Maszyny pakujące: Pakowanie cz. 1

Oliwia Zakrzewska
Forum Mleczarskie Biznes 1-2/2020 (39)
© fm

W przemyśle spożywczym bardzo istotne jest, aby proces pakowania przebiegał sprawnie, a jego realizacja była bezawaryjna. Aby było to możliwe, należy dysponować odpowiednimi maszynami, gdyż praca człowieka coraz częściej zastępowana jest robotami. Wszelka automatyzacja procesu jest pożądana. Z uwagi na szeroko omawiany problem zanieczyszczenia środowiska pozostałymi po użytkowaniu produktów opakowaniami, firmy poświęcają coraz więcej uwagi swoim działaniom i starają się wdrażać rozwiązania przyjazne środowisku. Przykładem jest firma Multivac. W swoich założeniach zrównoważonych rozwiązań opakowaniowych spełnia ona wymagania w zakresie zdolności do recyklingu i redukcji zużycia surowców do produkcji opakowań. Firma wprowadza do swego portfolio materiały, projekty opakowań i technologie obróbki, ze szczególnym uwzględnieniem aspektów proekologicznych. W kwestii materiałów zaproponowano surowce do produkcji opakowań na bazie włókien papierowych, surowce do produkcji opakowań z surowców odnawialnych albo opakowania monomateriałowe.

W kategorii surowców do produkcji opakowań na bazie włókien papierowych opracowano koncepcję Multivac PaperBoard. Bardzo ciekawym, obiecującym rozwiązaniem jest opracowana przez firmę koncepcja opakowań, które bazują na materiałach, dla których obiegi recyklingowe już są dostępne. Wykorzystanie włókien papierowych wydaje się słuszne, ze względu na to, że papier po wykorzystaniu kierowany jest do już istniejącego obiegu papieru. Tworzywa do produkcji opakowań na bazie włókien papierowych, opracowane wraz z wiodącymi przedsiębiorcami oraz spełniające wymagania przemysłu spożywczego względem bariery oraz funkcji ochronnej – można obrabiać przy wykorzystaniu standardowych maszyn. Portfolio maszyn do produkcji opakowań MAP i opakowań próżniowych typu Skin obejmuje zarówno rozwiązania dotyczące maszyn typu traysealer jak i maszyn pakujących termoformujących. W ten sposób na maszynie można pracować z tackami z kartonów lub odpadków kartonowych, które po zużyciu przez konsumenta można łatwo oddzielić. Do produkcji opakowań próżniowych typu Skin można stosować odkształcane kompozyty papierowe, dostępne w różnych gramaturach i z różnymi warstwami funkcjonalnymi. Możliwe jest również wykorzystanie tworzyw kartonowych, jako materiałów nośnych dla opakowań próżniowych typu Skin. Oba materiały po zużyciu mogą zostać rozdzielone przez konsumenta. Można także stosować biopolimery. W trakcie rozwijania opakowań proekologicznych uwzględniono je jako alternatywne rozwiązanie. Biopolimery to dwie klasy materiałów: polimery produkowane z surowców odnawialnych na przykład PLA bądź PHA. Są to biodegradowalne polimery. Do tej klasy zalicza się także polimery, które mogą być wytwarzane całkowicie bądź częściowo z surowców odnawialnych, ale biodegradowalne nie są, jak na przykład PET lub PE.

© fm

W gamie produktów termoformowanych z biopolimerów z surowców odnawialnych najbardziej rozpowszechnione jest tworzywo termoplastyczne PLA. Ze względu na niewielkie właściwości barierowe i niską wytrzymałość na udarowe rozciąganie ograniczone są obszary zastosowań tego typu materiałów, najczęściej z tego rozwiązania korzysta sektor owoców i warzyw. Wiele trudności nastręcza to, że polimery biodegradowalne będą doprowadzane do strumienia odpadów do recyklingu dla zwykłych tworzyw sztucznych, zamiast do przemysłowych kompostowni. W przypadku monomateriałowych opakowań, które w maksymalnie możliwym stopniu składają się tylko z jednego materiału, możliwe będzie odprowadzanie ich do odpowiedniego obiegu bez konieczności sortowania. Pierwsze skrzypce grają w tym przypadku przede wszystkim tworzywa z PP – polipropylenu oraz APET – amorficznego politereftalanu etylenu. Dla artykułów spożywczych należy uwzględnić zmianę właściwości barierowych, w porównaniu do dotychczas stosowanych tworzyw, jak również ich oddziaływanie na zapakowany produkt. Zakres obróbki materiałów może zmienić się, ze względu na zmianę właściwości barierowych w porównaniu z tymi stosowanymi dotychczas z powodu braku warstw funkcjonalnych, jak na przykład warstw zgrzewalnych. Należy zatem dostosować obliczenia parametrów obróbki.

