Бодит цагийн нягтралын хэмжилт нь биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процесст чухал шинэчлэл юм. Лоннметрийн шугаман нягтралын хэмжүүр нь шингэн пропилен болон зутангийн нягтралыг тасралтгүй, өндөр нарийвчлалтайгаар хэмждэг. Энэхүү бодит цагийн хяналт нь операторуудад хазайлтад шууд хариу үйлдэл үзүүлэх, тэжээлийн хурд эсвэл процессын нөхцлийг тохируулах, полимержилтийг техникийн шаардлагын хүрээнд байлгах боломжийг олгодог.
Товч агуулга
Биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процесс нь газрын тосонд суурилсан хуванцараас үүдэлтэй байгаль орчны бохирдлын өсөн нэмэгдэж буй асуудлыг шийдвэрлэх чухал шийдэл юм. Энэ нь целлюлоз, цаасны үйлдвэрээс гаргаж авсан лигнин зэрэг сэргээгдэх нөөцийг инженерчлэгдсэн шинж чанартай, задралын хурдыг зохицуулсан байгаль орчинд ээлтэй полимер болгон хувиргах замаар тогтвортой үйлдвэрлэлийг чиглүүлдэг. Энэ салбар нь түүхий эдийг сонгох, химийн өөрчлөлт хийхээс эхлээд дэвшилтэт полимержих механизмаар дамжуулан тусгай хэвний техник ашиглан бэлэн бүтээгдэхүүн болгон хувиргах хүртэл хэд хэдэн гол үе шатыг хамардаг.
Биологийн задралд ордог хуванцар
*
Биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процессын гол цөм нь хоёр үндсэн полимержих аргад оршдог: конденсацийн полимержилт ба цагираг нээх полимержилт (ROP). Эдгээр нь молекулын жин болон материалын бүтцийг нарийн хянах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь био задрал болон механик гүйцэтгэлийг тохируулахад чухал ач холбогдолтой юм. Сүүлийн үеийн инноваци нь лигнинийг полиэстр матрицад нэгтгэх, суналтын бат бэх болон ашиглалтын хугацааны төгсгөлд задрах чадварыг сайжруулахын тулд залгагдах болон залгагдах сополимержилтийг ашиглахад онцгой анхаарал хандуулж байна. Микрореактор дээр суурилсан урсгалын системээр дамжуулан синтез хийх нь үр ашгийн шинэ стандартыг бий болгодог. Уламжлалт багцын аргуудаас ялгаатай нь микрореакторууд нь онцгой дулааны болон холих хяналтыг санал болгодог бөгөөд эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж, хортой металл катализаторыг арилгаж, байгаль орчинд ээлтэй хувилбаруудыг бий болгодог. Үүний үр дүнд жигд байдал сайжирч, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг хамгийн бага байлгасан полимерүүдийн тогтвортой гарц бий болдог.
Биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процессыг өргөжүүлэх гол нарийн төвөгтэй байдал нь лабораторийн нээлтүүдийг найдвартай, том хэмжээний үйлдвэрлэл болгон хөрвүүлэхээс үүдэлтэй юм. Аж үйлдвэрийн хэрэглээ нь бат бөх, бодит цагийн чанарын хяналтаас хамаарна. Нэг байнгын бэрхшээл бол үйлдвэрлэлийн явцад молекулын жингийн жигд тархалтыг хангах явдал бөгөөд энэ нь гүйцэтгэлийг урьдчилан таамаглах, зохицуулалтын зөвшөөрөл авахад чухал үүрэгтэй. Үүнтэй адил механик болон дулааны шинж чанарууд нь сав баглаа боодол, өргөн хэрэглээний бараа, хөдөө аж ахуйн хальсны хатуу шаардлагад нийцсэн байх ёстой.
Полимержилтийг хянах, биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэх үйл явцыг хянах нь нарийвчлалтай хэмжих хэрэгслүүдийн тусламжтайгаар хөгжсөн. Lonnmeter-ийн үйлдвэрлэсэн шиг шугаман нягтрал ба зуурамтгай чанар хэмжигч нь пропиленийн зуурмаг эсвэл бөөнөөр нь полимержих үед бодит цагийн хяналтад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр багажууд нь шингэн пропилений нягтрал ба зуурамтгай чанарыг тасралтгүй хэмжих боломжийг олгодог бөгөөд оролтын параметрүүдийг шууд тохируулах боломжийг олгодог. Бодит цагийн пропилений нягтралын хяналт нь багцын тогтвортой байдлыг хадгалах, катализаторын хэрэглээг оновчтой болгох, полимерийн зорилтот шинж чанарыг хангахад хувь нэмэр оруулдаг бөгөөд энэ нь тогтвортой байдлын зорилтуудыг биелүүлэхийн зэрэгцээ хаягдал, зардлын хэтрэлтийг бууруулах гол түлхүүр юм. Нарийн пропилений нягтрал хэмжигч нь үйлдвэрлэлийн салбарт ашигладаг биологийн задралд ордог хуванцар синтезийн аргуудын зохицуулалтын нийцлийг хангахад шаардлагатай процессын автоматжуулалт болон баримтжуулалтыг дэмждэг.
Тодорхой амжилтууд гарсан ч био задралд ордог хуванцар процессыг өргөжүүлэх нь саад бэрхшээлтэй тулгарсаар байна. Чанартай био суурьтай түүхий эд нийлүүлэх, үе шат бүрт ногоон химийн нэгдэл, сайжруулсан туршилт, хяналтын аргуудын хэрэгцээ шаардлага байнга анхаарал шаарддаг. Тохиромжтой био задралд ордог хуванцар хэвний техник, шахах процессыг сонгох нь зөвхөн эцсийн хэрэглээний гүйцэтгэлийг төдийгүй бодит орчинд ашиглалтын хугацааны төгсгөлд эвдрэлийг баталгаажуулах ёстой бөгөөд энэ зорилтыг сайжруулсан үнэлгээ, хяналтын технологийн дэмжлэгтэйгээр сайжруулж байна.
Товчхондоо, тасралтгүй урсгалын полимержилт, лигнин болон сэргээгдэх эрчим хүчний оролтыг стратегийн байдлаар ашиглах, бодит цагийн зуурмагийн нягтралыг хянах зэрэг инновациуд нь байгаль орчинд ээлтэй хуванцар үйлдвэрлэлийн хөгжиж буй орчныг тодорхойлдог. Эдгээр дэвшлийн нэгдэл нь салбарын өртөг хэмнэлттэй, өндөр гүйцэтгэлтэй, жинхэнэ тогтвортой биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэхэд чиглэсэн ахиц дэвшлийн үндэс суурь болж байна.
Биологийн задралд ордог хуванцар ба тэдгээрийн орчин үеийн үйлдвэрлэл дэх үүрэг
Биологийн задралд ордог хуванцар нь биологийн үйлчлэлээр буюу бактери, мөөгөнцөр, замаг зэрэг бичил биетний бодисын солилцоогоор задрах зориулалттай инженерийн аргаар боловсруулсан полимер материал юм. Энэхүү задрал нь ус, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, метан (агааргүй нөхцөлд), биомасс зэрэг байгаль орчинд хоргүй эцсийн бүтээгдэхүүн үүсгэдэг. Нефтийн химийн бүтээгдэхүүнээс гаргаж авсан, хүрээлэн буй орчны доройтолд тэсвэртэй уламжлалт полимерүүдээс ялгаатай нь биологийн задралд ордог хуванцар нь бичил биетэн болон ферментийн задралд өртөмтгий химийн холбоог агуулдаг бөгөөд гидролизэд өртөмтгий байдаг.
