Текст книги "Товароведение упаковочных материалов и тары"

5.2. Стеклянная тара

Стеклянная тара представлена в основном потребительской тарой.

Достоинства:

• высокие гигиенические свойства;

• высокая прозрачность;

• химическая стойкость (инертность);

• сохранение вкуса (аромата, запаха) продукта;

• устойчивость к сжатию (прочность на сжатие);

• многократность использования;

• высокие эстетические свойства;

• возможность повторной переработки;

• легкость идентификации тары в отходах.

Недостатки:

• хрупкость;

• высокая удельная масса (единицы упаковки);

• дефекты выработки.

Различают следующую классификацию стеклянной тары:

• бутылки для пищевых жидкостей;

• банки для пищевых продуктов;

• банки и бутылки для детского питания;

• банки и бутылки для товаров бытовой химии, химических реактивов и особо чистых веществ;

• банки и флаконы для парфюмерной и косметической продукции;

• бутылки для лекарственных средств, для крови, трансфузионных и инфузионных препаратов (медицинское назначение).

Также в соответствии с ГОСТом Р 52022-2003 выделяют марки стекол четырех групп: бесцветное стекло, полубелое, зеленое и коричневое.

Стеклянная тара по выпуску уступает пластмассовой. Однако безупречный внешний вид, высокая прозрачность, превосходные оптические свойства, дают возможность считать, что данный вид тары будет длительное время оставаться на рынке для упаковывания, например, дорогих духов и коллекционных вин.

Для производства стеклянной тары используют основное и вспомогательное сырье.

К основному сырью относят кислотные и щелочные соединения: кремнезем (диоксид кремния SiО₂), борный ангидрид (B₂O₃), оксид алюминия (AL₂O₃), сульфат натрия (Na₂SO₄), соду (Na₂CO₃), поташ (K₂CO₃), известняк (СаСО₃), доломит (СаСО₃ . МgС0₃).

К вспомогательному сырью относят компоненты, которые необходимы в технологии варки стекла:

• всевозможные красители (оксиды металлов, коллоидно-диспергированные соединения меди, золота и др.);

• глушители – для придания стеклу непрозрачности (белый цвет), например, соединения фосфора, олова;

• окислители и восстановители – для создания специальной окислительно-восстановительной среды;

• обесцвечиватели и осветлители – для получения белых и бесцветных стекол;

• оксиды свинца РbО – для получения хрустальных стекол (свинцовый хрусталь) или бария ВаО (бариевый хрусталь).

Стеклянные изделия вырабатывают из стекломассы в горячем состоянии. Технологический процесс производства включает следующие стадии:

• составление шихты;

• варку стекла;

• выработку стеклоизделий;

• отжиг.

Составление шихты. Шихта – это смесь мелкоизмельченных сырьевых компонентов, предназначенных для варки стекла. В состав шихты добавляют стеклянный бой того же химического состава, что и будущее стекло для ускорения процесса варки и использования вторичного сырья. Металлические примеси удаляют механически (магнитная сепарация), а примеси соединений железа – путем обогащения компонентов. Бесцветное и полубелое стекла производят без использования окислителей. Для получения бесцветного стекла применяют обесцвечиватели селен и монооксид кобальта и увеличенное количество Na₂SO₃. Бесцветное стекло содержит наименьшее количество полуторного оксида железа Fe₂O₃ (не более 0,1%), придающего стеклу темно-зеленый цвет. Очищенные исходные материалы с заданными свойствами тщательно перемешивают и направляют в печь.

Процесс варки стекла происходит в стекловаренных печах периодического или непрерывного действия с нагревом от жидких или газообразных теплоносителей или в электропечах. Под воздействием высокой температуры шихта превращается в жидкую стекломассу. При высокой температуре (1300-1460 °С) компоненты шихты взаимодействуют, в результате чего образуются силикаты щелочных и щелочноземельных металлов. С выделением пузырьков углекислого газа происходит перемешивание стекломассы. Газообразные продукты и пары воды удаляются, масса стекла становится более однородной. От этого процесса зависит качество готового стекла. Мелкие примеси, пузырьки воздуха, непроплавленные частицы, плохое перемешивание массы и многое другое является причиной образования дефектов.

Выработка стеклянной тары производится следующими способами:

• прессование (для изделий простой формы);

• прессовыдувание;

• выдувание с использованием вакуумных машин-автоматов и специальных полуформ;

• центробежное литье в формы;

• метод ручного выдувания.

