Технология упаковочного производства

Л. А. Бударина, Е. Н. Мочалова



ТЕХНОЛОГИЯ УПАКОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Учебное пособие
















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2023

УДК 655.1
ББК 37.8
      Б90



Рецензенты:
д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет» Вураско Алеся Валерьевна;
канд. техн. наук, доц., зам. ген. директора по научно-технологическим вопросам ООО «УК "Объединенные бумажные фабрики"» Дернова Елена Валентиновна


            Бударина, Л. А.


Б90 Технология упаковочного производства : учебное пособие / Л. А. Бударина, Е. Н. Мочалова. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 168 с. : ил., табл.
          ISBN 978-5-9729-1267-4

           Приведены основные понятия, классификация и основные виды процессов упаковывания. Рассмотрены основные виды материалов, способы упаковывания и герметизации для различных видов упаковываемой продукции.
           Для студентов направления 29.03.03 «Технология полиграфического и упаковочного производства» всех форм обучения, изучающих дисциплину «Технология упаковочного производства» и выполняющих расчеты в курсовых и дипломных проектах.

УДК 655.1
ББК 37.8



ISBN 978-5-9729-1267-4 © Бударина Л. А., Мочалова Е. Н., 2023
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
                      © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

            СОДЕРЖАНИЕ



ВВЕДЕНИЕ.........................................5
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В ОБЛАСТИ УПАКОВОЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ......................................7
1.1. Упаковка и ее основные функции..............7
1.2. Классификация тары и упаковки...............9
1.3. Основные этапы жизненного цикла упаковки...14
1.4. Классификация фасовочно-упаковочных процессов и оборудования..................................18
2. ОРГАНИЗАЦИЯ УПАКОВОЧНОГО ПРОЦЕССА............21
2.1. Классификация упаковочных производств......21
2.2. Основные укрупненные операции процесса упаковывания ....25
2.3. Особенности упаковывания различных видов продукции в зависимости от их макрогеометрической формы...27
3. УПАКОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ........................35
3.1. Классификация материалов упаковочных производств.36
3.2. Бумажные и картонные упаковочные материалы.39
3.3. Стеклянные упаковочные материалы...........43
3.4. Металлические упаковочные материалы........44
3.5. Деревянные упаковочные материалы...........45
3.6. Полимерные материалы для тары и упаковки...46
3.6.1. Классификация и общая характеристика.....46
3.6.2. Полимерные пленочные материалы...........51
4. СПОСОБЫ УПАКОВЫВАНИЯ.........................63
4.1. Упаковывание в термоусадочные пленки.......63
4.2. Упаковывание в растягивающиеся пленки......74
4.3. Упаковывание в вакууме.....................83
4.4. Упаковывание в газовой среде...............95
4.5. Разогреваемые и стерилизуемые упаковки....102
4.6. Асептическое упаковывание.................108
5. СПОСОБЫ ГЕРМЕТИЗАЦИИ УПАКОВАННОЙ ПРОДУКЦИИ......................................117
5.1. Сварка полимерных материалов..............117
5.1.1. Диффузионная сварка.....................118
5.1.2. Основные методы сварки..................119

3

5.1.3. Основы расчета сварных соединений на прочность.128
5.2. Склеивание.............................131
6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ УПАКОВЫВАНИЯ
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДА ТАРЫ..................134
6.1. Упаковывание в мягкую тару.............134
6.2. Упаковывание в жесткую тару............152
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...........................165

4

            ВВЕДЕНИЕ



    Развитие технологии производства к началу XX века, а также появление новых материалов и конструкций тары разных размеров привело к изменениям в упаковочной отрасли, включающим компьютеризацию технологии производства и широкое применение пластиков, и, как следствие, к снижению себестоимости упаковок. Рост спроса на расфасованные продукты питания во второй половине XX века и, соответственно, на услуги в области фасовочно-упаковочных операций, существенно расширил диапазон применяемых упаковочных материалов и конструкций упаковок.
    Крупные представители розничной торговли и общественного питания отреагировали на изменение стиля жизни большей части населения, что привело к увеличению доли упаковок, ориентированных на «занятого» потребителя, у которого нет времени для приготовления пищи и мытья посуды.
    Развитию и росту значения упаковки и упаковочной отрасли способствуют самые разные факторы, основные из которых:
    1)     самообслуживание в торговле - с увеличением числа магазинов самообслуживания упаковка начинает выполнять функции продавца: она должна привлечь внимание к товару, описать его свойства, внушить потребителю уверенность в этом товаре и произвести благоприятное впечатление о товаре в целом;
    2)     рост доходов населения - означает, что потребители готовы заплатить за удобство при использовании, привлекательный внешний вид и надежность улучшенной упаковки;
    3)     имидж производителя и образ торговой марки - товары с фирменной торговой маркой должны моментально узнаваться покупателем: известные фирменные марки показывают отличительные свойства продукта, дают гарантии высокого качества, держат продукцию в центре внимания;
    4)     оригинальность (концепции упаковки при проектировании и изготовлении) может принести производителю большие выгоды. Введение в концепцию упаковки дополнительных новых функций по сравнению с аналогичными продуктами, позволяет изменить отношение покупателя к товару и роли упаковки для

