دانشنامه جامع کمپرس یخ12
فصل ۱۲
دانشنامه جامع کمپرس یخ و ژلپک
مواد اولیه و فرمولاسیون ژلپک؛ آب، پلیمرهای جاذب، ژلهای پلیمری و مواد سردکننده
مقدمه
در فصلهای گذشته با مفهوم ژلپک، کمپرس سرد، زنجیره سرد، عایقبندی و عوامل مؤثر بر مدت زمان حفظ سرمای بسته آشنا شدیم. اکنون به یکی از مهمترین بخشهای دانش فنی ژلپک میرسیم: مواد تشکیلدهنده و نحوه انتخاب فرمولاسیون مناسب.
ژلپک از نظر ظاهری ممکن است محصولی بسیار ساده به نظر برسد؛ یک کیسه انعطافپذیر که داخل آن مادهای ژلهای یا نیمهجامد قرار گرفته است. اما در واقع، عملکرد آن به ترکیبی از ویژگیهای شیمیایی، فیزیکی، حرارتی و مکانیکی وابسته است.
در یک ژلپک معمولی، معمولاً با سه بخش اصلی مواجه هستیم:
1. ماده سردکننده یا هسته داخلی
2. پوسته یا کیسه نگهدارنده
3. بستهبندی یا ساختار محافظ بیرونی
در فرمولاسیونهای مختلف ممکن است ماده داخلی شامل آب، پلیمرهای جاذب، نمکها، مواد افزایشدهنده ویسکوزیته، مواد پایدارکننده و سایر ترکیبات باشد.
اما یک نکته بسیار مهم وجود دارد:
> هر مادهای که آب را به ژل تبدیل کند، الزاماً یک ماده مناسب برای ژلپک نیست.
فرمولاسیون باید از نظر ظرفیت حرارتی، رفتار انجماد، ایمنی، پایداری، قیمت، نشتی، چرخههای انجماد و ذوب و سازگاری با بستهبندی بررسی شود.
—
۱۲-۱ ـ آب؛ سادهترین ماده پایه ژلپک
آب یکی از مهمترین مواد مورد استفاده در سیستمهای سرمایشی است.
دلیل اهمیت آب فقط فراوانی و قیمت پایین آن نیست؛ بلکه آب ظرفیت گرمایی بالایی دارد و تغییر فاز آب و یخ نیز با جذب مقدار قابل توجهی انرژی همراه است.
هنگامی که یخ ذوب میشود، انرژی گرمایی محیط را دریافت میکند.
این ویژگی باعث شده است آب و یخ همچنان یکی از پایههای اصلی بسیاری از سیستمهای سرمایشی باشند.
بنابراین از دیدگاه علمی، یک ژلپک لزوماً برای سرد کردن به یک ماده بسیار پیچیده نیاز ندارد.
گاهی یک سیستم ساده آب و بستهبندی مناسب میتواند عملکرد قابل قبولی داشته باشد.
—
۱۲-۲ ـ چرا آب را بهصورت ژل درمیآورند؟
اگر آب بهتنهایی داخل یک بسته قرار گیرد، در صورت سوراخ شدن یا پارگی، بهسرعت نشت میکند.
همچنین یخ آب شکل مشخص و سختی دارد و ممکن است برای برخی بستهبندیها انعطافپذیری کافی نداشته باشد.
تبدیل بخشی از آب به ساختار ژلهای میتواند ویژگیهای فیزیکی ماده را تغییر دهد.
هدف اصلی میتواند شامل:
کاهش جریان آزاد مایع
افزایش شکلپذیری
جلوگیری از حرکت شدید محتویات
امکان تماس بهتر با سطوح
و کنترل بهتر ماده داخل بسته
باشد.
—
۱۲-۳ ـ پلیمرهای جاذب آب
یکی از گروههای مهم مواد مورد استفاده در ساخت ژلها، پلیمرهای جاذب آب هستند.
این پلیمرها میتوانند مقدار قابل توجهی آب را در ساختار خود نگه دارند.
