Maszyny specjalistyczne w produkcji butelek

Na linii produkcji butelek masa szklana z wanny szklarskiej wypływa przez specjalne kanały (zasilacze). Stąd, po wcześniejszym rozdzieleniu na porcje (krople), jest podawana do automatów do formowania opakowań. Są to maszyny specjalistyczne, których działanie jest wzorowane na pracy hutników wydmuchujących szklane przedmioty. W zależności od typu butelek, a tym samym grubości ich ścian i rozmiaru otworów, stosuje się różne techniki produkcji. Na przykład butelki o grubych ściankach i wąskich otworach wytwarza się metodą blow and blow.

Jest to proces dwuetapowy. W pierwszej kolejności w porcji szkła wyrabia się otwór i wydmuchuje z niego bańkę. Potem przekłada się ją do formy w kształcie wyrobu gotowego i znów wydmuchuje, tym razem właściwy kształt.

Butelki z cienkimi ściankami, wykonywane metodą press and blow, także produkuje się w dwóch krokach. Najpierw bańkę wyrabia się przez sprasowanie środka masy szklanej za pomocą tłoka. Wtedy wykonuje się także wylot butelki. W drugim kroku bańkę przenosi się do formy końcowej i wydmuchuje gotowy wyrób. Gdy butelka uzyska ostateczny kształt, jest schładzana do temperatury poniżej temperatury deformacji. Następnym krokiem jest odprężanie, polegające na powolnym studzeniu szkła w celu relaksacji naprężeń termicznych. Dalsze etapy obróbki zależą od specyfiki produktu – butelki znakuje się albo zdobi.

Pomiary i sterowanie w produkcji szkła

Kluczową zmienną procesową w produkcji szkła jest temperatura. Mierzy się ją w kilku miejscach pieca szklarskiego, m.in.: w sklepieniu wanny, na dnie wanny, w zasilaczach. Temperatura sklepienia pieca musi być kontrolowana z kilku powodów. Utrzymanie tej właściwej ma na przykład wpływ na żywotność pieca, jego przegrzanie przyspiesza bowiem erozję ogniotrwałej wykładziny. Za niska temperatura z kolei wpływa na efektywność topienia surowców oraz zużycia paliwa. Analogiczne przesłanki skłaniają do pomiaru tej wielkości w dnie wanny. W kontroli temperatury w sklepieniach oraz na dnach części pieców szklarskich wykorzystuje się zwykle termopary. Czujniki te są także używane do kontroli temperatury masy szklanej w zasilaczach. Ponadto w tym celu korzysta się z pirometrów.

W piecach szklarskich mierzy się też takie wielkości jak: ciśnienie, poziom i przepływ. Ciśnienie i przepływ należy kontrolować na przykład w przypadku paliwa (gazu) i powietrza. Ciśnienie mierzy się także w przestrzeni ogniowej pieca i w kanałach spalinowych. Dzięki temu można przykładowo sprawdzić szczelność pieca. Ważną wielkością jest oprócz tego poziom masy szklanej.

Na podstawie wyników pomiarów kontroluje się elementy wykonawcze. Na przykład zaworami, które dozują paliwo i powietrze do palników, steruje się w oparciu o odczyty temperatury, z kolei automatami, które ładują surowce do wanny – na podstawie zmian w poziomie stopionej masy szklanej. W związku z tym, że w procesie wytopu szkła występuje wiele zaburzeń, na przykład waha się temperatura powietrza do spalania, zmienia się skład surowców oraz właściwości paliwa (kaloryczność), w sterowaniu piecami szklarskimi stosuje się m.in. algorytmy adaptacyjne. W kontroli pracy tych obiektów znajduje również zastosowanie logika rozmyta.