Упаковка для жидких продуктов на основе бумаги и картона

История фасования жидких продуктов в картонную упаковку за последнее столетие — классической пример развития бизнеса со всеми типичными его составляющими, от построения концепции до успешного производства по всему миру. Он основан на предвидении, мотивации предпринимательской активности с использованием научных знаний, технологических достижений и коммерческого опыта.

Идея изготовления герметичной тары на основе бумаги, которая не уступала бы известным металлическим или стеклянным емкостям и позволила бы изменить традиционные методы продажи молока в розлив в тару потребителя из бидонов и цистерн на улицах возникла на рубеже XIX-XX вв. В данном случае разногласий относительно приоритета нет. Несмотря на то что известны и более ранние попытки решить эту проблему, в 1915 г. американский патент на «бумажную бутылку» был выдан Джону Ван Вормеру (John Van Wormer) из г. Толедо (штат Огайо). Автор патента назвал свое изобретение Pure-Pak®. Это была складная картонная заготовка для упаковки молока, которая должна была поставляться на молочные фермы в плоском виде. В этой идее были реализованы несколько важных преимуществ, которые актуальны и в настоящее время, а именно экономия при доставке и хранении молока, а также снижение массы упаковки по сравнению со стеклянными бутылками. Последние в то время были хорошо известны, даже существовало специальное оборудование для их мойки, розлива и укупорки. Существовали также системы поставки и сбора пустых бутылок. Оборудование же для формования, фасования и укупорки бумажных бутылок еще предстояло сконструировать.

"- Формование картонной заготовки в емкость (контейнер) подразумевало использование клея, после чего во избежание утечек содержимого контейнер окунали в расплавленный парафин. Затем контейнер наполняли и укупоривали сверху под воздействием нагрева, давления и скрепления скобками (технология описана в статьях из журналов Modem Packaging и Popular Science Monthly начала 1930-х гг.). Естественно, что для создания систем формования, наполнения и укупорки потребовался значительный объем конструкторских работ. Усложняла задачу необходимость выполнения этих операций на большой скорости. Владельцем патента и собственником бренда Риге -Рак® стала фирма Ex- Cell- О Corporation, производитель оборудования. Начиная с 1936 г. в пакеты Pure-Pak® объемом в 1 кварту (2 пинты или 0,95 л) фасовали уже большие объемы молока со скоростью 24 пакета/мин.

После второй мировой войны пакеты Pure-Pak® использовались и в Европе. Сначала пакеты импортировались из США, но в 1957 г. была создана фирма Elopak (европейский обладатель лицензии на упаковку Pure-Pak®), которая в 1987 г. поглотила упаковочное подразделение Packaging Systems Division американской Ex-Cell-О и выкупила лицензию на упаковку Pure-Pak® (рис. 13.1).

Выпускались и другие варианты картонной упаковки — к началу 1930-х гг. в США около 10 фирм производили упаковку для молока на основе бумаги и картона. В Германии фирма Jagenberg выпускала упаковку Perga, которая также имела парафиновое покрытие, но круглое основание с квадратным верхом. Модель Perga быстро развивалась, и к 1939 г. в восьми странах, включая Германию, Великобританию, Швецию, США, Канаду и Австралию, уже работало 26 предприятий. В 1958 г. фирма Jagenberg учредила компанию PKL, которая стала выпускать упаковку под названием Blocpac.

В Швеции с 1943 г. развивали другой подход. Еще в 1929 г. там была создана фирма Akerlund and Rausing по производству потребительской упаковки, где во время второй мировой войны была разработана упаковка Satello — цилиндрический контейнер с парафиновым покрытием, производившийся во времена дефицита стекла и белой жести. Упаковка Satello использовалась прежде всего для фасования джемов и мармелада, но на ее основе начались разработки упаковки для молока. Она должна была формироваться из рулона путем резки тубы из влагонепроницаемого картона с последующей герметизацией ниже уровня жидкости в противоположных прямых углах. Это привело к появлению упаковки в форме тетраэдра, на которую в 1944 г. в Швеции Р. Раузингом (R. Rausing) была подана заявка на патент.