در حالت خشک، ممکن است بهصورت پودر یا ذرات کوچک باشند؛ اما پس از تماس با آب، متورم شده و به ساختاری ژلهای تبدیل میشوند.
این ویژگی در تولید ژلپک میتواند بسیار مفید باشد.
—
۱۲-۴ ـ سوپرجاذبها و ژلپک
سوپرجاذبها را میتوان بر اساس نوع ساختار و کاربرد به گروههای مختلف تقسیم کرد.
برخی از آنها بر پایه پلیمرهای سنتزی هستند و برخی منشأ طبیعی یا اصلاحشده دارند.
در بین پلیمرهای سنتزی، خانوادههایی مانند پلیآکریلاتها و پلیمرهای مشابه میتوانند توانایی بالایی در جذب آب داشته باشند.
اما مقدار جذب آب بالا بهتنهایی معیار کافی برای انتخاب ماده مناسب ژلپک نیست.
—
۱۲-۵ ـ تفاوت «جذب آب» با «ظرفیت سرمایشی»
این موضوع بسیار مهم است.
ممکن است یک پلیمر بتواند چندین برابر وزن خود آب جذب کند.
اما این مسئله بهمعنی آن نیست که همان مقدار پلیمر دارای ظرفیت سرمایشی بسیار بالا است.
زیرا بخش عمده انرژی سرمایشی در واقع مربوط به آب موجود در سیستم و رفتار حرارتی آن است.
پلیمر بیشتر نقش نگهدارنده، ژلکننده و اصلاحکننده ساختار را دارد.
بنابراین نباید در تبلیغات یا طراحی فنی گفته شود:
«هرچه قدرت جذب پلیمر بیشتر باشد، ژلپک سردتر میشود.»
این نتیجهگیری الزاماً درست نیست.
—
۱۲-۶ ـ نقش آب در ظرفیت سرمایشی ژلپک
اگر هدف اصلی، جذب گرما از محیط باشد، مقدار آب موجود در سیستم اهمیت زیادی دارد.
فرض کنیم دو ژلپک دارای وزن یکسان باشند:
ژلپک اول مقدار زیادی پلیمر و مقدار کمتری آب دارد.
ژلپک دوم مقدار کمتری پلیمر و مقدار بیشتری آب دارد.
صرفاً از روی وزن کل نمیتوان گفت کدامیک ظرفیت سرمایشی بیشتری دارد.
باید خواص حرارتی واقعی هر فرمولاسیون بررسی شود.
در بسیاری از موارد، افزایش بیش از حد پلیمر میتواند نسبت آب به جرم کل را کاهش دهد.
—
۱۲-۷ ـ پلیآکریلاتها
پلیآکریلاتها از جمله پلیمرهایی هستند که میتوانند مقدار زیادی آب را در ساختار خود نگه دارند.
یکی از شناختهشدهترین خانوادهها، پلیآکریلاتهای سدیم هستند.
این مواد در حوزههای مختلف از جمله محصولات جاذب آب کاربرد دارند.
در ژلپک، استفاده از چنین موادی باید با توجه به:
اندازه ذرات
ظرفیت جذب
سرعت جذب
میزان شبکهای شدن
مقدار ناخالصی
رفتار در دماهای مختلف
و سازگاری با پوسته
بررسی شود.
—
۱۲-۸ ـ چرا پلیمر شبکهای اهمیت دارد؟
پلیمرهای جاذب آب معمولاً ساختار شبکهای دارند.
این شبکه باعث میشود زنجیرههای پلیمری در آب متورم شوند اما بهطور کامل در آن حل نشوند.
به این ترتیب آب داخل ساختار ژل نگه داشته میشود.
اگر ساختار بهدرستی طراحی نشده باشد، ممکن است ماده:
بیش از حد شل شود
آب آزاد ایجاد کند
یا در طول زمان آب پس دهد.
برای یک ژلپک صنعتی، کنترل این رفتار اهمیت زیادی دارد.
