خانه / دانستی ها / ساخت و توليد مواد، روشهاي كلي

ساخت و توليد مواد، روشهاي كلي

ساخت و توليد مواد، روشهاي كلي

در اين مقاله راجع به روشهاي كلي توليد “مواد” صحبت مي شود.

ابتدا فهرست كوتاهي از موادي كه موضوع مورد بحث اين مقاله هستند، ارائه مي دهيم:

مواد شيميايي ـ شامپوها ـ كرم هاي بهداشتي ـ مواد تميز كننده ـ جوهر ها ـ جوهر هاي خاص ـ خميرها ـ پودرهاي كودك ـ برف شادي و پودرهاي غذايي و …..

بطور كلي ساخت مواد به دو روش عمده صورت مي گيرد:

1ـ سنتز

2ـ فرموله كردن

يك مثال ساده از ساخت به روش سنتز و به روش فرمولاسيون ، به شرح زير است:

شما مي توانيد آب را از تركيب كردن گاز هيدروژن و گاز اكسيژن بسازيد. اين كار يك سنتز است و نياز به دانش در زمينه علم شيمي و مهارت دارد.

اما شما مي توانيد با استفاده از آب انواع شربتها را بسازيد، اين كار فرمولاسيون است كه نياز به دانش در زمينه علم شيمي ندارد، مهارت بالا نياز ندارد، تنوع زيادي دارد (انواع شربتها) كه ميتوان آنها را با يك سري ابزار ساده (ظروف، هم زن و …..) ساخت.

بايد گفت منظور از سنتز، ساخت مواد (معمولا به طور خالص) با استفاده از مواد اوليه در ظروف شيشه اي آزمايشگاهي و يا در ظروف فلزي صنعتي است.

در حالي كه در فرموله كردن ، از مواد ساخته شده توسط يك سنتز كننده استفاده شده و آنها با نسبتهاي مشخص با يكديگر مخلوط مي شوند تا محصول نهايي ساخته شود، بنابراين محصول عمل يك “فرمولر” (شركت يا كسي كه فرموله مي كند) ، معمولا يك مخلوط (ماده نا خالص ) است،

عموما عمل سنتز نيازمند دانش عميق در علم شيمي است. براي انجام عمل سنتز، براي ساخت يك ماده، لازمست به كتابها و مدارك موجود مراجعه كرد و با انجام آزمايشهاي گوناگون و مكرر به نتيجه رسيد. البته سنتز مواد شناخته شده و قديمي، كاملا روشن بوده و با تمام جزئيات در كتابها و مجلات مكتوب هستند.

عمليات سنتز شامل كارهايي مانند گرم كردن، سرد كردن، مخلوط كردن، هم زدن، انواع روشهاي جداسازي، اعمال خلا برمواد،‌اعمال فشار بر مواد و … است.

چنانچه محصول توليدي قيمت بسيار بالايي داشته باشد، شايد حتي بتوان محصول را در آزمايشگاه با لوازم شيشه (و به ميزان كم) توليد كرد و به فروش رسانيد. ولي اغلب سنتز نيازمند لوازم بزرگتر معمولا از جنس فولاد در فضاي بزرگتر است.

انجام عمليات سنتز معمولا نياز به پرسنل آزموده، كارگران ماهر، آزمايشگاههاي كنترل محصول و….دارد.

چون عمل سنتز عموما نياز به سرمايه گذاري اوليه بالايي دارد، بيشتر براي تيراژها و مقادير توليد بالا به صرفه است، در عوض عمل فرموله كردن كه معمولا سرمايه گذاري اوليه پاييني دارد، به كارگر چندان ماهري نياز ندارد و از همه مهمتر داراي تنوع زيادي است،‌منظور از تنوع اينست كه با استفاده از ظروف تهيه شده براي فرموله كردن يك ماده شايد بتوان بسياري ديگر از محصولات را فرموله كرد.

با توجه به سهولت ساخت مواد از طريق فرموله كردن، توضيحات بيشتر ي در اين زمينه مي دهيم.

فرموله كردن:

عموما عمليات فرموله كردن تنها شامل مخلوط كردن ، هم زدن، گرم كردن يا سرد كردن است.