5

конкретного товара. Правильный выбор элементов дизайна упаковки может передавать ощущения на находящееся внутри упаковки изделие, что позволяет увеличивать продажи продукции.
    5)     процесс дифференциации однородных товаров - позволяет повысить конкурентоспособность товара компании на рынке и заключается в наделении продукта особенными отличительными свойствами, которые важны целевой аудитории. Правильно используя стратегию дифференциации товара, любая компания может обеспечить себе необходимый уровень продаж и прибыли даже на высоко конкурентном рынке.
    Однако следует обратить внимание на некоторые негативные аспекты, связанные с изготовлением и использованием упаковок:
    1)     рост цен на товары, связанный с совершенствованием конструкции и дизайна упаковки, встречаются случаи, когда упаковка стоит больше, чем товар;
    2)     расходование дефицитных природных ресурсов на упаковку, что также приводит к увеличению стоимости товара;
    3)     проблема загрязнения окружающей среды, связанная с отходами упаковок.
    В настоящее время основными движущими факторами развития инноваций в упаковочной отрасли являются требования защиты упаковываемого продукта, повышение качества и удобства использования продукта для потребителя. Но при этом высокие темпы роста производства и потребления упаковочных материалов стали причиной возникновения такой проблемы в упаковочной отрасли, как уничтожение и утилизация упаковочных отходов.

6

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В ОБЛАСТИ УПАКОВОЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ


            1.1. Упаковка и ее основные функции


    Упаковка (ГОСТ 17527-2014 «Упаковка. Термины и определения») представляет собой изделие, предназначенное для размещения, защиты, перемещения, доставки, хранения, транспортирования и демонстрации продукции (сырья и готовой продукции), используемое как производителем, пользователем или потребителем, так и переработчиком, сборщиком или иным посредником.
    Тара представляет собой изделие - элемент упаковки, предназначенный для размещения продукции, конструкция которого может предусматривать наличие укупорочных средств для создания герметичности или замкнутого пространства.
    Вспомогательное упаковочное средство является элементом упаковки, который в комплекте с тарой выполняет функцию упаковки.
    Упаковка - комплекс защитных мер и материальных средств по подготовке товара к транспортированию и хранению, для обеспечения ее максимальной сохранности и придания транспортабельного состояния. Кроме этого, упаковка - это оболочка товара, способствующая реализации основных функций упаковки.
    Многофункциональность упаковки предопределяет необходимость знания специалистами свойств и способов переработки различных материалов в тару и упаковку, специфику защиты упакованного продукта от вредных внешних воздействий, что существенно, прежде всего, для продуктов питания. Различают следующие основных функции упаковки: защитную, дозирующую, транспортную, функцию хранения, маркетинговую, эксплуатационную, экологическую, информационную и нормативно-законодательную.
    Защитная функция характеризует способность упаковки обеспечивать защиту упаковываемой продукции от влияния кли-

7

магических факторов, от повреждений и порчи при транспортировке и хранении, а также защиту окружающей среды и человека от негативного воздействия упакованной продукции. Особую актуальность и важность защитная функция имеет при упаковке пищевых продуктов.
    Дозирующая функция позволяет измерить количество продукта в упаковке (не взвешивая), а также удобно дозировать упакованный продукт с точки зрения бытового потребления. Для этого в конструкцию упаковки вводятся различные элементы, облегчающие извлечение продукта (колпачки, соломинки).
    Под транспортной функцией понимается способность упаковки к удобной перевозке упакованной продукции определенным видом транспорта на заданное расстояние в течение установленного времени в определенных условиях.
    Функция хранения предполагает сохранение всех свойств товара в течение длительного времени, т. к. в большинстве случаев упакованный продукт не должен быть использован немедленно и может храниться либо на складе у производителя, либо у продавца, либо у покупателя.
    Эксплуатационная функция предполагает легкость обращения с упаковкой в процессе сортировки, хранения, перемещения и сбыта, а также удобство для потребления в использовании упакованного продукта.
    Функция маркетинга позволяет эффективно продвигать товар на потребительском рынке и требует от упаковки привлекательного внешнего вида за счет умелого дизайна и высокого качества полиграфического оформления.
    Информационная функция упаковки предполагает, что упаковка должна выполнять роль носителя информации и тесно связана с маркетинговой функцией. Информация на упаковке должна отражать новизну продукта, его отличие от аналогов, подчеркивать его особенности. Обязательная информация регламентирована нормативными документами на упаковываемый продукт и, как правило, включает основные технические характеристики продукта, руководство по применению, хранению и уходу, предупреждения о возможных противопоказаниях, опасностях и т. п.

