Proiectarea Unei Linii Tehnologice Pentru Ambalarea Produselor Alimentare

Proiectarea unei linii tehnologice pentru ambalarea

Produselor alimentare

Contents

Lucrarea de față abordează problematica proiectării unei linii tehnologice pentru ambalarea produselor alimentare , prin prisma locului ambalajului în economia contemporană, funcțiilor acestuia, a impactului asupra mediului, a factorilor care influențează producerea și utilizarea tipurilor de ambalaje, iar ca studiu de caz este abordată problematica ambalării mărfurilor alimentare.

Lucrarea este structurată pe cinci capitole.

Primul capitol, “Considerații generale asupra ambalării produselor alimentare și caracteristicile ambalajelor”, prezintă noțiunile de bază privind ambalajul în esența sa, cu toate elementele sale caracteristice: concept, design, caracteristici, funcții îndeplinite.

Capitolul doi, “Proiectarea tehnologiei de obținere și imprimare a ambalajelor”, cuprinde caracterizarea materialelor utilizate la fabricarea ambalajelor, tehnologia de producție a foliilor multistrat și proiectarea tehnologiei de imprimare a unui ambalaj alimentar.

Capitolul trei, “Proiectarea unei linii tehnologice pentru ambalarea unor produse de……”, caracterizează ????????

Capitolul patru, “Calculul eficienței economice”, cu aplicație pe firma SC COMOD SRL Cluj-Napoca, firmă importatoare și distribuitoare de materiale de ambalat, sisteme de ambalare, mașini și linii de ambalare, membrane, sisteme de igienizare, accesorii, piese de schimb, și utilaje pentru prelucrarea cărnii.

Capitolul cinci ”Norme privind sănătatea și securitatea muncii la imprimarea ambalajelor” cuprinde prevederi minimal obligatorii pentru desfășurarea principalelor activități în condiții de protecție a muncii.

Decizia de alegere a ambalajelor și implicit a proiectării liniei tehnologice pentru fabricarea acestora trebuie să fie fundamentată științific, să corespundă obiectivelor fabricării produselor și caracteristicilor lor tehnico-funcționale-economice, prețului și distribuției. Dintre factorii care influențează și determină decizia de alegere a ambalajelor se rețin: natura produsului și compatibilitatea lui cu ambalajul, în strânsă corelație cu caracteristicile materialului de confecționare, accesibilitatea materiilor prime și tehnologiilor; destinația ambalajului, sistemul de distribuire al mărfurilor; costuri.

Ambalajul este o componentă esențială a activității comerciale, fiind subordonat mărfii și deservind consumatorul. Sortimentele de produse nou apărute pe piață, modernizarea concepției și a tehnicilor comerciale aduc în discuție diversificarea ambalajelor în paralel cu creșterea exigențelor față de acesta.

Capitolul 1. Considerații generale asupra ambalării produselor alimentare și caracteristicile ambalajelor

Pentru a ințelege mai bine ambalajul, trebuie să aruncăm o privire asupra istoriei sale și a evoluției materialelor încă din epoca preistorică și până la transformarea în ceea ce constituie astăzi packaging-ul – veritabil suport media.

La începuturile epocii preistorice, mâncarea era consumată acolo unde era gasită, căci oamenii trăiau la nivel de subzistență, preparându-și hrana doar atunci când aveau nevoie sau când vânau. Când oamenii s-au transformat în culegători și producători de hrană a apărut și problema depozitării. Dar natura oferea soluții precum scoicile, tigvele de dovleac, pieile de animale sau frunzele. Mai târziu, recipientele erau „fabricate” din materiale naturale, precum trunchiuri de copac scobite, țesături sau organe de animale.

Țesăturile proveneau din blănurile folosite pe post de îmbrăcăminte primitivă. Fibrele erau transformate în rogojini sau pânzeturi prin împletire și legare, iar pânzele astfel obținute erau folosite pentru a inveli diverse produse sau pentru a se croi din ele sacoșe. Datorită procesului de împletire, ierburile și mai târziu trestia, erau transformate în coșuri pentru a depozita surplusul de hrană. Astfel, anumite alimente erau salvate pentru a fi consumate ulterior și oamenii pierdeau mai puțin timp pentru a-și căuta hrana.

Pe măsură ce a început descoperirea minereurilor și a compusilor, s-au dezvoltat metalele și olăritul, ducând către noi forme de packaging.

O cronologie aproximativă a apariției packaging-ului premodern (preluare din articolul A history of packaging de Paula Hook si John E Heimlich, Universitatea Ohio, 1998) e următoarea:

cu mai bine de 20.000 ani in urmă – materiale naturale modificate: ierburi, trestie, piei;

acum 8000 de ani – ceramice, amfore, dezvoltate în Orientul Mijlociu;

acum 5000 de ani – lemn, butoaie, cutii, coșuri, cutii de lemn găsite în mormintele egiptene;

acum 3500 de ani – producție de ceramică, olărit , inventarea roții olarului;

acum 2000 de ani – recipientele de sticlă, țeava de suflat sticlă inventată de fenicieni și sirieni;

acum 2000 de ani – hârtia și fibrele de celuloză (nu hârtia autentică);

1809 – Nicolas Appert descoperă procedeul de conservare prin fierberea alimentelor în borcane de sticlă;

1810 –  procedeul este aplicat cutiilor de tablă (cutiile de conserve);

1895 – inventarea în SUA a cutiei din carton rabatabil;

1926 – fabricarea foii de aluminiu menajer;

1930 – comercializarea unei benzi adezive din celofan, sub denumirea de Scotch;

1934 – American Can Company comercializează primele doze, pentru bere;

1951 –  în Suedia se inventeaza strămoșul lui Tetra Pak, ambalaj tetraedric din hârtie plastifiată, ce se poate arunca;

1960 –  Lesieur comercializeaza uleiul in sticle P.V.C. (policlorura de vinil);

1976 –  Pepsi vinde primele recipiente PET;

Ultimii 1000 de ani au produs transformari majore si progrese in ceea ce priveste packaging-ul, iar un rol esential in acest proces l-a jucat expansiunea comertului.

Una dintre primele preocupări referitoare la încercarea de conservare a alimentelor a fost legată de necesitatea de aprovizionare a armatelor. La începutul secolului al XIX – lea, Napoleon a constatat că acest lucru este dificil de realizat. Napoleon avea nevoie de alimente ambalate care să poată fi luate de armatele sale oriunde ar fi mărșăluit, astfel că a oferit un premiu de 12.000 franci pentru o metodă de conservare corespunzătoare. Acest premiu a fost câștigat de Nicolas Appert pentru realizarea procesului de conservare în recipiente care, umplute cu produse și închise, rezistau la căldură și la presiune. Procesul a primit denumirea de “appertizare”, după numele autorului, iar mai târziu, de pasteurizare, după numele savantului Pasteur.

Tot în secolul al XIX – lea, în America a avut loc expansiunea spre vest. Supraviețuirea până la prima recoltă, a pionierilor răspândiți de-a latul continentului, călătorind în căruțe cu coviltir, a fost mai ușoară pentru cei care s-au aprovizionat la plecare cu alimente uscate și conservate în cutii. Industria americană de conserve s-a dezvoltat repede pentru a răspunde cerințelor, dar și pentru a aproviziona forțele rivale în timpul războiului civil american.

Aceste exemple ale primelor utilizări ale alimentelor ambalate, deși reflectă principiile de bază ale ambalării, au avut ca principal scop supraviețuirea. Ulterior, ambalarea a fost privită ca având un rol decisiv în realizarea obiectivelor legate de siguranța și protecția alimentelor, ca o măsură de prevenire a deteriorării acestora sub acțiunea factorilor de mediu și a rozătoarelor, dar și ca o măsură de prevenire a acumulărilor deșeurilor alimentare. Cu toate acestea, mult timp producătorii de alimente au privit ambalarea ca un adaos, ca ceva care trebuie îndeplinit în modul cel mai ieftin cu putință.

În opoziție cu această atitudine, producătorii de ambalaje au privit industria alimentară ca principalul consumator de ambalaje de pe piață. În ultimile decenii s-a ajuns la un numitor comun: produsul și ambalajul trebuie considerate împreună, această interpretare fiind în avantajul consumatorilor de produse alimentare ambalate.