—
۱۲-۹ ـ ژل خیلی سفت یا ژل خیلی نرم؟
از دیدگاه تولید، همیشه ژل بسیار سفت بهترین گزینه نیست.
ژل بسیار سفت ممکن است:
انعطافپذیری کمتری داشته باشد.
تماس سطحی نامناسبی ایجاد کند.
هنگام انجماد رفتار متفاوتی داشته باشد.
فشار بیشتری به بستهبندی وارد کند.
از طرف دیگر، ژل بسیار نرم نیز ممکن است:
شکل خود را حفظ نکند.
حرکت زیادی داخل بسته داشته باشد.
در صورت آسیب پوسته راحتتر پخش شود.
بنابراین باید یک نقطه تعادل مناسب پیدا شود.
—
۱۲-۱۰ ـ ویسکوزیته و ژلپک
ویسکوزیته نشاندهنده مقاومت یک ماده در برابر جریان است.
در فرمولاسیون ژلپک، ویسکوزیته میتواند بر:
پر کردن بسته
پمپاژ
حرکت ماده
شکلپذیری
نشتی
و رفتار هنگام ذوب
تأثیر بگذارد.
فرمولاسیونی که در دمای تولید بهراحتی پمپ میشود، ممکن است پس از سرد شدن رفتار متفاوتی داشته باشد.
بنابراین ویسکوزیته باید در دماهای مختلف بررسی شود.
—
۱۲-۱۱ ـ مواد افزایشدهنده ویسکوزیته
علاوه بر پلیمرهای جاذب، مواد دیگری نیز میتوانند برای افزایش ویسکوزیته یا ایجاد ساختار ژلهای مورد استفاده قرار گیرند.
انتخاب این مواد به کاربرد بستگی دارد.
یک ماده ممکن است از نظر ایجاد ژل بسیار مناسب باشد، اما از نظر:
قیمت
پایداری
سازگاری با انجماد
ایمنی
یا تولید صنعتی
مناسب نباشد.
بنابراین فرمولاسیون باید بر اساس مجموعهای از معیارها انتخاب شود.
—
۱۲-۱۲ ـ مواد نمکی
برخی فرمولاسیونهای سردکننده از نمکها یا ترکیبات محلول در آب استفاده میکنند.
حل شدن یک ماده در آب میتواند خواص فیزیکی و دمای انجماد محلول را تغییر دهد.
این پدیده در طراحی برخی بستههای سردکننده اهمیت دارد.
اما استفاده از نمک صرفاً برای پایین آوردن دمای انجماد، بدون بررسی سایر ویژگیها، کافی نیست.
زیرا تغییر نقطه انجماد، ظرفیت سرمایشی، خوردگی، سازگاری با پوسته و ایمنی را نیز باید در نظر گرفت.
—
۱۲-۱۳ ـ کاهش نقطه انجماد
وقتی مادهای در آب حل میشود، در بسیاری از موارد نقطه انجماد محلول نسبت به آب خالص کاهش مییابد.
این پدیده در برخی سیستمهای سردکننده مورد استفاده قرار میگیرد.
اما باید بین دو مفهوم تفاوت گذاشت:
دمای پایینتر
و
ظرفیت جذب گرمای بیشتر
این دو الزاماً یک مفهوم نیستند.
ممکن است یک فرمولاسیون بتواند دمای بسیار پایینی ایجاد کند، اما از نظر مقدار انرژی قابل جذب برای یک کاربرد مشخص، الزاماً بهترین گزینه نباشد.
—
۱۲-۱۴ ـ دمای انتقال فاز
یکی از مهمترین ویژگیهای مواد سردکننده، دمایی است که در آن تغییر فاز اصلی رخ میدهد.
برای مثال:
جامد → مایع
مایع → جامد
اگر ماده برای یک کاربرد خاص طراحی شود، انتخاب دمای انتقال فاز مناسب اهمیت زیادی پیدا میکند.