8

    Экологическую функцию упаковки можно рассматривать как научное и практическое направление рационального использования обществом упаковки в аспекте взаимодействия с окружающей средой.
    Нормативно-законодательная функция является производной от других функций упаковки. В процессе выполнения функций защиты и хранения сложился комплекс санитарно-гигиенических требований к упаковке. В настоящее время во многих странах существует специальное законодательство, строго регламентирующее предельное содержание в упаковочных материалах компонентов и примесей, которые могут мигрировать в продукт. Регламентируемая нормативными документами на упаковываемый продукт обязательная информация должна указываться на упаковке.
    Для выполнения каждой из перечисленных функций упаковка должна отвечать определенному комплексу требований и критериев. Требования, предъявляемые к упаковке и упаковочным материалам, часто противоречивы на различных этапах жизненного цикла упаковки (рис. 1.1).


            1.2. Классификация тары и упаковки


    Тару и упаковку можно классифицировать по следующим основным признакам:
    1.    По назначению тару и упаковку можно классифицировать, как потребительскую; производственную; транспортную и специальную.
    Потребительская упаковка предназначена для первичного упаковывания и реализации продукции конечному потребителю.
    Цена потребительской упаковки входит в стоимость товара, после реализации товара переходит в собственность потребителя.
    Упаковку, имеющую контакт с продукцией, допускается называть первичной упаковкой.
    Вторичная упаковка содержит в себе одну или более первичных упаковок вместе с другими защитными материалами.
    Потребительская упаковка подразделяется на индивидуальную и групповую.


9

    Групповая (объединенная) упаковка - упаковка, более одной единицы продукции, сгруппированная для облегчения погрузочно-разгрузочных операций.
    По отношению к упаковываемому продукту упаковку подразделяют на внутреннюю, внешнюю и транспортную.
    Промышленная упаковка - упаковка для сырьевых материалов, деталей и полуфабрикатов или готовой продукции для доставки от изготовителя до потребителя и/или других посредников, таких как предприятия по переработке или сборке.


Рис. 1.1. Основные периоды жизненного цикла упаковки

    Производственная тара и упаковка предназначены для выполнения внутризаводских - внутрицеховых и межцеховых перевозок и хранения сырья, материалов, полуфабрикатов и т. д. Является собственностью конкретного предприятия.


10

    Транспортная упаковка предназначена для хранения и транспортирования продукции с целью защиты ее от повреждений при перемещении и образующая самостоятельную транспортную единицу. Транспортная упаковка может принадлежать любой из организаций, участвующей в процессе обращения.
    Инвентарная тара принадлежит конкретному предприятию и подлежит возврату данному предприятию.
    По параметрам упаковка (тара) делится:
    -     на малогабаритную, габаритные размеры которой находятся в пределах 1200x1000x1200 мм;
    -     крупногабаритную, габаритные размеры которой превышают 1200x1000x1200 мм.
    По кратности использования упаковка делится:
    -     на разовую;
    -     многооборотную, предназначенную для ее многократного применения (прочностные показатели рассчитаны на многократное применение). Бывшую в употреблении упаковку, которую используют повторно, называют возвратной.
    Размеры потребительской и транспортной тары унифицированы. Для унификации размеров упаковки (тары) применяется модуль размеров упаковки (тары) - наименьшая общая кратная величина. При этом, модульная система унифицированных размеров упаковки (тары) представляет собой унифицированный ряд размеров упаковки (тары), систематизированный на базе модуля размеров упаковки (тары).
    Специальная упаковка предназначена для защиты от внешних воздействий, влияния влаги и климатических факторов при транспортировании, хранении и длительной консервации изделий. Специальной упаковке, как правило, подвергают крупногабаритные установки, машины и механизмы, а также приборы.
    2.     По месту упаковывания различают упаковку производственную (технологические операции упаковывания осуществляет производитель) и торговую (технологические операции упаковывания проводит продавец).
    3.     По технологии производства упаковку классифицируют в первую очередь во взаимосвязи с ее материалом и конструктивными особенностями.

11

    Наибольшее количество материалов и методов их переработки встречается в производстве полимерной тары и упаковки. На рисунке 1.2 представлена классификация упаковки из полимерных материалов в зависимости от технологии производства.


Рис. 1.2. Классификация упаковки из полимерных материалов в зависимости от технологии производства

    4.     В зависимости от стабильности размеров (при наполнении или удалении содержимого) различают:
    -     жесткую упаковку - форма и размеры которой не изменяются при наполнении или удалении содержимого;
    -     мягкую упаковку - форма и размеры которой изменяются при наполнении или удалении содержимого.
    Жесткая упаковка достаточно надежно защищает упакованные в нее товары от механических воздействий (удары, нажимы, проколы), возникающих при перевозках и хранении в таре, в результате чего значительно улучшается сохранность товаров.
    Некоторые виды тары (металлическая и стеклянная) в случае герметизации предотвращают воздействие на товары кислорода воздуха, посторонней микрофлоры, что уменьшает окислительную порчу (прогоркание жиров, разрушение витаминов, красящих и других веществ), а также микробиологическую порчу (гниение, плесневение).


12