Folia polipropylenowa to tworzywo najczęściej stosowane podczas produkcji opakowań. Za folią polipropylenową przemawiają jej dobre właściwości barierowe, wytrzymałość termiczna, stabilność oraz lekkość, jednak należy mieć na uwadze to, że obróbka tego materiału na termoformujących maszynach jest bardziej wymagająca niż pozostałych tworzyw sztucznych. Innym materiałem jest APET, tj. politereftalan etylenu. To wysoce transparentne tworzywo sztuczne charakteryzuje się dobrymi właściwościami barierowymi względem pary i gazu. APET jest odporny na oleje, tłuszcze, a zakres stosowania wynosi od -40°C do +70°C. Obecnie do pakowania produktów świeżych stosowane są tacki właśnie z politereftalanu etylenu, a także inne materiały monomateriałowe, zamiast tych kompozytowych. Medium zgrzewalnym może być przykładowo lakier termozgrzewalny. Oszczędności na materiale są także efektem dobrego, zoptymalizowanego projektu, który zawiera optymalną wielkość, kształt dopasowane do każdego produktu. Całkowicie nietrafione jest praktykowanie zbyt dużych opakowań w przypadku produktów małych. W ten sposób generowane jest duże zużycie materiału, przestrzeni magazynowej lub transportowej – a za wszystko przecież trzeba zapłacić.

Ilość surowca do produkcji opakowań można zredukować za pomocą odpowiednio dobranych innowacyjnych technologii obróbki. Odpady folii, powstałe w trakcie produkcji opakowań termoformowanych, wskutek zastosowanej technologii, można zredukować do minimum (dzięki wdrożeniu nowych rozwiązań) z zachowaniem efektywności produkcji opakowań. W przypadku produkcji opakowań o standardowych promieniach 9 mm w procesie termoformowania paski boczne zapewniają precyzyjne prowadzenie folii oraz gotowych i napełnionych opakowań do momentu ich rozdzielenia w końcowym etapie procesu. Aby zapewnić wysoką jakość i wydajność taśmy boczne muszą mieć tzw. szerokość minimalną, która poza zapewnieniem utrzymania przekrojów odsysania w narzędziu zgrzewającym, zminimalizuje także czas wytwarzania próżni i czas gazowania. W opakowaniach termoformowanych szerokość zgrzewu zazwyczaj wynosi 5 mm. Redukując szerokość z 5 mm do 3 mm możliwe jest uzyskanie znaczących oszczędności na folii niezbędnej do produkcji opakowań z zachowaniem maksymalnej jakości zgrzewu. W przypadku produkcji opakowań o dużych promieniach konieczne jest zastosowanie wykrawarki paskowej, dlatego w standardowych konfiguracjach narzędzia pomiędzy opakowaniami, poprzecznie do kierunku pracy maszyny, przewidziano pasek folii o szerokości 5 mm. Zredukowanie szerokości paska poprzecznego do kierunku maszyny do 3 mm wymaga zastosowania wykrojnika segmentowego. Jeśli chodzi o opakowania konturowe stosuje się wykrojniki zapewniające maksymalnie bezodpadowe cięcie. Odpowiednio skonstruowane i skonfigurowane wykrojniki przyczyniają się także do zmniejszenia ilości odpadów z wykrawania, powstających przy produkcji, opakowań konturowych. Także firma Duniform postawiła na ekologiczne rozwiązania. Firma postanowiła uszczelnić tacki Duniform Forum. Nowe rozwiązanie umożliwia wykorzystanie o 85% mniej plastiku niż standardowe opakowania. Kartonowa podstawa opakowania ma certyfikat FSC oraz innowacyjną cienką folię z tworzywa PE. Opakowania tacki Forum są higienicznie zamykane i łatwe w recyklingu. Opakowania tej firmy charakteryzuje także design, który sprawia, że poszczególne elementy pasują do siebie, dostarczając także wrażeń estetycznych.

