Vrstvené kartony nejen na nápoje

VOŠ obalové techniky a SŠ, Kostelní 134, 411 08 Štětí
Vrstvené kartony nejen na nápoje
Zušlechtěné vrstvené kartony jsou nedílnou součástí moderní obalové produkce. Jedná se o
kartony zušlechtěné několika vrstvami plastu ( obvykle PE, méně často PP ), u aseptického
provedení je součástí takovýchto materiálů ještě hliníková folie, která zajišťuje ochranu
potraviny před UV zářením i působením O2 .Tyto obaly jsou obvykle skládačkového typu a
jsou obzvláště vhodné zvláště pro tekuté produkty. I když tedy nápoje tvoří většinu v objemu
baleného zboží, dnes se tyto kompozitní obaly používají i na balení dalších druhů potravin.
Z hlediska výrobních objemů se upřednostňuje používání aseptických verzí, neaseptické obaly
se používají pro nápoje či potraviny ošetřené pasterizací. Aseptické balení je určeno pro
speciálně tepelně ošetřené potraviny, obvykle metodou UHT. Výhodou tohoto typu balení je,
že potraviny mohou být uchovávány při pokojové teplotě a mají až dvacetkrát delší
trvanlivost než potraviny pasterizované.
Jak to začalo
K masové produkci vrstvených kartonů dochází po druhé světové válce v 50 letech 20 století,
kdy švédská firma Tetra Pak uvedla na trh svůj legendární stejnojmenný čtyřstěn. Vývojem
vrstveného, vysoce bariérového a zároveň hygienického materiálu se firma zabývala již od
roku 1943. Jednalo se o první obal skládačkového typu, bohužel logisticky ne úplně
s nejvhodnějším tvarem. Logisticky příhodnější hranolový tvar uvedla firma na trh v roce
1963 ( tvar Tetra Brik ) a jeho následující konstrukční variace kralují na našich trzích dodnes.
Firma Tetra Pak byla tedy průkopnicky - komerčně nejúspěšnější, v zájmu objektivity je
nutné však podotknout, že vývoj vrstvených nápojových kartonů se datuje již mnohem dříve.
Tyto první kartony však nebyly zušlechťovány plastem, ale impregnovány parafinem. Již
v roce 1930 si nechal Günter Meyer-Jagenberg patentovat první vrstvený kartonový obal na
nápoje s názvem Perga. Obal měl tvar kelímku s kulatým dnem a skládaným uzávěrem, vývoj
tohoto obalu vedl k založení společnosti SIG Combibloc, dalšího velkého hráče na poli
výroby vrstvených kartonů. I zde neúprosný tlak logistiky přinutil výrobce přejít na
příhodnější hranolový tvar obalu, shodou okolností zhruba ve stejném období, kdy se na trhu
objevil první Tetra brick. Zároveň byl upraven i základní materiál, parafínový potah obalu byl
nahrazen PE vrstvou, vznikl tedy první karton typu blockpak. Oběma firmám prakticky od
začátku zdatně konkuroval další velký výrobce na světovém trhu – firma EloPak, založená
v roce 1957 v Norsku. Jedná se o výrobce, dodavatele a majitele evropské licence kartonu
Pure-Pak®. Ten je vyrobený z celulózových vláken speciální technologií vrstvených tak, aby
při minimální možné hmotnosti obalu bylo dosaženo maximální pevnosti. Povrch obalu
je laminován tenkou vrstvou polyethylenu , a i u tohoto typu materiálu je možné aseptické
provedení.Uvedenými třemi firmami není samozřejmě výčet producentů vrstvených kartonů u
konce, vzhledem k tomu, že se na evropských trzích jedná o klíčové výrobce, nebudou další
firmy zmiňovány.