În economia de piață, decizia consumatorului are un rol preponderent în formarea cererii, iar ambalajul a devenit un factor important de competitivitate, atât pe piața internă, cât și pe cea internațională.

Evoluția industriilor prelucrătoare în a doua jumătate a secolului nostru, potențată de progresul științific și tehnic, de costurile în general ridicate ale materiilor prime și de expansiunea impetuoasă a industriei de ambalaje, în special în țările dezvoltate, au modificat imaginea produsului bicomponent (produs + ambalaj), strategia ambalării reunind trei componente și anume: materiale de ambalaje, accesoriile ambalajelor și produsul de ambalaj.

Cercetarea sistemului produs-ambalaj relevă tot mai mult necesitatea asigurării unei cât mai înalte protecții față de agenții mediului înconjurător pe tot parcursul circulației tehnice, un design cât mai atractiv și veridic și un mesaj informațional bine pus la punct. Ambalajul modern reprezintă astfel, un tot integrat de componente interconectabile, un set organizat de cunoștiințe și concepții, un mod ordonat de acțiune, care pune în mișcare mașini și oameni, idei și invenții, în vederea realizării optime a unor obiective economice specifice. Prin urmare, crearea unor noi tipuri de ambalaje reprezintă un proces de mare complexitate.

Din punct de vedere etimologic, cuvântul “ambalaj” vine de la prefixul francez “en” și de la cuvântul “balle”, al cărui sens este de “a strânge în balot”.

În practică, dar și în multe lucrări de specialitate, se regăsesc trei termeni, aproape sinonimi: condiționare, ambalare și packaging. Unii autori utilizează de preferință termenul de packaging apreciind că, spre deosebire de primii doi termeni, acesta nu evocă doar aspecte fizice și funcționale ale învelișului produselor ci, deopotrivă, și aspectele decorative care sunt de asemenea importante în politica de produs. În această accepțiune, se poate defini packaging-ul ca fiind “ansamblul elementelor materiale care, fără să facă parte din produsul însuși, sunt vândute împreună cu el pentru a facilita protecția sa, transportul său, stocajul, prezentarea în linearul de vânzare din magazin, identificarea și utilizarea sa de către consumatori”.

Alți autori, printre care și Ph. Kotler și B. Debois, consideră condiționarea și packaging-ul termeni sinonimi, primul fiind versiunea cea mai utilizată în limba franceză, al doilea reprezentând termenul în limba engleză. Ca termen potrivit pentru versiunea în limba română, este conceptul de condiționare atunci când se dorește să se integreze acest ansamblu de activități legate de proiectarea și fabricarea ambalajului produsului în politica de produs de ansamblu.

În evoluția lui, ambalajul a fost caracterizat ptin numeroase definiții și sensuri, fiecare dorindu-se cât mai completă și corectă.

În anul 1962, în revista “Neue Verpacking” se definește ambalajul ca fiind “o învelitoare completă sau parțială a mărfii în scopul protejării acesteia în timpul transportului și depozitării, precum și de a prezenta marfa beneficiarului în mod adecvat”.

În anul 1970, la Varșovia apare lucrarea “Economia ambalajelor”, în care autoarea Yadwiga Szymczac încearcă să cuprindă într-un tot definitoriu principalele caracteristici ale ambalajului și consecințele acestora pentru comerț. Ea consideră că “ambalajul asigură protejarea produsului în timpul depozitării, transportului și utilizării iar, în unele cazuri, protejarea mediului înconjurător față de eventualele influențe nocive ale produsului; înlesnește depozitarea, vânzarea și utilizarea produsului; prezintă optim produsul și prin acesta stimulează politica de vânzări”.

O definiție complexă a ambalajului este enunțată de “Institutul Francez al Ambalajului și Ambalării”, în “Petit glossaire de l’emballage”: “Ambalajul este obiectul destinat să învelească sau să conțină temporar un produs sau un ansamblu de produse pe parcursul manevrării, transportului, depozitării sau prezentării, în vederea protejării acestora sau facilitării acestor operații”.

Sintetizând definițiile existente în literatura de specialitate și valorificând rezultatele cercetpolitica de vânzări”.

O definiție complexă a ambalajului este enunțată de “Institutul Francez al Ambalajului și Ambalării”, în “Petit glossaire de l’emballage”: “Ambalajul este obiectul destinat să învelească sau să conțină temporar un produs sau un ansamblu de produse pe parcursul manevrării, transportului, depozitării sau prezentării, în vederea protejării acestora sau facilitării acestor operații”.

Sintetizând definițiile existente în literatura de specialitate și valorificând rezultatele cercetărilor proprii, colectivul Catedrei de Merceologie din cadrul Academiei de Studii Economice București a definit ambalajul ca fiind “un sistem care însoțește produsul în toate fazele circulației sale, de la producător la consumator sau numai în unele dintre aceste faze, îndeplinind funcții legate de manipularea, protejarea, consumarea și desfacerea produsului”.

Conform STAS 5845/1-1986, ambalajul reprezintă un mijloc (sau ansamblu de mijloace) destinat să cuprindă sau să învelească un produs sau un ansamblu de produse pentru a le asigura protecție temporară din punct de vedere fizic, chimic, mecanic, biologic, în scopul menținerii calității și integrității acestora în starea de livrare, în decursul manipulării, transportului, depozitării și desfacerii, până la consumare sau până la expirarea termenului de garanție.

Una din definițiile mai cuprinzătoare consideră că ambalajul este un sistem fizico-chimic complex, cu funcții multiple care asigură menținerea sau, în unele cazuri, ameliorarea calității produsului căruia îi este destinat, favorizând identificarea acestuia, înlesnind atragerea de cumpărători potențiali pe care îi învață cum să folosească, să păstreze produsul și cum să apere mediul înconjurător de poluarea produsă de ambalajele uzate sau de componenții de descompunere ai acestora.

Îmbogățirea definirii ambalajului este ilustrată de schema evoluției ambalajului (figura 1.1.1), în care se observă distinct etapele parcurse de un ambalaj pentru a ajunge la ceea ce se consideră acum a fi un ambalaj total.

Figura 1.1.1 – Evoluția noțiunii de ambalaj

Un ambalaj trebuie să îndeplinească în principal următoarele cerințe:

să aibă masă și volum propriu reduse

să nu fie toxic nici pentru produs, nici pentru mediul extern

să fie compatibil cu produsul căruia îi este destinat

să nu prezinte miros și gust propriu

să posede o rezistență mecanică cât mai ridicată

să fie etanș față de gaze, praf, grăsimi

să prezinte sau nu permeabilitate față de radiațiile luminoase

să aibă formă, culoare, grafică atractive.

În același timp, ambalajului i se impun și alte condiții, el trebuind să fie tot mai ușor, mai simplu, recuperabil, reciclabil, înzestrat cu virtuți ecologice. Nu putem considera ambalajul fiind independent de alți factori care intervin într-o strategie comercială, dimpotrivă. El este unul din elementele importante ale sistemului global al distribuției. Ambalajul își poate îndeplini rolul care a fost creat decât dacă modelul în care este definit răspunde unei strategii globale care regrupează atât calitatea produselor transportate, cât și circuitele de distribuție. Altfel spus, ambalajul ales trebuie să fie pe cât posibil adaptat produsului, mijloacelor de transport și piețelor. Aceasta, în condițiile în care toate produsele în stare naturală sau manufacturate trebuie să fie transportate de la locul fabricării până la cel al utilizării sau până la consumatorul final, în condiții de menținere a calității și integrității lor. În alți termeni, apare necesitatea menținerii calității intrinseci a produselor.

Ambalajul optim presupune ca produsul și ambalajul său, să fie privite ca un tot unitar, luând în considerare următoarele aspecte: ca sprijin reciproc pentru îndeplinirea cerințelor consumatorilor, ca o prezentare integrată a funcțiilor pentru consumator, ca un element optim integrabil a lanțului logistic. Această unitate se bazează întotdeauna pe efectul de interschimbare produs-ambalaj; spre exemplu, conveniența în utilizarea produsului care oferă o anumită conformație a ambalajului să influenteze în aceeași masură succesul precum gustul sau culoarea produsului însuși.

