И. Козак, Т. Лейсек, Пивоваренный завод «Велке-Поповице», АО; И. Шках, Пивоваренный завод «Радегаст», АО
1.Введение
У большинства из нас в биографии записано: «Начал работать в пивоваренной промышленности тогда-то…» Это утверждение можно считать ошибочным. Мое первое приобщение к пивоваренной промышленности имело место где-то в 1970 году, когда я «снабжал» наш дом пивом, «разливным» из соседнего трактира или «в бутылках» из магазина. Здесь я впервые отметил связь между упаковкой, рукой и горлышком бутылки, что важно для каждого потребителя.
Необходимо уяснить себе, что все, что до сих пор опубликовано по поводу использования пластмасс для затаривания пива, интересно для специалистов, но потребитель пива не станет тратить драгоценное время, предназначенное для сна, на размышления о новой пивной бутылке из пластмассы. Потребитель ищет в ней преимуществ перед прежней, которая обычно использовалась, то есть: 1) лучший внешний вид; 2) лучшие ощущения; 3) лучший вкус; 4) лучшую цену; 5) лучшее использование.
Однозначным преимуществом ПЭТ-бутылок для потребителей является их низкая масса и неразбиваемость (таблица).
2. Краткая история пластмассовых бутылок для напитков
1975 г.: Общество Монсато (Monsato) в сотрудничестве с компанией «Кока-Кола» (Coca-Cola) выпустила на рынок США пластмассовую бутылку из акрилонитрилового стирола.
1977 г.: Журналист-исследователь Джек Андерсон опубликовал статью, где описывал лабораторные опыты на крысах, у которых был установлен рак после применения акрилонитрила.
1977 г.: Газета «Нью-Йорк Таймс» опубликовала сообщение, что общество Монсато несколько дней назад закрыло три фабрики по производству пластмассовых бутылок — все на основе спорной точки зрения FDA (Food and Drug Administration) — FDA никогда бутылки из акрилонитрила не запрещала, но внесла исправления в свою инструкцию о миграции манометров для пластмассовых бутылок для напитков.
В тот же период времени — в течение 3-х лет — осуществлялось тестирование ПВХ как материала для дистиллятов; BATF (Bureau Alcohol, Tobacco and Firearms) запретило дальнейшее использование ПВХ при производстве бутылок для напитков. Это подготовило почву для введения на рынок компаниями «Пепси» (Pepsi) и «Дюпон» (Du Pont) ПЭТ-бутылок (схема подготовки ПЭТ-материала приведена на рис. 1).
BATF допустило потом к использованию как акрилонитрил, так и ПВХ для производства пластмассовых бутылок, так как первоначальные предположения об их вредном воздействии на здоровье человека не были подтверждены (использование ПВХ не было разрешено из-за отрицательного воздействия на окружающую среду, а акрилонитриловые бутылки вообще уже не появились на рынке).
1980 г.: Преимущества «Пепси» были недолгими, ибо в 1980 г. 2-литровые ПЭТ-бутылки полностью заменили стеклянные бутылки в 64 унции.
80-е гг.: Рост потребления ПЭТ-бутылок — равномерный.
90-е гг.: Потребление ПЭТ-бутылок необычайно возросло, после 2-литровых бутылок росло использование ПЭТ-бу-тылок меньшего объема — соки, дистилляты, воды, специи, косметические средства.
3. Современные преимущества и недостатки ПЭТ-бутылок
С точки зрения потребителя, ПЭТ-бутылки вызвали доверие как безвредные для здоровья, однако с точки зрения защиты окружающей среды — это одноразовые бутылки (данное утверждение действует главным образом для рынка США и большой части Европы, исключая Скандинавские страны).
Рынок пива, несомненно, является одной из крупнейших возможностей для производства ПЭТ-смол (рис. 2, 3, 4).
Для внедрения новой ПЭТ-тары однозначно важна не только техническая, но, прежде всего, экономическая сторона дела. Существует много различных методов и технологий, способствующих снижению проницаемости, цены и обеспечивающих возможность повторного использования этой тары.
Использование однокомпонентной ПЭТ под пиво ограничено ее плохими барьерными свойствами из-за проникновения ультрафиолетового излучения, CO2 и 02, и поэтому ее считают бутылкой «мгновенного» потребления.
Ведется интенсивная работа над улучшением свойств ПЭТ-бутылок, например использование ПЭН (препятствием служит высокая цена), создание многослойной бутылки (здесь однако, возникают вопросы, связанные с повторным использованием; к тому же изготовленные таким образом бутылки теряют устойчивость к ударам), либо создание барьерных покрытий или слоев, которыми являются нейлон, этиленвиниловый спирт, жидкокристаллические полимеры, углерод в кристаллической форме, аморфный углерод.