Отжиг применяют после изготовления изделия для того, чтобы в стекле не оставалось внутренних напряжений, которые возникают в процессе варки. Процесс отжига заключается в нагревании изделий до пластического состояния (500-580 °С) и выдержке их при этой температуре в течение некоторого времени, а затем изделия охлаждают до комнатной температуры. Для отжига применяют конвейерные печи. Хороший отжиг и отсутствие внутренних напряжений в стеклянной таре обеспечивают механическую прочность и устойчивость к перепаду температур (например, для стерилизуемых консервов в банках).

При контроле качества пользуются всеми методами контроля, описанными ранее (рис. 1.1.), используя для каждого вида свои контролируемые параметры.

Например, для бутылок это общая высота, наружный диаметр корпуса, полная (по согласованию с заказчиком) и номинальная вместимость по уровню заполнения; для напитков, содержащих углекислый газ, – толщина стенок и особая форма дна (сферическое углубление для более равномерного распределения давления на дно бутылки), а также пробка, укрепленная с помощью мюзле (проволочного каркаса).

Интенсивность окрашивания стекла (коэффициент светопропускания) должна обеспечить возможность визуального контроля содержимого. Дефекты выработки оценивают по ГОСТу Р 30005-93 «Тара стеклянная. Термины и определения дефектов». Дефекты исполнения венчика и горловины контролируют органолептическим методом. Размеры пузырей определяют измерительным методом.

К недопустимым относятся следующие дефекты внешнего вида:

• прилипы стекла;

• стеклянные нити внутри изделий;

• сквозные просечки;

• сколы;

• острые швы;

• инородные включения, имеющие вокруг себя трещины и просечки;

• открытые пузыри на внутренней поверхности;

• непрозрачные пузыри размером более 5 мм и в количестве более 1 шт.

Закрытые пузыри и инородные включения нормируют по размеру и числу.

Размер пузырей определяется так: для круглых – по диаметру, для овальных – 1/2 суммы длины и ширины.

Аналогичные нормативы установлены и для других видов стеклянной тары.

Более подробные требования к качеству стеклянной тары отражены в государственных стандартах, разработанных на каждый вид данной продукции.

Включает в основном бутылки, которые подразделяют на группы:

1) бутылка винная из темно-зеленого и бесцветного стекла (тип I) и шампанская – для шампанских вин (тип II);

2) бутылки из бесцветного стекла для розлива коньяка (тип III) и водки (тип IV);

3) бутылка ликерная из бесцветного стекла (тип V) и наливочная – для наливок и настоек (тип VI);

4) бутылка фигурная вишневая из бесцветного стекла (тип VII). Бутылка рейнская из темно-зеленого стекла (тип VIII);

5) бутылка для масла из бесцветного, полубелого, темно-зеленого стекла (тип IX). Бутылка пивная для розлива пива из оранжевого, темно-зеленого, бесцветного и полубелого стекла (тип X);

6) бутылка соковая (тип XI) и для безалкогольных напитков (тип XII) из бесцветного или полубелого стекла. Бутылка фигурная (штоф) из бесцветного стекла (тип XIII).

Бутылки и банки для молока и молочных продуктов выпускают 6 типов, разных по форме и вместимости.

Банки для консервов мясных, рыбных, плодоовощных, банки для меда, майонеза, топленого масла.

Для многих продуктов используются специальные стеклянные банки, выпускаемые по ТУ: для икры, фигурные – для некоторых рыбных консервов, джемов, с пластиковыми крышками (специи, кофе, детское питание). Банки могут иметь 4 типа венчика: обкатной, обжимной, резьбовой, обкатно-обжимной и т. п., не считая дорогих эксклюзивных видов стеклянной тары для коллекционных вин, коньяков, парфюмерной и косметической продукции. Ассортимент стеклянной тары расширяется в зависимости от требований к таре и дизайнерской фантазии разработчиков.

5.3. Деревянная тара

Деревянная тара выпускается в основном в виде транспортной тары. Это связано с тем, что она длительное время может сохранять свои свойства и высокоэкологична. Хотя в последнее время деревянная тара активно используется в декоративной упаковке меда и некоторых других видов товаров продовольственной и непродовольственной группы, однако форма упаковки остается классической, в виде бочонка.

Достоинства:

• механическая прочность;

• относительная легкость производства;

• доступность сырьевой базы;

• экологическая чистота упаковки.

