Wprowadzenie
Opakowania stały się nieodłącznym elementem ostatniego etapu produkcyjnego większości produktów, a na pewno produktów spożywczych. Dlatego też na przestrzeni lat obserwuje się szybki rozwój, z tendencją wzrostową, przemysłu opakowaniowego. W Polsce odnotowuje się działalność około 2,3 tys. firm produkujących opakowania, w których zatrudnionych jest powyżej 200 tys. osób. Około 1150 z tych firm produkuje opakowania z tworzyw sztucznych, tj. 50% produkcji wszystkich rodzajów opakowań [1, 2]. Przy tak masowej produkcji i użytkowaniu istotne stały się wysoka jakość i użyteczność opakowań. Konsumenci jednostek handlowych czy producenci żywności oczekują od opakowań nie tylko zapewnienia ochrony pakowanych produktów, ale także ich funkcjonalności i trwałości w użytkowaniu. W związku z tym zakłady produkujące opakowania powinny wdrożyć procedury badania jakości wytwarzanych opakowań w warunkach przemysłowych. Przy tym konieczne jest: opracowanie zakresu i instrukcji badań, dokumentacji sprawozdawczej badań, przygotowanie odpowiedniego wyposażenia umożliwiającego wykonanie badań. Badania kontrolne mogą być i są zlecane specjalistycznym jednostkom badawczym, ponieważ w niektórych przypadkach jest konieczne posiadanie certyfikatu. Są natomiast grupy badań, które można wykonywać na miejscu, praktycznie podczas trwania procesu produkcyjnego, które pozwalają ocenić jakość wykonywanych opakowań i prawidłowość przebiegu procesu produkcyjnego.
Procedury i zakres badań jakości produkcji opakowań
System wg R. L. Ackoffa to: „zestaw składników, między którymi zachodzą wzajemne stosunki i gdzie każdy składnik jest połączony z każdym innym bezpośrednio lub pośrednio” [3]. Definicja ta ma również zastosowanie w przypadku tworzenia systemu badań jakości opakowań. Tworzenie systemu badań jakości produkowanych opakowań może składać się z od kilku do kilkunastu wynikających z siebie i uzupełniających się etapów. Do etapów tych zaliczyć można:
Etap 1. – analiza typu i funkcjonalności opakowań
Etap 2. – opracowanie zakresu badań
Etap 3. – opracowanie procedur badawczych
Etap 4. – opracowanie instrukcji pomiarów i obserwacji
Etap 5. – opracowanie dokumentacji sprawozdawczej badań
Etap 6. – przygotowanie odpowiedniego wyposażenia umożliwiającego wykonanie badań
Etap 7. – szkolenie pracowników
Etap 8. – określenie zakresu zleceń specjalistycznym jednostkom badawczym
Etap 1. – analiza typu i funkcjonalności opakowań
Charakterystyczną grupą opakowań dla produktów spożywczych są pojemniki i wiadra z pokrywkami nasadzano-wciskowymi (rys. 1a).
W ramach norm PN-EN 13974: 2004E i PN-O-79788: 1996 [4, 5] zaliczone są one do sztywnych opakowań z tworzyw polimerowych (wiadra), w grupie metod badania jakości z takimi opakowaniami jak butelki, słoiki i kanistry. Opakowania te mają postać stożka ściętego z dnem o mniejszej średnicy. Obrzeże otwartej części stożka (otwór) jest konstrukcyjnie usztywnione. Konstrukcja obrzeża we współdziałaniu z postacią konstrukcji obrzeża pokrywki tworzy nasadzano-wciskowe szczelne połączenie pojemnika (rys. 1b). Odłamywany fragment usztywnienia obrzeża pobocznicy pojemnika stanowi zabezpieczenie pierwszego otwarcia. Pojemniki mogą być wyposażone w uchwyty pałąkowe i wtedy określane są nazwą, zależnie od pojemności, wiaderka (5 l) lub wiadra (>5 l).