Pe lângă criteriile de apreciere deja cunoscute pentru ambalaje, cum sunt: efectul de protecție, aptitudinea logistică și eficacitatea publicitară, în ultimii ani au fost luate în considerare punctele de vedere ecologice privind caracterizarea ambalajelor, respectiv întocmirea ecobilanțurilor referitoare la ambalaje. În economia de piață se impune elaborarea unui concept de estimare și de apreciere a compatibilității ambalajelor cu mediul înconjurător. Cunoașterea ecobilanțurilor este de aceea o condiție necesară.

Ecobilanțul unui ambalaj se compune din descrierea ciclului de viață al ambalajului și o analiză a efectelor asupra mediului înconjurător în totalitatea secvențelor sale.

Ciclul de viață începe odată cu extragerea materiilor prime și se încheie odată cu valorificarea deșeurilor provenite din ambalaje. Este necesară găsirea unui ambalaj individual optim pentru fiecare produs în parte. Acesta se dovedește a fi un element de legatură integral pentru organizarea produsului și pentru un marketing de succes al produsului. De asemenea, organizarea sistemului produs – ambalaj necesită o gândire complexă precum și utlizarea unor metode sistematice, inovative și orientate.

Cercetătorii au descoperit că circa 50% din totalul cumpărăturilor în magazinele cu autoservire se fac pe baza unor impulsuri provocate de ambalaje. Afirmația, cred eu că este cât se poate de relevantă în ceea ce privește importanța ambalajului și mesajul transmis de acesta.

La prima vedere, pentru un cumpărător oarecare, ambalajul nu reprezintă mare lucru. El uremează a fi oricum îndepărtat după folosirea produsului. Dar, de fapt lucrurile nu stau de loc așa, ci, fără a exagera, lucrurile stau cu totul invers. De foarte multe ori ambalajul este ales, el oferă informații despre produsul pe care îl conține, el ne oferă confortul utilizării produsului, el ne oferă o garanție a calității (de exemplu: sunt considerate mai de calitate băuturile îmbuteliate în sticlă, decât cele în PET). În spatele producerii unui ambalaj viabil stau numeoase elemente de estetică și design care sunt deosebit de importante.

Ambalajele de prezentare și desfacere a produselor, inclusiv ambalarea, constitue în condițiile actuale un factor important în diversificarea sortimentală, contribuie la aprecierea calitativă a produselor și stimularea vânzărilor.

Forma ambalajelor are în vedere cerințe de varietate sortimentală, dozarea și proporționarea produselor conform cererii pe piață, eliminând în final uniforminatea și monotonia sortimentală.

Culoarea ambalajului, stabilită în strânsă legătură cu forma produsului, are ca obiective:

stimularea vânzărilor

conținutul și ambianța estetica a spațiilor comerciale

personalitatea produselor

promovarea unor elemente cu specific național sau zonal

crearea din punct de vederea psihologic a unui climat comercial

contribuția directă la crearea unei tradiții a produselor, întreprinderii etc.

Grafica adâncește aspectele legate de individualitatea bunurilor de consum, în raport cu destinația acestora, alături de celelalte elemente de estetică, fiind o contribuție importantă la creșterea desfaceriilor de mărfuri, stimulând concurența în condiții optime, sporind cracteristicile merceologice ale măfurilor.

Culoarea și grafica reprezintă calități estetice proprii ambalajului.

Caracteristicile estetice ale ambalajelor au o mare importanță în actul de vânzare; ele trebuie să-i convingă pe consumatori de calitatea produselor.

Forma de prezentare contează aproape în aceeași măsură ca și produsul în sine. De aceea, ambalajul trebuie să creeze imaginea calității produsului conferită de soliditate, greutate redusă, durabilitate și eficiență în utilizare, iar concepția estetică de ansamblu să promoveze produsul, să pună în valoare marca, să permită o rapidă și corectă citire, fără să dea naștere la confuzii.

Alături de caracteristicile funcționale, care asigură păstrarea calitativă și cantitativă a produselor, ambalajul trebuie să corespundă și din punct de vedere economic.

Sub aspect economic, ambalajul poate fi apreciat ca un produs finit oarecare, cu o anumită destinație, în care s-au investit importante cheltuieli materiale și de producție.

În concluzie, un ambalaj ideal trebuie să protejeze bine produsul, să fie ușor și ieftin, iar caracteristicile sale tehnice trebuie să faciliteze operațiile de manipulare, transport și stocare și totodată să reprezinte, prin modul în care este conceput, un instrument eficient de marketing.

Conjunctura actuală a influențat și tendințele în dezvoltarea ambalajelor. Astfel, se tinde spre simplificarea acestora și ameliorarea calității, determinate de criza de materii prime, energie și materiale, de problemele ecologice și exigențele consumatorilor.

În țările dezvoltate, cu tradiție îndelungată în producerea ambalajelor, ambalajul este considerat ca o parte integrantă a produselor de înaltă calitate. Consumatorii sunt dispuși să plătească mai mult pentru a avea un produs mai bun, pentru un asemenea produs, modul de ambalare, ambalajul în sine, având o importanță deosebită. De altfel, în costul produsului ambalat, costul ambalajului variază de la mai puțin de 5% din valoarea produsului până la 6…10% sau chiar 15% din acesta. Excepție fac produsele de lux, la care costul ambalajului se poate ridica la 30…50% din costul produsului.

Realizarea unui ambalaj presupune efectuarea unor cheltuieli directe (proiectare, crearea funcțiilor estetice, materiale, manopera și utilaje), cât și cheltuieli indirecte (transport, manipulare, depozitare). Ca în orice altă activitate, și în fabricarea ambalajelor se urmărește obținerea unei eficiențe tehnice, economice și sociale cât mai ridicate, mai ales în condițiile în care ambalajul a devenit el însuși un produs ca atare.

Schimbările în structurile de distribuție, dezvoltarea autoservirii, deplasarea către zonele periferice ale orașelor, logistica informației au ajutat nu numai la îmbunătățirea funcției tehnologice a ambalajului, dar au întărit funcțiile comerciale și de marketing.

Ambalajul și-a dezvoltat propria retorică, multiplicând semnele de recunoaștere pentru a convinge consumatorul într-un timp extrem de scurt că produsul respectiv este mai bun decât cel al concurenței.

Capitolul 2. Proiectarea tehnologiei de obținere și imprimare a ambalajelor

2.1 Materiale utilizare la fabricarea ambalajelor

Activitatea axată pe alegerea materialelor de ambalare și conceperea ambalajelor trebuie să aibă în vedere toate etapele prin care va trece produsul, din momentul producerii până la destinația finală, consumatorul, unde trebuie să ajungă în condiții optime.

Materialele din care se obțin ambalajele constituie obiectul unor preocupări permanente de cercetare și perfecționare, care să conducă la realizarea unor ambalaje ușoare, simple, recuperabile, reciclabile și care să răspundă cerințelor ecologice de protecție a mediului.

Performanțele materialelor de ambalaj se concretizează în asigurarea maximă a protecției produsului ambalat, într-un volum cât mai redus și cu greutate minimă, pentru a limita cheltuielile de transport.

2.1.1 Ambalaje din materiale plastice

Materialele plastice au introdus o adevărată revoluție în domeniul ambalajelor, pe de o parte pentru că oferă posibilități funcționale noi comparativ cu materialele considerate tradiționale, pe de altă parte, prin ideea de cercetare și competitivitate pe care au introdus-o pe piața ambalajelor.

Dicționarul Oxford definește cuvântul „plastic” ca fiind „un grup de rășini sintetice sau alte substanțe care pot fi modelate în orice formă”.

Materialele plastice sunt materiale constituite din macromolecule înlănțuite, liniare, ramificate, grupuri laterale de molecule sau grupuri tridimensionale de monomeri, motive structurale repetitive atașate unor legături chimice.

După originea și modul de sinteză ale substanțelor macromoleculare, materialele plastice se clasifică în următoarele grupe:

Substanțe naturale, nemodificate, compuse din polimeri naturali;

Substanțe artificiale, obținute prin modificarea substanțelor naturale provenite din vegetale și polimerizate natural. Este cazul plasticelor celulozice, sau mai rar proveniți din carbon.

Utilizarea materialelor plastice este greu de contestat, iar utilizarea lor ține seama de tipul și caracteristicile ambalajului.

Principalele produse obținute din materiale plastice destinate sectorului de ambalare, sunt: filme, folii sau materiale complexe:

Filmele flexibile, din care se obțin saci, pungi sunt utilizate la anvelopare sau supraanvelopare;

Foliile rigide permit realizarea de pahare, tăvițe sau platouri;

Materialele complexe, provenite din filme sau folii care servesc drept barieră la gaz sau umiditate în procesul ambalării.

Elementul de bază în obținerea acestor tipuri de semiproduse, îl constituie granulele de material cu diametrul de 2mm care servesc direct și la elaborarea formelor tridimensionale ale corpurilor pentru butelii, flacoane, bidoane.

Filmele utilizate în procesul ambalării, sunt livrate în bobine și au grăsimi maxime de 120 microni (cele mai mici grosimi ale filmului se obțin din polimeri cu proprietăți mecanice foarte bune)

Ambalajele flexibile din PE (polietilenă), PP (polipropilenă), PVC (policlorură de vinil), PET (polietilenă tereftalat), PA (poliamidă) sunt utilizate în principal sub formă de straturi barieră sau lianți în materialele complexe de ambalare.

Acest tip de filme de ambalare au următoarele proprietăți:

Impermeabilitatea sau permeabilitate în conservarea conținutului; cele mai bune materiale utilizate ca suport flexibil, sunt: PP, PE, PVCv, față de umiditate și PET, PA, PVCr, față de gaz;

Să fie retractabile; în acest caz sunt utilizate filme din PEbd (polietilenă de joasă densitate) și PVCs; să posede stabilitate dimensională; această proprietate este importantă pentru menținerea aspectului vizual al conținutului sau pentru tipărire și este direct legată de absorbția apei. Cele mai bune materiale utilizate în acest scop sunt PET și PP.

Foliile utilizate în ambalare au următoarele caracteristici:

Grosimi cuprinse între 0,5 până la 2,5 mm;

Pot fi livrate în bobine sau sub formă plată;

Caracterizează ambalajul rigid, din PVCs, PS, PP, PET;

Proprietățile cerute acestui tip de material, sunt: rigiditate și capacitate de formare la cald.

Proprietăți particulare cerute de foliile și filmele de ambalaj sunt: transparență pentru conținuturi ce necesită vizualizare, strălucire, rezistență la radiații ultraviolete și infraroșii, stabilitate și posibilitate de lipire, posibilități de imprimare.

Produsele din materiale complexe sunt utilizate în special în sectorul băuturilor alimentare. Prin asamblarea mai multor tipuri de materiale, se obțin produse noi cu caracteristici superioare care răspund unor nevoi specifice. Astfel se disting următoarele tipuri de materiale complexe în funcție de natura produsului:

Complexe ușoare (plastic ușor/plastic ușor);

Semirigide (plastic ușor/hârtie sau aluminiu);

Rigide (plastic ușor/carton sau plastic rigid între cele două straturi);

Suport:în această categorie intră PEbd, PEhd, PP, PVC, PS;

Liant: de exemplu materiale ca EVA (etilen vinil acetat) și IO (ionomer) se pretează cel mai bine acestei funcții;

Materialele complexe permit: ambalarea în vid, ambalarea în gaz inert, ambalarea produselor supracongelate.

Dezavantajele utilizării acestor cutii constau în prețul ridicat, durata de viață de 12 luni poate fi garantată numai pentru anumite produse, rezistență mecanică mai scăzută.

Polietilena

E o masă albă, dură, flexibilă, transparentă, parțial cristalizată. E un polimer termoplast obținut prin polimerizarea etilenei la presiuni mici, mijlocii și mari, cu utilizarea O2 ca inițiator.

E materialul cel mai utilizat în domeniul ambalajelor având în general și un preț scăzut.

Există trei tipuri de PE dependent de tipul de polimerizare:

Polietilena de mică densitate – obținută la presiuni foarte mari, 1000-2000 atm. E materialul plastic cel mai folosit la ambalare. Prezintă următoarele avantaje: suplețe, rezistență la șocuri, impermeabilitate la apă, compatibilitate alimentară, preț scăzut, mulare și extindere ușoară, rezistență față de acizi, baze și soluții anorganice (inerție chimică). Ca dezavantaje se menționează: sensibilitate la fisurare sub contracție, necesitate de antioxidanți pentru evitarea îmbătrânirii (sensibilitate la razele ultra violete), premeabilitate la unele lichide și gaze îndeosebi sub formă de folie; sensibilă la hidrocarburi, grăsimi, uleiuri vegetale și animale care sunt absorbite determinând înmuierea.

Utilizare:

Sub formă de folii simple;

Sub formă de folii complexe cu hârtie, cu folie de aluminiu sau celofan;

Diferite ambalaje: cutii, doze, flacoane, butelii diverse;

Accesorii pentru ambalaje (dopuri pentru butelii);

Alte accesorii;

Polietilena de medie densitate – obținută la presiuni medii , 35-50 atm

Polietilena de mare densitate – obținută la persiuni mici, de 8-10 atm

Polietilena explandată – se folosește în industria ambalajelor în special ca material de umplere antișoc: economic, eficient și rezistent. Principalele proprietăți ale PE expandate sunt:

Absorbție foarte bună de energie (șoc);

Stabilitate chimică;

Flexibilitate într-un interval mare de temperatură;

Rezistență mare la apă și vapori de apă;

Greutate specifică foarte mică;

Inodoră și netoxică;

Ușor de produs;

Polietilena tereftalată PET – a fost folosită inițial în Statele Unite ale Americii la confecționare pungilor ce permiteau a fi fierte. La sfârșitul anilor 1970 a început să fie folosită la formarea prin suflare a buteliilor ( Coca-Cola, a introdus PET-ul în 1978), reprezentând o adevărată revoluție în domeniul ambalajelor, cu un succes comercial fără precedent datorită proprietăților ei deosebite:

Bune proprietăți mecanice, stabilitate dimensională foarte bună;

Rezistență mare la șoc;

Excelentă transparență și strălucire;

Gamă largă de temperaturi de folosire (-60°C la 200°C);

Permeabilitate redusă la gaze, implicit retenție excelentă a CO2;

Barieră bună față de oxigen;

Rezistență chimică bună la temperatura camerei;

Rezistență la acizi și baze slabe, soluții de săruri, ulei, combustibili, solvenți și materiale active la suprafață, soluții fluorurate și clorurate;

Nu rezistă la soluții concentrate de acizi și baze, tetraclorura de carbon, esteri;

Permeabilă la microunde;

Masă foarte mică;

Netoxică, nu afectează mediul înconjurător și se poate recicla;

Formare ușoară – se pot realiza forme extrem de variate, spre deosebire de sticlă;

Se aprinde greu și arde după îndepărtarea flăcării;

Preț de cost scăzut.

Piesele injectate din PET pot fi supuse prelucrărilor mecanice fără probleme deosebite (găurire, strunjire, frezare, etc.). piesele injectate din PET pot fi supuse imprimării serigrafice, marcării la cald, metalizării în vid. Metalizarea electrolitică e dificilă. Piesele din PET se pot asambla demontabil (cu elemente clasice), sau permanent (prin lipire, sudare ultrasonică sau fricțiune). Lipirea se face cu substanțe siliconice epoxidice sau cianoacrilice.

PET-ul a devenit cel mai important material de ambalare pe piața băuturilor răcoritoare, apei, uleiurilor vegetale și a oțetului, dar e folosit cu succes și pentru ambalarea produselor alcoolice, anumitor conserve, sosuri, ketchup și muștar.

Filmele din PET sunt utilizabile numai dacă sunt orientate și pentru că își pierd rezistența la închiderea prin termosudare sunt acoperite cu PE, când sunt folosite la formarea pungilor.

Din PE se confecționează ambalake de diferite forme ca: butelii, borcane, cutii, doze, flacoane, canistre, bidoane, lăzi, saci, pungi din filme și folii, folii contractibilie și termosudabile, prin toate procedeele de formare.

Filmele și foliile din materiale plastice au o largă utilizare în ambalarea produselor alimentare datorită proprietăților lor de a putea fi termoformate și de a se contracta mult la încăzire (folii contractibilie), îmbrăcând produsul ce se ambalează și luând forma lui.

Pentru foliile contractibile se folosește și PE de înaltă presiune cu proprietăți foarte bune de termosudare, dar se folosesc și cele de medie și joasă presiune.

Temperatura de contracție necesară variază de la 95 la 120 °C.

Față de PE normală, PE orientată are o permeabilitate mai bună la gaze și impermabilitate la vaporii de apă.

În general, contractibilitatea foliilor din PE e de 50-60% în sens longitudinal și 40-50% în sens transversal, deci e mare. Se folosește, de aceea, atât la ambalarea produselor din carne, fructelor proaspete și unele produse congelate cât și ca ambalaje de transport colectiv, înlocuind lăzile din lemn și cutiile de carton ondulat. O foarte largă utilizare o au foliile din PE contractibiliă la transporturile paletizate, oferind posibilitatea de manipulare mecanizată a paleților.

În cazul în care folia de PE e iradiată, ea devine rezistentă la temperaturi mari. De asemenea, temperatura de contracție e mai scăzută, transparența mai mare, iar permeabilitatea la vaporii de apă și mai scăzută. Se utilizează la ambalarea tăvițelor cu carne proaspătă deoarece permeabilitatea redusă față de oxigen ajută la menținerea culorii roșii a cărnii și a prospețimii acesteia.

Inscripționarea ambalajelor din PE nu e posibiliă înainte de tratarea suprafeței în scopul măririi adeziunii cernelei pe suprafața de inscripționat care, datorită câmpului electrostatic existent la PE, e respinsă. Mărirea adezivității se datorează unor schimbări moleculare în structurile superficiale, determinând încărcarea unor molecule cu sarcini electrice negative. Câmpul de ioni ce se formează anulează câmpul electrostatic inițial existent pe suprafața corpului sau foliei de PE, mărind pentru scur timp (24 de ore) aderența cernelei pe suprafața tratată. Tratarea se poate face cu flacără deschisă – flambare (fig…..), sau cu descărcări (scântei) în câmp electric (fig….) ce acționează direct asupra foliei, producându-se ionizarea aerului din spațiul A. Distanța dintre electrod și folie e de maxim 1mm.

Etichetele termo și autocolante aderă foarte bine pe suprafața PE.

Policlorura de vinil PVC

Se obține din polimerizarea colrurii de vinil sub influența căldurii și în prezența unor catalizatori. Se produce sub formă de granule, praf sau emulsii (mai rar) și e de două feluri:

PVC dură, un polimer rigid de mare duritate care pentru a putea fi prelucrat trebuie tratat cu aditivi care să-i reducă duritatea;

PVC moale, plastifiată, când e tratata cu plastifianți pentru înmuiere.

Sub fromă de granule sau pulbere se prelucrează la temperaturi relativ ridicate (160-220°C), ținându-se seama că la temperaturi de peste 200°C se degradează, devenind instabilă, cu degajare de clor și decolorare, scăzându-i proprietățile fizico-mecanice.

PVC are o foarte largă gamă de utilizare în domeniul ambalajelor, datorită proprietăților sale:

Se poate prelucra prin injectare, extrudare, presare, suflare, termoformare;

Rezistă foarte bine solicitărilor mecanice, fiind superioară din acest punct de vedere PE și PS;

Se sudează termic, cu ultrasunete și electric, atât cu curenți de mică cât și de înaltă frecvență;

Rezistă chimic la acizi, baze, alcooli și la numeroși solvenți organici;

Are o excelentă rezistență la uleiuri și grăsimi, de aceea se folosește la confecționarea buteliilor pentru uleiuri comestibile;

E atacată de hidrocarburile aromatice și mediile puternic oxidante, umflându-se ușor;

E dizolvată de esteri și cetone;

Are permeabilitate la gaze și arome foarte scăzută;

Nu e alterată de apa pe care practic, nu o absoarbe;

Impermeabilitatea la vaporii de apă e satisfăcătoare;

În contact direct cu produsul alimentar ambalat nu îl influențează;

Rezistă la temperaturi reduse de -40°C și la temperaturi ridicate de până la 60°C și chiar mai mari dacă nu e expusă un timp îndelungat;

E netoxică, incoloră, insipidă și inodoră;

Are o mare stabilitate chimică și dimensională;

Se poate obține în stare transparentă sau opacă, colorându-se cu ajutorul coloranților;

Se comportă foarte bine la scriere acceptând orice fel de cerneală fără a fi atacată;

Se pretează la realizarea celor mai complexe grafici, cu scris și desene în plan și relief;

Dintre dezavantaje se pot menționa:

Densitate relativ ridicată;

E casantă și fragilă la temperaturi scăzute;

Necesită stabilizatori termici pentru evitarea îmbătrânirii;

Dificultatea injectării;

Poate degaja vapori de clor în cazul descompunerii.

Utilizarea PVC în industria alimentară reclamă, din punct de vedere toxicologic, folosirea unor stabilizatori și plastifianți alimentari: derivați ai sodiului, calciului, magneziului, derivați epoxidici, etc.

Pentru ambalarea produselor alimentare se folosește în cele mai multe cazuri PVC dur: pahare și cupe (pentru margarină, unt, brânză și alte produse lactate), flacoane, butelii, bidoane de mare transparență, cu suprafața lucioasă și un înalt grad de rezistență la șocuri mecanice (ambalarea uleiului comestibil, oțetului, siropurilor și sucurilor de fructe, apelor minerale negazoase și, în proporție mai mică a vinului și berii), cofraje, platouri alveolare pentru legume, fructe și ouă. Are marea calitate de a se închide ermetic, putându-se realiza cu succes capace din PVC. Formarea ambalajelor din PVC trebuie să se facă cu atenție deoarece punctul de înmuiere e numai cu puțin mai jos decât punctul de degradare.

Dacă în masa de PVC se introduce 2-50% plastifiant (PVC moale) se pot confecționa folii cu grosimi între 0,15 – 0,8 mm și filme contractibile cu grosimi între 0,01 – 0,03 mm. Filmele contractibile din PVC sunt mai puțin sensibile decât celelalte pelicule contractibile la variațiile de temperatură ce pot interveni în tunel în timpul încălzirii pentru contracție. Temperatura pentru obținerea contracției la PVC e mult mai scăzută decât aceea necesară la PE. Gradul de contracție variază între 25% (70°C) și 55% (140°C). Foliile din PVC sunt foarte ușor sudabile la cald (105 – 115°C).

Se utilizează la ambalarea păsărilor, brânzeturilor, mezelurilor, legumelor și fructelor (ambalare pentru prezentare, nu pentru mărirea duratei de conservare).

Marele dezavantaj al PVC, atunci când e plastifiată, e că devine ușor atacabilă de către bacterii, ciuperci, mucegaiuri, insecte și rozătoare. Pentru a înlătura acest neajuns se introduce în amestecul pentru plastifiere o substanță (dibutil ftalat) care o face rezistentă la atacul acestora.

Polistirenul sau polistirolul PS

Se obține prin polimerizarea stirenului, polimerizare ce poate fi accelerată de căldură, lumină și catalizatori. Proprietățile polistirenului:

Trece în stare lichidă la 95 – 120°C, vâscozitatea scăzând foarte mult cu temperatura;

Se prelucrează foarte ușor prin injectare, extrudare, termoformare;

Rezistă bine la acțiunea luminii putând fi utilizat timp îndelungat (peste 5 ani) fără să se îngălbenească;

Rezistă la acizi, baze și uleiuri și e insolubil în hidrocarburile alifatice și alcoolii slabi;

Hidrocarburile aromatice și clorurate, alcooli concentrați, eterii și cetonele îl atacă foarte agresiv mergând până la distrugere;

E netoxic, insipidm incolor, insolubil și inactiv față de lichide și produsele alimentare;

Are slabe proprietăți de barieră la gaze și umiditate

Este fragil;

Are o foarte bună stabilitate dimensională datorită rigidității sale.