Недостатки:

• большая масса;

• высокая стоимость упаковки;

• низкая гигиеничность;

• громоздкость;

• биологическая повреждаемость.

Производство деревянной тары снижается вследствие того, что ее вытесняет более легкая, гигиенически стойкая тара из пластмассы и картона.

Для производства деревянной тары используют в основном:

• хвойные породы: сосна, кедр, лиственница, тис, можжевельник, ель, пихта. Их древесина характеризуется прямослойным строением, невысокой объемной массой, высокой стойкостью к гниению и механической прочностью, легкостью обработки при производстве;

• лиственные породы: липа, осина, ольха, тополь, береза и др. Эта группа наиболее разнообразна по свойствам и строению.

Однако для упаковки продовольственной группы товаров существуют ограничения в отношении видов применяемой древесины, например сосна из-за большого содержания смолы не используется для упаковки продовольственных товаров, так как может передавать насыщенный смоляной запах продукту, тогда как для непродовольственной группы товаров таких ограничений нет. Вид древесины подбирается с учетом особенностей и свойств товарной группы, которую планируют упаковывать.

Деревянную тару получают продольной распиловкой древесины. Технологический процесс производства заключается в заготовке и подготовке лесоматериалов (бревен), которые представляют собой отрезки стволов деревьев толщиной на верхнем торце не менее 12 см. Бревна должны быть очищены от сучьев заподлицо с поверхностью и окорены с полным удалением луба. Затем их подвергают продольной распиловке (на специальных распиловочных машинах), получая материал, идущий на изготовление тары: доски, бруски, брусья.

Кряжи – обрезки ствола дерева, используют в производстве фанеры, которую изготавливают склеиванием тонких слоев (шпонов) древесины.

Шпон получают путем лущения древесины, срезания в виде широкой непрерывной ленты. Направление волокон при склеивании шпона – взаимно-перпендикулярное.

Кроме того, выпускают древесно-волокнистые и древесностружечные плиты. Древесно-волокнистые получают провариванием древесины в щелочном растворе древесины, затем разволокненную массу формуют в виде листа горячим прессованием с добавлением в волокна связующих полимерных смол. Древесно-стружечные плиты вырабатывают из стружки, пропитанной связующими смолами (карбамидными с добавлением фенолформальдегидных), методом горячего прессования.

К древесине применяют ряд требований: она должна быть высокого качества, не содержать гнили, пластовых трещин, должна быть определенной влажности, так как дефекты древесины проявятся в готовом изделии при производстве тары из нее.

Осуществляется всеми методами. С учетом внешнего вида упаковки, дефектов древесины перешедших и учитывающихся в таре, а также правил и норм, содержащихся на каждый вид упаковки в нормативной документации.

В основном представлен ящичной тарой, бочками, барабанами, бочонками.

Виды и типы деревянной ящичной тары постоянно совершенствуются с учетом развития науки технологий деревообрабатывающей промышленности.

Ящики из толстых дощечек заменяют ящиками из фанеры, шпона, тонкой дощечки, полученной безопилочным резанием на лущильных станках.

Способы скрепления деталей ящиков: гвоздевые, клеевые, проволокосшивные и др.

Существуют ящики различных конструкций: в зависимости от материала изготовления и конструктивных особенностей они подразделяются на дощатые и фанерные; разборные и неразборные; разборно-складные и складные; плотные и решетчатые. Особую группу составляют клетки и обрешетки, а также выделяются плетеные шпоновые ящики и ящики из тонкой тарной дощечки на проволочной обвязке. Каждая группа ящичной тары включает несколько типов, которые регламентируются ГОСТами.

Например, в зависимости от конструкции различают девять типов фанерных ящиков:

• Тип I – ящики беспланочные с дощатым корпусом;

• Тип II – ящики на 12 внутренних или наружных планках с торцовыми стенками, собранными на четырех планках в рамку, и боковыми стенками, собранными на двух горизонтальных планках;

• Тип III – ящики на 16 планках с торцовыми и боковыми стенками, собранными на четырех наружных планках в рамку;

• Тип IV – ящики на 18 планках с торцовыми стенками, собранными на четырех планках в рамку, и боковыми стенками, собранными на двух горизонтальных планках, дном и крышкой на трех продольных планках;

• Тип V – ящики из шпона на 30 планках с торцовыми и боковыми стенками, дном и крышкой, собранными на 4 планках в рамку, и пятой планкой посредине щитка;

• Тип VI – ящики на 24 планках с торцовыми, боковыми стенками, дном и крышкой, собранными на четырех планках в рамку;

• Тип VII – ящики на 24 планках с торцовыми, боковыми стенками, дном и крышкой, взаимно перекрывающими друг друга;

• Тип VIII – ящики на четырех внутренних планках в рамку заподлицо с верхними кромками корпуса или на четырех планках в рамку на внутренней стороне крышки, сшитые проволочными скобками через металлические уголки;

• Тип IX – ящики с беспланочным корпусом, на восьми наружных планках – по четыре в рамку на дне крышке, сшитые проволочными скобами через металлические уголки.