Биологийн задралд ордог хуванцар болон уламжлалт полимерүүдийн хоорондох ялгаа нь тэдгээрийн химийн бүтцэд үндэслэдэг. Полиэтилен (PE) болон полипропилен (PP) зэрэг уламжлалт хуванцарууд нь өндөр талстжилт болон гидрофобик чанар бүхий бат бөх нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн нурууны бүтэцтэй тул тэдгээрийг маш бат бөх, үндсэндээ био задралд ордоггүй болгодог. Эдгээр материалууд нь хүрээлэн буй орчинд хэдэн арван жил эсвэл түүнээс дээш хугацаанд оршин тогтнодог бөгөөд зөвхөн удаан фото задрал эсвэл дулааны исэлдэлтээр задардаг бөгөөд энэ нь хүрээлэн буй орчинд үзүүлэх нөлөөллийг мэдэгдэхүйц бууруулдаггүй. Үүний эсрэгээр, био задралд ордог полимерүүд нь ихэвчлэн нуруундаа гидролизэд ордог эфир, амид эсвэл гликозидын холбоог агуулдаг бөгөөд энэ нь зөв хүрээлэн буй орчин болон биологийн өдөөгч хүчин зүйлүүдэд өртөх үед задралыг эрс хурдасгадаг. Жишээлбэл, полилактик хүчил (PLA) болон полигидроксиалканоатууд (PHA) нь ийм задралд ордог холбоог агуулдаг бөгөөд гидролиз болон бичил биетний ферментийн үйлчлэлээр задрах боломжийг олгодог.
Биологийн задралд ордог хуванцарыг химийн болон түүхий эдээр нь ангилж болно. PLA нь эрдэнэ шишийн цардуул эсвэл чихрийн нишингэ зэрэг сэргээгдэх нөөцийг исгэх замаар үйлдвэрлэдэг хамгийн их арилжааны ач холбогдолтой хуванцаруудын нэг юм. Түүний бүтэц болох эфирийн холбоогоор холбогдсон шугаман алифатик полиэстр нь гидролитик задралыг дэмждэг боловч голчлон үйлдвэрлэлийн бордооны ердийн өндөр температур, чийгшлийн нөлөөн дор үүсдэг. Ургамлын тос эсвэл цардуул зэрэг органик түүхий эдийн янз бүрийн бичил биетнээс гаргаж авсан PHA нь ижил төстэй полиэстр бүтэцтэй боловч хөрс болон усны орчинд илүү хурдан задралд хүргэдэг. Полибутилен сукцинат (PBS) ба поли(бутилен адипат-ко-терефталат) (PBAT) нь мөн био задралд ордог гол полиэстрүүд юм; PBS нь ихэвчлэн ургамлын түүхий эдээс гаргаж авсан сукцины хүчил ба бутандиолоос гаргаж авдаг бол PBAT нь механик шинж чанар, задралын кинетикийг нарийн тохируулахын тулд био задралд ордог болон үнэрт бодисыг хослуулсан хам полиэстр юм.
Цардуул дээр суурилсан хуванцарыг өргөн хэрэглэдэг бөгөөд голчлон амилоз ба амилопектин полисахаридуудаас бүрдсэн байгалийн цардуулыг бусад био задралд ордог эсвэл бүр уламжлалт полимерүүдтэй хольж, үйл ажиллагаа болон боловсруулалтыг сайжруулах замаар үүсгэдэг. Тэдгээрийн задрал нь гликозидын холбоог тасалдаг бичил биетний ферментүүдээс хамаардаг бөгөөд энэ нь тохиромжтой нөхцөлд хүрээлэн буй орчны харьцангуй хурдан задралд хүргэдэг.
Үйлдвэрлэлд биологийн задралд ордог хуванцар руу шилжих нь байгаль орчин болон үйл ажиллагааны олон давуу талыг олгодог. Юуны өмнө эдгээр материалууд нь хуванцар хаягдлын байнгын ачааллыг бууруулдаг, учир нь тэдгээрийн задралын бүтээгдэхүүн нь байгалийн биогеохимийн мөчлөгөөр улам бүр шингэдэг. Энэ нь дэлхийн зохицуулалт болон нийгмийн хуванцар бохирдол болон бичил хуванцартай тэмцэх дарамт нэмэгдэхийн хэрээр улам бүр чухал болж байна. Нэмж дурдахад, биологийн задралд ордог олон хуванцар нь хүлэмжийн хийн ялгарлыг бууруулж, хязгаарлагдмал чулуужсан нөөцөөс хамааралтай байдлыг бууруулдаг сэргээгдэх түүхий эдийг ашигладаг.
Боловсруулалтын үүднээс авч үзвэл, биологийн задралд ордог хуванцар нь олон талын хэрэглээтэй бөгөөд шахах хэв, шахах зэрэг тогтсон полимер үүсгэх аргуудтай нийцдэг. Биологийн задралд ордог хуванцар шахах хэв болон бусад хэвний процессууд нь үндсэндээ уламжлалт термопластик боловсруулалтын дасан зохицол бөгөөд сав баглаа боодол, хөдөө аж ахуй, нэг удаагийн хэрэглээний барааны одоо байгаа дэд бүтцэд шууд нэгтгэх боломжийг олгодог.
Үйл ажиллагааны хувьд, биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэхэд бодит цагийн чанарын хяналт чухал ач холбогдолтой, ялангуяа биологийн суурьтай болон хувьсах түүхий эдийг ашиглах үед. Lonnmeter-ийн нягтрал хэмжигч гэх мэт шугаман хэмжилтийн хэрэгслүүд нь пропилений нягтралыг тасралтгүй бодит цагийн хэмжилт болон пропилений зутан полимержих хяналтыг хөнгөвчилдөг. Шингэн пропилений нягтрал болон полимержих процессын нөхцөл зэрэг гол параметрүүдийг нарийн хянах нь полимерийн тогтвортой чанар, оновчтой механик гүйцэтгэл, урьдчилан таамаглах боломжтой био задралын түвшинг баталгаажуулдаг. Энэ төрлийн процессын хяналт нь орчин үеийн биологийн задралд ордог полимер үйлдвэрлэлийн чухал хэсэг бөгөөд материалын шинж чанар болон гүйцэтгэл эсвэл бордооны стандартын аль алиныг нь хамгаалдаг.
Сүүлийн хоёр жилийн байгаль орчны судалгаанууд үндсэн ойлголтыг онцолж байна: био задралын бодит хурд болон бүрэн байдал нь зөвхөн полимерийн бүтцээс гадна хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлаас хамаарна. Жишээлбэл, PLA нь хурдан задрахын тулд үйлдвэрлэлийн бордооны температурыг шаарддаг бол PHA болон цардуул дээр суурилсан зарим хуванцар нь байгалийн хөрс эсвэл далайн нөхцөлд илүү хурдан задардаг. Тиймээс байгаль орчны жинхэнэ ашиг тус нь зохих полимер химийн сонголт болон хог хаягдлын менежментийн дэмжлэг үзүүлэх дэд бүтцийг бий болгохтой холбоотой юм.
Биологийн задралд ордог хуванцарыг нэвтрүүлснээр тогтвортой бүтээгдэхүүний дизайн, хариуцлагатай ашиглалтын хугацаа дуусах сонголтуудын шинэ боломжийг нээж өгч байгаа бөгөөд ялангуяа нарийн процессын хяналт, үр ашигтай түүхий эдийг ашиглах, мэдээлэлтэй материалын сонголттой хослуулсан тохиолдолд. Тэдгээрийг орчин үеийн үйлдвэрлэлд амжилттай нэгтгэх нь тэдгээрийн химийн найрлага, биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процессыг бүрэн ойлгохоос гадна үйлдвэрлэл, хэрэглээ, хаягдлын үе шатуудын туршид хариуцлагатай хяналтаас хамаарна.
Түүхий эд сонгох, бэлтгэх
Тогтвортой, сэргээгдэх түүхий эдийн сонголт нь биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процессын үндэс суурь юм. Энэхүү шалгуур нь хүлэмжийн хийн ялгарлыг багасгах, газар, усны хэрэглээг бууруулах, ашиглалтын хугацааны төгсгөлд биологийн задралыг үр дүнтэй болгохын тулд амьдралын мөчлөгийн нарийн үнэлгээ (LCA)-г шаарддаг. Орчин үеийн LCA нь тариалалт, хураалт, боловсруулалт, цаашдын урсгалын нөлөөллийг харгалзан үздэг бөгөөд хөдөө аж ахуйн үлдэгдэл, идэж болохгүй биомасс эсвэл органик хаягдал зэрэг материалын эх үүсвэр нь байгаль орчинд бодит давуу талыг олгодог болохыг баталгаажуулдаг.
