Среди показателей эксплуатационной надежности стеклянной тары ее прочность имеет первостепенное значение. Особенно актуально повышение прочности при уменьшении массы изделий. В этом случае, наряду со значительной экономией материальных и энергетических затрат на стекольных заводах, повышается эффективность работы предприятий – потребителей стеклянной тары.
Наиболее доступный и распространенный способ повышения эксплуатационной прочности стеклянной тары – нанесение на ее поверхность защитно-упрочняющих покрытий. При этом используются неорганические и органические покрытия, которые существенно изменяют свойства поверхности стекла и улучшают механические характеристики изделий, в частности, увеличивают гидрофобность поверхности, что снижает разупрочняющее действие поверхностно-активных сред и, прежде всего, влаги воздуха. Одновременно поверхность стеклоизделий защищается от абразивного воздействия различных тел и частиц, что повышает прочность стекла при статических и динамических нагрузках. У изделий, упрочненных поверхностными покрытиями, сопротивление внутреннему гидростатическому давлению возрастает на 10-20%, сопротивление давлению на корпус – на 10-30%, по высоте изделий – до 15%. При этом эффективность действия упрочняющих покрытий возрастает при уменьшении массы изделий.
Защитно-упрочняющий эффект усиливается при нанесении комбинированных покрытий: на «горячем» конвейере поточной линии изделия обрабатывают парами тетрахлорида олова, или тетраизопропилата титана, а на «холодном» конце печи отжига на них же наносят органические покрытия, например, синтанол, метаупон, препараты на основе эпоксидных смол и т.п. Эти покрытия предотвращают повреждения поверхности изделий при их взаимном трении. Комбинированные покрытия позволяют значительно сократить бой при транспортировке и на моечно-разливочных линиях пищевых предприятий. Такая обработка поверхности изделий повышает прочность и эксплуатационную надежность изделий на 15-30%.
К сожалению, на российских стеклотарных заводах не всегда выдерживаются требования к сырью, соблюдению технологических режимов на всех стадиях производства[8]. Особенно заметны технологические нарушения, приводящие к снижению показателей прочности, при переходе к выпуску облегченной тары.
Химическая стойкость, в основном водостойкость стекол, является одним из важных факторов использования стеклянной тары. К сожалению, нередко встречаются случаи грубых нарушений правил использования стеклянной тары, в результате чего происходит снижение качества и порча расфасованных в ней пищевых продуктов. Эти случаи могут быть связаны со следующими факторами:
· химической стойкостью стекла;
· состоянием поверхности стеклоизделий, находящейся в контакте с пищевыми продуктами;
· сроками и условиями хранения стеклянной тары до расфасовки пищевых продуктов;
· сроками хранения пищевых продуктов.
Применяемые в настоящее время химические составы стекол позволяют обеспечить высокую химическую устойчивость, достаточную и необходимую для хранения различных пищевых продуктов. Как известно, после формования и отжига на поверхности стекла в результате взаимодействия с атмосферной влагой, образуется гидратированная кремнеземистая пленка, предохраняющая стекло от разрушения водой и другими реагентами.
Процесс гидролизного разрушения стекла резко замедляется уже при толщине поверхностной пленки порядка 50нм. При продолжительном времени взаимодействия, толщина пленки возрастает до нескольких сотен нанометров, она становится крупнопористой и менее плотной. Состояние контактной поверхности стекла непосредственно связано со сроками и условиями хранения стеклянной тары до расфасовки пищевых продуктов. Сроки хранения порожней стеклотары не должны быть чрезмерно длительными. Постоянное воздействие атмосферной влаги, суточные колебания температуры приводят к разрушению поверхностного защитного слоя и коррозии поверхности стекла. Этот процесс ускоряется при хранении стеклянной тары в условиях повышенной влажности.
Следует обратить внимание производителей и потребителей стеклотары на практические меры, предотвращающие явление коррозии поверхности стекла, и, как следствие, снижение качества пищевых продуктов.
При производстве и использовании стеклянной тары следует обращать внимание на недопустимость длительного хранения порожней тары на складах, так как в этом случае даже достаточно высокая химическая устойчивость стекла не в состоянии защитить его поверхность от разрушения и коррозии. Максимальный срок хранения не должен превышать двух месяцев. В условиях повышенной влажности этот срок сокращается примерно в 2 раза. Неблагоприятные условия создаются при хранении порожней тары, в том числе и упакованной в полиэтиленовую пленку, на открытых площадках. Помимо воздействия атмосферных осадков, суточные колебания температуры приводят к конденсации влаги на внутренней поверхности и ее накоплению внутри стеклотары. Плохой воздухообмен, особенно в пленочных пакетах, приводит к повышенной влажности во внутреннем объеме стеклоизделий и разрушение поверхностного слоя ускоряется.
Следует подчеркнуть, что указанные случаи ухудшения качества пищевых продуктов могут быть полностью исключены при соблюдении элементарных требований производства и использования стеклянной тары. Применение тары из окрашенного стекла обусловлено необходимостью защиты ее содержимого от воздействия лучей коротковолновой части спектра.
