Горячий розлив: технология обработки ПЭТ-тары
Метод горячего розлива идеален для технологии производства продуктов длительного срока хранения при минимальных инвестициях. Обработка продукта проводится более щадящим способом, что сохраняет все полезные свойства и вкус. Однако, срок хранения напитка, при горячем розливе, может достигать 12 месяцев. Напитки, которые потребляются охлажденными, — газировка, фруктовые соки, изотоники и чаи — часто разливаются в горячем состоянии. Горячий розлив позволяет уничтожить микроорганизмы, вредные как для продукта, так и для здоровья потребителя.
Метод горячего розлива идеален для технологии производства продуктов длительного срока хранения при минимальных инвестициях. Обработка продукта проводится более щадящим способом, что сохраняет все полезные свойства и вкус. Однако, срок хранения напитка, при горячем розливе, может достигать 12 месяцев.
Напитки, которые потребляются охлажденными, — газировка, фруктовые соки, изотоники и чаи — часто разливаются в горячем состоянии. Горячий розлив позволяет уничтожить микроорганизмы, вредные как для продукта, так и для здоровья потребителя. Поэтому напитки традиционно разливаются в стеклянную тару. Однако в последнее время все чаще для этих целей используются ПЭТ-бутылки. Они более легкие и упругие и больше соответствуют современному стилю потребления "на ходу".
При нагреве до +60º C ПЭТ размягчается и теряет форму. Кроме того, бутылка подвергается гидростатическому давлению, которое горячая жидкость оказывает на ее стенки. Горло может деформироваться в процессе укупорки бутылки крышкой и во время непосредственного контакта с горячей жидкостью. Наконец, на фазе охлаждения, следующей за розливом, объем жидкости уменьшается, и воздух, находящийся вверху бутылки, разреживается. В итоге было найдено несколько решений для горячего розлива: привнесение в дизайн бутылки укрепляющих элементов, применение технологий тепловой обработки ПЭТ-бутылки. Бутылки, произведенные по этой технологии, обладают уникальным свойством выдерживать температуру до +95º С даже после старения.
Основание для роста этого рынка — научная технология. Необходимо найти средство значительно увеличить температурную сопротивляемость ПЭТ, чтобы избежать физических изменений бутылки. Разработка решений для горячего розлива требует глубокого знания особенностей ПЭТ-материала.
Дизайн против абсорбции
Один из способов устранить проблему абсорбции, стоящую на пути горячего розлива, — привнесение в дизайн бутылки специальных элементов.
Бутылки, предназначенные для горячего розлива, имеют структуру, способную противостоять гидростатическому давлению. Для предотвращения деформации стенок в результате сжатия бутылки снабжаются абсорбирующими панелями. "Лучи" и "пояс" служат для сохранения округлого поперечного сечения бутылки. Все эти дополнительные элементы делают бутылку для горячего розлива на 25–30 % тяжелее обычной.
Горло, как наиболее аморфная часть бутылки, особенно чувствительно к нагреванию. Его большая толщина позволяет горлу сохранять форму только при относительно низких температурах розлива. При более высоких температурах горло должно термически кристаллизоваться или снабжаться вставкой из устойчивого к тепловому воздействию пластика.
Оптимизированный процесс растяжения позволяет снизить аморфную составляющую основания бутылки настолько, насколько это вообще возможно. Но полностью устранить ее трудно. Однако специальные элементы дизайна — "ребра" — компенсируют снижение тепловой сопротивляемости материала, что позволяет основанию бутылки сохранять форму.
Тепловая обработка
Основа тепловой обработки — уменьшить аморфную составляющую бутылки, которая может размягчиться при горячем розливе. Уровень кристаллизации должен быть увеличен с целью сделать температуру стеклообразования выше температуры розлива, что позволит избежать деформации бутылки.
С помощью тепловой обработки также снимается остаточное напряжение в молекулярных цепях. Оно вызывается механическим усилием, прилагаемым во время выдува, и остается в материале на стадии охлаждения. Если не снять напряжение заранее, оно может произвольно ослабиться при следующем нагревании, т. е. в процессе розлива. Стремление молекулярных цепей вернуться в ненапряженное состояние приведет к деформации бутылки. Поэтому необходимо провести тепловую обработку, чтобы устранить остаточное напряжение до розлива.
Одноколесная и двухколесная технологии
Тепловая обработка ПЭТ-бутылок может производиться по двум процессам. Один из них осуществляется на стандартных машинах, печи и выдувные колеса которых снабжаются специальными приспособлениями. Технология задействует модифицированный процесс повторного нагрева для преформ со специфическими профилями. Он обеспечивает высокое качество бутылок в соответствии с дизайном и спецификой распределения материала во время выдува и является важной частью тепловой обработки. Затем путем продольного растяжения осуществляется индуцированная кристаллизация.
После выдува бутылка остается под давлением в форме. Таким образом, на стадии стабилизации стенки бутылки вновь прижимаются к форме, температура которой поддерживается высокой. Тепловая энергия позволяет частично снять напряжение благодаря перераспределению молекулярных цепей. Время контакта и температура зависят от необходимого уровня тепловой обработки. Эта фаза является фактором, определяющим скорость производства. Затем бутылка продувается потоком воздуха под низким давлением. Бутылка стабилизируется и сжимается, что позволяет ей отсоединиться от формы и покинуть выдувную машину без какой-либо деформации.
Этот процесс используется наиболее часто, т. к. является простым и эффективным способом производства бутылок, способных выдерживать температуры до +88º С даже при старении и максимальной абсорбции влаги.