Түүхий эд нь хүнсний хангамжтай өрсөлдөхөөс зайлсхийх ёстой. Свичвэйр, мискантус, ургацын хальс, хаягдал хоол хийх тос, эсвэл нэхмэлийн хаягдлаас гаргаж авсан целлюлоз зэрэг материалыг илүүд үздэг. Эдгээр нь зөвхөн эргэлтийн эдийн засгийн практикийг дэмжихээс гадна эрдэнэ шиш эсвэл чихрийн нишингэтэй харьцуулахад байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөл болон түүхий эдийн зардлыг эрс бууруулдаг. Үйлдвэрлэгчид мөн ургацын сонголт болон эрэлт нэмэгдэх нь ой модыг устгах, биологийн олон янз байдлын алдагдал зэрэг газрын хэрэглээний шууд бус өөрчлөлтөд хүргэдэггүй гэдгийг баталгаажуулах ёстой. Эх үүсвэрээс полимержилт хүртэлх баримтжуулалттай мөрдөх нь худалдан авагчид болон зохицуулагчдын хувьд хариуцлагатай хангамжийн сүлжээг хангах стандарт шаардлага болсон.
Биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэл нь нийгэм, эдийн засгийн тогтвортой байдлыг чухал сонголтын шалгуур болгон ашигладаг. Түүхий эдийг шударга ажиллах нөхцөл, орон нутгийн иргэдэд үзүүлэх ашиг тусын баталгаажсан нотолгоонуудаас авах ёстой. Зөвшөөрөл авахаас өмнө сайн дурын схем болон гуравдагч этгээдийн аудитыг ерөнхийдөө шаарддаг.
Хурдан нөхөн сэргэлт зайлшгүй шаардлагатай. Жил бүрийн ургац, хөдөө аж ахуйн дайвар бүтээгдэхүүн, замаг, өвс зэрэг хурдан нөхөн сэргээгддэг материалууд нь хурдан нөхөн сэргэлттэй, экосистемийн эвдрэлийн эрсдэл багатай тул улам бүр стандарт болж байна. Тэжээлийн материалыг мөн хамгийн бага аюултай химийн ул мөрөөр тариалж, боловсруулах шаардлагатай; пестицид болон удаан хугацааны органик бохирдуулагчийн хэрэглээг эрс хязгаарлаж, органик тариалалт, хортон шавьжтай тэмцэх нэгдсэн арга барил руу шилжих хандлага нэмэгдэж байна.
Хаягдал болон дайвар бүтээгдэхүүний урсгалыг эрэмбэлэх нь биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процессыг байгаль орчинд ээлтэй хуванцар үйлдвэрлэлийн өргөн хүрээтэй үйл явцтай уялдуулдаг. Үүнд үйлдвэрлэлийн дараах эсвэл хэрэглээний дараах дайвар бүтээгдэхүүнийг ашиглах, нөөцийн үр ашгийг дээшлүүлэх, эргэлтийн эдийн засгийг дэмжих зэрэг орно.
Сонголтын дараа мономерын олборлолт болон цэвэршилтийг оновчтой болгохын тулд урьдчилсан боловсруулалтын алхмууд чухал үүрэгтэй. Жишээлбэл, хөдөө аж ахуйн үлдэгдлийг гидролизоор исгэх боломжтой элсэн чихэр гаргахаас өмнө нунтаглах, хатаах, фракцлах шаардлагатай байдаг. Цардуул ихтэй ургац нь нарийн төвөгтэй нүүрс усыг задлахын тулд тээрэмдэх, ферментийн боловсруулалтад ордог. Целлюлозын түүхий эдийн хувьд химийн болон механик целлюлозын аргаар лигнинийг зайлуулж, боловсруулах чадварыг нэмэгдүүлдэг. Алхам бүр нь өндөр ургацтай био задралд ордог хуванцар синтезийн аргууд болон хуванцар полимержих процессуудад зайлшгүй шаардлагатай сүүн хүчил зэрэг ашиглах боломжтой мономеруудыг хамгийн их хэмжээгээр олборлоход чиглэгддэг.
Урьдчилан боловсруулсан түүхий эдийг найрлага, бохирдуулагчийн агууламж, чийгшлийн хувьд нарийн хянадаг. Энэ нь дараагийн химийн болон исгэх хувиргах үе шатуудад оролтын чанар, найдвартай ажиллагааг хангаж, процессын тогтвортой байдал, урвалын гарц, биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн нийт өргөтгөх чадварт шууд нөлөөлдөг. Тиймээс түүхий эдийн оновчлол нь зөвхөн байгаль орчны зайлшгүй шаардлага төдийгүй, цаашдын бүх процессын үе шатанд үр ашиг, бүтээмжийг хадгалахад чухал үүрэгтэй.
Хэвлэх ба хэлбэржүүлэх: Нийлмэлээс бэлэн бүтээгдэхүүн хүртэл
Биологийн задралд ордог хуванцар шахах хэв
Биологийн задралд ордог хуванцар шахах хэв нь хайлсан давирхайг - тухайлбал PLA, PHA, PBS - хэлбэржүүлсэн хөндийд нарийн хүргэхэд суурилдаг бөгөөд тэнд материал хөрч, эцсийн геометрийг авдаг. Энэ үйл явц нь биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процесст нарийн анхаарал хандуулахыг шаарддаг бөгөөд эдгээр материалын химийн болон дулааны мэдрэг чанараас шалтгаалан тодорхой шилдэг туршлагуудыг багтаасан байдаг.
Полилактик хүчил (PLA) хэвийг 160-200 °C температурт хадгалдаг боловч хамгийн сайн үр дүн нь 170-185 °C температурт гардаг. Эдгээр температураас хэтрэх нь гинжин хэлхээний зүсэлт, молекулын жингийн алдагдал, механик гүйцэтгэлийн бууралт зэрэг эрсдэлтэй. Хэвний температурыг ерөнхийдөө 25-60 °C хооронд хадгалдаг. 40-60 °C хүртэлх хэвний өндөр температур нь талстжилтыг нэмэгдүүлж, механик бат бөх чанарыг сайжруулдаг бол 25 °C-аас доош хурдан хөргөх нь дотоод стресс, талст үүсэхийг муутгадаг. Тарилгын даралт нь ихэвчлэн 60-120 МПа хооронд хэлбэлздэг бөгөөд энэ нь хэвийг дүүргэхээс гадна гялбаа гарахаас зайлсхийхэд хангалттай. PLA-ийн бага зуурамтгай чанар нь дунд зэргийн хурдыг зөвшөөрдөг бөгөөд полимерийг задалдаг өндөр зүсэлтийн эрсдэлээс зайлсхийдэг. Хамгийн чухал нь PLA-г 200 ppm чийгийн доор (80-100 °C-д 2-4 цаг) зөв хатаах ёстой. Илүүдэл усны агууламж нь гидролизийн задралыг өдөөж, хэврэг, бага гүйцэтгэлтэй эд анги үүсгэдэг.
PHB болон PHBV зэрэг PHA давирхайнууд нь хяналттай дулааны боловсруулалтад ижил төстэй хэрэгцээтэй байдаг. Тэдгээр нь 160-180 °C хооронд хамгийн сайн хэвэнд ордог. 200 °C-аас дээш температурт PHA нь хурдан задардаг. Боловсруулагчид 30-60 °C хооронд хэвний температурыг ашиглах ёстой. Тарилгын даралт нь ихэвчлэн 80-130 МПа хооронд хэлбэлздэг бөгөөд энэ нь сополимерын найрлага болон хольцоос хамаарна. PLA-тай адил PHA нь үлдэгдэл усанд маш мэдрэмтгий бөгөөд 500 ppm-ээс доош чийгийн түвшинд 60-80 °C-д хатаах шаардлагатай байдаг. Тарилгын удаан хурд нь зүслэгийн задралыг багасгаж, полимер гинжин хэлхээний бүрэн бүтэн байдлыг хадгалдаг.
PBS давирхай нь PLA эсвэл PHA-аас илүү дулааны бат бөх боловч 120-140 °C хооронд хайлуулах боловсруулалт шаарддаг. Илүү өндөр температурт (> 160 °C) боловсруулах нь матрицыг доройтуулж болзошгүй. 20-40 °C хэвний температур түгээмэл байдаг; илүү өндөр температур нь талсжихад тусалдаг бөгөөд хэвэнд цутгасан бүтээгдэхүүний хэмжээст тогтвортой байдлыг сайжруулдаг. Стандарт даралтын хүрээ нь 80-100 МПа юм. PBS нь PLA-аас өндөр анхны чийгийг тэсвэрлэх чадвартай боловч хэвэнд цутгахаас өмнө ойролцоогоор 80 °C-д агааржуулах шаардлагатай хэвээр байна.
