UNIWERSYTET WARMIŃSKO-MAZURSKI W OLSZTYNIE

WYDZIAŁ NAUKI O ŻYWNOŚCI
Technologia Żywności i Żywienie Człowieka

Specjalność: Technologia Mleczarska

PROJEKT OPAKOWANIA

JOGURTU NATURALNEGO

Monika Beczek

Joanna Celej

Anna Duba

Gr. 1

OLSZTYN 2011

SPIS TREŚCI:

1.Wstęp……………………………………………………………………………………. str.3

2. Krótka charakterystyka pakowanego produktu………………………………………….str.4

3. Uzasadnienie wyboru sposobu pakowania………………………………………………str.4

a) dopasowanie sposobu pakowania do rodzaju produktu…………………………….str.4

b) adresowanie do klienta……………………………………………………………...str.7

c) związek z opakowaniem zbiorczym i transportowym………………………………str.8

4. Technika tworzenia opakowania i technologia opakowania…………………………….str.8

a) Wybór tworzywa opakowaniowego ……………………………………………….str.8

b) Wybór techniki tworzenia opakowań…………………………………………….. str.11

c) Wybór technologii opakowania………………………………………………...…str. 13

5. Forma opakowania jednostkowego ……………………………………………………str.14

a) opakowanie jednostkowe- kubeczek………………………………………………str.14

b) grafika etykiety i wieczka………………………………………………………… zał. 3

6. Oznakowanie opakowań………………………………………………………………. str.15

a) informacje obligatoryjne i nieobligatoryjne………………………………………..str.15

b) rodzaje znaków, sposoby ich zamieszczania………………………………………str.17

7. Tworzenie jednostki ładunkowej……………………………………………………….str.17

a) opakowanie zbiorcze……………………………………………………………… str.17

b) opakowanie transportowe………………………………………………………… str.20

8. Zagospodarowanie odpadów…………………………………………………………... str.23

9. Literatura………………………………………………………………………………..str.28

1. Wstęp

Niezwykle trudno jest zdefiniować pojęcie opakowania, ponieważ współcześnie ma ono do spełnienia bardzo wiele, różnorakich funkcji. W Polskiej Normie PN-88/0-79000 opakowanie definiowane jest jako wyrób przeznaczony do ochrony innych wyrobów przed uszkodzeniami, a także do ochrony otoczenia przed szkodliwym oddziaływaniem zapakowanego towaru. Definicja ta jednak jest niepełna, gdyż mówi jedynie o funkcji ochronnej, a pomija inne, niezwykle ważne funkcje opakowania. Bardziej trafionym stwierdzeniem zdaje się być: „Opakowanie chroni to co sprzedaje i sprzedaje to co ochrania”, ponieważ zawiera w sobie kilka funkcji opakowania. Do najważniejszych z nich należą:

- funkcja ochronna- opakowanie chroni produkt przed ubytkiem, wszelkiego rodzaju

zanieczyszczeniami, szkodami mechanicznymi, zmianami wartości

odżywczej oraz zmianami zapachu i smaku. Powinno ono także

zapewniać bezpieczeństwo produktu względem otoczenia

- funkcja marketingowa- wygląd opakowania zachęca konsumenta do kupna produktu

(grafika opakowania jest szczególnie ważna w coraz częstszej sprzedaży

samoobsługowej, gdzie klient ma do wyboru wiele różnych produktów

tego samego rodzaju); opakowanie jest również sposobem kontaktowania

się producenta z klientem, ponieważ zawiera na etykiecie cenne

informacje, mające na celu bezpieczeństwo konsumenta.

- funkcja dystrybucyjna- możliwość bezpiecznego transportowania i dostarczania produktu od

producenta do klienta; umożliwianie układania produktu w opakowania

zbiorcze i transportowe;

- funkcja ekologiczna- opakowanie chroni środowisko przed skażeniem substancjami

pochodzącymi z produktu; opakowanie wyprodukowane z materiałów

nadających się do recyklingu zwiększa konkurencyjność produktu,

ponieważ konsumenci coraz częściej zwracają na to uwagę.

W obecnych czasach rosnąca konkurencja wśród producentów produktów spożywczych wymusza położenie nacisku na wytworzenie produktu bezpiecznego dla konsumenta
i zagwarantowanie niezmienności jego właściwości podczas dystrybucji i przechowywania. Jednoczesna chęć sprostania oczekiwaniom konsumentów, wybierających coraz częściej żywność jak najmniej przetworzoną i niekonserwowaną, sprowadza się do takiego podejścia do procesu produkcji, w którym wartością nadrzędną jest eliminacja potencjalnych zagrożeń dla wyrobu finalnego. Z tego powodu tak ogromne znaczenie ma proces pakowania, właściwości materiałów, z których wykonane zostało opakowanie, a cały proces projektowania opakowań jest długotrwały.

2. Krótka charakterystyka pakowanego produktu.

Definicja jogurtu zawarta jest w Polskiej Normie PN-63/A-86064, według której, jogurt to napój wyprodukowany z mleka znormalizowanego, zagęszczonego przez dodatek odtłuszczonego mleka w proszku lub odparowanie części wody, poddanego procesowi pasteryzacji, a następnie ukwaszonego zakwasami czystych kultur bakterii z grupy Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus oraz Lactobacillus bifidus. Natomiast według definicji FAO/WHO jogurt to mleko ukwaszone i skoagulowane za pomocą bakterii L. delbrüeckii ssp. bulgaricus i S. salivarius ssp. thermophilus.

Obecnie jogurty można produkować w wielu odmianach różniących się między sobą strukturą, konsystencją, przeznaczeniem, sposobem utrwalania. Główne rodzaje jogurtu to: jogurt płynny - produkowany metodą zbiornikową (koagulowany w zbiornikach hermetycznych, homogenizowany, chłodzony i pakowany), oraz jogurt stały - produkowany metodą termostatową (mleko po wstępnej obróbce i zmieszaniu z zakwasem jest pakowane a następnie termostatowane w celu uzyskania skrzepu i chłodzone). Obydwa rodzaje jogurtu mogą być gęste oraz posiadać „śmietankową” teksturę w wyniku zwiększenia zawartości suchej masy przez odparowanie, dodatek mleka w proszku lub ultrafiltrację.

