای فشرده با هم مخلوط شده و به کوره فرستاده می‌شوند.

2 – ذوب

در مرحله ذوب به مخلوط منتقل شده از سیلوها حرارت داده می‌شود تا شیشه مذاب بدست آید. این مرحله بطور معمول بیش از 10 ساعت به طول می‌انجامد و حباب‌ های مخلوط به صورت پیوسته به بیرون منتقل می‎شوند تا شیشه تولید شده فاقد حباب باشد. وجود حباب و هوا در شیشه سبب خرابی آن خواهد شد.

3 – صاف کردن شیشه با قلع

صاف کردن شیشه مذاب توسط بلوک‌های قلع انجام می‌پذیرد. زمانی که شیشه مذاب از کوره بیرون می‌آید، جریانی از قلع مایع از روی آن می‌گذرد تا شیشه بتواند در تماس با آن، دمای خود را از دست داده و سطحی صاف پیدا کند. در واقع در این مرحله، قلع و شیشه با یکدیگر مخلوط نمی‌شوند، بلکه قلع تنها برای صاف کردن و خنک کردن شیشه مذاب کاربرد دارد.

گذشتن شیشه از روی قلع سبب می‌شود تا ورقه‌های شیشه به صورت کشیده و صاف تولید شوند. یکی از کاربردهای کمپرسور باد در تولید شیشه در همین مرحله است. پس از خشک و خنک شدن ورقه‌های شیشه، کارخانه از نوار نقاله‌های پنوماتیک برای انتقال ورقه‌های شیشه‌ ای استفاده می‌کنند.

4 – سرد کردن

وقتی که شیشه از دستگاه بیرون می‌آید، دمای آن کاهش پیدا کرده است اما دمای آن هنوز آنقدری بالا است که بتواند تغییر شکا و فرم دهد. بنابراین پس از مرحله صاف کردن با قلع، دمای شیشه را تا حد بیشتری کاهش می‌دهیم تا برای برش خوردن آماده شود.

برای سرد کردن شیشه از کمپرسورهای باد و جریان هوای فشرده با دبی بالا استفاده می‌شود. اغلب کارخانه‌های بزرگ از کمپرسورهای دوار یا روتاری برای خنک کردن شیشه‌ها بهره می‌برند.

5 – برش دادن

در آخزین مرحله از تولید ورقه شیشه، شیشه‌ها را پس از سرد شدن برش می‌دهند و ورقه‌های برش داده شده را به پنجره‌سازی‌ها ارسال می‌کنند.

جمع بندی

هوای فشرده در بسیاری از صنایع نقش بی بدیلی ایفا می‌کند و عملا اغلب صنایع به صورت کامل به هوای فشرده متکی هستند. خصوصیاتی ازجمله ایمنی بالا، قابل اتکا بودن، نگهداری و تعمیرات آسان‌تر و کم هزینه تجهیزات پنوماتیک و همچنین کاهش هزینه‌ها سبب شده تا صنایع مدرن به کمپرسورهای باد برای تولید محصولات خود اتکا کنند.

صنایع شیشه‌سازی نیز به صورت گسترده از کمپرسورهای باد برای تولید شیشه استفاده می‌کنند. از آنجایی که فرآیند تولید شیشه نیازمند گذر از دماهای بسیار بالا می‌باشد، دخالت مستقیم اپراتور در بخش عمده‌ای از این فرآیند غیر ممکن می‌باشد. همچنین تولید شیشه در مقیاس بزرگ با روش‌های سنتی بسیار پر هزینه بوده و سبب افزایش بهای تمام شده محصولات می‌گردد. بنابراین استفاده از کمپرسورهای باد بهترین گزینه برای تولید شیشه می‌باشد.