Эдгээр бүх материалын өвөрмөц боловсруулалтын онцлог шинж чанарууд нь хадгалах хугацаа болон чийг шингээлтийн аль алинд нь мэдрэмтгий байдлыг багтаадаг. Өндөр температурт торх эсвэл хэвэнд удаан хугацаагаар байх нь задралыг хурдасгаж, өнгө алдах, хэврэгших, үнэр гарах зэрэг согог үүсгэдэг. Урьдчилан хатаах замаар чийгийн зохистой менежментийг биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэх үйл явцын алхам бүрт хийх нь чухал юм. Lonnmeter-ийн үйлдвэрлэсэн шугаман нягтрал хэмжигч болон шугаман зуурамтгай чанар хэмжигч зэрэг бодит цагийн хяналтын хэрэгслүүд нь температур эсвэл чийгийн хэлбэлзлээс үүдэлтэй хайлалтын шинж чанарын хазайлтыг илрүүлснээр материалын тогтвортой байдлыг хадгалахад тусалдаг.
Биологийн задралд ордог давирхайн нийтлэг хэвний согогуудад илүүдэл чийгнээс болж хагарах, хэврэг хугарал (хэт хаталт эсвэл хэт өндөр температураас болж), хоосон зай үүсэх эсвэл бүрэн дүүргэх (хэвний бага температур эсвэл бага даралтаас болж) орно. Хэрэв хагарал үүссэн бол илүү хатуу хатаах арга хэмжээ аваарай. Хэрэв хагарал эсвэл хэврэгшил үүссэн бол хайлах температурыг бууруулж, хадгалах хугацааг богиносго. Хоосон зай нь ихэвчлэн өндөр шахах даралт эсвэл хайлах температур бага зэрэг нэмэгдэхэд хариу үйлдэл үзүүлдэг.
Судалгаагаар хэвний температурыг оновчтой болгох нь PLA болон PBS-ийн механик болон гадаргуугийн шинж чанарыг сайжруулдаг бол хайлмал дахь үлдэх хугацааг багасгах нь PHA давирхайн молекул жинг чухал ач холбогдолтой гэж харуулж байна. Циклийн хугацаа, хатаах параметрүүд болон үйл явцын хяналт нь биологийн задралд ордог хуванцар эд ангиудыг согоггүй үйлдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг хэвээр байна.
Бусад хувиргах аргууд
Тарилгын хэвнээс гадна биологийн задралд ордог хуванцар эдлэл үйлдвэрлэх үе шатуудад хэд хэдэн арга чухал ач холбогдолтой бөгөөд тус бүр нь тодорхой гүйцэтгэл болон бордооны шаардлагад нийцүүлэн хийгдсэн байдаг.
Хайлсан полимерийг хэвээр шахаж, профайл, хоолой, хуудас хийх замаар шахмал нь хуванцарыг хэлбэржүүлдэг. Биологийн задралд ордог хуванцар процесст шахмал нь термоформацид зориулсан PLA хуудас эсвэл дараа нь ашиглах PBS үрэл үүсгэдэг. Чанарын гол түлхүүр нь жигд хайлалтын нягтрал бөгөөд Lonnmeter зэрэг бодит цагийн нягтрал хэмжигчээр хянагдаж, урсгал болон ханын зузааныг тогтвортой байлгах явдал юм.
Кино үлээх нь давирхайг дугуй хэлбэртэй хэвээр шахаж, бөмбөлөг болгон өргөсгөх замаар нимгэн биологийн задралд ордог хальс (уут эсвэл сав баглаа боодлын хувьд) үүсгэдэг. Энд температур болон урсгалын хурдыг хянах нь жигд зузаан, механик бүрэн бүтэн байдалд чухал ач холбогдолтой, ялангуяа биологийн задралд ордог давирхай нь чийг ба температурын хэлбэлзэлд ихэвчлэн мэдрэмтгий байдаг.
Термоформатжуулалт нь биологийн задралд ордог хуванцар (ихэвчлэн PLA) хуудсыг уян хатан болтол халааж, дараа нь хэвэнд шахаж, тавиур, аяга эсвэл тагны хэлбэрийг бий болгодог. Амжилттай боловсруулалт нь хуудасны жигд зузаан, оролтын хальсыг урьдчилан хатааж, дотор талын бөмбөлөг, сул толбо үүсэхээс сэргийлнэ.
Үлээгч хэв нь шил, сав гэх мэт хөндий объектуудыг үүсгэдэг. PBS зэрэг биологийн задралд ордог хуванцаруудын хувьд хайлалтын бат бэх болон парисон (урьдчилан хэлбэржүүлэх) температурыг сайтар хянах нь чухал юм, учир нь эдгээр материалууд үлээх үед унжилт болон жигд бус чиглэлд илүү мэдрэмтгий байж болно.
Хөрвүүлэх арга бүрийг давирхай болон хүссэн бүтээгдэхүүнтэй нь тохируулах ёстой. Хамгийн их бордоожуулах чадвар болон оновчтой гүйцэтгэлийн хувьд полимерийн дулааны, механик болон талсжих хэрэгцээг эцсийн хэсгийн геометр болон хэрэглээний нөхцөлтэй уялдуулах процессыг сонгоно уу. Шахмал, хуудас эсвэл лонх үйлдвэрлэх явцад нягтралын онлайн бодит цагийн хяналтыг ашиглах нь бүтээгдэхүүний тогтвортой байдлыг хангаж, хаягдлыг бууруулдаг.
Биологийн задралд ордог хуванцар шахах хэв, шахах, хальс үлээх, термоформаци хийх эсвэл үлээх хэвний аль нь ч байсан үйл явцыг бүтээгдэхүүнтэй зөв уялдуулах нь биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн техникүүд нь байгаль орчин болон чанарын хүлээлтийг хангаж байгааг баталгаажуулдаг. Арга бүр нь биополимерийн өвөрмөц мэдрэмжийг зохих ёсоор харгалзан үзэх ёстой бөгөөд биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процесст хяналт, хатаах, температурын хяналтыг оруулах ёстой.
Процессийн оновчлол: Полимерийн шинж чанарыг хянах, хянах
Биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процессын хатуу хяналт нь механик бат бөх чанар, био задрал, аюулгүй байдал зэрэг эцсийн полимер шинж чанарыг тодорхойлдог үндсэн зарчим юм. Полимержилт болон нэгдлийн оновчтой байдлыг хангах нь температур, даралт, урвалын хугацаа, бүх оролтын цэвэршилт зэрэг гол параметрүүдийг нарийн зохицуулах гэсэн үг юм.
Температурыг нарийн хянах шаардлагатай. Хазайлт нь полимерийн молекулын жин, талст чанар, гүйцэтгэлийг өөрчилж болно. Илүүдэл дулаан нь гинжин хэлхээний тасралт эсвэл мэдрэмтгий мономеруудыг задалж, улмаар сул эсвэл тогтворгүй биологийн задралд ордог хуванцар үүсгэдэг. Үүний эсрэгээр, хэт бага температур нь мономерын хувиралд саад учруулж, үр ашиггүй урт урвалын хугацаа шаардаж, бүрэн бус урвалд орох эрсдэлтэй.
Даралтын нөлөө нь пропилен полимержилттэй адил дэгдэмхий мономер эсвэл хийн фазын полимержилтийг ашигладаг процессуудад тод илэрдэг. Өндөр даралт нь урвалын хурд болон полимерийн молекулын жинг нэмэгдүүлдэг боловч хэт их даралт нь тоног төхөөрөмжийн эвдрэл, хүсээгүй урвалын эрсдэлийг нэмэгдүүлдэг. Поликонденсаци гэх мэт бусад процессуудад агаар мандлын даралтаас доогуур даралт нь дайвар бүтээгдэхүүнийг зайлуулж, урвалыг бүрэн гүйцэд болгоход тусалдаг.
Биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэх үйл явцын алхам бүр нь мономер, катализатор болон уусгагчийн үнэмлэхүй цэвэр байдлаас ихээхэн хамаардаг. Чийгийн ул мөр эсвэл металлын бохирдол ч гэсэн сөрөг урвалыг өдөөж, гинжин хэлхээг дутуу таслах эсвэл катализаторыг хордуулж болзошгүй. Аж үйлдвэрийн протоколд оролтыг нарийн цэвэрлэж, өндөр чанартай гарцыг хадгалахын тулд бүх процессын тоног төхөөрөмжийг нямбай цэвэрлэх зэрэг орно.