هدف این نیست که ماده سردکننده همیشه در پایینترین دمای ممکن باشد.
هدف این است که در محدوده دمایی مورد نیاز محصول، رفتار حرارتی مطلوبی داشته باشد.
—
۱۲-۱۵ ـ ژلپک با نقطه انتقال فاز نزدیک صفر
فرمولاسیونهایی که رفتار حرارتی آنها در محدوده نزدیک به صفر درجه قرار دارد، میتوانند برای کاربردهایی که نیاز به سرمایش نزدیک به دمای یخچالی دارند مورد بررسی قرار گیرند.
اما انتخاب نهایی باید با آزمون انجام شود.
زیرا دمای واقعی عملکرد تحت تأثیر:
غلظت مواد
فشار
بستهبندی
جرم
و شرایط محیطی
قرار میگیرد.
—
۱۲-۱۶ ـ ژلپک زیر صفر
برای برخی کاربردها ممکن است نیاز باشد ماده سردکننده در دمای زیر صفر عملکرد خود را حفظ کند.
در این شرایط، نوع فرمولاسیون بسیار مهمتر میشود.
باید بررسی شود که:
آیا ماده کاملاً منجمد میشود؟
آیا بخشی از آب آزاد باقی میماند؟
آیا انبساط حجمی ایجاد میشود؟
آیا پوسته مقاومت کافی دارد؟
آیا ژل پس از چند چرخه عملکرد خود را حفظ میکند؟
—
۱۲-۱۷ ـ انجماد کامل همیشه مطلوب نیست
ممکن است تصور شود هرچه ژلپک بیشتر منجمد شود، بهتر است.
اما برای برخی کاربردها، انجماد کامل میتواند باعث شود ژلپک بیش از حد سخت شود.
این موضوع میتواند:
تماس آن با محصول را کاهش دهد.
فشار مکانیکی ایجاد کند.
شکل بستهبندی را تغییر دهد.
و در برخی موارد خطر آسیب به بسته را افزایش دهد.
بنابراین حالت فیزیکی مناسب باید براساس کاربرد تعیین شود.
—
۱۲-۱۸ ـ انجماد و انبساط آب
آب هنگام تبدیل شدن به یخ افزایش حجم قابل توجهی دارد.
این ویژگی در طراحی ژلپک اهمیت زیادی دارد.
اگر فضای کافی برای این تغییر حجم وجود نداشته باشد، فشار داخلی میتواند افزایش یابد.
بنابراین تولیدکننده باید هنگام تعیین میزان پرشدگی، رفتار ماده هنگام انجماد را در نظر بگیرد.
—
۱۲-۱۹ ـ چرخه انجماد و ذوب
یک ژلپک چندبارمصرف ممکن است بارها منجمد و ذوب شود.
در هر چرخه، ممکن است اتفاقاتی مانند:
تغییر حجم
تغییر ساختار ژل
مهاجرت آب
تغییر شکل پوسته
یا تغییر خواص مکانیکی
رخ دهد.
به همین دلیل، تعداد چرخه قابل تحمل باید با آزمایش مشخص شود.
—
۱۲-۲۰ ـ آزمون چرخهای ژلپک
یک روش آزمایشگاهی ساده میتواند به این صورت باشد:
1. نمونه در دمای تعیینشده قرار گیرد.
2. کاملاً یا تا شرایط مشخص منجمد شود.
3. سپس به دمای محیط برسد.
4. دوباره سرد شود.
5. این چرخه چندین بار تکرار شود.
6. پس از هر چرخه، وزن، ظاهر، نشتی و رفتار ژل بررسی شود.
در صورت نیاز، ظرفیت سرمایشی نیز در چرخههای مختلف اندازهگیری شود.
—
۱۲-۲۱ ـ نقش اندازه ذرات پلیمر
در پلیمرهای جاذب، اندازه ذرات میتواند بر سرعت جذب آب تأثیر بگذارد.
ذرات کوچکتر معمولاً سطح تماس بیشتری نسبت به جرم مشخص دارند و ممکن است سریعتر آب جذب کنند.