Polska norma dla jogurtu otrzymywanego metodą termostatową wyróżnia odmiany produktu: o 4,5% tłuszczu i 16% suchej masy beztłuszczowej; o 2,5% tłuszczu i 14% s.m.b. oraz o 2% tłuszczu i 13,5% s.m.b. Kwasowość jogurtu powinna wynosić 35-48⁰ SH, skrzep jednolity, zwarty, barwa biała do lekko kremowej, smak i zapach czysty, orzeźwiający , lekko kwaśny.

Charakterystyka pakowanego jogurtu:

Jogurt naturalny, produkowany metodą termostatową z mleka pasteryzowanego, znormalizowanego proszkiem mlecznym do zawartości suchej masy 14%. Mleko zaszczepiono odpowiednią ilością liofilizowanej kultury jogurtowej.

3. Uzasadnienie wyboru sposobu pakowania.

a) dopasowanie sposobu pakowania do rodzaju produktu

Dopasowując sposób pakowania dla jogurtu wzięłyśmy pod uwagę:

- właściwości jogurtu, a szczególnie to, że występuje w postaci półpłynnej

- właściwości wybranego materiału opakowaniowego, czyli polistyrenu

- kształt opakowania, czyli kubeczek

- jakie są przewidywane koszty produkcji i cena produktu

Analizując wszystkie powyższe aspekty, jako sposób odpowiedni do pakowania jogurtu wybrałyśmy pakowanie produktu do kubeczków z polistyrenu, wyprodukowanych wcześniej metodą termoformowania poza zakładem produkującym jogurty. Ponieważ kubeczki dostarczane są już w formie gotowej do bezpośredniego stosowania, taki system pakowania zawiera procesy związane z:

- przygotowaniem opakowań

- transportem kubeczków (np. instalowanie poziomych przenośników taśmowych,

podajników)

- dozowaniem produktu (uzależnionym od postaci produktu podczas dozowania)

Jogurt ma postać półpłynną, dlatego jest dozowany do kubeczków przy użyciu tłoka i

układu zaworów.

- zamykaniem kubeczków

Zamknięcie opakowań z jogurtem za pomocą wieczka odbywa się na zasadzie zgrzewania.

Zgrzewanie wieczka z kubeczkiem jest to tzw. łącznie na gorąco, polegające na uplastycznieniu materiału w miejscu łączenia przy jednoczesnym zastosowaniu docisku.

Wykorzystujemy metodę, w której ciepło jest doprowadzone od zewnętrznej strony łączonych folii, a mianowicie metodę kontaktową. Polega ona na zastosowaniu nagrzewania za pomocą elektrody ogrzewanej od wewnątrz za pomocą grzałek. Za pomocą tych samych grzałek warstwy zgrzewalne są dociskane, a następnie chłodzone poprzez odsuwanie elektrod.

- pakowaniem opakowań jednostkowych w zbiorcze

Większość z powyżej wymienionych czynności zwykle wykonywana jest na maszynach wielofunkcyjnych.

Maszyny napełniająco- zamykające do pakowania w gotowe kubki składają się z:

- zespołu pobierania kubków ze stosu

- mechanizmu transportu kubków

- stanowiska dozowania (napełniania) kubeczka jogurtem

- zespołu podawania wieczek

- stanowiska zgrzewania

- stanowiska datowania

- systemu odprowadzania kubeczków i pakowania w opakowania zbiorcze

Schemat maszyny napełniająco- zamykającej gotowe kubki:

a- dozownik

b- podajnik kubków

c- podajnik wieczek

d- stanowisko zgrzewania

Przykładem maszyny, którą zastosowałyśmy do pakowania jogurtu jest maszyna 221 KSP firmy TREPKO. Maszyna ta jest przystosowana do pakowania w podwyższonym standardzie higienicznym. Polega ono na wykorzystaniu wybranych elementów pakowania aseptycznego tj. napełniania i zamykania jogurtu w atmosferze sterylnego powietrza z wyeliminowaniem sterylizacji opakowań. Zastosowanie pełnego aseptycznego pakowania nie jest konieczne w przypadku jogurtów, ponieważ obecność mikroflory kwaszącej zapewnia wymaganą trwałość produktu, pod warunkiem, że nie nastąpi jego zakażenie. Ochronę produktu przed mikrobiologicznym zakażeniem podczas pakowania stanowi laminarny przepływ powietrza, uprzednio odkażanego przy użyciu zestawu filtrów, w przestrzeni którego następuje napełnianie i zamykanie kubków. Dodatkowo można zastosować lampy UV do sterylizacji przestrzeni napełniająco-zamykającej przed rozpoczęciem pakowania.

Wybór tego sposobu pakowania uzasadniony jest tym, że jogurt należy do produktów, które nie wymagają długiej trwałości, a zastosowane elementy wystarczająco przedłużają okres trwałości jogurtu. Ponadto badania mikrobiologiczne kubeczków polistyrenowych wykazały, że temperatury stosowane podczas jego wytwarzania są wystarczające do uzyskania wymaganej sterylności, a zakażenie które następuje podczas dystrybucji kubeczków nie jest na tyle duże, aby mogło mieć znaczący wpływ na jakość pakowanego jogurtu. Dlatego nie zachodzi potrzeba pakowania jogurtu w warunkach aseptycznych, których uzyskanie wiąże się z dodatkowymi kosztami.