Зуурмагийн нягтрал нь ялангуяа био задралд ордог полимер давирхай үйлдвэрлэхэд түгээмэл хэрэглэгддэг пропилен полимержилтэд чухал параметр юм. Полимержилтийн зуурмагийн оновчтой нягтралыг хадгалах нь урвалын кинетик болон эцсийн дүнд материалын шинж чанарт шууд нөлөөлдөг.
Онлайн, бодит цагийн хэмжилтийн давуу тал ньпропилений нягтрал хэмжигчхоёр талтай. Нэгдүгээрт, операторууд тасралтгүй өгөгдлийн тусламжтайгаар бүтээгдэхүүний тогтвортой чанарыг хангаж чаднашингэн пропилений нягтралХоёрдугаарт, нягтралын хэлбэлзлийг нэн даруй илрүүлэх нь цаг тухайд нь залруулга хийх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь техникийн шаардлага хангаагүй эсвэл үрэлгэн багц үйлдвэрлэхээс сэргийлдэг. Ийм шууд процессын санал хүсэлт нь полимерийн жигд чанарыг хадгалах, ялангуяа өндөр хүчин чадалтай, тасралтгүй үйлдвэрлэлийн шугамд чухал үүрэгтэй.
Лоннметрээр үйлдвэрлэсэн нягтрал хэмжигчийг полимержих реактор эсвэл нэгдлийн экструдерт нэгтгэх нь үйл явцыг тасралтгүй оновчтой болгох хүчирхэг хэрэгсэл болдог. Үйлдвэрлэлийн үе шат бүрт нягтралын чиг хандлагыг хянах замаар үйлдвэрлэгчид үйл явцыг статистикийн хувьд шинжилж, илүү нарийвчлалтай үйл явцын дохиоллыг тохируулж, нарийн тохируулсан хяналтын стратегиудыг хэрэгжүүлж чадна. Энэ нь түүхий эдийн хаягдлыг бууруулж, бүтээмжийг хамгийн их байлгаж, байгаль орчинд ээлтэй хуванцар үйлдвэрлэлийн үйл явцын санаачилгын зорилгыг шууд дэмждэг.
Бодит цагийн пропилений нягтралыг хянах системүүд нь батлагдсан нөлөөтэй. Шингэн пропилений нягтралыг хатуу хянаж байх үед давирхайн нягтрал сайжирч, процессын алдаа хамгийн бага байдаг. Нягтрал хэмжигчээс шууд хариу ирүүлснээр процессын инженерүүд зорилтот түвшинг хэтрүүлэхээс зайлсхийж, хувьсах чанар болон эрчим хүч, түүхий эдийн илүүдэл хэрэглээг бууруулж чадна. Эдгээр хяналтын стратегиудыг орчин үеийн биологийн задралд ордог хуванцар синтез болон нэгдлийн шугамд хамгийн сайн туршлага гэж үздэг.
Ийм бодит цагийн багаж хэрэгслийг нэгтгэх нь биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэх алхмуудыг тасралтгүй сайжруулахад дэмжлэг үзүүлж, үйлдвэрлэлийн хэсгүүдэд механик, дулааны болон задралын давтагдах зан үйлийг бий болгодог. Биологийн задралд ордог полимерүүдийн зохицуулалт, аюулгүй байдал, зах зээлийн стандартууд байнга чангарч байгаа тул энэхүү нарийн хяналтын үндэс нь зайлшгүй шаардлагатай юм.
Биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийг аж үйлдвэржүүлэхэд тулгарч буй бэрхшээлүүд
Биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процессыг аж үйлдвэржүүлэх нь түүхий эдийн өртөг болон бэлэн байдлаас эхлээд үнэ цэнийн сүлжээний хэмжээнд саад бэрхшээлтэй тулгардаг. Биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн ихэнх техник нь эрдэнэ шиш, чихрийн нишингэ, кассава зэрэг хөдөө аж ахуйн түүхий эдээс хамаардаг. Тэдгээрийн үнэ нь түүхий эдийн зах зээлийн өөрчлөлт, урьдчилан таамаглах аргагүй цаг агаар, ургацын ургацын өөрчлөлт, хөдөө аж ахуй, био түлшний бодлогын өөрчлөлтөөс шалтгаалан хэлбэлзэлтэй байдаг. Эдгээр хүчин зүйлүүд нь био задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процессын эдийн засгийн тогтвортой байдлыг алдагдуулж, түүхий эд худалдан авахаас эхлээд полимержих, хэвэнд оруулах хүртэлх бүх алхамд нөлөөлдөг.
Хүнс, малын тэжээл, эрчим хүчний хэрэглээтэй холбоотой түүхий эдийн өрсөлдөөн нь түүхий эдийн хүртээмжийг улам хүндрүүлдэг. Ийм өрсөлдөөн нь хүнсний аюулгүй байдлын маргааныг өдөөж, үнийн тогтворгүй байдлыг нэмэгдүүлж, үйлдвэрлэгчдэд тогтвортой, боломжийн хангамжийг хангахад хүндрэл учруулдаг. Тодорхой ургац хомс бүс нутгуудад эдгээр бэрхшээлүүд улам бүр нэмэгдэж, байгаль орчинд ээлтэй хуванцар үйлдвэрлэлийн үйл явцын дэлхийн хэмжээнд цар хүрээг хязгаарладаг.
Хөрвүүлэлтийн үр ашиг нь бас нэгэн саад тотгор учруулж байна. Биомассыг мономер, эцэст нь биополимер болгон хувиргахад өндөр чанартай, бохирдуулагчгүй түүхий эд шаардлагатай. Аливаа өөрчлөлт нь гарцыг бууруулж, боловсруулалтын зардлыг нэмэгдүүлдэг. Исгэх, полимержүүлэх, хэвэнд оруулах зэрэг биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэх дэвшилтэт алхмууд ч эрчим хүч их шаарддаг бөгөөд оролтын чанарт мэдрэмтгий хэвээр байна. Хөдөө аж ахуйн хаягдал зэрэг хоёр дахь үеийн түүхий эд нь нарийн төвөгтэй урьдчилсан боловсруулалт, нийт хөрвүүлэлтийн түвшин бага зэрэг техникийн саад бэрхшээлтэй тулгардаг.
Ложистикийн бэрхшээлүүд нь нарийн төвөгтэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Түүхий эд цуглуулах, хадгалах, тээвэрлэх нь ялангуяа хүнсний бус биомассыг боловсруулахад өргөн хүрээтэй дэд бүтцээс хамаардаг. Ургац хураалтын улирлын чанартай байдал нь материалын өртөг огцом өсөх эсвэл хангамжийн тасалдалд хүргэж болзошгүй юм. Биомассыг боловсруулах, хатаах, урьдчилан боловсруулах нь тусгай дэд бүтцэд хөрөнгө оруулалт шаарддаг бөгөөд энэ нь томоохон хэмжээний био суурьтай полимер үйлдвэрлэлийн тасралтгүй урсгалд бэрхшээл учруулдаг стандарт бус, өндөр өртөгтэй процессуудад хүргэдэг.
Янз бүрийн хэрэглэгч болон хэрэглээний онцлог шаардлагыг хангах нь нэмэлт дарамт үүсгэдэг. Хэрэглээ нь суналтын бат бэх, задралын хурд, хэвний зан төлөв гэх мэт биологийн задралд ордог полимер үйлдвэрлэлийн процессын өөр өөр параметрүүдийг шаарддаг. Биологийн задрал эсвэл зардлын үр ашгийг золиослохгүйгээр эдгээрийг хангах нь хэцүү байдаг. Сав баглаа боодлын хэрэглэгчид хурдан задралыг нэн тэргүүнд тавьж болох бол автомашины хэрэглээ гэх мэт бусад нь бат бөх чанарыг шаарддаг. Биологийн задралд ордог хуванцар хэвний шинэ техник, процессын хувилбаруудыг эдгээр олон янзын гүйцэтгэлийн стандартад нарийн тохируулах шаардлагатай бөгөөд энэ нь ихэвчлэн нарийн төвөгтэй, дасан зохицох боломжтой процессууд болон бодит цагийн өмчийн хяналтыг шаарддаг.
