Nowoczesne pakowanie: Opakowania do nabiału

W przemyśle spożywczym rola opakowań jest oczywista. Od lat producenci opakowań do żywności prześcigają się w pomysłach, testując nowe rozwiązania, różne materiały itp. 

Dużym powodzeniem cieszą się produkty pakowane próżniowo – zachowują one swoją jakość sensoryczną i są stabilne mikrobiologicznie. Ten sposób pakowania jest dobrym rozwiązaniem w przypadku produktów, które charakteryzują się wysoką zawartością tłuszczów, ponieważ ogranicza ryzyko ich jełczenia. Ponadto na rynku dostępne są materiały adsorpcyjne, które zmieniają skład gazu występującego we wnętrzu opakowania podczas przechowywania. Adsorpcja tlenu z mieszaniny gazowej ogranicza rozwój bakterii tlenowych, zaś zmodyfikowana atmosfera MAP zapewnia zmianę składu gazu, który pozostaje w kontakcie z produktem spożywczym poprzez zastąpienie powietrza gazem lub mieszaniną gazów o specjalnym składzie.

Nietrudno zauważyć, że funkcje przypisywane opakowaniom na przestrzeni lat uległy pewnym modyfikacjom ze względu na pojawienie się nowych pomysłów na pakowanie i przechowywanie żywności. Wraz z rozwojem technologii opakowania przejęły i rozwinęły także nowe funkcje. Obecnie można wskazać na te marketingowe, ekonomiczne, ekologiczne czy informacyjne. 

Odpowiednie przechowywanie żywności – zgodnie z jej rodzajem – jest niezwykle ważne dla zdrowia i bezpieczeństwa konsumentów. Właściwie dobrane opakowanie powinno charakteryzować się szczelnością, być odporne na uszkodzenia wynikłe z przyczyn i czynników mechanicznych. Ponadto w żadnym wypadku nie może oddziaływać na produkt w sposób szkodliwy ani powodować migracji szkodliwych substancji z opakowania do produktu. Pakowanie żywności ma służyć przede wszystkim temu, aby jak najdłużej utrzymać jej świeżość oraz zmniejszyć ryzyko tego, że w trakcie przechowywania dojdzie przykładowo do utraty wartości odżywczej lub przedostania się zanieczyszczeń. Innymi słowy, pakowanie ma służyć zachowaniu świeżości produktu żywnościowego, jego formy, struktury, przedłużeniu okresu przydatności do spożycia, ochronie przed czynnikami zewnętrznymi, ochronie przed utratą aromatu. Ma również na celu również utrzymanie optymalnej wilgotności i struktury produktu. 

W branży opakowaniowej wśród nowoczesnych rozwiązań wyróżnić można opakowania aktywne oraz opakowania inteligentne. Głównymi zadaniami opakowań aktywnych są przedłużenie okresu przydatności do sprzedaży oraz zachowanie i/lub poprawa stanu żywności za sprawą funkcji pochłaniających czy emitujących. Istnieją bowiem produkty spożywcze, które mogą niejako „wymieniać się” składnikami z opakowaniem – mogą absorbować substancje z opakowania lub też uwalniać substancje do opakowania, wpływając na nie. 