В конце апреля 1999 г. фирма «SIDEL» предложила новую технологию, названную «ACTIS» (Amorphose Carbon Treatment on Internal Surface), которая значительно улучшает свойства полиэфирной упаковки с точки зрения проницаемости для газов и ультрафиолетовых лучей. Этот процесс заключается в нанесении тонкого (0,1 мм) слоя высокогидрогенированного аморфного углерода на стенку бутылки, и, в соответствии с имеющимися данными, после его применения кислородный барьер повышается в 30 раз по сравнению с однослойной ПЭТ-бутылкой, потеря СО2 минимизируется до 1/7, а миграция альдегидов, которые могут отрицательно повлиять на вкусовые качества пива, в 6 раз меньшая. В случае бутылки объемом 500 мл этот защитный слой весит не более 3 мг. Процесс «ACTIS» применяется при выдувании однослойных ПЭТ-бутылок. При органолептической оценке в датской лаборатории Йоргенсен и во Французском институте пивоварения не были зафиксированы вкусовые различия в пиве из бутылки ПЭТ-ACTIS и из стеклянной бутылки. Также рост растворимого кислорода у обоих типов бутылок был одинаковым, а потеря углекислого газа в обоих случаях была нулевой.
4. Ситуация на рынке
Со стороны потребителя подтверждено осторожное восприятие пива, разлитого в пластмассовые бутылки. Приблизительно определено, что мировой рынок пива требует 300 млрд. упаковочных единиц и что в течение 3-х лет 5% от этого количества будут составлять пластмассовые бутылки. Один из производителей пластмассовых бутылок пишет, что 2 года назад с ним контактировали 20 пивоваренных заводов, а в настоящее время это число достигает 400.
В настоящее время в большинстве случаев используются одноразовые бутылки с применением проточной пастеризации или мембранной фильтрации и асептического заполнения. Оборотные многослойные бутылки в настоящее время используются в Европе и Южной Америке. У этих бутылок была замечена коррозия, вызванная моющими средствами, и изменение объема при старении, а именно сморщивание на 0,5 — 1% при 25 оборотах, и проблемы с контролем мытья, главным образом, с точки зрения посторонних запахов.
Как показано на схеме (рис. 5), воспрепятствование проникновению газов является одним из основных условий выбора материала для пластмассовой пивной бутылки. Традиционная оборотная тара появляется на рынке стран, говорящих по-немецки, частично также и в Скандинавии, в странах Центральной и Восточной Европы и в Латинской Америке. На российском, датском и английском рынках — 1,5 и 2-литровые бутылки. Крупные общества пивоваров ввели на рынок 330 мл бутылки. Форма копирует классические пивные бутылки или, наоборот, бутылки для безалкогольных напитков.
5. Технология розлива
Бутылки можно производить из заранее закупленных черновых выпрессовок либо на одном технологическом оборудовании: от сырья до готовой продукции. В. Филлман из «Крупп Кунстштоффтехник» на выставке «Интерпак» (Interpack) в Дюссельдорфе в марте 1999 года высказал предположение, что объем проданных в мире выдувных устройств (в 1997 г. -1,87 млрд. DM) составляет 10% годового потенциала роста. Ведущий мировой производитель выдувных устройств пластмассовых бутылок «SIDEL» на выставке представил машину SRS G 12/80 COMBI, которая считается своеобразной вехой в современной технологии; речь идет о комбинации выдувного устройства с заполнителем и укупорочной машины как единого целого (это технология минимизирует опасность загрязнения, пробивания, изгибания бутылки).
При раздельном выдувании в бутылках остается в два раза больше остаточной воды, чем в стеклянных, отсюда следуют высокие требования к качеству промывочной воды. При заполнении ПЭТ-бутылок под защитной атмосферой CO2 для обеспечения минимального уровня поглощения О2 при роз-ливе (0,06 мг/л) необходимо в 3 раза большее количество СO2, чем у стеклянных бутылок. При заполнении необходима поддержка горлышка бутылки и его более точная центровка, чем у стеклянной бутылки.
Для укупорки используются кроненпробки, открывающиеся алюминиевые кроненпробки или винтовые пробки из алюминия или пластмассы. Кроненпробки предъявляют высокие требования к материалу с точки зрения прочности горла бутылки. Винтовые алюминиевые пробки скрывают трудности при открывании и требуют специальной формы горлышка бутылки. Самой простой возможностью является использование винтовой пробки из пластмассы; горлышко незначительно утяжелено, а с точки зрения формы горлышка бутылки имеют универсальное применение.