Бүтээгдэхүүний гүйцэтгэл, био задрал, өргөтгөх чадварыг тэнцвэржүүлэх нь байнгын сорилт хэвээр байна. Жишээлбэл, талстжилтыг нэмэгдүүлэх нь бүтээгдэхүүний бат бөх чанарыг сайжруулж болох ч био задралын түвшинг бууруулж болзошгүй юм. Хуванцар полимержих эсвэл шахах хэвний үед гэх мэт боловсруулалтын нөхцлийг өөрчлөх нь эко гүйцэтгэл болон массын үйлдвэрлэлийн чадварыг хадгалахын тулд нягт нямбай удирдагдах ёстой. Lonnmeter-ийн пропилений нягтрал хэмжигч гэх мэт шугаман хэмжилтийн шийдлүүд нь пропилений нягтралын бодит цагийн хяналтыг хангаж, био задралд ордог хуванцар процессын пропилений полимержих зуурмагийн нягтралын үе шатанд нарийн хяналтыг бий болгож, бүтээгдэхүүний тогтвортой чанар, өргөтгөх боломжтой ажиллагааг дэмждэг.
Зохицуулалтын хүлээлт болон ил тод харилцаа холбоо нь биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн үйл явцад гол байр суурь эзэлж байна. Зохицуулалтын дагуу бордооны чанар, биологийн задралын хугацаа, түүхий эдийн тогтвортой байдлын талаар хатуу стандарт тогтоож болно. Бордооны, биологийн задралд ордог болон оксо задралд ордог хуванцарыг ялгах нь чухал бөгөөд учир нь бүтээгдэхүүний шошгыг буруу оруулсан эсвэл тодорхойгүй болгосон нь зохицуулалтын торгууль ногдуулж, хэрэглэгчдийн итгэлийг бууруулж болзошгүй юм. Үйлдвэрлэгчид тодорхой шошго, бүтээгдэхүүний цогц баримт бичигт хөрөнгө оруулалт хийж, нийцэл, байгаль орчинд ээлтэй тууштай итгэмжлэлийг харуулах ёстой.
Эдгээр давхаргат сорилтууд болох өртөг, хангамж, хөрвүүлэлтийн үр ашиг, ложистик, хэрэглээний уялдаа холбоо, бүтээгдэхүүний гүйцэтгэл, зохицуулалтын нийцэл зэрэг нь биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэх үйл явцыг өргөжүүлэх нарийн төвөгтэй байдлыг онцолж байна. Шингэн пропилен зэрэг түүхий эдийг сонгох, бодит цагийн хэмжилтээс эхлээд биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэх бүх үйл явцыг зохион бүтээх хүртэлх алхам бүр харилцан хамааралтай бөгөөд үнэ цэнийн сүлжээний туршид тасралтгүй оновчлол, ил тод байдлыг шаарддаг.
Хог хаягдлын менежмент, ашиглалтын хугацаа болон байгаль орчинд оруулсан хувь нэмэр
Биологийн задралд ордог хуванцарын задрал нь хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлс болон материалын шинж чанаруудын хослолоос хамаардаг. Температур нь гол үүрэг гүйцэтгэдэг; полилактик хүчил (PLA) зэрэг ихэнх био задралд ордог хуванцарууд нь зөвхөн үйлдвэрлэлийн бордооны температурт, ихэвчлэн 55°C-аас дээш температурт үр дүнтэй задардаг. Эдгээр өндөр температурт полимерүүд зөөлөрч, бичил биетний хүртээмжийг хөнгөвчилж, ферментийн гидролизийг сайжруулдаг. Үүний эсрэгээр, орчны эсвэл бага температурт - тухайлбал хогийн цэг эсвэл гэрийн бордооны машинд - задралын хурд огцом буурч, PLA зэрэг материалууд олон жилийн турш хадгалагдах боломжтой.
Чийгшил нь мөн адил чухал юм. Бордооны систем нь 40-60% чийгийг хадгалдаг бөгөөд энэ нь бичил биетний солилцоо болон полимер гинжин хэлхээний гидролитик задралыг дэмждэг. Ус нь ферментийн тээвэрлэлтийн орчин болон полимерийн задралын урвалж бодис болж үйлчилдэг, ялангуяа бордоо болдог гэж тэмдэглэгдсэн хуванцарт элбэг байдаг эфирийн хувьд. Хангалттай чийгшил нь бичил биетний бүх үйл ажиллагааг хязгаарладаг бол илүүдэл нь аэроб бордоог агааргүй нөхцөлд хувиргаж, үр дүнтэй задралд саад учруулж, метан үүсэх эрсдлийг нэмэгдүүлдэг.
Бичил биетний идэвхжил нь хуванцар полимерийг хоргүй эцсийн бүтээгдэхүүн болгон хувиргах үйл явцыг дэмждэг. Аж үйлдвэрийн бордоо үйлдвэрлэгчид агааржуулалт болон температурын хяналтаар оновчтой болгосон бактери, мөөгөнцрийн олон янзын бүлгэмдлийг бий болгодог. Эдгээр бичил биетүүд нь полимер бүтцийг сүүн хүчил эсвэл адипины хүчил гэх мэт жижиг молекулууд болгон задалдаг липаза, эстераз, деполимераза зэрэг олон төрлийн ферментийг ялгаруулдаг бөгөөд эдгээр нь дараа нь биомасс, ус, CO₂ болгон хувиргадаг. Бичил биетний консорциумын найрлага нь бордооны процесст өөрчлөгддөг: халуунд дуртай зүйлүүд зонхилох боловч овоолго хөрөх үед мезофил организмуудад зам тавьж өгдөг. Тодорхой хуванцарын молекулын бүтэц, талст чанар нь мөн гол үүрэг гүйцэтгэдэг; жишээлбэл, цардуул дээр суурилсан хольц нь өндөр талстлаг PLA-аас илүү хурдан био боломжтой болдог.
Биологийн задралд ордог хуванцар нь хуримтлалын оронд хяналттай задралд зориулагдсан хувилбаруудыг санал болгосноор хог хаягдлыг зайлуулахад хувь нэмэр оруулдаг. Хогийн цэгийн нөхцөлд хогийн цэгийн нөхцөлийг биологийн задралд оновчтой болгоогүй тохиолдолд тэдгээрийн ашиг тус хязгаарлагдмал байдаг - агааржуулалт болон дулааныг хайрлах үйл ажиллагаа дутмаг байдгаас практикт ховор тохиолддог. Гэсэн хэдий ч үйлдвэрлэлийн бордоо үйлдвэрлэгчдэд чиглүүлэх үед биологийн задралд ордог баталгаажсан хуванцарыг тогтвортой бордоо болгон хувиргаж, өөрөөр хаягдал цэгт илгээх эсвэл шатаах органик материалыг орлуулж болно. Бага температур, хязгаарлагдмал бичил биетний олон янз байдалаар тодорхойлогддог далайн орчин нь задралын хурдыг мэдэгдэхүйц удаашруулдаг тул биологийн задралд ордог хуванцарыг далайн хог хаягдлын шийдэл гэж үзэх ёсгүй, харин зохих зайлуулах арга зам байгаа тохиолдолд хэрэглэгчийн дараах хуримтлалаас урьдчилан сэргийлэх хэрэгсэл гэж үзэх хэрэгтэй.
Орчин үеийн хог хаягдлын менежмент нь биологийн задралд ордог хуванцарыг улам бүр нэмэгдүүлж байна. Аж үйлдвэрийн бордооны системүүд нь үр дүнтэй задралд шаардлагатай дулаанд дуртай, чийгээр баялаг орчинг бүрдүүлэх зорилготой юм. Эдгээр системүүд нь агааржуулалт, чийгшил, температурын зохицуулалтын олон улсын протоколыг дагаж мөрдөж, бордооны овоолгын нөхцөл байдлыг бодит цагийн хяналт гэх мэт аргуудаар хувьсагчдыг хянадаг. Жишээлбэл, лоннметрийн шугаман нягтралын хэмжүүр нь түүхий эдийн тогтвортой байдлыг хангах, материалын урсгалыг оновчтой болгох замаар үйл явцыг хянах чухал үүрэг гүйцэтгэдэг: тогтвортой нягтрал нь зөв холих, агааржуулахыг үнэлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь бордооны задралын түвшинд шууд нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд юм.