MASZYNA 221 KSP firmy TREPKO

PRZEBIEG PROCESU PAKOWANIA:
1. Pobieranie kubków z zasobnika (gdzie wkładane są ręcznie w postaci stosu).
2. Wprowadzanie kubków do gniazda w tarczy karuzelowej.
3. Obrót tarczy podstawiając kubki pod kolejne stanowiska.
4. Sterylizacja przestrzeni napełniająco-zamykającej lampami UV 1,5h ( przed rozpoczęciem

pakowania).
5. Napełnianie kubków, w komorze gdzie następuje laminarny przepływ powietrza,

odkażanego przy użyciu zestawu filtrów.
6. Podawanie i zgrzewanie wieczek z folii aluminiowej z lakierem termozgrzewalnym.
7. Odprowadzenie napełnionych kubków do opakowań zbiorczych po 20 sztuk

8. Układanie opakowań zbiorczych na paletę, po 112 opakowań zbiorczych na jednej palecie

b) adresowanie do wybranej grupy konsumentów

Odnosząc się do pakowania jogurtu w sposób opisany powyżej uważamy, że kubeczek jest odpowiednim rodzajem opakowania, ponieważ spełnia on oczekiwania konsumentów, dla których wygodne są następujące cechy tego typu opakowania:

- ilość produktu odpowiednia do jednorazowego spożycia

- wygodne trzymanie w dłoni

- bezproblemowe otwieranie opakowania

- możliwość spożywania jogurtu w opakowaniu, bez konieczności używania innych

opakowań

Jogurt naturalny jest przeznaczony praktycznie dla każdej grupy społecznej. Szczególnym zainteresowaniem cieszy się wśród osób dbających o zdrowie i sylwetkę, lecz jest chętnie spożywany także

c) związek z opakowaniem zbiorczym i transportowym

Opakowanie jednostkowe w formie kubeczka jest rozwiązaniem wygodnym nie tylko dla konsumentów, ale także dla producentów oraz pośredników między producentem, a konsumentem, jakimi są sklepy.

- Producent nie ma problemów z zapakowaniem kubeczków w opakowanie zbiorcze, którymi

są tacki z tektury falistej,

- Sklepy, szczególnie samoobsługowe mają mniej pracy związanej z wykładaniem towaru,

ponieważ tacki te są opakowaniem zbiorczym gotowym na półkę.

- Sposób pakowania po 20 sztuk w jednym opakowaniu zbiorczym umożliwia zamawianie

towaru przez mniejsze sklepy, które nie są w stanie lub nie potrzebują całej palety jogurtów.

- Ponieważ kubeczki są lekkie (ważą tylko 5,5g), a także mają niewielki rozmiar istnieje

możliwość zapakowania aż 3520 sztuk kubeczków z jogurtem na jedną paletę.

4. Technika tworzenia opakowania i technologia opakowania

a) Wybór tworzywa opakowaniowego

POLISTYREN

Na opakowanie kubeczka wybrałyśmy polistyren, ponieważ charakteryzuje się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi, niską ceną i dobrą przetwarzalnością. W normalnej temperaturze pokojowej jest to tworzywo twarde i kruche, fizjologicznie obojętne. W porównaniu z innymi tworzywami sztucznymi polistyren jest materiałem stosunkowo lekkim (gęstość: 1040 / 1065kg/m³) o dużej stałości wymiarów. Cechuje się małą higroskopijnością, dobrymi właściwościami dielektrycznymi, niezmiennymi w szerokim zakresie częstotliwości. Jego rezystywność skrośna wynosi około 10¹⁸ Ώ*m. Jest w związku z tym często stosowany jako materiał elektroizolacyjny w technice wielkiej częstotliwości, jako dielektryk w przemyśle elektrycznym i elektronicznym. Jest również wykorzystywany do wyrobu galanterii i opakowań. Pod wpływem światła słonecznego żółknie i ulega przyśpieszonym procesom starzeniowym, w wyniku których staje się bardzo kruchy i łamliwy. Zwykły polistyren jest tworem bezpostaciowym, ataktycznym, o temperaturze zeszklenia wynoszącej ok. 80^oC. Wraz ze wzrostem temperatury obniżają się znacznie jego właściwości mechaniczne, a powyżej 300^oC tworzywo ulega depolimeryzacji.

Polistyren stanowi popularne tworzywo sztuczne, oznaczane literami PS. Czysty polistyren jest bezbarwnym, twardym i kruchym termoplastem (czyli tworzywem formowanym na gorąco przez topienie) charakteryzującym się ograniczoną elastycznością. Polistyren przepuszcza 90% światła widzialnego, ale dzięki licznym możliwościom barwienia, gotowe wyroby z polistyrenu nie są najczęściej przezroczyste. Jego zaletą w stosunku do innych polimerów np. polietylenu i polipropylenu jest niższa temperatura mięknięcia i mniejsza lepkość stopu, co ułatwia wytwarzanie niewielkich przedmiotów o złożonych kształtach w procesie formowania wtryskowego. Polistyren wprowadzony do płomienia palnika zapala się gwałtownie i pali się również po usunięciu źródła ciepła, żółtopomarańczowym, silnie kopcącym płomieniem. Dymy mają zapach hiacyntów. Właściwości mechaniczne polistyrenu zależą nie tylko od jego ciężaru cząsteczkowego, lecz także od temperatury i maleją wraz ze zbliżaniem się do jej punktu mięknienia PS. Wytrzymałość PS na rozciąganie zwiększa się wraz ze wzrostem ciężaru cząsteczkowego, a maleje przy podwyższaniu temperatury. PS jest tworzywem wytrzymałym termicznie i można go kilkakrotnie przerabiać bez pogorszenia właściwości fizykochemicznych. Depolimeryzacja termiczna przebiega dopiero powyżej 300°C. Odporność chemiczna PS jest bardzo duża. Wytrzymuje on w temperaturze pokojowej działanie zasad, roztworów soli i kwasów z wyjątkiem stężonego kwasu azotowego i lodowatego kwasu octowego. Opór właściwy wynosi 10¹2-10¹9Ω · cm, współczynnik strat dielektrycznych tgð wynosi 0,0001. Dzięki temu, że wartości te są mało zależne od temperatury i częstotliwości, polistyren zalicza się do najlepszych dielektryków. Charakteryzuje się małą wytrzymałością cieplną 70-75°C, ruchliwością i małą twardością powierzchniową. Polistyren rozpuszcza się w aromatach i chlorowanych węglowodorach, estrach, ketonach, disiarczku węgla i pirydynie. Nierozpuszczalny jest w węglowodorach alifatycznych, niższych alkoholach, eterze, fenolu, kwasie octowym i w wodzie. PS jest tworzywem twardym i kruchym.
Polistyren otrzymujemy w wyniku wolnorodnikowej polimeryzacji styrenu, którą można prowadzić metodą blokową, suspensyjną, emulsyjną i w roztworze.