اما این موضوع به ساختار پلیمر و سایر ویژگیها نیز وابسته است.
در تولید صنعتی باید بین:
سرعت جذب
ظرفیت جذب
سهولت اختلاط
هزینه
و یکنواختی محصول
تعادل برقرار شود.
—
۱۲-۲۲ ـ سرعت جذب آب
برای تولید ژلپک، فقط میزان نهایی جذب آب مهم نیست.
سرعت رسیدن به حالت ژلهای نیز اهمیت دارد.
اگر پلیمر خیلی دیر آب را جذب کند، فرآیند تولید طولانی میشود.
اگر خیلی سریع ژل شود، ممکن است:
اختلاط دشوار شود.
خطوط تولید دچار مشکل شوند.
داخل بسته بهصورت یکنواخت پر نشود.
بنابراین سرعت جذب باید با فرآیند تولید هماهنگ باشد.
—
۱۲-۲۳ ـ کیفیت آب مورد استفاده
کیفیت آب نیز میتواند بر رفتار پلیمرهای جاذب اثر بگذارد.
آب خالص، آب شهری و آب دارای املاح زیاد ممکن است رفتار یکسانی ایجاد نکنند.
یونهای موجود در آب میتوانند توانایی جذب برخی پلیمرهای جاذب را کاهش دهند.
به همین دلیل، هنگام طراحی فرمولاسیون بهتر است مشخص شود:
فرمولاسیون با چه کیفیت آبی ساخته میشود؟
—
۱۲-۲۴ ـ اثر نمک بر پلیمرهای جاذب
یکی از ویژگیهای مهم بسیاری از پلیمرهای جاذب این است که در حضور محلولهای نمکی، میزان تورم آنها نسبت به آب خالص کاهش مییابد.
علت آن به برهمکنش یونها با شبکه پلیمری مربوط میشود.
بنابراین اگر هدف ساخت ژلپک با آب حاوی مواد محلول باشد، باید ظرفیت واقعی جذب در همان محیط اندازهگیری شود.
عدد جذب در آب مقطر را نمیتوان بدون بررسی به تمام شرایط تعمیم داد.
—
۱۲-۲۵ ـ آیا آب مقطر همیشه بهترین گزینه است؟
از نظر کنترل فرمولاسیون آزمایشگاهی، آب با ترکیب مشخص میتواند مزیت داشته باشد.
اما در تولید صنعتی، انتخاب آب باید بر اساس:
هزینه
کیفیت
پایداری
مواد موجود
و مشخصات محصول نهایی
انجام شود.
گاهی استفاده از آب تصفیهشده برای کنترل یکنواختی محصول مناسبتر است.
—
۱۲-۲۶ ـ مواد نگهدارنده و کنترل رشد میکروبی
سیستمهای حاوی آب ممکن است در شرایط مناسب برای رشد میکروارگانیسمها قرار گیرند.
بنابراین در برخی فرمولاسیونهای ژلپک باید موضوع پایداری میکروبی بررسی شود.
اما استفاده از هر ماده نگهدارندهای مجاز یا مناسب نیست.
انتخاب نگهدارنده باید بر اساس:
کاربرد نهایی
قوانین مربوط به محصول
سازگاری با پلیمر
دما
pH
و ایمنی
انجام شود.
—
۱۲-۲۷ ـ pH فرمولاسیون
pH میتواند بر پایداری برخی پلیمرها و مواد افزودنی اثر بگذارد.
بنابراین در طراحی فرمولاسیون بهتر است pH اندازهگیری و کنترل شود.
تغییر pH در طول زمان نیز میتواند نشانهای از تغییرات شیمیایی یا آلودگی باشد.
—
۱۲-۲۸ ـ آب آزاد در ژلپک
یک ژلپک مناسب نباید الزاماً به این معنی باشد که هیچ آب آزادی در آن وجود ندارد.