Бордоожуулалтад нэгтгэхийн тулд биологийн задралд ордог хуванцарыг зөв тодорхойлж, ангилах шаардлагатай. Ихэнх байгууламжууд тогтсон стандартын дагуу бордооны чадварын гэрчилгээ шаарддаг. Эдгээр шалгуурыг хангаж, үйл ажиллагааны протоколыг дагаж мөрдвөл бордоо үйлдвэрлэгчид биологийн задралд ордог хуванцарыг үр дүнтэй боловсруулж, нүүрстөрөгч болон шим тэжээлийг хөрсөнд буцааж өгч, улмаар байгальд ээлтэй хуванцар үйлдвэрлэлийн процессын органик гогцоог хааж чадна.
Эдгээр системээр дамжин өнгөрөх биологийн задралд ордог хуванцарын урсгал нь Лоннметерийн бодит цагийн нягтралын хэмжилт гэх мэт нарийн процессын өгөгдлөөр дэмжигддэг бөгөөд найдвартай задрал болон байгаль орчныг хамгаалах боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч байгаль орчинд үзүүлэх бүрэн хувь нэмэр нь зөвхөн биологийн задралд ордог хуванцарын бүтээгдэхүүний дизайн, үйлдвэрлэлийн процессоос гадна хэрэглэгчдийн зан байдал, орон нутгийн хог хаягдлын менежментийн дэд бүтцийн үр нөлөөнөөс хамаарна. Үр дүнтэй цуглуулах, тодорхойлох, бордоо болгохгүйгээр биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэх процессоос хөрсийг баяжуулах хүртэлх төлөвлөсөн мөчлөг тасалдаж, байгаль орчны ашиг тусыг бууруулж болзошгүй юм.
Бордооны гол параметрүүдийн задралын хурдад үзүүлэх нөлөөллийг дүрслэн харуулахын тулд дараах хүснэгтэд янз бүрийн нөхцөлд түгээмэл тохиолддог биологийн задралд ордог полимерүүдийн ойролцоо задралын хугацааг нэгтгэн харуулав.
| Полимер төрөл | Аж үйлдвэрийн бордоо (55–70°C) | Гэрийн бордоо (15–30°C) | Хогийн цэг/Усны (5–30°C) |
| ХАЧА | 3–6 сар | >2 жил | Тодорхойгүй |
| Цардуулын холимог | 1–3 сар | 6–12 сар | Илэрхий удааширсан |
| PBAT (Холимог) | 2–4 сар | >1 жил | Жилээс хэдэн арван жил хүртэл |
Энэхүү хүснэгт нь биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процессын туршид байгаль орчинд оновчтой хувь нэмэр оруулахын тулд бордооны орчныг зохих ёсоор зохицуулах, үйл явцын хяналтыг дэмжих хэрэгцээг онцолж байна.
Шийдлүүд: Тогтвортой, өндөр чанартай үйлдвэрлэлийн стратегиуд
Үр дүнтэй, тууштай, шаардлага хангасан биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэл нь нарийвчилсан Стандарт Үйл ажиллагааны Журам (SOP) болон тасралтгүй үйл явцын хяналт шалгалтад тулгуурладаг. Үйлдвэрийн менежерүүд болон инженерүүд биологийн задралд ордог хуванцарыг хэрхэн үйлдвэрлэх талаар тусгайлан авч үзсэн SOP-уудыг бий болгож, үе шат бүрт хатуу хяналт, баримтжуулалтыг онцлон тэмдэглэх хэрэгтэй. Үүнд түүхий эдийн хэрэглээ багтаж, биологийн гаралтай түүхий эдийн өвөрмөц чийгийн мэдрэмж, хувьсах чанарыг онцлон тэмдэглэнэ. Багц бүрийг хянах боломжийг хангах нь үйлдвэрүүдэд хазайлтын эх үүсвэрийг хурдан тодорхойлж, залруулах арга хэмжээ авах боломжийг олгодог.
Полимержих урвалыг удирдах нь биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процесст чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Полилактик хүчил (PLA)-ийн хувьд энэ нь ихэвчлэн дайвар бүтээгдэхүүн үүсэх, молекулын жингийн алдагдлыг багасгахын тулд цагираг нээх полимержих нөхцөл - катализаторын сонголт, температур, рН, хугацаа зэргийг хатуу хянах гэсэн үг юм. Полигидроксиалканоат (PHA) зэрэг исгэх замаар гаргаж авсан полимерүүдийн хувьд ургацын алдагдал, чанарын алдагдлаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд хатуу цэвэрлэгээний протокол, баталгаажсан ариутгалаар бохирдлыг арилгах нь чухал юм. Үйл ажиллагаа нь нэгдэл үүсгэх, шахах, биологийн задралд ордог хуванцар шахах хэвний үе шатуудаар дамжуулан баримтжуулсан стандартыг өргөжүүлэх ёстой. Температурын профайл, шурагны хурд, удаан хадгалах хугацаа, урьдчилан боловсруулах хатаах (ихэвчлэн 50-80°C-д 2-6 цаг) зэрэг процессын параметрүүдийг биополимерийн задралаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд нарийн чанд мөрдөх ёстой.
Тасралтгүй үйл ажиллагааны хяналт нь орчин үеийн, дахин үйлдвэрлэх боломжтой байгаль орчинд ээлтэй хуванцар үйлдвэрлэлийн процессын гол тулгуур болдог. Lonnmeter-ийн нийлүүлдэг шиг шугаман нягтрал хэмжигч болон онлайн вискозиметрийг ашиглах нь байгууламжуудад пропилений нягтрал, зутангийн концентраци, зуурамтгай чанарыг бодит цаг хугацаанд хянах боломжийг олгодог. Ийм шуурхай хариу үйлдэл нь процессыг шууд тохируулах боломжийг олгодог бөгөөд полимержих урвал яг тодорхой үзүүлэлтүүдийн хүрээнд хэвээр байхыг баталгаажуулдаг. Бодит цагийн пропилений нягтралын хяналт нь пропилений полимержих зутангийн нягтралын үе шатанд онцгой ач холбогдолтой бөгөөд тодорхойлолтоос гадуурх багцуудаас урьдчилан сэргийлж, дахин боловсруулалт болон материалын хаягдлыг бууруулдаг. Lonnmeter пропилений нягтрал хэмжигч зэрэг багаж хэрэгслээр хатуу хяналтыг хийснээр операторууд шингэн пропилений нягтрал нь өргөтгөл болон бүрэн хүчин чадлаар ажиллах явцад тогтвортой хэвээр байхыг баталгаажуулж чадна. Энэ нь зөвхөн процессын давтагдах чадварыг нэмэгдүүлээд зогсохгүй бүтээгдэхүүний стандарт болон зохицуулалтын шаардлагыг хангадаг.
Онлайн хяналтын өгөгдлийг ихэвчлэн процессын хяналтын график хэлбэрээр дүрслэн харуулдаг. Эдгээр нь зуурамтгай чанар, нягтрал зэрэг гол шинж чанаруудын минут тутамд өөрчлөлтийг харуулж, чиг хандлагын хазайлтын талаар шууд анхааруулга өгөх боломжтой (Зураг 1-ийг үзнэ үү). Шуурхай залруулах арга хэмжээ нь зорилтот үзүүлэлтээс гадуур материал үйлдвэрлэх эрсдэлийг бууруулж, биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процессын нийт гарцыг сайжруулдаг.
Зардлыг хязгаарлахын зэрэгцээ үйлдвэрлэлийг өргөжүүлэх нь биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэх үйл явцад мөнхийн бэрхшээл учруулдаг. Байгууламжууд нь мэргэжлийн түвшинд боловсруулсан өртгийн хяналтын хүрээг нэвтрүүлэх ёстой: бүх хяналтын тоног төхөөрөмжийн тогтмол тохируулга, засвар үйлчилгээний хуваарь, нийлүүлэгчийн найдвартай байдлыг баримтжуулсан их хэмжээний материалын эх үүсвэр, нэмэлт хольцын процедурын шалгалт (зарим нэмэлтүүд нь полимерийн задралд саад учруулж болзошгүй тул). Бүх чухал процедурын операторын цогц сургалт, үечилсэн гэрчилгээ нь ээлж болон бүтээгдэхүүний урсгалын туршид давтагдах чадварыг шууд дэмждэг. Стандартчилагдсан лавлах материал болон лаборатори хоорондын харьцуулалтыг ашиглах - тухайлбал механик туршилт эсвэл биологийн задралын үзүүлэлтүүд - нь нэг талбайн биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэх үйл явц нөгөөгийнхтэй тохирч байгаа гэдэгт итгэх итгэлийг нэмэгдүүлдэг.
