Ćwiczenie
Temat Ocena wybranych cech opakowań szklanych
Wprowadzenie
Struktura produkcji i zużycia opakowań szklanych
Opakowania szklane, obok papierowych i tekturowych, są najstarszymi, a jednocześnie
tradycyjnymi opakowaniami wielu produktów spożywczych i przemysłowych. W wyniku
szybkiego postępu w technologii ich wytwarzania charakteryzuje się wyższym niż w
przeszłości poziomem jakości i reprezentują nową generację wyrobów. Aktualnie obserwuje
się ich renesans. Spowodowane jest to głównie wieloma zaletami opakowań szklanych, takimi
jak:
· odporność chemiczna na wpÅ‚yw atmosfery oraz kwasy, zasady i wodÄ™,
· obojÄ™tność chemiczna (nietoksyczność, brak oddziaÅ‚ywania miÄ™dzy szkÅ‚em a
pakowanymi produktami),
· nieprzepuszczalność zupeÅ‚na (dla pÅ‚ynów, pary wodnej, zapachów, gazów np. CO2,
O2),
· sztywność konstrukcji (pierwotny ksztaÅ‚t we wszystkich fazach przemieszczania,
składowania, zamykania i użytkowania oraz stała pojemność przy różnicy ciśnień
wewnętrznego i zewnętrznego),
· przejrzystość (możliwość obserwowania zawartoÅ›ci),
· Å‚atwość formowania różnych ksztaÅ‚tów w automatach,
· możliwość barwienia, zdobienia, umieszczania trwaÅ‚ych znaków, napisów (walory
marketingowe),
· możliwość wielokrotnego użycia opakowania (Å‚atwość mycia),
· ponowne wykorzystanie zużytych opakowaÅ„ jako surowca wtórnego (recykling),
· taniość i dostÄ™pność surowca.
Do podstawowych wad opakowań szklanych należy kruchość i duży stosunek masy do
objętości.
Dążenia przemysłu szklarskiego do zmniejszenia masy opakowania nie przynoszą już
znaczących efektów w skali światowej. Osiągany spadek masy ocenia się obecnie na 0,5%
rocznie.
Spośród opakowań szklanych najwięcej zużywa się butelek, słoików, opakowań
farmaceutycznych i kosmetycznych.
· Produkcja opakowaÅ„ szklanych, oparta o obfitÄ… i Å‚atwo dostÄ™pnÄ… bazÄ™ surowcowÄ…,
wymaga, podobnie jak w przypadku innych tradycyjnych opakowań, dużego nakładu
energii. Zmniejszenie energochłonności tej produkcji jest jednym z głównych celów
badań prowadzonych w tym przemyśle, przede wszystkim na drodze zmniejszenia
masy opakowania oraz strat produkcyjnych. Badania te prowadzone sÄ… w trzech
kierunkach:
· modyfikacji chemicznych,
· topienia masy szklanej metodÄ… plazmowÄ…,
· wyrobu materiaÅ‚u szklistego  na zimno , stosujÄ…c organiczne zwiÄ…zki krzemu (tzw.
siloksany). Próbuje się również zastąpić produkcję opakowań szklanych w postaci
pojedynczych sztuk procesem wyciskania masy szklanej w kształcie płaskiej wstęgi,
formowanej następnie w cienkościenne opakowania. Ta nowa technologia może
również prowadzić do wyrobu opakowań szklanych wielowarstwowych (koekstruzja),
łączących w sobie wiele nieosiągalnych dotychczas w tej branży właściwości
fizykochemicznych i mechanicznych.
Zanim jednak te nowe technologie znajdą zastosowanie przemysłowe, ulepsza się
istniejÄ…ce poprzez doskonalenie powierzchni form, eliminowanie strat produkcyjnych,
poprawę kontroli temperatury przy wyżarzaniu odprężającym oraz wprowadzanie nowych
technologii powlekania butelek tworzywami polimerowymi, co pozwala na znaczne
zmniejszenie ich masy oraz zwiększenie wytrzymałości na udary.
Opakowania szklane będą nadal dominować na rynku produkcji wina i wyrobów
spirytusowych oraz perfum. Natomiast przy pakowaniu piwa i napojów bezalkoholowych
konkurentem opakowań szklanych są puszki blaszane i butelki PET, ale tu sprzymierzeńcem
szkła są przepisy ochrony środowiska, które preferują opakowania wielokrotnego użytku.