مقدار مشخصی آب آزاد ممکن است در بعضی فرمولاسیونها طبیعی باشد.
اما اگر آب آزاد بیش از حد باشد:
احتمال نشت افزایش مییابد.
ژل ساختار خود را از دست میدهد.
ماده داخل بسته جابهجا میشود.
و رفتار حرارتی ممکن است تغییر کند.
—
۱۲-۲۹ ـ ژلپک و ماده ضدنشت
هدف اصلی استفاده از پلیمر جاذب در بسیاری از فرمولاسیونها میتواند کاهش حرکت آب آزاد باشد.
در صورت سوراخ شدن پوسته، یک ژل متورمشده ممکن است نسبت به آب آزاد، حرکت کمتری داشته باشد.
اما این به معنی «ضدنشت بودن کامل» نیست.
اگر پوسته بهشدت آسیب ببیند، ممکن است بخشی از ماده داخلی خارج شود.
بنابراین ایمنی واقعی همچنان به کیفیت پوسته وابسته است.
—
۱۲-۳۰ ـ آیا میتوان از سوپرجاذب کشاورزی در ژلپک استفاده کرد؟
از نظر فنی ممکن است برخی پلیمرهای جاذب کشاورزی بتوانند آب را جذب کنند، اما صرفاً جاذب بودن برای استفاده در ژلپک کافی نیست.
برای استفاده صنعتی باید مواردی مانند:
خلوص
اندازه ذرات
نوع شبکهای شدن
مواد باقیمانده از فرآیند تولید
رفتار حرارتی
پایداری
ایمنی
بو
رنگ
و سازگاری با کاربرد نهایی
بررسی شود.
بنابراین نمیتوان هر سوپرجاذب کشاورزی را بدون آزمایش و بررسی مشخصات، بهعنوان ماده مناسب ژلپک معرفی کرد.
—
۱۲-۳۱ ـ فرمولاسیون ساده آزمایشگاهی
برای تحقیق اولیه میتوان یک نمونه ساده بر پایه آب و پلیمر جاذب تهیه کرد.
هدف چنین نمونهای در مرحله اول، بررسی رفتار فیزیکی است، نه تأیید نهایی برای کاربرد تجاری.
برای مثال میتوان چند نمونه با درصدهای مختلف پلیمر تهیه و موارد زیر را مقایسه کرد:
سرعت جذب
ظاهر ژل
میزان آب آزاد
انعطافپذیری
تغییر حجم
رفتار پس از سرد شدن
رفتار پس از ذوب.
پس از آن میتوان نمونههای مناسبتر را برای آزمون حرارتی انتخاب کرد.
—
۱۲-۳۲ ـ چرا باید چند فرمولاسیون آزمایش شود؟
ممکن است یک فرمول در ظاهر بسیار خوب باشد اما ظرفیت سرمایشی مناسبی نداشته باشد.
فرمول دیگری ممکن است از نظر سرمایش مناسب باشد ولی بیش از حد روان باشد.
فرمول سوم ممکن است از نظر هر دو ویژگی مناسب باشد ولی قیمت تمامشده بالایی داشته باشد.
بنابراین توسعه محصول معمولاً با یک فرمول نهایی شروع نمیشود.
بلکه با مجموعهای از نمونههای آزمایشی آغاز میشود.
—
۱۲-۳۳ ـ طراحی آزمایش مقایسهای
برای مقایسه چند فرمول میتوان جدولی تهیه کرد:
نمونه درصد پلیمر آب حالت ژل آب آزاد رفتار انجماد ظرفیت سرمایشی
A کم زیاد نرم بیشتر قابل بررسی باید اندازهگیری شود
B متوسط متوسط متوسط کمتر قابل بررسی باید اندازهگیری شود
C زیاد کم سفت بسیار کم قابل بررسی باید اندازهگیری شود
این جدول تنها یک چارچوب آزمایشی است و اعداد واقعی باید با آزمون تعیین شوند.