W Polsce otrzymuje się go metodą suspensyjną, która pozwala na otrzymanie wysokojakościowego polimeru o dużej masie cząsteczkowej. Do reaktora wprowadza się kondensat wodny, stabilizator suspensji, styren wolny od inhibitora lub prepolimer blokowy o zawartości 10% polimeru oraz roztwór inicjatorów. Jako inicjatory stosuje się mieszaninę nadtlenku benzoilu i nadbenzoesanu butylu.

Temperatury rozkładu tych inicjatorów są różne i umożliwiają prowadzenie procesu w dwóch zakresach temperatur. Pozwala to na otrzymanie polimeru, który zawiera minimalne ilości nie przereagowanego styrenu i na skrócenie czasu polimeryzacji. Reakcja początkowo prowadzona jest w temperaturze 80°C, a następnie w temperaturze 130°C. Po zakończeniu tego procesu zawartość reaktora chłodzi się wodą do temperatury 60-70°C i kieruje do aparatu, do którego wprowadza się również kondensat wodny i kwas solny w celu rozłożenia nieorganicznego stabilizatora zawiesiny. Oczyszczone perełki polistyrenu odwirowuje się, przemywa wodą i suszy w suszarce bębnowej lub fluidalnej, a następnie za pomocą przenośnika pneumatycznego przesyła do zasobnika perełek do sekcji przetwórstwa.

Ryc. Schemat technologiczny sekcji polimeryzacji oddziału produkcji polistyrenu suspensyjnego

ALUMINIUM

Cechami jakie przesądziły o zastosowaniu przez nas aluminium jako wieczka kubeczka są

• Wykazywanie dużej odporności na korozję.

Surowe aluminium posiada bardzo wysoką odporność na korozję, samoczynnie pokrywa się bardzo cienką lecz skuteczną warstwą ochronną tlenku, która przeciwdziała dalszemu utlenianiu. W odróżnieniu od warstwy tlenkowej powstającej na wielu innych metalach tlenek glinu szczelnie i ściśle przylega do podłoża. W przypadku mechanicznego uszkodzenia warstwy tlenku glinu jest ona natychmiast odtwarzana. Tlenkowa powłoka jest głównym czynnikiem, któremu aluminium zawdzięcza swoje dobre właściwości antykorozyjne. Cienką warstwą tlenku AI2O3 chroni przed korozją atmosferyczną, działaniem wody, stężonego kwasu azotowego, licznych kwasów organicznych, a także siarkowodoru.

• Dobra odporność na działanie wielu substancji chemicznych.

Jednak przy niskich lub wysokich wartościach pH (poniżej 4 i powyżej 9) warstwa tlenku ulega jednak zniszczeniu i aluminium koroduje z dużą szybkością. Dlatego kwasy nieorganiczne i roztwory silnie alkaliczne są czynnikami wysoce korozyjnymi dla aluminium. Wyjątkiem jest kwas azotowy i roztwory amoniaku, które nie atakują aluminium.

• Lekkość - aluminium jest jednym z najlżejszych metali (gęstość w temperaturze 293 K wynosi 2,6989 g/cm3).

• 100% bariera na światło UV.

• Nie przepuszczanie zapachów.

• Doskonała pamięć na zginanie.

• Możliwość zgrzewania z różnymi podłożami, dzięki czemu idealnie nadaje się jako przykrywka do zgrzewania z kubkami PS, PP oraz PVC, a także do butelek typu PET, PP i HDPE.

b) Wybór technik tworzenia opakowań

Biorąc pod uwagę właściwości polistyrenu, jako techniki wytwarzania opakowania (kubeczka), wybrałyśmy ekstruzję i termoformowanie.

Ekstruzja to proces wytwarzania folii z granulatu tworzyw plastycznych. Termoformowanie natomiast jest to proces technologiczny, w którym ze sztywnych folii, podgrzanych wstępnie do określonej temperatury, charakterystycznej dla danego tworzywa, formuje się produkty o określonych kształtach.

Przebieg procesu ekstruzji:

- Polistyren w postaci granulatu poddawany jest w cylindrze ekstrudera procesowi

plastyfikacji.

- Po osiągnięciu stanu plastyczności, strumień polistyrenu pod ciśnieniem ok. 100-150

bar wprowadzony zostaje do głowicy formującej.

- Następnie, już w postaci arkusza, walcowany jest na kalandrach, które nadają mu

ostateczny kształt i grubość.

Proces ekstruzji:

Wybór termoformowania jako metody wytwarzania kubeczków został podjęty na podstawie analizy właściwości polistyrenu. Szczególnie ważna jest tu duża (w porównaniu z wartościami charakteryzującymi inne tworzywa) wytrzymałość w stanie wysokoplastycznym ułatwiająca proces formowania. W zależności od siły wywołującej formowanie, wyróżniamy termoformowanie z wykorzystaniem ciśnienia oraz próżni, natomiast biorąc pod uwagę rodzaj formy, wyróżniamy termoformowanie negatywowe i pozytywowe. Do produkcji opakowań w formie kubeczków często stosuje się termoformowanie próżniowe negatywowe z wstępnym rozciąganiem. Ponieważ tą metodę stosuje się, gdy współczynnik formowania f = H/D przekracza 0,5. W przypadku zastosowanego przez nas kubeczka f=0,95.