Начало было не слишком впечатляющим. Впоследствии Рубен Раузинггово рил, что «это была упаковка, имевшая форму, которую вы видели лишь на уроках геометрии, которая должна была производиться на оборудовании, о котором ни у кого не было ни малейшего представления, из материала, который не существовал, и предназначавшаяся для одного из пищевых продуктов с самыми короткими сроками годности». О человеке, придумавшем эту упаковку, он говорил так: «Вот что получается, когда нанимаешь людей, не имеющих представления о том, как делается упаковка и как она должна выглядеть». Это наглядный пример латерального (нестандартного) мышления.

Как и в случае с упаковкой Pure-Pak®, разработка фасовочно-упаковочного оборудования и соответствующего упаковочного материала потребовала несколько лет.

Рис. 13.1. Пакет Pure-Pak® «с гребешком»

Торговое название TetraPak было зарегистрировано в 1950 г., а фирма АВ Tetra Pak дочерняя компания фирмы Akerlund and Rausrng, - в 1951 г. Независимой компанией принадлежащей Рубену Раузингу, компания Tetra Pak стала в 1965 г

В компании Tetra Pak испытывали несколько полимерных материалов и наиболее удачной оказалась смесь на основе полистирола. Первая упаковочная машина была смонтирована на молочной ферме в г. Лунд, Швеция, в 1952 г., и на ней выпускали пакеты в форме тетраэдра.

Полиэтилен был изобретен в Великобритании в 1933 г. сотрудниками фирмы ICI и получил фирменное наименование polythene (политен), причем использование его в качестве упаковочного материала не предполагалось. Впоследствии компания DuPont, владевшая лицензией на производство полиэтилена, в 1954-1955 гг. предложила фирме Франка У. Игана {Frank W. Egari) разработать экструдер для нанесения покрытий, и в 1956 г. компания Tetra Pak начала покрывать картон полиэтиленом.

Картонная прямоугольная упаковка с полиэтиленовым покрытием был внедрена фирмой Zupack в 1959 г. (в 1982 г. эта фирма была приобретена компанией Tetra Pak), но несколько раньше фирма PKL внедрила свою упаковку Blocpac сходной формы. Как мы уже отмечали, упаковки Elopac типа Pure-Pak® «с гребешком» (крышеобразным верхом) появились в Европе с 1950-х гг и вдохновили компанию Tetra Pak на разработку прямоугольной упаковки, появившейся в 1963 г. Основным преимуществом этой упаковки с квадратным или прямоугольным сечением, получившей название Tetra Brik (в форме «кирпича») (рис. 13.3), было лучшее использование объема хранилища и упрощение механических погрузочно-разгрузочных работ на молочных фермах и в системе сбыта.

По мере совершенствования оборудования, материалов и конструкции упаковки пришло понимание огромных преимуществ разработки асептической системы розлива молока в картонные коробки. Асептический розлив требует отдельной стерилизации упаковки и продукта, их соединения в асептической среде (то есть свободной от микроорганизмов) и герметичной укупорки. Подобная стерилизация пищевых продуктов, особенно жидких, достигается путем кратковременной тепловой обработки, позволяющей свести к минимуму потери питательной ценности и вкусоароматических характеристик. Кроме того, стерилизация увеличивает срок годности продукта, что и было продемонстрировано компанией Tetra Pak на примере упаковок Tetra Classic (в 1961 г.) и Tetra Brik (в 1969 г.).

В 1970 г. компания Tetra Pak приобрела австрийскую фирму Self pack, которая также внедрила у себя асептическую систему розлива. Фирма PKL к тому времени вместо упаковки Blocpac стала использовать Quadrobloc, основанную на асептической системе розлива. Примерно в то же время эта фирма стала называться Combibloc, a в настоящее время она носит название SIG {Swiss Industrial Company), Швейцарская промышленная компания) Combibloc. Несколько позже появилась асептическая упаковка Pure-Pak®, выпускаемая по лицензии корпорации Liquipak.

Риг 13.2. Упаковка Tetra Classic.