Jeśli natomiast chodzi o opakowania inteligentne, ich zadaniem jest „monitorowanie” określonych parametrów – czy to wewnętrznych (w opakowaniu), czy zewnętrznych – w otaczającym środowisku. Ich funkcja jest czysto informacyjna: informują o stanie produktu bądź atmosfery wewnątrz opakowania podczas przechowywania i dystrybuowania bez potrzeby otwarcia opakowania. Jest to możliwe dzięki umieszczeniu w opakowaniach specjalnych wskaźników, które działają w sposób interaktywny, zazwyczaj wskutek działania barwnych indykatorów. Pod wpływem zmiany warunków, które panują w danym opakowaniu, dochodzi do zmiany barwy – zdarzają się także takie opakowania, które zawierają wskaźniki elektryczne, jednak te nie powinny mieć bezpośredniego kontaktu z żywnością. Inteligentne opakowania mogą zawierać przykładowo wskaźniki historii temperatury, wśród których można wyróżnić wskaźnik temperatury krytycznej, integrator temperatury krytycznej i czasu, wskaźnik monitorowania świeżości produktu. Niewątpliwie rozwój opakowalnictwa w tym zakresie powoduje, że klienci otrzymują produkty, których świeżość mogą łatwo kontrolować, co z kolei przekłada się na większe szanse na niemarnowanie żywności. Dzięki odpowiednim oznaczeniom i sygnalizowaniu upływającego terminu przydatności jako konsumenci mamy szansę zagospodarować żywność, której termin przydatności do spożycia zbliża się ku końcowi – nie marnując jej. Ponadto nowoczesne opakowania niosą ze sobą możliwość kontroli bezpieczeństwa, gdyż dodatkowo spada ryzyko spożycia przeterminowanego produktu. Dzięki nim żywność podlega też ochronie przed zdecydowanie niekorzystnym oddziaływaniem tlenu, mikroorganizmów czy światła. 

Ogólnie opakowania można podzielić na trzy grupy: opakowania jednostkowe, opakowania zbiorcze oraz grupowanie opakowań zbiorczych. Opakowania jednostkowe to te, które mają bezpośredni kontakt z produktem. Ich zadaniem jest przede wszystkim ochrona produktu, a także zachowanie, przedłużenie jego właściwości. Co więcej, odpowiednio przemyślane i zaprojektowane opakowania mają ułatwić i uprzyjemnić klientom korzystanie z produktu. Opakowania zbiorcze z kolei skupiają opakowania jednostkowe w jednej paczce, zaś trzecia wymieniona grupa oznacza partie opakowań zbiorczych. Niewątpliwie istotne w przypadku tej ostatniej jest zapewnienie stabilnie zapakowanej jednostki magazynowej celem m.in. ułatwienia transportu. Kluczowe są także gęstość upakowania oraz stabilność ładunku – te czynniki decydują o optymalnym wykorzystaniu przestrzeni magazynowej. 

Odpowiedzią branży opakowań na obawy, które wiążą się z realnym problemem recyklingu odpadów opakowaniowych z tworzyw sztucznych, a także koniecznością ograniczenia emisji dwutlenku węgla, jest wykorzystanie zrównoważonych materiałów, takich jak papier, karton, tektura, biodegradowalne tworzywa sztuczne, materiały pochodzenia roślinnego. Grupą polimerów, które otrzymywane są z odnawialnych surowców, są poliestry alifatyczne. Wśród nich wskazać można polilaktyd, który znalazł zastosowanie jako materiał wykorzystywany w produkcji kubków, tacek, pojemników itp. jako alternatywa dla konwencjonalnego plastiku. W przypadku opakowań ekologicznych można zaobserwować kilka trendów:

• poszukiwanie przez branżę alternatywnych źródeł materiałów, 
• wykorzystywanie w procesie produkcji surowców odnawialnych, 
• uwzględnienie w produkcji opakowań materiałów o korzystnych dla środowiska wskaźnikach śladu węglowego (ang. carbon footprint),
• wytwarzanie i produkowanie opakowań z materiałów biodegradowalnych, które spełniają kryteria kompostowalności. 

Wróćmy na chwilę do opakowania aktywnego, które obejmuje usuwanie tlenu, wiązanie lub emitowanie dwutlenku węgla z lub do opakowania, regulowanie wilgotności, opakowania wydzielające zapach czy opakowania absorbujące niepożądane substancje smakowe. Do opakowań aktywnych stosowanych w przemyśle mleczarskim należą m.in. pochłaniacze tlenu w formie saszetek. Ich zadania to:

• spowalnianie, ograniczanie lub eliminowanie wzrostu pleśni w serach dojrzewających,
• ograniczanie oksydacji tłuszczu w odtłuszczonym mleku w proszku,
• zapobieganie zmianom smaku w serach dojrzewających. 