Proces termoformowania przebiega następująco:

a) mocowanie folii z termoplastycznego materiału polimerowego w uchwytach maszyny

formującej

b) ogrzanie folii do temperatury, w której staje się ona wysokoplastyczna i łatwo poddaje się

rozciąganiu

c) stempel, którego budowa zależy od rodzaju formowanego tworzywa przesuwany za

pomocą układu napędowego do wklęsłego gniazda formy powoduje wstępne rozciągnięcie

materiału. Średnica stempla powinna być od 2 do 4 mm mniejsza od dolnej średnicy

gniazda formy.

d) Gdy stempel osiągnie swe najniższe położenie, wówczas włącza się próżnię, ostateczne

uformowanie przedmiotu następuje więc na skutek usunięcia powietrza z gniazda przez

kanał

e) ochłodzenie przedmiotu do temperatury, w której może on być swobodnie usunięty z formy

Schemat formowania negatywowego z wstępnym rozciąganiem:

. c) Wybór technologii opakowania

Proces powstawania kubeczka polistyrenowego:

I. Otrzymywanie polistyrenu na drodze polimeryzacji

II. Przygotowywanie kompozycji (mieszanki) - kompaundowanie, czyli dodatek

substancji pomocniczych, ułatwiających przerób tworzywa, do których należą:

- plastyfikatory (zmiękczacze), np. ftalany i fosforany

- stabilizatory, np. antyutleniacze, antyozonanty, fotostabilizatory, termostabilizatory

- retardenty (środki zmniejszające palność), np. związki zawierające fosfor, silikony

- pigmenty (substancje barwiące)

- środki bakteriostatyczne

- związki antystatyczne

- dodatki antyblokingowe

- dodatki poślizgowe

III. Granulowanie- przemiana otrzymanej mieszanki do postaci granulatu

IV. Ekstruzja (ekstrudowanie)

V. Termoformowanie

SCHEMAT PROCESU TECHNOLOGICZNEGO POWSTAWANIA KUBECZKA POLISTYRENOWEGO

5. Forma opakowania jednostkowego

a) Opakowanie jednostkowe- kubeczek

Zaprojektowano kubeczek zgodnie z załącznikiem nr 1

Wymiary zaprojektowanego kubeczka:

- masa 5,5g

- grubość ścianki bocznej opakowania 1,3 mm

- średnica wieczka kubka- 75mm

- średnica w wysokości, do której sięga produkt d₁= 65 mm

-średnica podstawy d₂= 52mm

- wysokość całego kubeczka h=71mm

- wysokość jogurtu w kubeczku (po odjęciu podstawy (5mm) i wolnej przestrzeni 9,5mm)

h₁=56,5mm

Wyliczenie jaką objętość produktu pomieści zaprojektowany kubeczek:

a) średnica zastępcza d_z (wyliczona ze średnicy w najniższym punkcie kubeczka, do którego

sięga produkt oraz ze średnicy w miejscu, do którego w założeniach ma sięgać produkt, aby

uwzględnić pochyłe ścianki kubeczka)

Stąd promień r_z=29,25 mm

Objętość kubeczka, w wysokości, do której sięga produkt:

π r²
h

Zaprojektowany kubeczek pomieści założoną ilość jogurtu, czyli 150cm³

b) grafika etykiety i wieczka - załącznik nr 3

6. Oznakowanie opakowań

a) informacje obligatoryjne i nieobligatoryjne

Informacje obligatoryjne

• nazwa produktu - jogurt naturalny

• nazwa i adres producenta, adres internetowy-

MLEKAN Sp. z o.o. ul. Słoneczna 44, 17-310 Zielenice; www.mlekan.pl

• termin przydatności do spożycia - Należy spożyć do: np.15.01.2011

• zawartość netto- masa netto:150g

• zawartość tłuszczu- 2,5%

• wykaz składników: mleko, mleko w proszku, żywe kultury bakterii jogurtowych

• warunki przechowywania - od +2⁰C do +6⁰C

• partia produkcyjna- nr partii na wieczku 01:53-344

• Znak identyfikacyjny zakładu (weterynaryjny)

Informacje nieobligatoryjne

• wartość odżywcza

Wartość odżywcza w 100g jogurtu
Wartość energetyczna	256kJ/61kcal
Białko	4,3g
Węglowodany	5,2g
Tłuszcz	2,5g

• znaki jakościowe - Znak jakości Q




• znaki promocyjne- Teraz Polska




• znakowanie symbolem „e”




• znaki ekologiczne

Znaki identyfikujące materiał opakowaniowy





• kod kreskowy - Kod kreskowy EAN-13




• znaki informacyjne

znak przydatności opakowania do kontaktu z żywnością




b) rodzaje znaków, sposoby ich zamieszczania

• znaki ekologiczne (znak wskazujący na przydatność do ponownego przetwórstwa tworzywa sztucznego, z cyfrowym i literowym symbolem rodzaju tworzywa) - umieszczone na dnie opakowania, w miejscu mniej widocznym

• znak przydatności opakowania do kontaktu z żywnością - umieszczony na dnie opakowania

• znak identyfikacyjny zakładu- umieszczony w widocznym miejscu na opakowaniu, w górnej części

• znak „e”- umieszczony obok zawartości netto

• kod kreskowy- w dolnej prawej ćwiartce tyłu opakowania, w odległości 5mm od krawędzi, z zachowaniem odpowiedniej cichej strefy wokół symbolu kodu kreskowego

• znaki jakościowe, promocyjne- obok kodu kreskowego

7. Tworzenie jednostki ładunkowej

a) opakowanie zbiorcze

Przyjęto ładowność opakowania zbiorczego na 20 sztuk jednostkowych rozstawionych w rzędach 4x5

- Wyliczenie wymiarów opakowania zbiorczego, czyli szerokości (b) i długości (l) tacki tekturowej :

Wyliczenie kąta nachylenia kubeczka oraz średnicy kubeczka w wysokości której kubeczek wchodzi w otwór w tacce:




Kąt nachylenia kubeczka:




- różnica średnic kubeczka

65mm-52mm=13mm

13/2= 6,5mm




6,5º+90º= 96,5ºC

Średnica kubeczka w wysokości której kubeczek wchodzi w otwór w tacce:

-Przyjęto wysokość tacki h=60mm (do obliczenia średnicy nie ujęto podstawy o wys. 5mm)















48mm+2*6,05mm=60,1mm

Ponieważ wysokość tacki (czyli odległość od dna do otworów, w których umieszczamy kubeczki), zaprojektowana została na 60mm, wyliczono, że minimalna średnica otworów w tekturze wynosi 60,1mm. Projektując opakowanie zbiorcze przewidziano, aby kubeczki z łatwością mogły być umieszczane w tacce, dlatego otwory opakowania zbiorczego wynoszą ostatecznie 64mm.