Oprócz podstawowych funkcji, jakie spełnia opakowanie, tj.: ochronnej, kwantyfikacyjnej, marketingowej, transportowo-logistycznej, analizowane opakowania muszą spełniać wymagania wynikające z ich specyficznego użytkowania, w tym: transportu i magazynowania pustych opakowań oraz transportu wypełnionych opakowań w stosach na paletach.
Postać geometryczna powinna umożliwiać ich wkładanie jedno w drugie tak, aby zapewnić ich zestawianie w stosy (rys. 2a.).
Możliwość ta jest istotna przy formowaniu pakietów transportowych pustych opakowań. Ważną funkcją tej formy opakowań jest zachowanie szczelności przy specyficznym, nasadzano-wciskanym połączeniu pokrywki z pojemnikiem opakowania. Przy tym szczelność powinna być zachowana przy wielokrotnym zakładaniu i zdejmowaniu pokrywki. Opakowania muszą być odporne na deformację i zachować szczelność przy ich napełnieniu produktem i zestawieniu w stosy transportowe na paletach, a następnie poddane obciążeniom uwzględniającym obciążenia wynikające z przeciążeń w trakcie transportu (rys. 2b). Dodatkowym elementem opakowania jest uchwyt pałąkowy w opakowaniach typu wiadra. Uchwyt ten musi spełniać warunki wytrzymałościowe umożliwiające uniesienie i przemieszczanie opakowania napełnionego z uwzględnieniem określonego współczynnika przeciążenia.
Etap 2. – opracowanie zakresu badań
Standardy badań jakości opakowań zawarte są w normach; przy tym nie ma normy, która dotyczyłaby dokładnie omawianej formy opakowań (wiadro) oraz uwzględniającej specyficzne wymagania funkcjonalne. W celu stworzenia procedur badawczych na opakowania typu wiadra można skorzystać z norm już istniejących, przeznaczonych do badania opakowań zaliczanych do opakowań sztywnych.
Standardem wyznaczenia liczebności próby kontrolno-badawczej partii produkcyjnej jest norma PN-N-03010:1983 [6]. Propozycje zakresu badań jakości pod względem konstrukcyjno-technologicznym zawarte są w normie PN-EN 13974:2004E [4]. Dotyczy ona w szczególności badań dla nowej partii surowca i badań w celu utrzymania poprawności technologicznej procesu produkcyjnego. Podstawowy zakres badań jakości produkcyjnej opakowań typu pudełka i wiadra z pokrywkami, dotyczących ogólnej funkcjonalności, można znaleźć w normach PN-O-79788:1996 i PN-O-79789:1996 [5, 7] dotyczących opakowań typu kubki i pudełka, w tym również do artykułów spożywczych.
Wytyczne i metody badania szczelności zawarte są w normie PN-EN 14401:2006 dotyczącej grupy opakowań określonych jako pojemniki sztywne, do których zaliczane są również butelki i kanistry [8].
Procedury dotyczące badania odporności na niskie lub wysokie temperatury stworzono na podstawie grupy norm, a mianowicie: PN-O-79789:1996 [7], PN-O-79137:1975 [10] i PN-O-79788:1996 [5] dotyczących badania opakowań jednostkowych sztywnych z grupy kubki i pudełka. Natomiast do procedur wyznaczania wytrzymałości statycznej (zestawiania w stosy) i dynamicznej („rączek”, odporności na uderzenie przy swobodnym spadku) dla konstrukcji typu wiadro stworzono na podstawie norm PN-79782:1996 [11] i PN-EN ISO 604:2006 [12] dotyczących badania pojemników sztywnych z tworzyw sztucznych.