يك فرمول مي تواند به شكل زير باشد:

فرمول ساخت ماده F

 

درصد وزني

نام ماده  
  5 ماده A  
  40 ماده B  
  30 ماده C  
  25 ماده D  
 

اين فرمول مي گويد براي ساخت ماده F ، مثلا به اندازه 100 كيلوگرم، بايد 5 كيلوگرم از ماده A را با 40 كيلوگرم از ماده B با 30 كيلوگرم از ماده C و 25 كيلوگرم از ماده D مخلوط كرد.

بسياري از شركتها سالها با دانستن فرمولي انحصاري، محصولي را فقط خودشان توليد كرده اند و بدين جهت تا همين اواخر فرمولها به مانند اسرار شركتها حفظ مي شدند. اما امروزه بايد گفت تا 70 درصد فرمولهاي مواد در كتابها وجود دارند. اين كتابها به نام Formulatories يا Chemical Formulations در بازار وجود دارند،‌ گرچه بسيار گران قيمت هستند،‌ولي با خريد هر كدام از آنها مي توانيد به صدها فرمول دست يابيد.

البته براي دستيابي به فرمول ديگر مواد (30 درصد باقيمانده) ، بايد قيمتهاي بسيار بالايي به افراد طراح يا سازنده آنها پرداخت نمود. در حال حاضر تعداد محدودي از فرمولها وجود دارند كه به هيچوجه فروخته نمي شوند (يا لااقل تاكنون فروخته نشده اند) مثال آشنا، فرمول پودر كوكاكولا يا فرمول پودر سوخاري شركت كنتاكي (Kentucky) هستند.

درست است كه بسياري از فرمولها براي نوشابه هاي مشكي يا پودرهاي سوخاري وجود دارند، ولي هيچكدام فرمول انحصاري شركت كوكاكولا يا كنتاكي نيستند.

بسياري از افراد تصور مي كنند تنها با دانستن يا داشتن يك فرمول مي توانند يك محصول را فرموله و توليد كنند . ولي براي انجام يك فرمولاسيون كامل بايد موارد زير را داشت:

1ـ نام اجزاء تشكيل دهنده فرمول

2ـ مقدار اجزا تشكيل دهنده فرمول

3ـ ترتيب مخلوط كردن اجزا

4ـ نوع و شدت همزدن

5ـ ديگر ضروريات براي مخلوط سازي مثل گرم كردن يا سرد كردن و ……

6ـ نقش هر جزء در ايجاد ويژگيها براي محصول نهايي

موارد 1 و 2 در عموم فرمولها ذكر شده اند.‌ اما مواد 3 تا 5 را يا بايد در كتابهايي كه در مورد هر فرمول مشروحا توضيح داده شده ، يافت و يا اينكه خود با تجربه بدست آورد. دقت كنيد حتي وقتي تنها دو جزء در فرمول داريد، ترتيب مخلوط كردن آنها مهم است. يعني اينكه ماده A كم كم در ماده B ريخته شود و يا اينكه ماده B كم كم در ماده A ريخته شود و هم زده شود. در اين حالت ممكن است نتيجه فرق كند و يا اينكه يكي از روشها منجر به خطراتي حين توليد گردد.

در مورد هم زدن بايد دانست هميشه “بيشتر هم زدن” منجر به توليد محصول بهتر نمي شود. بايد دانست هم زدن شديد يا طولاني،‌ منجر به ايجاد حرارت در ماده مي شود كه ممكن است باعث توليد مواد ناخواسته گردد.

مورد 6 يكي از مهمترين مواردي است كه يك نفر فرمولر با دانستن آن مي تواند، با تشخيص خود،‌ در شرايط خاصي، مقدار يك جزء در فرمول را افزايش يا كاهش دهد. اين موارد بسيار كم در كتابها ارائه شده اند و همچنين دانستن و استفاده از آنها نيازمند اطلاع كافي از علم شيمي است.

موارد مهم ديگردر عمليات فرموله كردن،‌ آگاهي   از توصيه هاي ايمني طي ساخت هر محصول است. در اين مورد اگر اطلاعاتي پيدا نكرديد، به كتابهاي فرهنگ معمولي مواد شيميايي مراجعه كرده و راجع به خطرات تمام مواد مورد استفاده در فرمول اطلاعاتي كسب كنيد. ولي احتمالا نمي توانيد راجع به احتياطهاي لازم حين مخلوط سازي دو ماده مورد استفاده در فرمول خود به راحتي اطلاعاتي كسب كنيد.

