М. Шапер, KHS, AG, Дортмунд
Оборотная или одноразовая тара
Принципиальным для технологического решения является вопрос, сможет ли тара на рынке использоваться как одноразовая или оборотная. Классическими рынками оборотной тары являются немецкоговорящие страны, часть Скандинавии, некоторые страны Центральной и Восточной Европы, Азии и Латинской Америки. Обычно оборотная тара — это небольшая потребительская тара объемом 0,33 и 0,5 л. В Дании и, главным образом, в России на рынке имеются бутылки из полиэфира объемом 1,5 и даже 2 л (здесь уже идет речь не о продолжительном сроке годности продукции в течение месяцев, как в Западной Европе, а о днях, так как оборот очень быстрый).
Улучшение барьерных свойств
В отличие от безалкогольных напитков, для пива утечка СО2 через стенки бутылки и проникновение в нее 02 не столь важны, хотя и должны учитываться, так как могут повлиять на качество продукта. Поэтому при выборе подходящего материала для бутылки решающую роль играют его барьерные свойства.
Естественно, что помимо действующего закона о чистоте пива отрицательному воздействию проникновения кислорода в бутылку противодействует добавление антиоксидантов.
В качестве материала для производства бутылок в настоящее время имеются в распоряжении два разных полиэфира:
ПЭТ и ПЭН. Чистый ПЭТ, учитывая его высокую проницаемость для O2, используется очень ограниченно и с рядом оговорок в зависимости от сетей распределения и гарантийных сроков хранения пива. Напротив, ПЭН в виде 100% гомополимерной бутылки со своими в 10-15 раз лучшими барьерными свойствами мог бы стать идеальным материалом для оборотной пивной тары, не будь относительно высокой цены. Затраты на чистую ПЭН-бутылку в настоящее время колеблются в пределах между 0,6 и 0,7 немецких марок (DM), следовательно, такая бутылка нерентабельна. Ведущие производители тары ведут поиск возможностей улучшения барьерных свойств и достижения разумного соотношения цены и производительности за счет комбинации различных материалов.
Для реализации этой цели существуют различные способы:
1. Смесь ПЭТ с другими полимерами, такими, например, как нейлон или этиленвиниловый спирт; эти смеси обозначаются как «blends». Еще одной возможностью является восстановление доли нафталина в ПЭН. Это позволяет значительно снизить цену тары. Примеси жидкокристаллических полимеров (LCP) способствуют образованию исключительных барьерных свойств. Жидкокристаллические полимеры непрозрачны, а это означает, что и бутылка с их примесью становится непрозрачной, цвет продукта нельзя распознать. Несколько научно-исследовательских организаций в настоящее время занимаются разработкой прозрачных жидкокристаллических полимеров.
2. Многослойная техника (Multi-Layer) заключается в том, что барьерообразующие полимеры включаются в производство бутылок. Обычные многослойные бутылки имеют 3 слоя, технические возможности, однако, позволяют увеличить их число до 9-ти. На отдельные слои могут быть использованы ПЭТ, ПЭН, нейлон или этиленвиниловый спирт, но в разной последовательности. Производство многослойных бутылок технически не представляет проблем, но эти бутылки крайне чувствительны к механическому повреждению, и из-за этого их нельзя использовать как оборотную тару.
3. Новейшим вариантом является такое покрытие бутылки: на ПЭТ-бутылку снаружи струйным напылением наносят слой материала, смываемого щелочью в обычных моечных машинах, или бутылка изнутри покрывается слоем стекла или очень тонким слоем аморфного углерода — около 0,1 мм (например, плазма-методом).
В Пуэрто-Рико в настоящее время проводятся интересные испытания с оборотными ПЭН-бутылками емкостью 0,5 л. С ними было проделано 16 оборотов. ПЭТ-бутылки, включая бутылки с покрытием, выдерживают максимально 10 оборотов.
«Гибкая» формовка — только до определенной степени
Классическим преимуществом полиэфирных бутылок является гибкая формовка. Этим пивоваренные отличаются от конкурентов. Из полиэфира можно производить любую из стандартных форм стеклянных пивных бутылок, как, например , NRW, Euro, Steinie, Ale и т.д., но могут быть созданы и совершенно новые формы.
С точки зрения техники наполнения необходимо уделять внимание нескольким, казалось бы, незначительным, но в применении на практике очень важным деталям.
Внутренние грани полиэфирных бутылок должны быть очень чистыми, с тем чтобы было обеспечено безупречное наполнение. Неожиданный разрыв граней на сгибах оказывает отрицательное воздействие на процесс наполнения. Учитывая необходимость безопасной и надежной транспортировки в рамках наполнительной линии, дно такой бутылки должно быть сформовано классически; звездчатая форма дна оценивается как менее подходящая. На корпусе бутылки необходимо достаточное количество боковых прокладок.
В зоне приклеивания этикетки на поверхности корпуса бутылки должно быть умеренное углубление, как у стеклянных бутылок, чтобы этикетки при транспортировке не были повреждены. Кольцо на горлышке бутылки необходимо, что дает возможность не только транспортировать бутылки подвешенными за кольцо, но и обусловливает совершенную укупорку бутылки. Тенденции в этой области направлены, естественно, на экономию. Должна быть выбрана золотая середина между снижением затрат, творчеством дизайнеров и технологическими требованиями.
Очистка с фиксированием бутылки
О важном критерии использования полиэфирных бутылок как оборотной тары говорят микробиологи. Если бутылки из полиэфира используются как оборотная тара, то их необходимо чистить. Немодифицированный ПЭТ непригоден для мытья или чистки при температурах, являющихся условием для уничтожения нежелательных микроорганизмов, например плесеней. ПЭН этому условию более чем отвечает, он дает возможность даже пастеризации до 95°С. Следовательно, ПЭТ с этой точки зрения непригоден для оборотной тары.
Для мойки полиэфирных бутылок могут быть использованы обычные моющие машины для стеклянных бутылок фирмы KHS, применяемые в промышленности, производящей безалкогольные напитки. Предложенное фирмой KHS фиксирование бутылок и интегрированное промывание кольца на горлышке и резьбы существенно улучшило очистку оборотной тары — бутылок из полиэфира. Так можно промывать бутылки под более высоким давлением и тщательно очищать кольцо на горлышке бутылки.
При мойке полиэфирных бутылок должна быть использована добавка — иная, чем при мытье стеклянных бутылок. При использовании обычных щелочных добавок полиэфирные бутылки со временем сереют. Поэтому, если полиэфирные и стеклянные бутылки наполняются на одной и той же линии в смешанном производстве, необходима полная замена щелочи с целью воспрепятствования посерению бутылок. Замену щелочи можно обеспечить подсоединением отстойного танка (емкости), что, однако, занимает много времени. Самым правильным было бы отдельно разливать в стеклянные и полиэфирные бутылки, если это позволяют площади и инвестиции.
Общепринятая транспортная техника
Транспортировку полиэфирных бутылок в рамках линии розлива можно осуществлять обычной техникой. Классическим решением проблемы транспортировки пустых бутылок от машины по выдуванию к заполнителю является использование пневматического транспортера. Но и у механических транспортных систем здесь имеются хорошие возможности. Несомненно, нельзя исключать и транспортировку пустых бутылок на транспортере с пластмассовой лентой. Но, учитывая слабую устойчивость полиэфирных бутылок, лучше отказаться от этого решения. Для транспортировки полных полиэфирных бутылок наиболее целесообразно использовать транспортеры с лентой из рогожи.
Рекомендуется при проектировании транспортных путей определять размеры с допуском, чтобы изгибы и повороты были более пологими, что обеспечит стабильность и надежность транспортировки. При транспортировке особенно узких и высоких бутылок необходима двухпоточная линия с ограждающими бортами для предотвращения падения бутылок. Для разделения потока бутылок хорошо подходит новый волновой распределитель, предложенный фирмой KHS, который образует двухрядный управляемый участок, чем заметно повышается устойчивость и увеличивается производительность.
Розлив: объемный заполнитель с длинной трубкой
Для заполнения пригодны все существующие методы. Чтобы минимизировать проблемы поступления кислорода особенно у пива, пустая бутылка должна быть обработана инертным газом, как это обычно делается с жестяными банками. Предварительную эвакуацию невозможно применять.
Оптимальная технология заполнения полиэфирных бутылок предусматривает комбинацию заполнителя с длинной трубкой для заполнения до нижнего слоя и объемного заполнения, обеспечивающих определенный объем; она хорошо себя оправдала при заполнении ПЭТ-бутылок безалкогольными напитками. Также возможно асептическое холодное заполнение полиэфирных бутылок пивом при использовании существующих технологий.
К полиэфирным бутылкам может быть применена как холодная наклейка этикеток, так и наклейка по всей окружности, так называемой «rollted»-техникой или «sleeve»-техникой.
Укупорочная техника – не только вопрос вкуса
Особое значение придается укупорке бутылки. До 30% общего поступления кислорода в полиэфирные бутылки с барьерными свойствами происходит через пробку. В качестве пробок принимаются в расчет винтовая пробка и кроненпробка. Более надежна винтовая пробка. При этом имеют значение два фактора: при излишнем ценообразовании перед укупоркой отпенившееся пиво может остаться в резьбовой канавке и заклеить винтовую пробку. Для воспрепятствования такому положению желательно смыть с канавок остатки пива. Но время для этого очень ограничено. Кроме того, винтовая пробка имеет больший объем, чем кроненпробка, а это значит, что больше воздуха остается под крышкой и кислород поступает в пиво. Следовательно, желательно использовать технику добавления газа под крышку (СО2 или N2).
Третьей возможностью, несомненно, является одноразовая пробка «ring-pull», которая, кроме того, отвечает модным тенденциям. Наряду с технической проблематикой, для решения проблемы укупорки важно; какая пробка необходима — одноразовая или с повторным открыванием и закрыванием. Это зависит от потребителей и места потребления (например, на стадионе).
Внедренная техника укупорки способна создать как кроненпробку, так и винтовую пробку или пробку «ring-pull», включая модификацию с инжекцией газа в винтовые пробки. Как уже было сказано раньше, необходимым элементом является кольцо под горлом бутылки.
Оборотная тара — осмотр пустых бутылок перед мойкой
Особенностью при розливе в оборотную тару — полиэфирные бутылки — является инспекционная (проверочная) техника. Известно, что в материал бутылки могут проникать вещества, не устранимые даже при чистке в горячем состоянии. Речь в первую очередь идет об ароматических соединениях, в частности микотоксинах, создаваемых плесенями.
Типичные компоненты пивного аромата, возникающие при брожении, не оставляют никаких остатков, так же, как и спирты. Изучение составляющих хмеля до сих пор не закончено. Идентификация и выбраковка бутылок, зараженных плесенями, требуют перед мойкой дополнительного осмотра пустых бутылок. Так как плесени образуются на внутреннем контуре, там, где дно переходит в стенку, то достаточен и экономичен вариант, ограниченный на распознавание кольца дна. Плесень в моечной машине устраняется, а образовавшиеся метаболиты — никогда. Таким образом, после прохождения бутылки через моечную машину уже не существует никакой возможности распознать загрязненные бутылки, так как ароматические соединения в материале бутылки нельзя обнаружить ни зрением, ни обонянием.
Имеет смысл дополнить проверку бутылок перед мойкой еще определением наличия чужеродных веществ, которое уже применяется при розливе безалкогольных напитков. Проверка пустых бутылок перед мойкой, комбинируемая с определением наличия чужеродных веществ, представляет собой очень важную операцию. После мойки, естественно, следует проверка пустых бутылок, реагирующих на щелочь, и проверка горла бутылок.
Перспективы
Тенденция розлива пива в полиэфирные бутылки отчетливо видна. Первые тесты применения на рынке принесли преимущественно положительные результаты. Видимо, потребительские симпатии к такой таре свойственны будут преимущественно младшему поколению. В недалекой перспективе, очевидно, нельзя ожидать массового распространения пива в пластмассовых бутылках, оно будет скорее для особых случаев. Большое значение будет иметь пригодный и подходящий по цене материал для оборотной тары (бутылок).
В общем, розлив пива в полиэфирные бутылки и их использование как оборотной тары не являются особой проблемой, хотя для пивоваренных заводов это новинка.
Единственная проблема, существующая у полиэфирных бутылок, — это их склонность к обдиранию или поцарапыванию. Это выступает на первый план, главным образом, при их использовании в качестве оборотной тары. Проверенные машины и агрегаты могут быть использованы в более широком масштабе, но с небольшими изменениями и переделками для пластмассовых бутылок.