Рис. 13.3. Упаковка Tetra Brik

В 1989 г. группа специалистов-экспертов по пищевой безопасности и вопросам питания чикагского Института пищевых технологий (IFT) назвали асептические технологии розлива и упаковки наиболее значимым из 10 важнейших достижений пищевой науки за предшествующие 50 лет.

В настоящее время к ведущим фирмам в области асептической и неасептической упаковки жидких продуктов в бумажно-картонную упаковку относятся Tetra Рак, Elopak (с упаковкой Pure-Pak®) и SIG Combibloc. Хотя в течение многих лет (1915-1955 гг.) лидирующие позиции на рынке жидких продуктов занимала упаковка Pure-Pak®, сейчас с большим отрывом лидирует компания Tetra Рак (более 80% рынка). Подробнее анализ развития рынка до его современного состояния представлен в работе.

С 1960-х гг. рынок значительно расширился — сначала упаковку на основе бумаги и картона использовали только для молока и сливок, затем настала очередь соков, а с 1980-х гг. в нее стали фасовать супы, соусы, растительные масла, а относительно недавно — и воду. Диапазон размеров пакетов и коробок довольно велик — от упаковки Tetra Classic объемом 12-65 мл до упаковки с квадратным или прямоугольным сечением объемом от 200 мл до 2 л. Пакеты Pure-Pak® выпускаются даже объемом 4 и 5 л. Появились разные формы упаковки — теперь это не только «кирпичики» и пакеты с крышеобразным верхом («гребешком»), но и шестигранные, клиновидные пакеты, а также упаковки в виде «подушки».

Разнообразие пищевых продуктов и разные требования к сроку их хранения привели к применению большего числа упаковочных материалов. В настоящее время используют алюминиевую фольгу, полимерные материалы с высокими барьерными свойствами и иономеры, причем последние обеспечивают возможность несложной термосварки, а при необходимости — устойчивость к действию расфасованного изделия и отличную адгезию к алюминиевой фольге.

Основная черта разработок в области упаковки в последние годы — это то внимание, которое производители стали уделять средствам открывания, повторной укупорки, индикации несанкционированного вскрытия, а также диспенсерам. В 2001 г. появился полностью стерилизуемый картонный пакет, получивший название Tetra Recart и составивший конкуренцию консервным банкам с пищевыми продуктами, подвергнутым предварительной обработке. Важная составляющая успеха подобных видов упаковки жидких пищевых продуктов — это учет требований логистики (науки о движении товаров). Были разработаны различные конструкции прямоугольной транспортной упаковки, соответствующие широко применяемым паллетам. Это, в свою очередь, определило размеры отдельной упаковки, позволяющие минимизировать объем, необходимый при хранении и сбыте. Для сокращения объемов погрузочно-разгрузочных работ и обеспечения необходимой обозримости изделий в местах реализации появились специальные мини-паллеты и решетчатые контейнеры на колесах.

Наряду с описанными выше видами упаковки жидких продуктов на рынке присутствуют и другие ее виды — например, упаковка для вина типа «пакет-в-коробке» объемом 2-3 л с наружной частью из гофрокартона и внутренней частью из полимерного материала с высокими барьерными свойствами. Сообщается также о коммерческом использовании идеи «пакета-в-коробке» объемом в 30 галлонов (более 113 л) для упаковки молока с пониженной жирностью в розничной сети Pret- A-Manger, причем имеются данные об экономии при хранении и транспортировке. Этот вид упаковки начали применять и для фасования сухих продуктов, на пример, изделий для системы общественного питания, в большие пакеты Pure-Pak® с крышеобразным верхом, а также (в ограниченной степени) — для жидких изделий непищевой природы.

В европейских странах и Северной Америке важным аспектом упаковки жидких продуктов является то внимание, которое уделяется вопросам охраны окружающей среды, в частности, снижению материалоемкости упаковки, экономии энергии в фасовочно-упаковочной цепи, а также утилизации и вторичной переработки бумаги, картона, полимерных материалов и алюминия.

В 1996 г. асептическая упаковка получила премию президента США «За устойчивое развитие» — это первый вид упаковки, получивший эту награду.