- Wyliczenie długości tacki tekturowej = opakowania zbiorczego

p- odstęp między otworami na kubeczki (przyjęto 12 mm)

W długości opakowania zbiorczego mieści się 5 otworów i 4 odstępy między nimi oraz 2 części brzegowe, dlatego długość tacki wynosi:





- Wyliczenie szerokości opakowania zbiorczego

Na szerokość składają się następujące elementy: 4 otwory, 3 odstępy między nimi oraz 2 części brzegowe




RZUT Z GÓRY OPAKOWANIA ZBIORCZEGO:




Na materiał opakowania zbiorczego wybrałyśmy tekturę falistą trzywarstwową o fali C.

Tektura falista poprzez warstwową budowę ścian charakteryzuje się dobrymi właściwościami amortyzacyjnymi i wytrzymałościowymi. Wykonane z nich opakowania chronią przed niepożądanymi uszkodzeniami mechanicznymi. Opakowania wykonane z tektury falistej charakteryzują się małą masą, ładnym wyglądem, trwałością, a także dobrym zabezpieczaniem zapakowanego w nich towaru przed różnorodnymi uszkodzeniami podczas transportu czy magazynowania. Tektura falista wykazuje właściwości higroskopijne, dlatego chroni zapakowany produkt tylko w określonych warunkach. Może ona chłonąć wilgoć z powietrza lub oddawać wilgoć gdy powietrze jest suche do momentu, gdy osiągnie poziom

równowagi z wilgotnością otoczenia. Większa zawartość wilgoci w tekturach powoduje że są one mniej sztywne oraz mniej wytrzymałe. Na wytrzymałość tektury falistej mają duży wpływ papiery zastosowane do jej produkcji. Dodatkowym walorem tektury jest stosunkowo łatwa możliwość ponownego jej przetworzenia i odzysku, co pozwala skutecznie chronić środowisko.

Do zasadniczych zalet opakowań wykonanych z tektury falistej zaliczyć należy:

• podatność do piętrzenia w stosach

• dobra izolacja cieplna

• możliwość modyfikacji tektur na działanie wilgoci, palności, pleśni itp.

• zdolność pochłaniania energii wstrząsów i uderzeń

• niska masa w porównaniu np. z opakowaniami drewnianymi

• zabezpieczenie przed przebiciem

• możliwość łatwego zadrukowania

• możliwość wielokrotnego użycia oraz powtórnego przetworzenia.

• funkcjonalność - łatwość chwytania, przenoszenia, otwieranie i zamykanie, zapewnienie

nienaruszenia zawartości, dozowanie, zagospodarowanie przestrzeni transportowej, możliwość

złożenia po opróżnieniu

• kształt - zbliżony do prostopadłościanu zapewnia efektywniejsze zagospodarowanie przestrzeni

Zasadniczym atutem tektury falistej są jej właściwości amortyzacyjne. Falista struktura warstwy tektury zapewnia tym opakowaniom wysoką odporność na zgniatanie i uderzenie.

b) opakowanie transportowe

Do formowania paletowej jednostki ładunkowej użyłyśmy palety drewnianej płaskiej o wymiarach 800 x 1200. Na palecie układane będą odpowiednio produkty w opakowania jednostkowe i zbiorczych.




Ryc. Paleta płaska, drewniana, 800 x 1200 EUR

Maksymalna waga towaru umieszczonego na palecie nie może przekroczyć 1000 kg, a wysokość załadowanej palety nie może być większa niż 180 cm.

Przy znanej długości i szerokości opakowania zbiorczego ustalono ich rozkład na palecie 2 x 4. Jedna warstwa stanowi 8 opakowań zbiorczych (w).Znając wysokość palety, wysokość opakowania zbiorczego wyznaczono ilość warstw ułożonych na palecie.

H_max - Maksymalna wysokość ładunku i palety - 180 cm=1800mm

H_p - Wysokość palety - 144 mm

H_opz - Wysokość opakowania zbiorczego - 75mm

n - Ilość warstw opakowań zbiorczych na palecie

n = (H_max - H_p )/ H_opz

n = (1800-144)/75 = 22

Wyznaczenie wysokości jednostki ładunkowej H:

H = H_p + n * H_opz

H= 144 + 22 * 75 = 1794 mm= 179,4cm

Obliczenie mas opakowań:

m_op - masa opakowania jednostkowego

m_k - masa kubeczka jogurtu - 5,5g

m_p - masa produktu -150g

m_op = m_k + m_p

m_op = 150g + 5,5g =155,5g

m_opz masa opakowania zbiorczego netto

m_opz =n_k* m_p

n_k- ilość opakowań jednostkowych na tacce z tektury

m_opz = 20 * 150g = 3000g = 3 kg

m_opzb - masa opakowania zbiorczego brutto

m_opzb = n_k * m_op+ m_t

m_t - masa tacki tekturowej - 100g

m_opzb = (20 *155g)+100g = 3100g =3,1kg

Wyznaczenie ładowności jednostki ładunkowej:

n_z - ilość opakowań zbiorczych na palecie

n_z = n*w

n_z = 22*8 = 176

n_i - Ilość opakowań jednostkowych na palecie

n_i = n_z* n_k

n_i = 176*20 = 3520

Masa netto jednostki ładunkowej = 3520*150g = 528000g = 528 kg

m_bjt - masa brutto jednostki ładunkowej

m_jt - masa palety = 25 kg

m_bjt = m_opzb * n_z + m_jt

m_bjt = 3,1kg * 176 + 25 kg = 570,6 kg

Wyznaczenie miejsca paletowego w magazynie

Luz manipulacyjny 100mm.

Wymiary palety przy uwzględnieniu luzu manipulacyjnego wynoszą 900x 1300.