Pentru evitarea tensiunilor, obiectele din PS, după ieșirea din utilajul de formare, se supun unei recoaceri timp de câteva ore la o temperatură în jur de 75°C.

Pentru a diminua unele proprietăți ca: fragilitatea, punctul de înmuiere scăzut, rezistență slabă la hidrocarburi s-au introdus sortimente de PS ameliorate:

Polistiren rezistent la șoc – se obține prin amestecul mecanic sau chimic cu un cauciuc sintetic, stiren-butadienă sau polibutadienă. Are o rezistență mecanică sporită la o grosime redusă. Din el se realizează ambalaje prin extrudare, injectare sau termoformare, obiectele obținute prezentând suprafața cu un luciu metalic, deși nu mai sunt transparente datorită elastomerului.

Polistiren rezistent la căldură – se obține prin modificarea procesului de polimerizare, prin copolimerizare sau aliere, crescând punctul de înmuiere;

Polistiren ranforsat – se ranforsează cu fibre de sticlă sau alți agenți de ranforsare, obținându-se rigiditate, stabilitate dimensională și rezistență mecanică echivalente cu cele ale unor metale ușoare ca Al, Zn, etc.

Polistirenul expandat PSE (expandabil, celular, spumabil) – e un produs granulat, cu granulație foarte fină, și are proprietatea particulară de a-și mări volumul, schimbându-și proprietățile mecanice în prezența și sub influența aburului saturat uscat sau a aerului cald. La temperaturi peste 90°C, perlele din PSE se înmoaie și se umflă, mărindu-și volumul de 10 ori. Introduse în matrițe montate pe prese și supuse încă o dată acțiunii vaporilor de apă expandează total și se sudează între ele, obiectul rezultat având forma matriței. Pentru că expandarea se face în spațiu închis, are loc o creștere a temperaturii și presiunii.

Cele mai importante proprietăți ale PSE sunt:

Izolare termică excelentă datorită aerului imobilizat în celule;

Bună rezistență la umiditate;

Capacitate de amortizarea a șocurilor;

Rezistență la acțiunea majorității agenților chimici;

Netoxic, insipid, inodor;

Greutate specifică foarte mică.

Se utilizează la confecționarea ambalajelor pentru legume și fructe (roșii, struguri, piersici, etc.), pește proaspăt (în lădițe cu gheață), înghețată. Ambalajele din PSE se prezintă sub forma de: lăzi, cutii, tăvi, alveole, ambalaje compartimentate, cu sau fără capac.

Datorită ușurinței de formare (prin presare, injectare, extrudare, rotațională, suflare), din PS se pot confecționa ambalaje de cele mai diferite forme. De asemenea, se pot realiza prin extruziule filme și folii din PS ce se ambutisează sau termoformează ușor. Prin termoformare se obțin recipienți cu pereți subțiri utilizați la ambalaje de prezentare (alveole pentru creme, ciocolată, biscuiți, fusecuri, gemuri și dulcețuri, etc.).

Peremabilitatea mare la vapoi de apă și gaze, determină utilizarea filmelor și foliilor din PS la asamblarea produselor proaspete.

Ele pot fi utilizate și ca pelicule contractibile. Contracția se realizează la 150°C într-un timp extrem de scurt.

Foliile din PS se lipesc cu dizolvant sau adezivi și se sudează prin acțiunea temperaturii (mai greu), cu ultrasunete sau prin inducție.

Inscripționarea PS se poate face prin multe metode: flexografie, gravare, offset, marcare la cald, serigrafie.

Polipropilena PP

Se obține prin polimerizarea propilenei în prezența unor catalizatori. Polimerul se prezintă sub formă de pulbere incoloră și inodoră.

Are proprietăți chimico-mecanice foarte bune ce o fac preferabilă în multe cazuri față de PE:

Stabilitate dimensională excelentă;

Se preferă la producerea ambalajelor cu pereți subțiri, care au o rigiditate excelentă și a foliilor;

Caracteristici mecanice bune;

Rezistența la tracțiune, modulul de elasticitate, rigiditatea, rezistența la îndoire și temperatură ale PP sunt mai bune decât cele ale PE;

Claritatea, luciul rezistența la radiațiile UV sunt mai mici decât ale PE;

Rezistență la șocuri mecanice și termice, abraziune, pătrare;

Stabilitate mare la umiditate (mai mare decât a PE);

Se preferă de multe ori la confecționarea ambalajelor pentru lichide;

Rezistă excelent la grăsimi și uleiuri;

Are o bună rezistență chimică;

Nu reacționează cu sărurile anorganice pure sau în soluție;

Rezistă la atacul acizilor neoxidanți chiar la temperaturi înalte;

Nu reacționează cu bazele;

E mai vulnerabilă decât PE la agenții oxidanți;

E mai puțin permeabilă la gaze și vapori de apă decât PE;

E impermeabilă la mirosuri;

Are rezistență mare la temperaturi joase și înalte (punctul de fuziune e în jur de 170°C), deci nu dă naștere la fenomene de fisurare, iar ambalajele din PP sunt mai ușor sterilizabile (cu abur la 120°C) decât cele din PE. Rezistența la șoc scade în jurul temperaturii de 0°C, de aceea se adaugă mici cantități de cauciuc sintetic sau se utilizează copolimer de etilenă-propilenă, permițând chiar formarea prin injecție de lăzi pentru bere și băuturi răcoritoare.

În general se utilizează fără plastifianți;

Arde relativ ușor, dar prin adăugarea de agenți de ignifugare (compuși organici clorurați sau oxid de antimoniu) se obține rezistență la flacără;

Are greutate specifică mică;

Nu e toxică;

Se sudează bine, mai puțin termic.

PP se prelucrează ușor prin procedeele cunoscute: injectare, extrudare, presare, termoformare, suflare, etc.

Una din proprietățile recunoscute ale PP e rezistența la îndoire. De aceea se pot realiza prin injectare obiecte de PP cu articulații (balamale) integrate, care rezistă la un număr mare de îndoiri. Teste de laborator au demonstrat că și un număr de un milion de îndoiri nu afectează o articulație bine proiectată. În ambalare, calea evidentă de a utiliza această proprietate e de a forma ambalajele și capacul lor dintr-o bucată.

Absența unui proces de ambalare ulterior conduce la o reducere substanțială a costurilor.

Deși PP e un polimer rigid, ea e mai elastică decât PS. Elasticitatea ei se folosește pentru realizarea de închideri prin înșurubare. O consecință e posibilitatea de a proiecta închideri fără garnitură de etanșare. Se formează pe suprafața interioară a capacului o diafragmă subțire secționată sau o nervură care să apese pe buza buteliei de stică. Un material prea rigid nu compensează neuniformitățile de pe buza sticlei nerealizând o bună etanșare, iar un material prea flexibil, ca PE de mică densitate nu apasă suficient de puternic, rezultatul fiin același: neetanșeitatea.

Se realizează ambalaje sub formă de cutii, butelii, tuburi, lăzi pentru produse calde de panificație, etc.

Filmele din PP au proprietăți superioare celor din PE. Au grosimea între 0,012 – 0,030 mm. În comparație cu filmele din PE, la aceeași grosime sunt de 2 ori mai rezistente la tracțiune și de 3 – 8 ori mai rigide, dar cu o rezistență mai mică la sfâșiere. Filmele din PP au o transparență mai bună și o contracție mai mare la căldură. De aceea se folosesc ca filme contractibile.

Termosudarea PP e delicată din cauza cristalizării ridicate și a punctului său de înmuiere (175°C). Acțiunea căldurii asupra filmului biorientat prezintă riscuri de contracție. De aceea în unele cazuri se face cașerarea cu un strat de lac termosudabil sau PE.

Foliile din PP se sudează mai bine prin impulsuri, practicându-se o sudură fină (trim-seal).

Datorită transparenței, strălucriii, insensibilității la variațiile de umiditate atmosferică și inextensibilității, filmele subțiri se folosesc la ambalaje de prezentare-desfacere pentru produse de cofetărie, ciocolată, brânzeturi. Foliile se utilizează la ambalaje termoformate – recipienți pentru produse ce se ambalează calde sau care se reîncălzesc.

Celofanul

Polimerii celulozici sunt materiale termoplastice obținute prin substituirea grupelor hidroxizi din molecula celulozie cu diferite alte grupe chimice.