—
۱۲-۳۴ ـ بهترین فرمول لزوماً ارزانترین نیست
در تولید تجاری، قیمت بسیار مهم است، اما محصول باید حداقل عملکرد مورد نیاز را نیز داشته باشد.
اگر کاهش قیمت باعث شود:
ظرفیت سرمایشی کاهش یابد.
نشتی افزایش پیدا کند.
عمر محصول کاهش یابد.
یا زمان نگهداری سرمای کافی نباشد،
در نهایت هزینه واقعی میتواند بیشتر شود.
بنابراین بهتر است هزینه بر اساس هزینه هر واحد عملکرد بررسی شود، نه فقط قیمت هر کیلوگرم مواد اولیه.
—
۱۲-۳۵ ـ ژلپک حرفهای چه فرمولی دارد؟
هیچ فرمول واحدی را نمیتوان برای همه کاربردها «بهترین فرمول» نامید.
فرمول مناسب برای:
کمپرس خانگی
حمل مواد غذایی
حمل نمونه آزمایشگاهی
حمل دارویی
حمل مواد شیمیایی
بستهبندی فروشگاهی
ممکن است کاملاً متفاوت باشد.
هدف باید این باشد که فرمولاسیون بر اساس کاربرد نهایی طراحی شود.
—
۱۲-۳۶ ـ فرمولاسیون اختصاصی برای پادنار
اگر هدف، توسعه یک محصول صنعتی ژلپک برای تولید و فروش باشد، بهتر است بهجای شروع با یک فرمول قطعی، پروژه به چند مرحله تقسیم شود:
مرحله اول
انتخاب چند نوع پلیمر جاذب مناسب.
مرحله دوم
ساخت نمونههای آزمایشی با درصدهای مختلف آب و پلیمر.
مرحله سوم
بررسی ویسکوزیته و شکلپذیری.
مرحله چهارم
بررسی انجماد و ذوب.
مرحله پنجم
اندازهگیری ظرفیت سرمایشی.
مرحله ششم
انتخاب پوسته مناسب.
مرحله هفتم
آزمون نشتی و دوام.
مرحله هشتم
آزمون بسته کامل در شرایط واقعی.
این روش نسبت به انتخاب یک فرمول بر اساس حدس، قابل اعتمادتر است.
—
۱۲-۳۷ ـ معیار نهایی انتخاب فرمول
فرمولاسیون نهایی باید بر اساس چند شاخص همزمان انتخاب شود:
ظرفیت سرمایشی
مدت حفظ دما
قیمت
وزن
ایمنی
پایداری
مقاومت در برابر انجماد و ذوب
مقاومت بستهبندی
قابلیت تولید انبوه
سهولت پر کردن
و سازگاری با کاربرد نهایی.
—
۱۲-۳۸ ـ جمعبندی فصل دوازدهم
ژلپک از نظر علمی محصولی ساده اما از نظر طراحی، یک سیستم چندعاملی است.
آب معمولاً مهمترین بخش ظرفیت حرارتی است و پلیمر میتواند نقش مهمی در تبدیل آب آزاد به ساختار ژلهای و کنترل رفتار فیزیکی آن داشته باشد.
در کنار این دو، مواد دیگری مانند تنظیمکنندههای ویسکوزیته یا برخی ترکیبات اصلاحکننده خواص نیز ممکن است در فرمولاسیون مورد استفاده قرار گیرند.
اما مهمترین اصل این است:
> توانایی جذب آب یک پلیمر، بهتنهایی معیار کافی برای انتخاب آن بهعنوان ماده ژلپک نیست.
برای تولید یک ژلپک صنعتی باید عملکرد واقعی آن در شرایط مورد نظر آزمایش شود.
در فصل بعدی میتوان وارد بخش کاربردیتر شد و روش طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی ژلپک، ترتیب اختلاط مواد، کنترل یکنواختی ژل، پر کردن کیسه، آببندی، آزمون نشتی و آزمون انجماد و ذوب را بهصورت مرحلهبهمرحله بررسی کرد.
۰ دیدگاه