W kwestii nowoczesnego podejścia do pakowania produktów spożywczych przemysłu mleczarskiego warto wspomnieć wprowadzenie absorbentów wilgoci do opakowań mleka w proszku czy pochłaniaczy ditlenku węgla w przypadku serów podpuszczkowych. Te ostatnie w trakcie okresu przechowywania wydzielają różne ilości tego gazu. 

Aktywne opakowania stosowane w mleczarstwie to także różne antybakteryjne folie. Zawierają one kwas sorbowy, sorbinian potasu lub imazalil i mają za zadanie zapobiegać rozwojowi pleśni na powierzchni serów dojrzewających, topionych, a także serów typu mozzarella. Innym rodzajem opakowań aktywnych są folie antyzlepiające stosowane do pakowania serów plasterkowanych.

Opakowania inteligentne, jak już wspomniano wcześniej, to takie, które zostały wyposażone w system czujników lub wskaźników informujących o dokładnym stanie żywności. Takiego rodzaju opakowania oferują dodatkowe informacje dotyczące właściwości żywności czy stanu zachowania produktu. Dzięki wykorzystaniu specjalnej technologii do przesyłania danych oraz zasilania elektronicznego układu (tak zwana etykieta RFID), kodów QR i innych systemów śledzenia, jest możliwe poznanie rzeczywistego stanu produktu, zagwarantowanie optymalnego poziomu jakości i bezpieczeństwa dla konsu-menta, zapewnienie autentyczności produktu oraz ułatwienie zarządzania zapasami. 

Należy wskazać, że niewątpliwie – pomimo wielu korzyści płynących z innowacji w obszarze opakowań mleczarskich – nie brakuje tu też wyzwań. Jednym z nich jest kompleksowa recyklingowość – wiele opakowań składa się z różnych materiałów, a to z kolei utrudnia recykling oraz ich przetwarzanie. Wobec powyższego konieczne jest opracowanie nowych metod recyklingu, które umożliwią oddzielenie poszczególnych składników opakowań i tym samym przyczynią się do zwiększenia wskaźnika recyklingu. 

Kolejnym wyzwaniem jest bezpieczeństwo żywności. W przypadku opakowań wielokrotnego użytku istnieje pewne ryzyko związane z higieną. W związku z tym konieczne jest zapewnienie i wdrożenie odpowiednich standardów czystości i higieny opakowań związanych przykładowo z zastosowaniem technologii aseptycznej (polegającej na szybkim podgrzewaniu produktu do wysokiej temperatury, a następnie szybkim schłodzeniu, dzięki czemu następuje zniszczenie drobnoustrojów przy jednoczesnym zachowaniu wartości odżywczej i smakowej produktu) oraz wprowadzenie skutecznych systemów zarządzania ryzykiem. 

W kontekście zrównoważonego rozwoju przyszłość opakowań w przemyśle mleczarskim wydaje się być obiecująca. Od branży oczekuje się dalszego rozwoju innowacyjnych technologii oraz materiałów opakowaniowych, które pozwolą na zmniejszenie negatywnego wpływu na środowisko, poprawę efektywności produkcji, a także wpłyną na zwiększenie zadowolenia konsumentów. Nie bez znaczenia w tej transformacji pozostaje główna rola innowacyjnych maszyn pakujących, będących jednym z głównych elementów w procesie produkcji. W ciągu ostatnich lat zostało wprowadzonych wiele nowoczesnych rozwiązań technologicznych celem poprawy precyzji i higieny pakowania produktów mleczarskich. Do typowych maszyn wchodzących w skład w linii pakujących można zaliczyć:

• zgrzewarki,
• nalewaczki,
• zakręcarki,
• etykieciarki,
• kartoniarki,
• casepackery,
• flowpackery,
• paletyzatory, 
• owijarki.