Miejsce paletowe na złożenie jednostki w magazynie wynosi:

P- pole powierzchni palety ładunkowej

P = a * b

Gdzie a - długość palety = 1300 mm

b - szerokość palety = 900 mm

P = 1300mm x 900mm = 1170000 mm² = 1,17m²

Ładunek umieszczony na palecie dodatkowo zabezpieczamy pokrowcami z folii rozciągliwej, wytworzonej z polietylenu liniowego. Zabezpieczanie to polega na nałożeniu na uformowaną jednostkę od góry arkuszu folii, a następnie owinięciu spiralnie wstęgą folią rozciągliwą o grubości ok. 0,02 mm. O wyborze tej folii zadecydowały posiadane przez nią właściwościami mechanicznymi. Cechuje ją dobra wytrzymałość na rozciąganie przy jednocześnie dużym wydłużeniu, co umożliwia sprawne uformowanie owinięcia. Po rozciągnięciu i obciśnięciu na wyrobie folia pozostaje cały czas naprężona, a ewentualne luzy owinięcia są usuwane. Posiada niski moduł sprężystości, który w połączeniu z małą grubością folii i stosowanymi dodatkami umożliwia mocną i trwałą przyczepność warstw. Cechuje ją ponadto odporność na rozciąganie i przebicie. Dokonując wyboru tego rodzaju folii zabezpieczającej zwróciłyśmy uwagę na aspekt ekonomiczny i ekologiczny. Stosując ten typ folii zamiast folii termokurczliwej zmniejszamy o około 40 % zużycie folii i o ponad 60 % zużycie energii, dzięki wyeliminowaniu konieczności termicznego obkurczania przy zastosowaniu energochłonnych urządzeń.

Na jednostce transportowej zamieszczamy pełną wersję etykiety transportowej EAN, która zgodnie z normą ISO ma format A5 (148 x 210 mm) i zawiera:

• W górnej części nazwę przedsiębiorstwa, znak firmowy i inne informacje niestandardowe;

• W części środkowej wszystkie informacje w postaci czytelnej wzrokowo;

• W dolnej części informacje w postaci kodu kreskowego

Etykieta transportowa EAN umieszczona zostanie na wszystkich czterech pionowych bokach palety. Jeśli nie będzie to możliwe nanosimy ją na dwóch sąsiednich bokach: jedną na krótszym, a drugą na przyległym dłuższym boku po prawej stronie.





8. Zagospodarowanie odpadów

Obecnie coraz więcej aspektów działalności gospodarczej oceniana jest przez pryzmat jej wpływu na środowisko naturalne. Ciekawym narzędziem służącym do oceny tego wpływu jest tzw. „bilans ekologiczny”, dotyczący materiałów lub produktów o porównywalnych funkcjach. Polega on na tym, że dla każdego produktu, począwszy od surowców, określa się zapotrzebowanie na energię zużywaną przy jego wytworzeniu, ilość emisji do powietrza i wód oraz ilość powstających odpadów. Dzięki bilansom ekologicznym dokonałyśmy wyboru materiału na opakowanie jednostkowe jogurtu, które stanowi kubek z polistyrenu i wieczko z folii aluminiowej. Opakowania z tworzyw sztucznych stały się w ciągu ostatnich kilkunastu lat produktami jak najbardziej powszechnymi. Ich rola i znaczenie dla współczesnego przemysłu wydaje się być trudna do przecenienia. W tej chwili jakiekolwiek zastępowanie tego rodzaju opakowań przez inne przyniosłoby znaczne straty zarówno producentom produktów, które podlegają pakowaniu, jak również całemu łańcuchowi innych dziedzin gospodarki. Dotychczasowe próby zastępowania opakowań z tworzyw kończyły się sporymi niepowodzeniami. Zwykle były podejmowane z myślą o korzyściach ekologicznych. Jednak zarówno z ekonomicznego punktu widzenia, jak i w konsekwencji z uwagi na kwestie środowiskowe takie próby zawsze kończyły się fiaskiem.

Mała waga opakowania oznacza minimalny wpływ na środowisko i optymalne wykorzystanie surowców.
Użycie tworzyw sztucznych na opakowanie jogurtu sprawia, że tylko od 1 do 3 % całkowitej masy wyrobu stanowi opakowanie.

Bez tworzyw sztucznych, opakowanie waży znacznie więcej. Wyniki te potwierdza symulacja przeprowadzona przez stowarzyszenie badające rynek opakowań GVM w Wiesbaden, która pokazała, że gdyby w Niemczech zrezygnowano z opakowań z tworzyw sztucznych, wówczas masa opakowania wzrosłaby aż czterokrotnie, koszty produkcji opakowań uległyby podwojeniu, a całkowita ilość odpadów opakowaniowych wzrosłaby 1,6 razy.

Kilkugramowa różnica w masie opakowania często decyduje o tym, ile ton produktu można załadować na jedną ciężarówkę. Pusty kubek z polistyrenu przed napełnieniem go 150 g jogurtu waży wraz z pokrywką z folii aluminiowej ledwie 5,5 g. 
W porównaniu z tym opakowanie szklane o wadze 85 g przeznaczone dla takiej samej ilości jogurtu stanowi znacznie większe obciążenie. W transporcie oznacza to, że przy wykorzystaniu pełnej ładowności ciężarówki w przypadku jogurtu w tworzywowym kubku opakowanie stanowi 3,5% przewożonej masy, a 96% przypada na produkt właściwy. Tymczasem w przypadku opakowań szklanych masa opakowania stanowi aż 36,25 całego ładunku. Tym samym więc zamiast dwóch ciężarówek załadowanych jogurtem w
opakowaniach z tworzyw sztucznych, muszą być posłane w drogę trzy ciężarówki z jogurtem w opakowaniach szklanych.

Jak widać zastępowanie opakowań z tworzyw sztucznych opakowaniami wykonanymi z innych materiałów prowadzi do wielokrotnego powiększenia ich masy. Badania wykazały, że jeśliby zastąpić dotychczas stosowane opakowania tworzywowe opakowaniami wykonanymi z innych materiałów pociągnęłoby to za sobą m.in. znacznie zwiększone zużycie paliw (18 mln l na transport tej dodatkowej masy) oraz zwiększoną emisję dwutlenku węgla (o ok. 40 mln kg).




Badaniom ekobilansu poddano opakowanie do jogurtów o pojemności 150 ml, wytworzone z trzech rodzajów polimerów - PP, PS i PVC oraz szkło i karton laminowany. Wyniki pokazały, że obciążenie środowiska spowodowane użyciem opakowań z poszczególnych polimerów było niewielkie i nie było między nimi istotnych różnic. Zauważa się natomiast wyraźnie wyższe koszty ekologiczne w wyniku zastosowania opakowań ze szkła lub kartonu. Przyczyniają się one do największego spośród badanych wariantów zużycia energii. Większe są ponadto obciążenia powietrza i wody, co wynika głównie z większej ich masy. Wpływa to także na zwiększone obciążenie dróg i zużycie paliwa spowodowane transportem produktów w cięższych opakowaniach.