Ящики из древесно-волокнистой твердой плиты используется для упаковки, хранения и транспортирования расфасованных продовольственных товаров и спичек. Ящики под пищевые продукты выстилаются пергаментом, подпергаментом или бумагой, пропитанной парафином.

Ящики деревянные складные комбинированные, предназначены для упаковки яиц в ячеистых прокладках. Ящик имеет крышку, решетчатое дно и откидную перегородку и т. д.

Деревянные бочки предназначаются для затаривания, хранения и транспортировки жидких, полужидких, пастообразных и других продуктов. В бочки упаковываются рыботовары, переработанная плодоовощная продукция (соленая, квашеная, моченая), некоторые молочные продукты, мед, вино, пиво, а также ряд промышленных товаров.

В зависимости от назначения бочки различают заливные, сухотарные, фанерно-штампованные.

Заливные бочки изготовляют из древесины одной породы. При использовании сосны, осокоря и бука для заливной продукции внутренняя поверхность бочек эмалируется влагонепроницаемым составом. Не допускается применение березы для заливных бочек в связи с повышенным содержанием гемицеллюлоз, состоящих из гексозанов и пентозанов, последние относительно легко растворяются кислотами.

Для сухотарных таких ограничений практически не бывает.

Фанерно-штампованные бочки используют для обезжиренного сухого молока, яичного порошка, желатина, маргарина, животных топленых и кондитерских жиров, со специальными мешками-вкладышами из полиэтилена, пергамента, целлофана.

Емкость бочек различна и может колебаться от 5 до 600 л. Бочки изготовляются из дубовой клепки и имеют отличительную особенность в виде обручей катания или зигов, которые способствуют скреплению конструкции бочки. Поэтому существуют правила для вскрытия бочки: она должна вскрываться только со стороны укупорочного дна, на котором имеется маркировка, специальными приспособлениями.

Барабаны представляют собой особый вид тары, по форме напоминающий бочки, но имеющие прямую цилиндрическую форму и без обручей катания. По способу изготовления и назначению они отличаются от бочек. Барабаны фанерные предназначаются для хранения и транспортировки сыпучих, сушеных овощей, маргарина, обезжиренного сухого молока, лекарственно-технического сырья, красителей, густотертых красок, сухих пигментов, а также пастообразных и брикетированных товаров. Деревянные барабаны выпускаются для упаковки, хранения и транспортировки сыров, имеющих форму низкого цилиндра. Особый вид барабанов деревянных выпускается для наматывания, транспортировки и хранения электрических кабелей, проводов и стальных канатов.

Барабаны изготовляют двух типов: с одинарным фанерным оставом и двойным, различной емкости от 10 до 100 л. Для продовольственных товаров барабаны должны быть с мешками-вкладышами. Барабаны небольшой емкости стягиваются фанерными обручами, для большей прочности могут применяться и металлические обручи.

Крепление обручей и деталей дна к остову производится при помощи металлических скоб или гвоздей. Внутренние фанерные остовы могут заменяться на картонные при использовании барабанов для сухих пигментов. По ГОСТу выпускают семь номеров барабанов.

Бочонки – декоративные деревянные изделия, имитирующие форму бочки с обручами катания. Используются в основном как потребительская упаковка меда, чая и пр.

Деревянная тара требует оптимальных условий хранения: при определенной влажности и температуре, так как несоблюдение этих параметров приводит к расслоению фанеры, загниванию или деформации древесины.

5.4. Картонно-бумажная тара

Достоинства:

• относительная прочность при транспортировке;

• легкость;

• компактность;

• возможность упаковывать большое количество самых разнообразных продуктов;

• высокая экологичность – картон разлагается на 100% и растворяется в окружающей среде;

• высокая белизна;

• непрозрачность;

• хорошие печатные свойства;

• теплостойкость.