Wśród tych urządzeń znajdują się maszyny standardowe do produktów klasycznych oraz maszyny specjalne, takie jak na przykład casepackery do niestandardowych kształtów produktów czy też zrobotyzowane wersje służące przykładowo do pakowania drobnych produktów do tacek z dużą wydajnością, a także używane do paletyzacji końcowej. Pakowanie pierwotne – w którym dochodzi do kontaktu z żywnością – wymaga zachowania czystości, higieny, regularnego mycia. Natomiast następujące po nim pakowanie wtórne, czyli pakowanie w opakowania zbiorcze i paletyzacja, charakteryzują się mniej zaostrzonym rygorem higienicznym. Procesy pakowania cechuje przede wszystkim wysoka wydajność i mały margines błędu. 

W procesach związanych z pakowaniem ważne są także kwestie dotyczące możliwych awarii oraz kontroli jakości opakowań (wygląd, szczelność). Opakowanie wymaga oznaczeń takich jak numer partii, data ważności itp., zaś samo oznaczenie wymaga kontroli jakości tego oznaczenia (na przykład systemem wizyjnym). Coraz powszechniej w procesie pakowania pierwotnego produktów do tacek lub kompletowania w ramach co-packingu wykorzystywane są roboty typu pick&place. Roboty odgrywają też istotną rolę w procesie paletyzacji, w którym obecnie producenci mają do dyspozycji komputerowe, nowoczesne algorytmy optymalnego planowania przestrzeni na palecie. W branży wykorzystywane są również nowoczesne algorytmy do kontroli jakości opakowań z wykorzystaniem sztucznej inteligencji, a także czujniki do detekcji tacek czy folii transparentnych. Nie mniej istotne są technologie znakowania produktów kodami 2D (etykiety, lasery, drukarki) oraz rozwiązania do traceability (czytniki kodów, weryfikatory). 

Do umieszczania produktów w opakowaniach jednostkowych wykorzystuje się m.in. pakowarki. To zazwyczaj zautomatyzowane maszyny, choć dostępne są wersje półautomatyczne. Wykorzystują one folię do uformowania torebki przez zgrzewanie jej boków, wypełniają ją produktem, aby na koniec zamknąć ją przez zgrzanie brzegów. Pakowarki mają wiele zalet – można wskazać choćby zapewnienie szybkiego i stosunkowo taniego pakowania, a to ze względu na to, że w obrębie jednego stanowiska automatyzują wiele zadań takich jak formowanie, napełnianie i zamykanie opakowania. Pakowarki wyróżnia ich elastyczność – pozwalają na pakowanie produktów stałych, płynnych i sypkich. Na opakowaniach, które wykonują, jest dużo miejsca na nadruk. Do popularnych typów pakowarek można zaliczyć pakowarki poziome i pionowe. Ich głównymi komponentami są rolka z nawiniętym materiałem opakowania, układ prowadnic, którymi jest on rozwijany i prowadzony do kołnierza formującego torebkę, wsyp produktu, zgrzewarka. Torebki wytworzone w pakowarkach zazwyczaj mają trzy szwy: biegnący wzdłuż, który powstaje przez złączenie, zazwyczaj na zakładkę, brzegów folii, dolny, który zamyka spód torby, oraz górny, uszczelniający ją od góry. Główną różnicą pomiędzy pakowarkami poziomymi oraz pionowymi jest sposób organizacji przestrzennej – w pierwszych sekcje maszyny są rozciągnięte horyzontalnie, w drugich zaś wertykalnie. To wpływa na to, że pakowarki pionowe zajmują zazwyczaj mniej miejsca, a dzięki temu można dostępną przestrzeń wykorzystać jeszcze efektywniej.