Chociaż tworzywa sztuczne wytwarzane są z ropy naftowej, produkcja ta pochłania stosunkowo małe ilości tego surowca. Próba ograniczenia zużycia ropy naftowej przez zastosowanie innych materiałów opakowaniowych byłaby bezskuteczna. Potrzebne do tego zużycie energii byłoby co najmniej o 50 % większe (a przy uwzględnieniu zużycia paliw na potrzeby związanego z tym dodatkowego transportu, prawie dwa razy takie). Tworzywa sztuczne przyczyniają się w sposób aktywny do oszczędności energii i ropy naftowej. Badania ekologów wykazały, że jeśliby zastąpić dotychczas stosowane opakowania tworzywowe opakowaniami wykonanymi z innych materiałów pociągnęłoby to za sobą m.in. znacznie zwiększone zużycie paliw oraz zwiększoną emisję dwutlenku węgla. 

Korzystny ekobilans poprawiają jeszcze procesy recyklingu odpadów z tworzyw, które wymagają znacznie mniejszego zużycia energii niż procesy wytwarzania nowych materiałów. Polistyren z powodzeniem może być także poddawany ponownemu przetwórstwu.

Dzięki wprowadzeniu jednolitego europejskiego sytemu identyfikacji materiału opakowaniowego jest możliwe ułatwienie zbiórki zużytych opakowań. System identyfikacji obejmuje symbol materiału opakowaniowego (w przypadku polistyrenu PS) oraz odpowiadający mu kod numeryczny (6). Dzięki naniesionym na opakowaniu specjalnych oznakowań możliwa jest ich wstępna segregacja.





Bardzo istotne jest także zbieranie zużytych opakowań. Selektywne zbieranie opakowań jest najbardziej efektowną metodą prowadzącą do rozpowszechnienia recyklingu. Jednak odzyskiwanie tworzyw sztucznych z odpadów komunalnych nie jest takie łatwe, nie tylko ze względu na ich różnorodność ale również stopień ich zanieczyszczenia.

ALUMINIUM

Aluminium jest łatwe w segregacji i odzyskiwaniu z odpadów domowych. Wymaga on dużych nakładów energii podczas przetwarzania, jednak o jego opłacalności stanowią korzyści związane z ograniczeniem wydobycia i obróbki minerału. Produkcja aluminium z boksytu wiąże się z wieloma zagrożeniami dla środowiska: jest energochłonna (produkcja 1 kg tego metalu wymaga ok. 20 kWh energii elektrycznej, czyli 20 razy tyle, co wyprodukowanie 1 kg chleba). Jednak należy zaznaczyć, że odpady aluminiowe nadają się w całości do recyklingu. Proces można przeprowadzać wielokrotnie bez strat w jakości materiału. Metal po recyklingu odzyskuje pierwotne właściwości i w żaden sposób nie wpływa on na jego jakość, wytrzymałość ani szkodliwość w kontakcie z żywnością. Wykorzystanie odpadów aluminiowych to korzyść ekologiczna, gdyż produkcja aluminium ze złóż boksytu wiąże się ze skażeniem gleby, wód i powietrza. Poprzez odzysk i recykling aluminium,  zanieczyszczenie powietrza zmniejsza się o 95%, wód o 97%, a zużycie energii jest zredukowane o 95%. Aluminium zbierane jest do pojemników w kolorze szarym.

Polistyren może być z powodzeniem poddawany ponownemu przetwórstwu .

LITERATURA:

1. Czerniawski B, Michniewicz J.: Opakowania żywności. Czeladź 1998r.

2. Cichoń M.: Opakowanie w towaroznawstwie, marketingu i ekologii. Wrocław 1996r.

3. Stewart B.: Projektowanie opakowań. Warszawa 2009r.

4. Juśkiewicz M., Panfil-Kuncewicz H.: Materiały opakowaniowe i opakowania stosowane w

przemyśle spożywczym. Olsztyn 1999r.

5. Chuchlowa J., Dąbrowski J., Matuszewski J.: Ćwiczenia z opakowań i materiałów

pomocniczych. Warszawa 1978r.

6. Hyla I., Tworzywa sztuczne. Własności- przetwórstwo- zastosowanie. Gliwice 2000r.

7. Jurczak M. E., Mleko. Produkcja, badanie, przerób. Warszawa 1997r.

8. Panfil-Kuncewicz H., Trwałość jogurtów pakowanych w atmosferze czystego powietrza.

Przemysł Spożywczy 1998r.,nr 11, str. 19-21

9. Panfil-Kuncewicz H., Ziemba M., Rosiński P., Możliwość poprawy trwałości jogurtu

pakowanego w atmosferze czystego powietrza. Przegląd Mleczarski 1998r. nr 12,

str. 418- 420

10. Panfil-Kuncewicz H. Ocena oznakowania opakowań jednostkowych wybranych

artykułów mleczarskich. Przegląd Mleczarski 1999r. nr 9, str. 277-283

11. Panfil-Kuncewicz H., Kuncewicz A. Opakowanie a jakość produktów mleczarskich.

Przegląd Mleczarski 1993r. nr 2, str. 44-46

12. Strona Internetowa Związku Prywatnych Przetwórców Mleka, Przewodnik znakowania

produktów mlecznych.

27

5. TERMOFORMOWANIE

3. GRANULOWANIE

2. KOMPAUNDOWANIE

1. POLIMERYZACJA STYRENU

4. EKSTRUZJA

Ryc. Umieszczenie etykiety transportowej EAN na palecie

50 mm

Informacje niestandardowe

Informacje standardowe w postaci znaków czytelnych wzrokowo

Informacje standardowe w kodzie kreskowym

450 mm

Ryc. Zależność pomiędzy masą produktu a jego opakowaniem.

Opakowanie

z tworzywa sztucznego

Produkt - jogurt

1-3%

97-99%










---