Wydaje się, że opakowania szklane mają zapewniony rozwój w tempie powolnym, ale stałym,
a duże nakłady przemysłu szklarskiego na ich rozwój winny zapewnić, że będą one nadal
atrakcyjną alternatywą dla innych opakowań, szczególnie w przemyśle rolno-spożywczym.
Postęp w technologii opakowań szklanych oraz podejmowane działania zmierzające do ich
uatrakcyjnienie, a przede wszystkim specyficzne właściwości szkła i możliwość
wielokrotnego stosowania i recyklingu wskazują na to, że opakowania szklane dobrze radzą
sobie z konkurencjÄ….
Możliwości zagospodarowania poużytkowych opakowań szklanych
Wszystkie opakowania szklane jednorazowego użycia lub zużyte zwrotne można
potencjalnie wykorzystać przemysłowo w hutach szkła opakowaniowego. O przydatności
opakowań szklanych do recyklingu decyduje przede wszystkim ich czystość oraz dokładność
segregacji na odmiany (szkło bezbarwne, brązowe, zielone) i gatunki.
Recykling materiałowy opakowań szklanych polega na zastosowaniu stłuczki szklanej
jako surowca do produkcji opakowań. W zależności od z
ródeł powstania wyróżnia się
stłuczkę szklaną własną oraz obcą.
Stłuczka własna powstaje u producenta w hucie w trakcie procesu technologicznego
(formowanie, odprężanie, sortowanie i pakowanie). Stłuczka ta, jeżeli nie zostanie
zabrudzona i zanieczyszczona, ma najlepsze parametry użytkowe dla producentów opakowań,
ze względu na ten sam skład chemiczny i ten sam kolor. Jest to stłuczka, której zużycie
stanowi zamknięty obieg produkcyjny. Stłuczka obca powstaje u użytkowników wyrobów
szklanych Stłuczka ta może zawierać wiele zanieczyszczeń, m.in.: organicznych,
chemicznych, mineralnych, metalowych itp. Używanie jej przez producentów wyrobów
szklanych uzależnione jest od wyeliminowania zawartych zanieczyszczeń, jak również
posegregowania jej na poszczególne kolory. O przydatności i ilości użycia stłuczki obcej
decyduje przede wszystkim jej skład chemiczny. Stłuczka obca stanowi uzupełnienie składu
surowcowego oraz stłuczki własnej.
Stłuczka szklana jest stosowana jako surowiec do produkcji szkła ze względów
ekologicznych, technologicznych i ekonomicznych, a jej pozytywne działanie powoduje
m.in.:
· zwiÄ™kszenie ujednorodnienia stopionego szkÅ‚a i zmniejszenie zapylenia pieca,
· poprawÄ™ warunków klarowania i zmniejszania możliwoÅ›ci krystalizacji, w procesie
topnienia szkła obniżenie zużycia energii (szacuje się, że 1% wzrost zastosowania
stłuczki szklanej w procesie topnienia szkła pozwala zmniejszyć zużycie energii o
około 0,25%),
· lepsze mieszanie surowców i ich ujednolicenie, zapobiegajÄ…c nadmiernemu pyleniu
zestawu w transporcie z zestawiarni do pieca szklarskiego,
· obniżenie temperatury i zwiÄ™kszenie szybkoÅ›ci topnienia,
· polepszenie procesu formowania topionego szkÅ‚a,
· zwiÄ™kszenie wydajnoÅ›ci i przedÅ‚użenia czasu użytkowania pieców hutniczych,
· obniżenie emisji tlenków azotu i zmniejszenie zużycia wody,
· zmniejszenie korozji drogich materiałów ogniotrwaÅ‚ych.
Kierunki postępu technicznego w zakresie opakowań szklanych:
· zmniejszenie masy opakowania na jednostkÄ™ pakowanego produktu,
· zwiÄ™kszenie wytrzymaÅ‚oÅ›ci na ciÅ›nienie wewnÄ™trzne i nacisk pionowy,
· zmniejszenie energochÅ‚onnoÅ›ci procesu produkcji,
· doskonalenie etapu otrzymywania opakowaÅ„ poprzez zastÄ…pienie produkcji opakowaÅ„
szklanych w postaci pojedynczych sztuk procesem wyciskania masy szklanej w
kształcie płaskiej wstęgi, formowanej następnie w cienkościenne opakowania,
· ulepszanie istniejÄ…cych technologii poprzez doskonalenie powierzchni form oraz
wprowadzanie nowych technologii powlekania butelek tworzywami polimerowymi
(zmniejszenie masy, zwiększenie wytrzymałości).