Хамгийн дэвшилтэт үйлдвэрүүд нь олон улсын шилдэг туршлагыг ашигладаг - алхам бүрийг шалгасан SOP, хатуу гинжин хэлхээний хадгалалтын баримт бичиг, Статистикийн үйл явцын хяналтын арга зүй, хамгийн сүүлийн үеийн шинжлэх ухааны олдворуудыг нэгтгэсэн системчилсэн тоймууд. Энэхүү арга нь өндөр чанартай, хуулбарлах боломжтой, стандартад нийцсэн биологийн задралд ордог полимер үйлдвэрлэлийн процессыг ямар ч хэмжээнд хэрэгжүүлэх боломжийг олгодог. Шугаман тоолуур ашиглан хуванцар үйлдвэрлэлийн процессын туршид нягтралыг шууд тохируулах нь өртөг хэмнэлттэй байдал болон бүтээгдэхүүний дээд зэргийн жигд байдлыг баталгаажуулдаг.
Түгээмэл асуултууд (Түгээмэл асуултууд)
Биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлд хуванцар полимержих процесс гэж юу вэ?
Хуванцар полимержих процесс нь сүүн хүчил эсвэл пропилен зэрэг жижиг мономер нэгжүүдийг урт гинжин полимер молекулууд болгон холбодог химийн урвалуудыг хамардаг. Полилактик хүчил (PLA) зэрэг био задралд ордог хуванцаруудын хувьд лактидын цагираг нээх полимержилт нь салбарын стандарт бөгөөд цагаан тугалга (II) октоат зэрэг катализаторуудыг ашигладаг. Энэ процесс нь зорилтот физик шинж чанартай өндөр молекул жинтэй полимерүүдийг үүсгэдэг. Полимержих явцад тодорхойлогддог полимерийн бүтэц ба гинжин хэлхээний урт нь механик бат бэх ба био задралын хурдад шууд нөлөөлдөг. Пропилен дээр суурилсан системд Ziegler-Natta катализ нь пропилен мономеруудыг полипропилен гинж болгон хувиргадаг. Био задралд ордог хувилбаруудыг үйлдвэрлэхдээ судлаачид пропиленийг био задралд ордог комономеруудтай хамполимержүүлэх эсвэл хүрээлэн буй орчны задралын хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд полимерийн нурууг задралд ордог бүлгүүдтэй өөрчилж болно.
Биологийн задралд ордог хуванцарыг хэрхэн хийдэг вэ?
Биологийн задралд ордог хуванцарыг чихрийн нишингэ эсвэл эрдэнэ шиш зэрэг сэргээгдэх түүхий эдийг олж авах, тэдгээрийг сүүн хүчил зэрэг мономер болгон исгэх, PLA зэрэг полимер болгон полимержүүлэх замаар хийдэг. Үүссэн полимерүүдийг боловсруулалт болон гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд функциональ нэмэлтүүдтэй хослуулдаг. Эдгээр хольцыг эцсийн бүтээгдэхүүн болгохын тулд шахах хэв эсвэл шахах зэрэг хэлбэржүүлэх аргуудаар боловсруулдаг. Материалын бүрэн бүтэн байдал болон эцсийн хэрэглээний биологийн задралд тэсвэртэй байдлыг хангахын тулд процессын параметрүүдийг үе шат бүрт хатуу хянадаг. Үүний нэг жишээ бол ургамлын цардуулаас эхэлж, EN 13432 зэрэг стандартын дагуу баталгаажсан бордооны боодол хэлбэрээр төгсдөг PLA дээр суурилсан хүнсний сав баглаа боодол юм.
Биологийн задралд ордог хуванцар шахах хэвэнд оруулах гол анхаарах зүйлс юу вэ?
Биологийн задралд ордог хуванцарыг амжилттай шахаж хэвлүүлэх нь температурын нарийн менежментээс хамаардаг, учир нь хэт халалт нь эрт задралд хүргэж, бүтээгдэхүүний бат бөх чанарыг бууруулдаг. Биологийн задралд ордог полимерүүд нь чийглэг нөхцөлд гидролизд ордог тул молекулын жин болон физик шинж чанарт нөлөөлдөг тул чийгийг зөв хянах нь маш чухал юм. Дулааны удаан хугацааны нөлөөллөөс зайлсхийхийн зэрэгцээ бүрэн дүүргэлтийг хангахын тулд оновчтой мөчлөгийн хугацаа шаардлагатай. Биологийн задралд ордог давирхайн өвөрмөц урсгал болон хөргөлтийн шинж чанараас шалтгаалан хэвний загвар нь уламжлалт хуванцараас ялгаатай байж болно. Жишээлбэл, богино хугацаанд хадгалах хугацаа болон бага зүсэлтийн хурд нь полимерийн чанарыг хадгалж, хаягдлыг багасгадаг.
Биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процесст онлайн пропилений нягтралын хяналт хэрхэн тусалдаг вэ?
Lonnmeter-ийн шугаман пропилений нягтрал хэмжигч гэх мэт бодит цагийн хэмжилтийн системүүд нь полимержих реактор доторх пропилений нягтралын талаар шууд мэдээлэл өгдөг. Энэ нь полимержих процессыг зорилтот параметрүүдийн хүрээнд байлгахыг баталгаажуулж, операторуудад нөхцөл байдлыг хурдан тохируулах боломжийг олгодог. Тогтвортой пропилений нягтрал нь полимер гинжин хэлхээний тогтвортой өсөлт, молекулын зөв архитектурыг дэмжиж, материалын хувьсах чанарыг бууруулж, бүтээгдэхүүний нийт гарцыг нэмэгдүүлдэг. Энэ нь биологийн задралд ордог полипропилений хувилбаруудыг үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай бөгөөд процессын хяналт нь механик шинж чанар болон зорилтот задралд шууд нөлөөлдөг.
Пропилен полимержих процесст зутангийн нягтрал яагаад чухал вэ?
Пропилен зутангийн нягтрал - түдгэлзүүлсэн катализатор, мономер болон үүсгэгч полимерийн холимог - нь дулаан дамжуулалт, урвалын хурд болон катализаторын үр ашигт нөлөөлдөг. Зутангийн оновчтой нягтралыг хадгалах нь халуун цэгүүд үүсэхээс сэргийлж, реакторын бохирдол үүсэх эрсдлийг бууруулж, полимерийн жигд өсөлтийг хангадаг. Зутангийн нягтралын хэлбэлзэл нь материалын согог, эцсийн давирхайн механик гүйцэтгэл болон задралын профайлд өөрчлөлт оруулж болзошгүй. Тиймээс зутангийн нягтралыг хатуу хянах нь биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлд үйл явцын тогтвортой байдал, үйлдвэрлэлийн чанарыг тогтвортой байлгахад чухал үүрэгтэй.
Шингэн пропилений нягтралыг бодит цагийн хэмжилтэд ямар багаж ашигладаг вэ?
Lonnmeter-ийн үйлдвэрлэсэн шиг шугаман нягтрал хэмжигчийг үйлдвэрлэлийн шугамд шингэн пропилений нягтралыг шууд хянах зорилгоор ашигладаг. Эдгээр хэмжигч нь нарийн төвөгтэй процессын нөхцөлд ажиллаж, нягтралыг тасралтгүй хэмжиж, үйлдвэрийн шууд хяналтад зориулж өгөгдлийг дамжуулдаг. Нарийвчлалтай, бодит цагийн уншилт нь үйлдвэрлэлийн багт хазайлтыг хурдан илрүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд реакторын нөхцөлд идэвхтэй тохируулга хийхийг дэмждэг. Энэ нь полимержилтийн хяналтыг сайжруулж, багцын тогтвортой байдлыг сайжруулж, алдааг олж засварлах үр дүнтэй байдлыг бий болгодог бөгөөд энэ нь туршилтын төслүүд болон арилжааны хэмжээний биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлийн процессуудад чухал ач холбогдолтой юм.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 12-р сарын 18