Недостатки:

• низкие барьерные свойства для газов, паров, аромата (запаха);

• высокая гигроскопичность и намокаемость;

• потеря прочности во влажном состоянии (низкая влагопрочность);

• невозможность термосваривания (только склеивание).

Основные виды упаковочных материалов: бумагу и плоский тонкий картон иногда трудно разграничить по толщине и плотности. Толщину бумаги выражают в единицах массы 1 м². К бумаге относится продукция, имеющая номинальную массу до 170-250 г/м² (толщина более 0,3 мм), но условная граница деления – 250 г/м². Тонкими картонами считаются материалы, имеющие массу свыше 170 г/м². Толстые и прочные картоны имеют массу от 400 до 1200 г/м².

Бумагу и картон в упаковочной индустрии классифицируют по группам:

1) этикеточная бумага – для производства этикеток;

2) оберточная бумага, ее виды и разновидности – для упаковывания пищевых продуктов и непродовольственных товаров;

3) бумага мешочная, ее виды и разновидности – для изготовления мягкой транспортной тары;

4) картон листовой различных подгрупп применяют для производства потребительской тары;

5) картон гофрированный различных типов и марок – преимущественно для производства транспортной, а также для потребительской тары при упаковывании непродовольственных товаров.

Основным сырьем является древесная целлюлоза. Ее получают химической переработкой древесины хвойных или лиственных пород деревьев. Существует 2 способа: сульфатный и сульфитный. В первом методе используют древесину любых пород. Измельченную в щепу древесину обрабатывают путем варки в сульфатном щелоке, содержащем 9–10% NaOH при температуре 165–170 °С и давлении 0,6–0,8 МПа. Это наиболее распространенный метод. Сульфитный применяют преимущественно для хвойных пород. Щепу обрабатывают сульфитным щелоком, в состав которого входят сернистая и серная кислоты в виде гидросульфитов натрия, магния, кальция и аммония, при 130–135 °С и давлении 0,5–0,8 МПа. В обоих случаях варка длится не менее 5–7 часов. После этого из целлюлозной массы удаляют механические примеси и, если необходимо, подвергают дополнительной химической обработке – отбеливанию. Отбеливание проводят хлорсодержащими окислителями (хлор или ангидриты его кислот) или соединениями, в состав которых входит активный кислород (пероксиды). Последний способ обработки более экологичен. Эта операция важна с точки зрения качества, т. к. отбеленная целлюлоза идет на производство высокачественных сортов бумаги и картона.

При выработке целлюлозы из древесины удаляется большая часть лигнина, который повышает жесткость бумаги, но снижает качество бумаги, и других веществ. Выход целлюлозы после обработки составляет 50–60%. Сульфатная целлюлоза служит полуфабрикатом в производстве упаковочных видов бумаги и картона, и ее содержание во многом определяет прочностные свойства тары. Она дороже сульфитной целлюлозы и темнее ее (небеленые виды). Сульфатная целлюлоза – основной полуфабрикат для производства мешочной и оберточной бумаги марки А (обладает высокими прочностными свойствами).

Для удешевления в состав пульпы вводят древесную массу – продукт истирания древесины, и термомеханическую древесную массу, получаемую при размоле пропаренной древесной щепы. Ее добавление придает бумаге пухлость, жесткость, снижает прочностные свойства, долговечность, показатель излома. Древесную массу используют при изготовлении пачек и коробочного картона. Также используют в качестве добавок полуцеллюлозу (измельченный продукт неполной переработки древесины), натуральные хлопковые волокна – хлопок, лен, пеньку и джут.

В производстве используют для удешевления бумажную макулатуру. Различают ее по кратности использования волокон. Первичная или возвратная – это отходы бумагоделательного производства, самая чистая. Макулатура второго поколения, прошедшая полиграфическое оформление, является отходом полиграфии. Макулатура, извлеченная из твердых бытовых отходов или макулатура рециклинга – наименее чистая. Она требует специальной санитарной обработки. Слой бумаги или картона, контактирующий с пищевыми продуктами, не должен содержать макулатуру.

Сырьевые компоненты и полуфабрикаты для производства картона зависят от вида картона и его назначения. Для производства плоского картона используют первичное сырье – беленую или небеленую целлюлозу. Для удешевления картонов в состав компонентов вводят облагороженную бумажную макулатуру и древесную массу.

В производстве гофрированного картона используют сульфатную или сульфитную небеленую целлюлозу, древесную массу, отходы сортирования целлюлозы, бумажную массу из сортированной макулатуры, несортированную макулатуру.