© fm

Z kolei firma ABB Group posiada pakiet rozwiązań do zrobotyzowanego pakowania, który obejmuje wysoko wyspecjalizowane roboty sortujące, pakujące i paletyzujące. Firma posiada bogaty asortyment standardowych robotów do uniwersalnego stosowania. Ważnym aspektem, którym zajmuje się ABB Group jest produkcja funkcyjnych pakietów oraz kompletnych linii produkcyjnych przeznaczonych do pakowania i paletyzacji nie tylko wyrobów spożywczych i napojów, ale także wyrobów farmaceutycznych, kosmetycznych, środków higieny osobistej czy urządzeń elektronicznych. Wachlarz możliwości jest spory, a wszystko zależy od potrzeb. Odpowiednio dobrane urządzenia przyczynią się do redukcji materiałów wykorzystywanych do pakowania.

Uwagę przyciąga oferta firmy Trepko. Maszyny i urządzenia Trepko przeznaczone są do automatycznego pakowania produktów spożywczych. Bardzo szeroka oferta maszyn do pakowania obejmuje systemy dozujące, automaty liniowe, maszyny rotacyjne, karuzelowe, a nawet linie dań gotowych. Ponadto firma oferuje maszyny do pakowania w kartony, na tacki, paletyzatory, tunele obkurczające i wiele innych. Oferta dostosowana jest do potrzeb, wśród których znajdują się: napełnianie; napełnianie i zamykanie; formowanie i owijanie; formowanie, napełnianie i zamykanie; systemy pakowania zbiorczego; system zdalnego monitorowania OEE.

Firma PakPoland proponuje termokurczliwą biodegradowalną folię do pakowania produktów spożywczych.

W skrócie proces biodegradacji syntetycznych polimerów przedstawiono na rys. 2. Degradacja tworzywa to nic innego jak rozpad dużych cząstek tworzywa na małe cząsteczki, z udziałem katalizatora, następnie dochodzi do rozkładu substancji organicznych na proste związki mineralne, głównie przy udziale drobnoustrojów, co ostatecznie prowadzi do powstania biomasy, czyli materii organicznej.

Sprawnie i funkcjonalnie działająca linia pakująca wraz z materiałami do pakowania, które nadają się do recyklingu zbliża przemysł do większej dbałości o środowisko naturalne. W Polsce powstała baza danych BDO, czyli Baza Danych o Produktach i Opakowaniach oraz o Gospodarce Odpadami. Rejestr BDO inaczej mówiąc jest rejestrem podmiotów wprowadzających produkty w opakowaniach i gospodarujących odpadami. Odrębne przepisy regulują obowiązek przynależności do rejestru. Problem z opakowaniami narasta, dlatego też podejmowane są różnorodne działania, mające na celu zapanowanie, choćby w stopniu minimalnym nad ogromną ilością odpadów powstających każdego dnia. Również wprowadzanie butelkomatów, w których można oddać butelkę, która następnie trafia do recyklingu, dopiero od niedawna zyskuje w Polsce na popularności. Nie ulega wątpliwości, że coraz surowsze przepisy z zakresu ochrony środowiska powodują zmiany w przemyśle spożywczym i są związane z inwestycjami finansowymi, które mają na celu dostosowanie istniejących rozwiązań do nowych wymogów bądź wdrożenie całkiem nowych pomysłów. Wiedza o ilości wytwarzanych odpadów przez dany zakład z pewnością pozwoli wskazać kierunki, które wskażą jak sobie radzić z odpadami i jakie kroki podjąć, aby przybliżyć produkcję do bardziej przyjaznej środowisku. Wszak to inwestycja w przyszłość, którą tworzymy i kreujemy decyzjami podejmowanymi w teraźniejszości. Warto zadbać, aby to były mądre decyzje.