Новейшей является так называемая Скавенгер (Scavenger)-технология (абсорбция O2 на сульфидных материалах). Значение этой технологии возрастает с улучшением барьерных свойств бутылки. Эффективность технологии Скавенгер иллюстрирует рис. 6. Скавенгер активизируется при 90 — 95% относительной влажности, поэтому нет проблем с хранением пробок.
Устройство для заполнения необходимо различать для одноразовой и оборотной тары, с точки зрения транспортных путей и требований к контролю чистоты бутылки.
Что касается этикеток, то для одноразовых бутылок с учетом цен наиболее приемлемой является бумажная этикетка с клеем на основе полимеров (сополимерные клеи). Дорогие покровные этикетки (shrink, seeves) способствуют улучшению барьерных свойств бутылки.
6. Повторное использование тары
ЕС планирует, что в 2005 году будет повторно использоваться 350 000 т пластмассовой тары (в 1999 г. — 150 000 т). Существующая тенденция развития показана на рис.7.
Крупнейшими европейскими фирмами, занимающимися повторным использованием пластмасс, являются «Веллман» (Wellman) (30 000 т), «Текстпласт БВ» (Textplast BV) (17 000 т), «Полиресайклинг» (Polyrecycling) (15 000 т), «Арена» (Arena) (12 000 т), «Репластик» (Replastic) (11 500 т).
В Чешской республике повторным использованием ПЭТ-от-ходов занимается АО «Силон» (Silon, a.s.), Плана над Лужници.
Метод повторного использования ПЭТ-отходов разделен на следующие этапы: физические — прием, размол, сортировка, промывка, отделение полиэтилена, промывка, сушка, сортировка и химические — метанолиз, гликолиз, частичный гликолиз, гидролиз.
Повторно используемый ПЭТ чаще всего применяется как сырье для производства вискозного волокна. Некоторые фирмы (например, EREMA Plastic Recycling Systems, AMCOR PET Technologies) занимаются разработкой системы переработки «бутылка из бутылки».
7. Точки зрения потребителей о пиве из ПЭТ-бутылки
Вопрос: «Когда Вы слышите словосочетание: «пиво в пластмассовой бутылке», что Вам приходит на ум?»
Ответ:
— Самое худшее (женщина, 28 лет, Чешская республика).
— Мой страшный сон (мужчина, 32 года, Португалия).
— Это все равно, что попросить в знаменитом ресторане бутылку кетчупа. Никакого стиля, никакого класса (женщина,
43 года, Дания).
— Дешево, низкое качество, пьют бездомные в парке и молодежь (женщина, 30 лет, Франция).
Вопрос: «Кто бы мог покупать пиво в пластмассовых бутылках?»
Ответ:
— Странные люди. Японские туристы (мужчина, 28 лет, Дания).
— Иностранцы (женщина, 36 лет, Дания).
— Молодежь, бездомные, студенты и туристы (женщина, 30 лет, Франция).
— Снобы (мужчина, 29 лет, Испания).
Вопрос: «Какая марка пива могла быть первой разлита по пластмассовым бутылкам?»
Ответ:
— Будвайзер, Миллер, либо какое-нибудь другое американское пиво. Меня бы не удивило, что в стране, где производят такие марки пива, его будут разливать в пластмассовые бутылки (мужчина, 28 лет, Дания).
— Американское пиво. Американский рынок любит новинки (мужчина, 28 лет, Польша).
— Определенно неизвестные марки. Я не могу себе представить, чтобы очень известное пиво было предложено в пластмассовой бутылке (мужчина, 28 лет, Великобритания).
— Импортируемое пиво. Экономия на транспортировке (мужчина, 32 года, Германия).
Вопрос: «Какая марка пива будет разлита в пластмассовые бутылки последней?»
Ответ:
— Европейские марки пива (мужчина 28 лет, Польша).
— Бельгийские и канадские марки пива (мужчина, 28 лет, Голландия).
— Определенно не датские марки (мужчина, 43 года, Дания).
— Премированные марки пива никогда не будут разливать в пластмассовые бутылки — это было бы осквернением хорошего пива (мужчина, 32 года, Чешская республика).
Вопрос: «Купили ли бы Вы пиво в пластмассовой бутылке?»
Ответ:
— Если бы хотел пива, а оно было в пластмассовой бутылке, вероятно, купил бы (мужчина, 33 года, Великобритания).
— Это противоречит всем привычкам пития пива (мужчина, 54 года, Чешская республика)
— Никогда. — Пиво не может продаваться в пластмассе (мужчина, 34 года, Голландия).
— Не пила бы его, даже если бы мне приставили пистолет к сердцу» (женщина, 36 лет, Дания).
— Пиво не заслуживает больше, чем пластмассовую бутылку (мужчина, 32 года, Венгрия).