همچنين اينكه از ظروف با چه جنسي بايد براي ساخت يك فرمول خاص استفاده كرد، موردي است كه كمتر به آن پرداخته مي شود، براي اين كار، اگر ارائه دهنده فرمول چنين اطلاعاتي ارائه نداده بود، به جداول سازگاري هر ماده با هر جنس مراجعه كنيد. حتي اگر نخواستيد اين كار را بكنيد، نمونه عمليات فرموله كردن را در اشل كوچك ابتدا در ظروف ارزان قيمت پلاستيكي سپس در ظروف رويي (معروف به روحي) ، ملاميني، لعابي و …. انجام دهيد. اگر در تمام اين آزمايشات به ظرف شما صدمه وارد شد از ظروف گران قيمت استنلس استيل (فولاد زنگ نزن) استفاده كنيد.

البته اشكالي كه اين روش دارد اينست كه ممكن است با يكبار استفاده از ظرف عدم سازگاري آن با مواد مشخص نشود و يا اينكه در محلول مواد مضر وارد كند. از اين منظر   ظروف پلاستيكي و استنلس استيل مطمئن ترين ظروف هستند. براي هم زدن، در اشل كوچك از قاشقهاي بزرگ فلزي يا چوبي ( كه معمولا در فروشگاههاي ارائه دهنده لوازم آشپزخانه هاي صنعتي يا شيريني پزي موجود است) استفاده كنيد و همچنين احتياطهاي لازم از قبيل استفاده از عينكهاي ايمني يا لباسهاي ايمني بايد مد نظر قرار گيرد.

در اشل بزرگ هم بايد از هم زن هاي الكترومكانيكي استفاده كرد.

بعضي براي يافتن يك فرمول، استفاده از آناليز شيميايي براي تعيين اجزا يك ماده موجود (در بازار) را توصيه مي كنند. در اين روش محصولي را كه مي خواهيم بسازيم به آزمايشگاههاي آناليز شيمي ارائه مي كنيم و آنها با روشهاي دستگاهي (و گاهي روشهاي غير دستگاهي) اجزاء فرمول محصول را تعيين مي كنند.

البته چه راه ساده اي؟!

اگر به همين سادگي بود تا به حال تمامي فرمولهاي گران قيمت (مثل فرمول پودر كوكاكولا) “روشده بود”. ولي در عمل مشكلاتي وجود دارد. ممكن است بعضي از اجزاء در درصد بسيار پاييني به فرمول اضافه شده با شند كه اساسا خود را در آناليز نشان ندهند (گر چه نقش اساسي در خواص محصول نهايي داشته باشند). يا ممكن است بعضي از اجزا تنها براي كمك به عمليات اختلاط به فرمول اضافه شده و سپس به مواد ديگر تبديل شده باشند، در نتيجه اصلا در فرمول خود را نشان ندهند.

ممكن است از بعضي از اجزاء طبيعي (گياهي يا حيواني) در فرمولاسيون استفاده شده باشد، كه خود مجموعه اي از تركيبات پيچيده باشند، كه در آناليز (در خوشبينانه ترين حالت) تنها آن ملكولهاي احتمالا پيچيده، ديده مي شوند. و همچنين در آخر بايد گفت بعضي فرمولرها براي جلوگيري از چنين كاري، به فرمول مقداري اجزاء خنثي ، شايد با فرمولهاي پيچيده، و يا مواد رنگي و يا مواد بودار مي افزايند، كه اينهم كار آناليز را مشكل مي كند.

در آخر بايد گفت عمليات فرمولاسيون را حتي مي توان در پاركينگ يا انباري خانه انجام داد و براي فعاليتهاي اقتصادي كوچك بسيار مناسب، سود آور و با كمترين رقيب است.

 

درباره ی admin

همچنین ببینید

روند استفاده از سوختهاي جانشين(CNG وLPG) در خودروها

  علل استفاده از سوختهاي جانشين: استفاده متعادل از تمامي منابع: براي حفظ تعادل لازم …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *