Гигиенические требования

ЛЕКЦИЯ 3

СТЕКЛЯННАЯ ТАРА

Классификация

Стеклянная тара - преимущественно потребительская тара. Транспортной тарой являются только бутылки большой вмести­мости — бутыли с закругленным дном (баллоны), в которые раз­ливают в основном химические товары или вещества, которые не могут быть упакованы в тару из других материалов по соображени­ям химической несовместимости.

Классификационные группировки стеклянной тары предусмат­ривают ее разделение по показателям назначения на:

- бутылки для пищевых жидкостей;

- банки для пищевых продуктов;

- банки и бутылки для детского питания;

- банки и бутылки для товаров бытовой химии, химических ре­активов и особо чистых веществ;

- банки и флаконы для парфюмерной и косметической продук­ции;

- бутылки для лекарственных средств; для крови, трансфузионных и инфузионных препаратов (медицинское назначение).

Преимущества стеклянной тары - высокие гигиенические свой­ства, высокая прозрачность, химическая стойкость (инертность), сохранение вкуса (аромата, запаха) продукта, устойчивость к сжа­тию (прочность на сжатие), многократность использования, вы­сокие эстетические свойства; возможность повторной переработ­ки и легкость идентификации тары в отходах.

Недостаткистеклянной потребительской тары: хрупкость, вы­сокая удельная масса (единицы упаковки), дефекты выработки.

Стеклянная тара утрачивает свои позиции в связи с мощным внедрением пластиковой тары - бутылок и банок. Однако в За­падной Европе вновь возрождается интерес к стеклянной таре. Ее несомненными достоинствами являются инертность, безупречный внешний вид, высокая прозрачность, превосходные оптические свойства, например у качественного калиевого или хрустального стекла, поэтому для упаковывания дорогих духов и вин никогда не будут использовать пластмассовую тару.

Производители стеклянной тары активно работают в направ­лении снижения ее массы благодаря созданию оптимальной ре­цептуры и повышению прочностных характеристик стекла с пониженной массой. Это делают при использовании упрочняющего полимерного или оксидно-металлического слоя на поверхности тары, что позволяет изготовить массу стеклянного изделия на 20 % легче при сохранении прочностных характеристик тары.

Требования к сырью

Стеклянные изделия вырабатывают из стекломассы в горячем состоянии. Технологический цикл производства тары включает составление шихты, варку стекла, выработку стеклоизделий и отжиг.

Для производства стекла используют стандартное сырье - кис­лотные и щелочные соединения - кремнезем (диоксид кремния SiO₂), борный ангидрид (В₂0₃), оксид алюминия (А1₂0₃), сульфат натрия (Nа₂S0₄), соду (Na₂С0₃), поташ (К₂С0₃), известняк (СаС0₃), доломит (СаС0₃ ∙ МgС0₃) и другие вспомогательные компоненты, которые необходимы в технологии варки стекла.

При варке цветного стекла в стекломассу добавляют красите­ли (оксиды металлов, коллоидно-диспергированные соединения меди, золота и др.). Для придания стеклу непрозрачности (белый цвет) вводят специальные глушители цвета, например соедине­ния фосфора, олова. Окислители и восстановители добавляют при варке цветных стекол для создания специальной окисли­тельно-восстановительной среды. Для белых и бесцветных стекол используют обесцвечиватели и осветлители. В стекломассу для варки хрустальных стекол вводят оксиды свинца РbО (свинцовый хрус­таль) или бария ВаО (бариевый хрусталь) в виде природных со­единений. Хрустальное стекло, цветные (синее и красное) стекла используют только для производства тары в парфюмерной про­мышленности.

Шихта.Это смесь мелкоизмельченных сырьевых компонентов, предназначенных для варки стекла. В состав шихты добавляют стек­лянный бой того же химического состава, что и будущее стекло, это делают для ускорения процесса варки и использования вто­ричного сырья. Металлические примеси удаляют механически (маг­нитная сепарация), а примеси соединений железа - путем обо­гащения компонентов. Очищенные исходные материалы тщатель­но перемешивают и направляют в печь.

Процесс варки стекла.Он происходит в стекловаренных печах периодического или непрерывного действия с нагревом от жид­ких или газообразных теплоносителей или в электропечах. Под воздействием высокой температуры шихта превращается в жид­кую стекломассу. При высокой температуре (1300-1460 °С) ком­поненты шихты взаимодействуют. В результате образуются сили­каты щелочных и щелочно-земельных металлов. Карбонаты, например, переходят в оксиды и затем реагируют с диоксидом крем­ния:

СаС0₃ ► СаО + С0₂

СаО + SiO₂ ► СаSiO₃

С выделением пузырьков углекислого газа происходит переме­шивание стекломассы. Газообразные продукты и пары воды удаля­ются, масса стекла становится более однородной.

Состав стекла выражают формулой силиката переменного со­става, ориентировочно по оксидам; R₂0 • RО • 6SiO₂, где R₂0 — одновалентные ионы (калия, натрия); RО — двухвалентные ионы (кальция, магния). Трехвалентные ионы алюминия, железа, хро­ма содержатся в значительно меньшем количестве. В основном для производства тары применяют известково-натриевое стекло с преобладанием ионов кремния, кальция и натрия. Состав стандар­тного тарного стекла (по массе) следующий: SiO₂ — 71,97; А1₂О_э — 2,52; СаО - 6,03; Мg0 - 3,96; Na₂0 - 14,97; Сг₂0₃ - 0,1; S0₃-0,24; Fе₂0₃ — 0,21 %. От процесса варки зависит качество стекла. Мелкие примеси, пузырьки воздуха, непроплавленные частицы, плохое перемешивание массы и многое другое являются причи­ной дефектов стекломассы при выработке изделий.

Выработка стеклянной тары.Она производится основными спо­собами — прессование (для изделий простой формы), прессовыдувание, выдувание с использованием вакуумных машин-ав­томатов и специальных полуформ. Узкогорлую тару обычно фор­муют из предварительно отформованных цилиндрических заго­товок — стеклодувных трубок с последующим раздуванием в форме. Используют также способ центробежного литья в формы.

Для производства дорогих парфюмерных флаконов возможно использование метода ручного выдувания, декорирования и т.п.

Отжиг.Его применяют после изготовления изделия для того, чтобы в стекле не оставалось внутренних напряжений, которые возникают в процессе выработки. Процесс отжига заключается в нагревании изделий до пластического состояния (500-580 °С) и выдержке их при этой температуре в течение некоторого време­ни, а затем изделия охлаждают до комнатной температуры. Для отжига применяют конвейерные печи. Хороший отжиг и отсутствие внутренних напряжений в стеклянной таре обеспечивают ее меха­ническую прочность и устойчивость к перепаду температур (на­пример, для стерилизуемых консервов в банках).

Марки стекол.Для использования в производстве тары для пи­щевой и парфюмерно-косметической продукции разрешенные марки стекол приведены в ГОСТ Р 52022 - 2003. В соответствии с ним стеклянную тару вырабатывают из стекла четырех групп: бес­цветное стекло, полубелое, зеленое и коричневое. Бесцветное и полубелое стекла производят без использования окислителей.

Для получения бесцветного стекла применяют обесцветиватели селен и монооксид кобальта и увеличенное количество Nа₂ S0₃. Бесцветное стекло содержит наименьшее количество полуторно­го оксида железа Fе₂0₃ (не более 0,1 %), придающего стеклу тем­но-зеленый цвет. Его выпускают двух марок: БТ-1 и БТ-2. Марка БТ-2 имеет высокую химическую стойкость.

Полубелое стекло ПТ содержит в 5 раз больше Fе₂0₃ (не более 0,5 %) и меньше осветлителей. В состав стекла вводят А1₂0₃, при­дающий стеклу прочность и термическую стойкость. Бесцветное и полубелое стекла используют для производства узкогорлой (бу­тылки) и широкогорлой тары (банки).

Коэффициент светопропускания (спектр видимого света) в пересчете на стандартную толщину 3 мм должен быть не ниже 0,80 у бесцветного и не ниже 0,65 — у полубелого стекла. У зеленого и коричневого этот коэффициент ниже, поскольку такие стекла защищают упакованную продукцию от неблагоприятного действия света, ускоряющего окислительные процессы.

Зеленое стекло вырабатывают двух марок (ЗТ-1, ЗТ-2). Его ис­пользуют для производства узкогорлой тары. Оно отличается высо­ким содержанием Fе₂0₃ (0,8 —1,5%), повышенным содержанием А1₂0₃, использованием окислителя (СrО₂).

Коричневое стекло марки КТ используется для производства узкогорлой и широкогорлой тары. Тара из зеленого и коричневого стекол рекомендуется для пива, зеленого - для вина, коричне­вого - для ликеров, медицинских препаратов, бесцветного - для водки, коньяка и безалкогольных напитков. Для продуктов, которые покупатель оценивает по цвету (масло растительное, соки, напитки и т.п.), рекомендуется тара из прозрачного бесцветного или полубелого стекла.

Гигиенические требования.

К стеклянной таре они нормированы гигиеническими нормативами ГН 2.3.3.972-00 «Предельно допус­тимые количества химических веществ, выделяющихся из матери­алов, контактирующих с пищевыми продуктами». В ириемно-сда-точных испытаниях в стеклах определяющими являются показатели ДКМ по ионам металлов, приведенных на слайдедля стеклянной тары, контактирующей с пищевыми продуктами (стекла бесцвет­ные, полубелые, зеленые и коричневые), а также цветных стекол, не предназначенных дня контакта с пищевыми продуктами.

3. Бутылки стеклянные для пищевых жидкостей

Согласно ГОСТ Р 51476 - 99 «Бутылки стеклянные для пище­вых жидкостей» установлены типы, параметры и основные раз­меры стеклянных бутылок, предназначенных для розлива напит­ков. На территории РФ действует также и межгосударственный стан­дарт (ГОСТ 10117-91).

Для жидких пищевых продуктов выпускают 27 типов бутылок в зависимости от назначения и типа венчика горловины. Тип бутыл­ки обозначают римскими цифрами. Ниже приведены рекоменда­ции по использованию бутылок для розлива пищевых жидко­стей:

В зависимости от вида укупорки (подробно рассмотрено будет на отдельной лекции) для венчиков горловин применяют сле­дующие условные обозначения: СЛАЙД

Примечание. Венчики под винтовую укупорку имеют разновидно­сти и отмечаются в маркировке номером формы конструкции венчика, например В-28-1

Некоторые типы бутылок приведены на СЛАЙДЕ.