Celofanul se obține prin tratarea celulozei în soluție cu sodă caustică și sulfurată de carbon.

E utilizat sub formă de folii sau filme cu grosimi cuprinse între 0,02 – 0,16 mm, cu grad înalt de transparență și ușor de imprimat. Sub acțiunea căldurii pierde progresiv umiditatea și devine fragil și casant la 140°C (poate recăpăta flexibilitatea într-o atmosferă umedă).

Prezintă o permeabilitate redusă la gaze și arome și impermeabilitate la grăsimi și uleiuri vegetale. Datorită instabilității față de apă, devine permeabil la vaporii de apă și alcool, acidul acetic, hidrogenul sulfurat, etc. Celofanul nu acumulează electricitate statică și nu aderă la mașinile ce realizează prelucrarea lui. Se pot obține caracteristici îmbunătățite prin lăcuirea celofanului sau asocierea lui cu filme din polimeri sintetici. Materialul rezultat e termosudabil și are o impermeabilitate mai mare (celofan tip Vaterfest).

Se folosește fie la confecționarea ambalajelor sub formă de pungi, fie datorită luciului și transparenței sale, la acoperirea ambalajelor din hârtie și carton pentru îmbunătățirea modului lor de prezentare (pachete de țigări, cutii de bomboane, etc.).

Se pot ambala legume și fructe deshidratate, produse de panificație și patiserie, dulciuri și, dacă se folosesc tipuri speciale de celofan înnobilat (resistente la temperaturi de -50°C), chiar produse congelate.

Se remarcă însă tendința de înlocuire a celofanului cu alte materiale plastice (PP) sau materiale complexe.

Acetatul de celuloză

Se obține prin reacția celulozie cu acidul acetic sau anhidrida acetică în prezența acidului sulfuric. Are următoarele proprietăți:

E nesolubil în apă, dar dacă conținutul de acetil e mic poate fi sensibil la acțiunea acestuia;

E sensibil la umezeală, aceasta alterându-i proprietățile mecanice;

Rezistența mecanică e aproape aceeași ca a PS, dar are o rezistență la șoc mai bună;

E doar ușor afectat de acizii și bazele slabe, iar cele tari îl descompun;

E sensibil la cetone, esteri, alcooli;

E atacat de hidrocarburile aromatice, dar nu și de uleiurile minerale și vegetale;

E stabil la căldură;

Nu arde repede;

Se poate colora;

Foliile de acetat de celuloză au următoarele proprietăți:

Sunt mai transparente decât cele de celofan și se lipesc ușor datorită solubilității în acetonă;

Au o mai bună rezistență mecanică și la șoc;

Sunt permeabile la oxigen, bioxid de carbon, vapori de apă ceea ce determină folosirea lor la produse alimentare ce trebuie să respire.

Acetatul de celuloză se prelucrează prin extrudare, injectare, turnare, termovaccumare. E folosit mai ales în asociere cu ambalaje de carton, pentru vizualizarea produsului, deoarece se lipește ușor pe carton și permite închideri bune chiar și la viteze mari.

Poliamidele PA

Se obțin prin condensarea amino-acizilor. În general, sunt materiale rigide cu o bună rezistență la rupere, tracțiune, întindere și frecare. Au un punct de înmuiere ridicat. Rezistă la sterilizarea cu abur până la 140°C și la căldură uscată până la temperaturi mai mari. Își păstrează elasticitatea și la temperaturi scăzute, având un domeniu termic de utilizare foarte larg. Poliamidele sunt ușor higroscopice și proprietățile mecanice sunt afectate parțial de absorbția de apă. Efectul nu e permanent și se elimină prin uscare.

Poliamidele au o mare permeabilitate la vaporii de apă, dar sunt foarte bune bariere la gaze. Filmele sunt, de aceea, folosite la ambalarea sub vid. Ele sunt, de asemenea, bune bariere la miros. Chimic sunt rezistente la acizii slabi, dar atacate de acizii concentrați. Sunt rezistente la baze, chiar și la concentrații mari, și sunt în special rezistente la solvenții organici, uleiuri și grăsimi.

Materialele termorigide

Există doar trei materiale termorigide în ambalare: fenolformaldehida și ureea formaldehidică, folosite în principal la închiderea buteliilor, și poliesterii armați cu fibră de sticlă, folosiți la ambalaje de mari dimensiuni.

Primele două au o bună rezistență chimică. Ele sunt insolubile în solvenții organici, sunt atacate de acizii și bazele tari, dar sunt rezistente la cele slabe. Rășinile uree-formaldehidice sunt preferate la închideri în industria cosmetică, mai ales datorită gamei largi de culor disponibile și rezistenței lor la uleiuri și solvenți. Formaldehida e larg folosită în industria farmaceutică datorită rezistenței mai mari la apă.

Poliesterii armați cu fibre de sticlă au o bună rezistență la sarcini mari și la factorii de mediu. În general, au o rezistență chimică bună la solvenți. Sunte rezistenți la cei mai mulți acizi organici și anorganici, exceptând acizii puternic oxidanți și bazele slabe. Sunt larg folosiți la confecționarea recipientelor de stocare și a ambalajelor mari de transport.

Aluminiul

Aluminiul pur (tipurile 1100 și 1050) este utilizat pentru producerea foilor și containerelor extrudate.

Foliile de aluminiu sunt folosite în special la ambalarea alimentelor sensibile care absorb arome din mediul exterior, sau mirosul din hârtia de ambalaj, de ex. batoane de ciocolată.

În alegerea ambalajului din tablă de aluminiu, trebuie să se țină seama de:

Caracteristicile produsului: valoarea Ph-ului, greutatea și volumul produsului densitate, mărime, durata de conservare;

Metoda de asamblare incluzând tipul de mașină și caracteristicile acesteia.

Alte cerințe de calitate se referă la produsele puternic acide la care folia de aluminiu trebuie lăcuită.

Foliile pentru tabla de aluminiu pot fi acoperite cu materiale plastice, ca: polietilenă de joasă densitate (PEhd) sau polipropilenă (PP), aceasta din urmă când este necesar să suporte temperaturi de aproximativ 1200C sau operația de vidare.

Avantajele utilizării foliile de aluminiu sunt:

Proprietăți barieră foarte bune;

Posibilități de tipărire;

Nu este toxică și poate veni în contact cu produsele alimentare.

Folia de aluminiu este unul din componentele principale ale cutiilor laminate.

Caracteristicile foliei sunt:

Grosimea utilizată la produsele cașurate este de 7,9 și 12 microni;

Nu este toxică și poate veni în contact cu alimentele;

Se asociază cu produsele flexibile în special când se cer proprietăți deosebite: barieră la umiditate și aromă (cafea, supe concentrate etc.);

Principalele tehnici de utilizare a acestor materiale sunt:

Laminarea (cașurarea) prin care trec cele două sau mai multe materiale plastice (până la 5) prin extrudare;

Coextrudare este o metodă de combinare a două sau mai multe materiale plastice (până la 5) prin extrudare.

Combinațiile de materiale utilizate în mod curent la confecționarea ambalajelor sunt:

Hârtie/polietilenă de joasă densitate pentru pungi individuale destinate ambalării zahărului;

Hârtie Kraft albită sau satinată/folie de aluminiu/polietilenă de joasă densitate;

Tereflatat de polietilenă/clorură de polivinilden/polietilenă pentru pungi în care se ambalează produsele de panificație.

2.1.2 Ambalaje din sticlă

Formula generală a sticlei este SiO (Na)(CaO).

Sticla are o bună conductibilitate termică și rezistă la șoc termic (maximum 35C).

Sticla este un material care deține o pondere importantă în sectorul ambalajelor fiind utilizată cu precădere la ambalarea produselor lichide sau păstoase.

Deși este puternic concurentă de materiale plastice, materialele celulozice și cele metalice, în ultima perioadă sticla este privită din nou ca un material de perspectivă.

Datorită structurii sale amorfe sticla este fragilă și se sparge în urma aplicării unei forțe exterioare.