На сохранность пищевых продуктов большое влияние оказывает излучение в ультрафиолетовой области спектра с длиной волны до 300 нм и в видимой – до 500нм. Световое излучение воздействует на молоко, растительные масла, соки, пиво, некоторые сорта вин и др. Например, в пиве под воздействием света (длина волны 420-500 нм) образуются сернистые соединения и появляется «световой» привкус. Молоко в бесцветной бутылке при дневном свете быстро теряет витамин С. Свет отрицательно влияет также на витамины А, В6 и др. Растительные масла под воздействием света (длина волны 430-460 нм) стареют и портятся.
Обычно промышленные тарные стекла не пропускают (или пропускают незначительно) излучение с длиной волны менее 300 нм, что обьясняется присутствием в стекле оксидов железа. В то же время излучение с длиной волны свыше 500 нм не оказывает вредного влияния на пищевые продукты.
Теплопрозрачность стекол оказывает значительное влияние на термическую однородность, влияющую как на получение качественной стекломассы при варке, так и на распределение стекла и появление различных дефектов при формовании стеклоизделий[9]. В связи с этим можно утверждать, что теплопрозрачность стекол является одним из важнейших факторов, влияющих не только на технологический процесс производства, но и на эксплуатационную надежность стеклотарных изделий.
Следует отметить, что в последнее время требования предприятий пищевой промышленности к качеству стеклотары значительно возросли. Поэтому получение высококачественных изделий из бесцветных и окрашенных стекол с минимальными потерями в виде боя и брака возможно только при строгом соблюдении технологического регламента на всех стадиях производства начиная с состава сырьевых материалов. Необходимо также учитывать технологические особенности стекловарения и формования (окислительно-восстановительные потенциалы шихт и стекол, состав и качество стеклобоя и т.д.).
Заключение
В течение 2001-2004 гг. в структуре потребления пищевой стеклотары произошли существенные изменения. Расходование пивных бутылок увеличилось с 30 до 53% в общем объеме. Как следствие, в настоящее время пивные бутылки преобладают в структуре потребления пищевой стеклотары. Данный рост сопровождался существенным сокращением долей ликероводочной стеклянной тары, бутылок для вина и шампанского, пищевых стеклянных банок.
Изменения в структуре использования пищевой стеклотары являются следствием различной динамики потребления в отраслях-потребителях стеклянной упаковки. Стремительный рост пивоваренной отрасли в 2001-2004 гг. привел к увеличению расходования пивных бутылок на 3,2 млрд шт. в 0,5 л эквиваленте, или на 189% в относительном выражении[10]. Стагнация в ликероводочном производстве, умеренный рост использования бутылок при розливе вина и шампанского не привели к столь значительному росту использования данного вида бутылок.
В ближайшие годы ожидается увеличение потребления пищевой стеклянной тары, причем доля пивной стеклотары в общей структуре спроса будет повышаться. Данное увеличение будет сопровождаться снижением доли бутылок для крепкого алкоголя, вин и шампанского. Также прогнозируется незначительное снижение доли пищевых стеклянных банок, бутылок для слабо- и безалкогольных напитков.
Основным фактором увеличения выпуска пищевых бутылок и банок стало расширение производственных мощностей российских стекольных предприятий. Необходимо отметить, что расширение производственных мощностей и увеличение выпуска пищевой стеклянной тары являются следствием увеличения спроса на стеклянную упаковку и стремления к импортозамещению для снижения расходов со стороны основных потребителей. При этом коэффициент загрузки мощностей в среднем был выше 85%.
Однако, несмотря на значительное расширение производственных мощностей в последние годы, существующие в настоящее время мощности по производству пищевой стеклотары в России не удовлетворяют в полном объеме спрос на продукцию. В ближайшие годы в России ожидается ввод дополнительных производственных мощностей. Причем параллельно с вводом новых мощностей будет также увеличиваться коэффициент загрузки существующих производственных мощностей, который достигнет 95%.
Литература
1. Казеннова Е.Г. Общая технология стекла и стеклянных изделий. – М., 1989. – 234 с.
2. Мартынова Ж.В., Мазухина Н.Н. Конференция «Стеклотара-2004» «О повышении эффективности работы стеклотарной промышленности России и СНГ» 11 февраля 2004 г.//Стеклянная тара. - 2004. - № 5. – С. 17-21.
3. Хайн Т. Все об упаковке. Эволюция и секреты коробок, бутылок, консервных банок и тюбиков. – СПб., 1997. – 282 с.
[1] Мартынова Ж.В., Мазухина Н.Н. Конференция «Стеклотара-2004» «О повышении эффективности работы стеклотарной промышленности России и СНГ» 11 февраля 2004 г.//Стеклянная тара. - 2004. - № 5. – С. 17.
[2] Хайн Т. Все об упаковке: эволюция и секреты коробок, бутылок, консервных банок и тюбиков. – СПб., 197. –С. 43.
[3] Казеннова Е.Г. Общая технология стекла и стеклянных изделий. – М., 1989. – С. 5.
[4] Хайн Т. Указ. соч. С. 54.
[5] Казеннова Е.Г. Указ. соч. С. 6.
[6] Казеннова Е.Г. Указ. соч. С. 89.
[7] Казеннова Е.Г. Указ. соч. С. 96.
[8] Мартынова Ж.В., Мазухина Н.Н. Указ. соч. С. 19.
[9] Казеннова Е.Г. Указ. соч. С. 99.
[10] Мартынова Ж.В., Мазухина Н.Н. Указ. соч. С. 20.