Nowoczesne opakowania szklane powinny charakteryzować się określonymi cechami
użytkowymi i nowoczesnymi zamknięciami, a mianowicie:
· dobrÄ… szczelnoÅ›ciÄ…,
· odpornoÅ›ciÄ… na oddziaÅ‚ywanie Å›rodowiska produktu,
· Å‚atwoÅ›ciÄ… otwierania (bez potrzeby używania specjalnych narzÄ™dzi),
· przydatnoÅ›ciÄ… do wielokrotnego szczelnego zamykania,
· dostosowaniem do ciÄ…gu technologicznego napeÅ‚niania, zamykania i pakowania
określonych asortymentów.
Przydatność opakowań do mechanicznych, wysokowydajnych urządzeń do
napełniania, zamykania, etykietowania i pakowania określają wymagania dotyczące:
· podstawowych wymiarów opakowaÅ„ w coraz bardziej zawężajÄ…cych siÄ™ tolerancjach,
według wymagań stosowanej techniki zamknięć,
· poprawy stabilnoÅ›ci opakowaÅ„ szklanych z uwagi na szybkobieżne ciÄ…gi mechaniczne
w liniach technologicznych produkcji i pakowania produktów,
· utrzymania wymaganej wytrzymaÅ‚oÅ›ci, mimo obniżenia masy jednostkowej, która jest
zwiększana przez unowocześnienie technologii wytwarzania opakowań szklanych.
Część ćwiczeniowa
1. Sprawdzenie pojemności całkowitej opakowania
Oznaczenie to polega na zważeniu wody o temperaturze 293 K (20Ä…2ÚC) mieszczÄ…cej siÄ™ w
nie zamkniętym opakowaniu lub określeniu tej ilości za pomocą cylindra miarowego.
2. Sprawdzenie wykonania powierzchni zewnętrznej opakowania
Badanie to polega na ocenie organoleptycznej. Powierzchnia butelki lub słoja może być
wykonana jako gładka lub wzorzysta.
3. Sprawdzenie wykonania dna opakowania
Należy sprawdzić, czy przejście korpusu butelki lub słoja w dno jest zaokrąglone, czy dno jest
wklęsłe oraz czy opakowanie ustawione na płaszczyz
nie poziomej zachowuje stałą
równowagę.
4. Sprawdzenie prawidłowości cechowania
Należy sprawdzić występowanie następujących znaków: producenta, pojemności nominalnej i
numeru formy.
5. Sprawdzenie wad szkła
Badanie przeprowadza siÄ™ nieuzbrojonym okiem w warunkach normalnego, dziennego
oświetlenia. Ocenę wykonać wg tabeli 1.
Tab. 1. Wady szkła słojów i butelek.
6. Sprawdzenie wad wykonania opakowania
Badanie przeprowadza siÄ™ nieuzbrojonym okiem w warunkach normalnego, dziennego
oświetlenia. Ocenę wykonać wg tabeli 2.
7. Sprawdzenie odporności opakowań na nagłe zmiany temperatury
Butelki do spirytusu i wódek, piwa, wina, soków i produktów konserwowych oraz słoje do
konserw o pojemności do 1000 cm3 powinny być odporne na nagłą zmianę temperatury o 313
K (40ÚC).
Opakowanie należy umieÅ›cić w suszarce nagrzanej do 60ÚC na 15 min. Po tym okresie
opakowanie należy wyjąć i zanurzyć w zbiorniku do ochładzania na dwie minuty tak, aby ich
górne krawędzie znajdowały się 5 cm pod poziomem wody.
Wyjęte i wysuszone wyroby poddaje się oględzinom nieuzbrojonym okiem. Za uszkodzone
należy uznać wyroby spękane powierzchniowo lub w całej grubości ścian oraz
wyszczerbione. Za wyroby nie wytrzymujące badania termicznego należy oczywiście uznać
te, które pękały przy wkładaniu ich do suszarki oraz w czasie ich nagrzewania.
Tab. 2. Wady wykonania słojów i butelek.
 Tabela do wyników z oceny wad wykonania opakowań (do wypełnienia)