Autor: Ing. Jana Žižková
1
Upravený článek byl publikován v časopise Svět balení
[email protected]
VOŠ obalové techniky a SŠ, Kostelní 134, 411 08 Štětí
Karton a jeho potisk
Karton tvoří u obalu až 75 % z celkového objemu materiálu. Jedná se vysoce kvalitní typ
hladké lepenky vyrobené z primárních vláken. Většina výrobců používá lepenku
z celulozového vlákna, tedy kartony bezdřevé. Výroba těchto lepenek je většinou na bázi
sulfátové technologie.Co se týče skladby lepenky , používají se jak simplexové lepenky
z bělené buničiny, tak duplexy, které mají bělenou pouze vrchní vrstvu. Plošná hmotnost
těchto materiálů je cca 200 g/m 2. Lepenky jsou potiskovány na kotoučových tiskových
strojích většinou flexotiskem nebo hlubotiskem. Je možné tisknout i na flexotiskových
agregátech, které mohou být doplněny hlubotiskovými jednotkami, tímto způsobem se nejen
tiskne, ale i nanáší různé nátěry, např. lak. Na rozdíl od běžných skládaček se vrstvené
materiály zpracovávají nikoli z archu, ale z kotouče. Právě pro potisk kotoučových materiálů
je nutné používat takové tiskové techniky, u kterých lze měnit tiskovou délku, tedy techniky
s měnitelným průměrem tiskových válců. Tiskové délky, které odpovídají geometrickým
rozměrům obalu jsou v přesných roztečných vzdálenostech ukončovány předtištěnými
registračními znaménky. Podle těchto znamének dělí balící automaty obalové přířezy a dále je
zpracovávají. Vlastní potisk může být buď do CMYK nebo i přímými barvami.Tiskne se tedy
jednobarevně nebo vícebarevně, pokud je nedostatečný vzhledem ke grafice čtyřbarvotisk.
Na potisk těchto kartonů existují i vícebarevné stroje – až osmibarevné. Pro flexotisk se
upřednostňují ekologické vodourozpustitelné barvy.
Vrstvení
Vrstvení kartonu plastem se provádí na extruderech . Výrobu je možné realizovat na
speciálních linkách, které mohou být vybaveny i několika ( zpravidla až třemi ) vytlačovacími
stroji. PE či jiný polymer je dopravován do stroje v pevném skupenství v podobě granulátu.
K jeho plastifikaci dochází ve šnekové extruzní komoře, kde je granulát mísen a zahříván.
Tavenina je pak šnekem přečerpávána a vytlačována hubicí v podobě hladkého filmu. Karton
je veden povrchy ochlazovaného přítlačného a chladícího válce, tavenina je na karton
vytlačována do mezery mezi těmito válci. Vzhledem k povaze válců dochází ke zchlazení
filmu a jeho zakotvení na kartonu, tedy k laminaci. Tloušťka filmového nánosu je řízena
odtahovou rychlostí pohybu kartonu a tlakem přítlačného válce. Většinou se však nanáší PE
o tloušťce setin mm ( standartně 0,05 mm ). Výhodou PE je , že i ve velmi tenké vrstvě
vytváří dostatečnou bariéru a tím dostatečně izoluje potravinu od vlhkosti. U kompozit
dochází k dvoustrannému jednoduchému vrstvení. Z vnější strany PE vytváří ochrannou
vrstvu, vnitřní strana ovrstvena PE bývá u aseptických kartonů slepována s hliníkovou folií.
Pokud dochází k této další materiálové kombinaci je nutné dvojnásobně jednoduchým
vrstvením PE oddělit hliník od přímého styku s potravinou. U aseptických obalů tedy nejsou
Autor: Ing. Jana Žižková
2
Upravený článek byl publikován v časopise Svět balení
[email protected]
VOŠ obalové techniky a SŠ, Kostelní 134, 411 08 Štětí
výjimkou až šestivrstvé materiály. Po vychlazení laminátu se vrstvený karton navíjí do
kotouče.
V dalším výrobním sledu je karton z kotouče řezán, rýhován a vytvarován do prostorového
tvaru. Následuje plnění a uzavírání.
Materiálové trendy
Jako prakticky u všech ostatních typů obalů i u vrstvených kartonů je trendem snižování
hmotnosti obalu při jeho zvýšené pevnosti.Společnost EloPak provedla vlastní srovnávací
analýzu, při které bylo konstatováno, že nynější nápojové kartony jsou o 16% materiálově
úspornější než byly před deseti lety, hliníková fólie se používá dokonce o 30% tenčí než před třiceti
lety, tuhost obalu se však zvýšila o 20%. Ostatní výrobci opět nezůstávají pozadu. Na příklad
společnost Tetra Pak zavádí nový standard obalového materiálu s nižším obsahem plastů, tento
standart byl nazván systémem Wide. Tento standard společnost používá pro všechny obaly na
nechlazené i chlazené tekuté potraviny. Standart spočívá v nanášení plastové vrstvy, která je
oproti dřívější o 30% tenčí, ale se zvýšenou pevností. Hliníková folie se používá také velmi
tenká, její tloušťka je řádově v tisícinách mm ( obvykle 0,006 mm ).
Konstrukční trendy
Z hlediska logistiky je nejpříhodnější konstrukční tvar hranol, trendem jednotlivých
společností je však odlišení od konkurence nejen grafikou, ale i konstrukcí, současně se však
musí brát v úvahu především finanční konkurenceschopnost produktu. Z těchto důvodů bývá
původní šestiboký hranol upravován do vícestěnových, ale opět hranolovitých konstrukcí
(např na trhu značně populární osmiuhelníkový obal se čtverečnou podstavou Tetra Prizma ) ,
event. bývá tato konstrukce nahrazována jen o něco méně příhodnějším tvarem válce.
Samozřejmě existují i tvarové vyjímky ubírající se jiným směrem – podoba sáčků (např. Tetra
fino ), čtyřstěnů apod. Nebo jeden z nejnovějších produktů od firmy Tetra Pak – obal Tetra
Aptiva Aseptic, kde se jedná o revoluční spojení nejen dalšího materiálu, ale i dvou různých
typů obalu – předtvarovaného plastové uzávěru připomínající tvar láhve s víčkem ve
vrstveném kartonovém sleevu. Společnost EloPak naopak inovovala svoji dnes již klasiku
obal typu Pure Pak. Vyrýhováním pláště vznikl na hlavní ploše pátý panel, který svou
nápadností poslouží k tisku např. reklamního sdělení a na světě je nový, velmi líbivý obal
Pure Pak Curve. Vícestěny se líbí i vývojářům ze SIG Combibloc, tato firma svým
zákazníkům nabízí pláště obalů nejen v klasických čtyřech stěnách, ale z hlediska průřezu se
může jednat o pěti až osmiuhelníky.
Použití vrstvených kartonů
Vrstvené kartony bývají často nazývány nápojovými a tím se zdá, že jejich použití je předem
dáno. Je pravdou, že většina produkce směřuje skutečně k balení mléka, džusů a stolního vína.
Protože se však jedná o obaly s mnoha kladnými aspekty, pronikají často i do dalších oblastí
potravinářského balení. Potravináři oceňují výhody těchto obalů, zejména hygieničnost,
stabilitu a variabilitu konstrukce, možnosti potisku a velmi nízkou hmotnost obalu ( cca 25 g).
Autor: Ing. Jana Žižková
3
Upravený článek byl publikován v časopise Svět balení
[email protected]
VOŠ obalové techniky a SŠ, Kostelní 134, 411 08 Štětí
Vrstvené kartony v balení potravin
Zatímco u balení nápojů jsou nejpopulárnější objemy 1 l, u potravin až na vyjímky to bývají
objemy menší. Inovovaná verze obalu Tetra Brik Aseptic Sq Stream Cap v provedení pro
objemy 200/250 ml s novým typem uzávěru Sq Stream Cap s pojistkou pro kontrolu
neporušeného obalu se používá nejen pro balení mléka ( v těchto objemech hlavně mléka
kondenzovaného ), ale i pro balení mléčných krémů, smetany, hotových omáček, dressingů,
toppingů, či oleje. Tento typ obalu s různými možnostmi plnění je zatím nejvíce rozšířen ve
Francii, méně v Saúdské Arábii, Rusku a Německu. Na světovém i našem trhu začínají být
více a více populární hotové omáčky, zvláště sýrové. Tyto omáčky jsou polotekuté a vyžadují
vysocebariérové obaly nových typů. Jejich nejznámější typ balení jsou W sáčky ( stojací
sáčky) , na trhu se však začínají objevovat i obaly z vrstvených kartonů – např. sýrové
omáčky od italské společnosti Parmalat balené do obalů Tetra Brick aseptick v objemu 0,25 l.
V oblasti balení potravin společnost SIG Combibloc pronikla na asijské trhy. Jihokorejská
společnost Hanmi Whole Soymilk Co. Ltd své polévky bohaté na proteiny a vlákninu do
CombiblocMini. Nyní se Sig Combibloc zaměřuje i na balení funkčních potravin, např. ze
sóji. Na balení funkčních potravin ,tzn. potravin, které vyžadují účinnou konzervaci a balení,
např. právě soji se zaměřuje i firma Tetra Pak. Jen na okraj obaly Tetra Rex se používají i na
sypané produkty, vedle potravin, např i balení granulí pro psy.
Při balení potravin se vrství i PP
V roce 2002 byl Du Pont cenou oceněn pravděpodobně první vrstvený kartonový obal, který
vydrží sterilizaci 130o C.,obal Tetra Recart. Tento obal je vhodný pro balení polévek, omáček
i zeleniny.V současnosti do něho balí společnosti Bonduelle (Francie), Hormel Foods (USA),
Del Fuerte (Mexico) a Columbus (Itálie ). A právě tento přední zpracovatel rajčat firma
Columbus si obal oblíbil natolik, že do něho balí hned větší část svých výrobků značky
Autor: Ing. Jana Žižková
4
Upravený článek byl publikován v časopise Svět balení
[email protected]
VOŠ obalové techniky a SŠ, Kostelní 134, 411 08 Štětí
ParmaSole (tradiční značka firmy Columbus). Řadu tvoří šest různých rajčatových omáček a
tři klasické rajčatové protlaky (pyré) například tradiční a rustikální passata, rajčata krájená na
kostičky, široký sortiment ochucených pyré (s bazalkou a cibulí, se sýrem Riccota, s olivami),
jakékoli hotové omáčky na bázi rajčat, boloňská omáčka, arabská omáčka.Objemově firma
upřednostňuje používání 400 ml obalů. Předností Tetra Recart je jednoduché a bezpečné
otevírání bez otvíráku nebo nůžek, nízká hmotnost, a vhodný tvar. Obsah zůstává čerstvý a
zdravotně nezávadný i bez nutnosti uchování v lednici. Jedná se o aseptický obal
šestivrstvého provedení,kde vzhledem k požadovaným nárokům na obal jsou PE vrstvy
nahrazeny vrstvy PP, které jsou výhodnější z hlediska svého teplotního rozsahu i mechanické
pevnosti.
Balení potravin do vrstvených kartonů v ČR
Ani v České republice se vrstvené kartony nepoužívají jen na balení nápojů. Smetanové
trvanlivé ochucené omáčky Mr. Sauce do obalu od Tetra Pak balí např. Bohušovická
mlékárna, a. s. I český leader v oblasti instantních a tekutých potravin Vitana nezůstává
z hlediska inovačních konceptů balení potravin pozadu - některé své produkty balí do
vrstvených kartonů – pro balení určitých druhů polévek si ve Vitaně vybrali obaly od
společnosti SIG Combibloc. Průkopníkem balení sypaných produktů do vrstvených kartonů je
firma Emco. Pro svých šest druhů „müsli mixů“ ( naposledy müsli mix čoko – višeň ) použili
obal Tetra Rex, který uchová müsli déle křupavé, čerstvé a voňavé. Obal je doplněn
praktickým klipem, který umožňuje opětné uzavírání krabice i po otevření.
Quo vadis, vrstvené kartony?
Jednoduchá a při tom složitá odpověď. Doménou vrstvených kartonů asi zůstane nápojová
oblast. Přesto jejich rozšíření do ostatního balení potravin vzrůstá s používáním nových
výrobních technologií, nejen při výrobě obalů, ale i při zpracování potravin. Na příkladu
obalu Tetra Recart lze dokázat, že obaly jsou schopni konkurovat v procesu balení nejen sklu
či PET lahvím, ale částečně i potravinářským plechovkám. A jak se zdá, vývoj a možnosti
použití vrstvených kartonů ještě zdaleka nejsou u konce. Pokud k tomu přičteme příznivou
cenu, atraktivní vzhled a další již dříve uvedené výhody, je vidět, že výrobci tohoto
sortimentu se o svou budoucnost rozhodně bát nemusí.
Autor: Ing. Jana Žižková
5
Upravený článek byl publikován v časopise Svět balení
[email protected]
VOŠ obalové techniky a SŠ, Kostelní 134, 411 08 Štětí
Box :
Ošetření potravin metodou UHT
Potravina je mžitkově ohřána na teplotu cca 137 oC), po ohřevu následuje prudké zchlazení.
Tímto procesem dochází ke zničení všech choroboplodných zárodků. Proces nemá vliv na
nutriční hodnoty, kvalitu, aroma a chuť potraviny.
Box :
ESL (Extended Shelf Life)
Technologie, kterou lze prodloužit trvanlivost výrobku v
chlazené distribuci nad rámec trvanlivosti běžného tradičního
pasterizovaného ekvivalentu na konkrétním trhu. Metoda
ESL se stává novým standartem firmy Tetra Pak
Autor: Ing. Jana Žižková
6
Upravený článek byl publikován v časopise Svět balení
[email protected]