Procedury dotyczące badania migracji związków chemicznych, przekazywania zapachu i smaku są opisane w normie PN-O-79114:1987 [13] dotyczącej grupy sztywnych opakowań z tworzyw sztucznych. Szczegółowe badania w tym zakresie wraz ze sprawdzeniem jakości zdrowotnej opakowań zaleca się wykonywać w jednostkach badawczych do tego przeznaczonych, wymagają bowiem specjalistycznej, drogiej aparatury, a ze względu na uwarunkowania zdrowotne – certyfikatu.
Specyfika opakowań i wskazówki dotyczące ich badań zawarte są również w książce [9]. Wymienione opracowania mogą być pomocne przy opracowaniu szczegółowego programu badań, natomiast należy również uwzględnić specyficzne uwarunkowania specjalne oraz uzgodnienia między wytwórcą i odbiorcą (użytkownikiem).
Etap 3. – opracowanie procedur badawczych
Opracowując procedury badawcze należy określić program badań, czyli określić rodzaj przeprowadzanych badań wraz z częstotliwością ich wykonywania. Określa to norma PN-O-79788:1996 [5], w której zaleca się przeprowadzanie:
n badań pełnych, które należy przeprowadzać co najmniej raz na pół roku podczas okresowej kontroli produkcji, a także w przypadku oceny nowej konstrukcji, zmian materiałowych, technologicznych, sporu i na żądanie zamawiającego (tab. 1);
n badań niepełnych, które przeprowadza się każdorazowo pr
zy odbiorze każdej partii (tab. 1).
Oprócz tego możemy wprowadzić badania konstrukcji naszych opakowań wynikające z potrzeb rynku.
Zakres proponowany standardem norm obejmuje następujące grupy badań: kontrole atestów materiałowych, badania poprawności procesu technologicznego, badanie jakości gotowego wyrobu (opakowanie jednostkowe), badanie cech użytkowych opakowań jednostkowych, badanie cech użytkowych opakowań jednostkowych w warunkach specjalnych w zależności od potrzeb klienta.
Przeprowadzane badania można podzielić, w zależności od ich złożoności i potrzeby zastosowania specjalistycznych narzędzi i aparatury, na następujące grupy (tab. 2).
Dobór wartości parametrów badań technicznych wymaga przeprowadzenia laboratoryjnych badań wyznaczenia obciążeń i warunków granicznych, a także symulowania warunków użytkowania opakowań.
Etap 4. – opracowanie instrukcji pomiarów i obserwacji
Po przeanalizowaniu opakowań pod kątem ich typoszeregu i funkcjonalności, określeniu zakresów i rodzajów badań oraz opracowaniu procedur badawczych można przystąpić do opracowania szczegółowej instrukcji badawczej, swym zakresem przypisanej do określonego typu opakowania. Instrukcja ta powinna określać: zakres i rodzaj badań, parametry badawcze, częstotliwość badania, sposób pobierania i liczbę próbek, wyposażenie stanowiska badawczego, opis przebiegu badania i kryterium oceny, a także zasady bhp.
Etap 5. – opracowanie dokumentacji sprawozdawczej badań
Każdy zaplanowany i przeprowadzony proces badawczy powinien posiadać swoją dokumentację sprawozdawczą. Jej celem jest zapisywanie bieżących wyników badań, a także, co ważniejsze, dokumentacja ta pozwala na analizę zmian w jakości produktów końcowych. Na podstawie tego możemy wyciągnąć wnioski dotyczące jakości otrzymanego surowca, prawidłowości przeprowadzanego procesu technologicznego. Dokumentacja powinna mieć prostą, jasną, przejrzystą formę niesprawiającą kłopotów użytkownikowi. Przede wszystkim jednak dokumentacja tego typu powinna pozwalać na szybką i jednoznaczną analizę zawartych w niej informacji. Przykładową kartę kontrolną przedstawia rys. 3.
Etap 6. – przygotowanie odpowiedniego wyposażenia umożliwiającego wykonanie badań
W zależności od skomplikowania przeprowadzanych badań i ich dokładności można zakupić gotową aparaturę badawczą bądź zaprojektować własne narzędzia lub stanowiska pomiarowe (rys. 4).