Sticla are o structură cristalină, proprietățile optice se referă la gradul de penetrare al luminii și efectul transmisiei acesteia în funcție de lungimea de undă. Transmisia luminii poate fi controlată prin adăugarea aditivilor de colorare în compoziția sticlei.

Ca aspect, sticla este din material amorf, transparent, dar deși la temperatură ambiantă are caracteristcile unui solid, aceasta este un material vâscos suprarăcit.

Sticla este utilizată pe scară largă în domeniul alimentar, dar și în industria farmaceutică, la ambalarea produselor chimice etc.

Ca material de ambalaj, sticla prezintă multe avantaje:

Material barieră excepțional la gaze, vapori, lichide;

Inertă din punct de vedere chimic față de lichide și produse alimentare și nu pune probleme de compatibilitate cu produsul ambalat;

Este un material igienic, ușor de spălat și care suportă sterilizarea;

Nu are miros, nu transmite și nu modifică gustul alimentelor (garantează menținerea proprietăților organoleptice și a aromei alimentare);

Este transparentă, ceea ce permite controlul vizual al produsului de către consumator;

Poate fi colorată, aducând astfel o protecție suplimentară a produsului împotriva radiațiilor ultraviolete;

Este un material rigid care poate fi utilizat în forme variate;

Are o bună rezistență la presiuni interne ridicate, fiind utilizată la ambalarea unor băuturi ca : șampanie, cidru etc;

Are o rezistență mecanică suficient de mare pentru a suporta șocuri externe;

Este un material economic, produs în cantități mari și care nu încetează să se perfecționeze;

Este un material reciclabil;

Utilizarea sticlei ca material de ambalaj prezintă și dezavantajele legate de:

Fragilitate, crapă sub acțiunea șocurilor mecanice sau termice;

Greutatea care o face dificil de manevrat și ridică cheltuielile de transport;

Depozitare dificilă;

Îmbătrânire sub acțiunea agenților atmosferici (formare de depuneri albicioase); regenerarea se produce prin clătire cu o soluție 1-2% HCl.

Având în vedere faptul că sticla intră în contact direct cu mărfurile alimentare, ambalajele din sticlă fac subiectul unor prevederi obligatorii în vederea protecției sănătății consumatorilor.

2.1.3 Ambalaje din materiale celulozice

Hârtia și cartonul ocupă primul loc în materie de ambalaje celulozice, cu un consum pe plan european de 40 kg/locuitor/an, iar în SUA depășește 140 kg/locuitor/an.

Hârtia este definită ca fiind un ansamblu de materiale fabricate prin depunerea fibrelor vegetale provenite din lemn.

Hârtiile utilizate în domeniul ambalajelor se pot clasifica după: gramaj, compoziție, destinație.

Se disting trei categorii de materiale de bază destinate fabricării ambalajelor din hârtie-carton: hârtia pentru ambalajul, cartonul plat, cartonul ondulat.

Aceste produse se pot asocia între ele sau cu alte materiale în vederea realizării ambalajelor complexe. Principalele tipuri de cartoane utilizate în ambalarea mărfurilor sunt:

Cartonul duplex, format din minimum două straturi diferite de material fibros, unite prin presare în stare umedă;

Cartonul triplex, format din minimum trei straturi diferite de material fibros unite prin presare în stare umedă;

Cartonul ondulat, format din unul până la patru straturi netede și unul sau trei straturi ondulate din hârtie interioară sau superioară de ambalaj, unite între ele printru-un adeziv. Cartonul ondulat poate fi combinat cu diferite materiale (lemn, materiale plastice) în scopul obținerii unor tipuri constructive de ambalaje mai eficiente și cu prioritățile mult îmbunătățite.

Calitatea cartonului ondulat este definită în funcție de calitatea sortimentelor de hârtie care intră în componența straturilor, de rezistența la compresiune, străpungere, plesnire și tracțiune, gramaj, grosime etc.

Cartonul ondulat este utilizat la:

Ambalarea produselor care necesită protecție împotriva șocurilor și presiuni exterioare;

Confecționarea cutiilor cu microcaneluri la nivelul ambalajelor primare;

Ambalajele secundare sub formă de cutii, cutii de prezentare;

Ambalajele terțiare sub forma învelișurilor de protecție în jurul paletelor încărcate.

Cartonul ondulat se caracterizează printr-o structură celulară care îi conferă o înaltă rezistență la compresiune și greutate relativ mare.

Acoperirea și laminarea conferă cartonului proprietăți de „barieră”. Astfel, laminarea cu parafină asigură barieră împotriva umezelii, căptușirea cu sticlă asigură rezistență la grăsimi, acoperirea cu plastic îmbunătățește proprietățile de barieră la grăsimi. Cartoanele pentru lichidele închise ermetic sunt cele mai răspândite și utilizate în prezent, la ambalarea unei game largi de produse alimentare lichide.

Hârtia și cartonul au caracteristici identice, multe dintre ele putând fi îmbunătățite prin tratamente specifice. Pentru a concluziona, caracteristicile hârtiei și cartonul sunt:

Masa volumică cuprinsă între 0,8-1,2 g/m2 pentru hârtia de ambalaj, și maximum 1 g/m2 pentru cartonul ondulat;

Sunt apte pentru contactul cu alimentele;

Sunt inodore și insipide;

Hârtia pergament are o permeabilitate scăzută;

Hârtia tip mătase, are o permeabilitate la aer foarte ridicată.

Proprietățile hârtiei și cartonului obținute ca urmare a tratamentelor aplicate, sunt: rezistență la ulei, gaze și hidrocarburi, rezistență la alcooli, eteri, hidrocarburi clorurate, esteri și cetone, rezistență la soluții apoase, acizi slabi și alcali, sigilare la cald, barieră la radiații U.V., rezistență la uleiuri și grăsimi, barieră la mirosuri și vapori de apă, anticoroziune, barieră la aer și gaze (O2, CO2 ETC), barieră la arome.

2.1.4 Alte materiale folosite pentru ambalaje

Lemnul este puternic concurent de cartonul ondulat și materialele plastice. În compoziția sa există o serie de substanțe organice și anorganice (rășini, substanțe tanante, uleiuri eterice) care pot influența caracteristicile organoleptice ale produselor ambalate.

Datorită compoziției și umidității, ambalajele din lemn constituie un mediu prielnic dezvoltării microorganismelor și pătrunderii insectelor. Principalele caracteristici ale materialului lemnos sunt:

Rezistență bună la solicitări mecanice;

Rezistență bună la uzură;

Conductibilitate electrică foarte bună;

Este un material ecologic;

Lemnul este utilizat în special la confecționarea ambalajului de transport.

Ambalajele din materiale textile se utilizează la obținerea sacilor textili și pentru căptușirea ambalajelor din lemn sau carton.

Se caracterizează prin:

Sarcină de rupere de 42-120 daN/cm2;

Absorb umiditatea;

Sunt permeabile la aer, apă, vapori;

Constituie un mediu prielnic dezvoltării microorganismelor;

Sunt atacate de rozătoare, insecte și nu rezistă la foc.

Acest tip de material are o aplicabilitate restrânsă în domeniul ambalării mărfurilor.

Ultimii cincizeci de ani, s-au caracterizat prin apariția pe piața ambalajelor a unor produse obținute prin asocierea materialelor ușoare în cantitate și calitatea dorită în scopul obținerii, prin însumarea caracteristicilor lor individuale a complexului specific adaptat la exigențe particulare.

Calitatea esențială a unui material complex este impermeabilitatea sa la vapori de apă și la diferite gaze.

Alte proprietăți importante sunt transparența și sudabilitatea.

Materialul complex utilizat pentru obținerea celor mai bune suduri este copolimerul cunoscut sub numele de EVA: etilen/vinil/acetat.

Cerințele de calitate pentru foliile complexe sunt: rezistență mecanică, protecție împotriva luminii, rezistență la acțiunea produselor agresive, rezistență la temperaturi ridicate, etanșeitate.

În funcție de natura materialului suport, foliile complexe se pot clasifica în:

Materiale complexe pe bază de aluminiu;

Materiale complexe pe bază de hârtie și carton;

Complexe pe bază de materiale plastice.

Foliile complexe de aluminiu, folosesc drept strat intern polietilena de joasă densitate și ocazional, polietilena de joasă densitate și polipropilena.