Etap 7. – szkolenie pracowników
Po opracowaniu instrukcji pomiarowych wraz z ich dokumentacją sprawozdawczą, należy przeprowadzić szczegółowe szkolenia pracowników zajmujących się kontrolą jakości. W ramach szkolenia zaleca się dokonać wprowadzenia teoretycznego, przeprowadzić pokaz wraz z obsługą urządzeń oraz instrukcją bhp, następnie przetestować każdego z pracowników z prawidłowości przeprowadzenia procedur.
Etap 8. – określenie zakresu zleceń specjalistycznym jednostkom badawczym
W procesach badawczych należy uwzględnić również badania, których – ze względu na specyfikę i potrzebę zastosowania specjalistycznej aparatury – nie można przeprowadzić w warunkach produkcyjnych. Specjalistycznym jednostkom badawczym zleca się również wykonywanie badań kontrolnych w celu sprawdzenia poprawności naszych procedur technicznych. W odniesieniu do analizowanego typu opakowań, tj. wiader do produktów spożywczych, wymagane są badania na migrację związków szkodliwych. Drugą grupą specjalistycznych badań laboratoryjnych są pomiary wytrzymałościowe, w tym: wytrzymałości statycznej wykonywane na maszynie wytrzymałościowej oraz wytrzymałości dynamicznej wymagające wstrząsarki.
Podsumowanie
1. Badania przemysłowe jakości produktów w znacznym zakresie określane są standardami opisanymi w normach technicznych.
2. Przy opracowywaniu procedur i instrukcji badań jakości zalecane jest wykonanie analizy konstrukcji i funkcjonalności wyrobu oraz uwzględnienie wymagań odbiorcy.
3. Dla przeprowadzenia badań w warunkach przemysłowych występuje konieczność wykonania specjalnych stanowisk technicznych.
4. Celowe jest, aby badania specjalistyczne wymagające kosztownej aparatury zlecać instytutom badawczym.
Literatura
[1] Wasiak W.: Przemysł i rynek opakowań w Polsce (ujęcie makro). Przemysł i rynek opakowań. Polska Izba Opakowań, Warszawa 2009, s. 54-61
[2] Wasiak W. red.: Przemysł opakowań w Polsce. Stan. Perspektywy. Oferta. Polska Izba Opakowań, Warszawa 2012
[3] Antoszkiewicz J. D.: Firma wobec zagrożeń. Poltex, Warszawa 1997
[4] PN-EN 13974:2004E – Pojemniki sztywne z tworzyw sztucznych – Tolerancje wymiarów, ciężaru i objętości
[5] PN-O-79788:1996 – Kubki do artykułów spożywczych. Wymagania i badania
[6] PN-N-03010:1983 – Metody pobierania próbek
[7] PN-O-79789:1996 – Pudełka do artykułów spożywczych, farmaceutycznych i kosmetycznych. Wymagania i badania
[8] PN-EN 14401:2006 – Pojemniki sztywne z tworzyw sztucznych – Metody badania skuteczności zamknięcia
[9] Czerniawski B., Michniewicz J.: Opakowania żywności. Wydawnictwo Agro Food Technology z o. o., Czeladź 1998
[10] PN-O-79137:1975 – Opakowania jednostkowe z tworzyw sztucznych. Oznaczenie odporności na działanie podwyższonej lub obniżonej temperatury
[11] PN-79782:1996 – Pojemniki sztywne z tworzyw sztucznych. Wytrzymałość dynamiczna – odporność na uderzenia przy swobodnym spadku
[12] PN-EN ISO 604:2006 – Pojemniki sztywne z tworzyw sztucznych. Wytrzymałość statyczna
[13] PN-O-79114:1987 – Materiały opakowaniowe i opakowania. Oznaczenie przekazywania zapachu i smaku przy bezpośrednim kontakcie
