啤酒是大眾喜愛的酒精飲料消費(fèi)產(chǎn)品,近年來我國的啤酒工業(yè)得到迅速發(fā)展,但也存在許多問題有待解決。傳統(tǒng)的啤酒包裝形式——玻璃瓶,易爆炸傷人,危及消費(fèi)者的人身安全,目前已成為困擾我國啤酒行業(yè)的投訴熱點(diǎn)和難以徹底解決的問題。而 PET 啤酒瓶具有重量輕、強(qiáng)度大、韌性好、不易破碎、節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用、容易制作成各種規(guī)格和形狀等優(yōu)點(diǎn)。對消費(fèi)者而言, PET 啤酒瓶既適合攜帶,又不會產(chǎn)生爆炸等意外傷害。使得近年來國內(nèi)和國際市場逐漸將目光轉(zhuǎn)向 PET 啤酒瓶。 以目前我國年啤酒產(chǎn)量 2300 萬噸計(jì)算,如果按其中 10% 采用 PET 瓶裝啤酒,以每只容量 500 毫升計(jì)算,年需求量將達(dá) 40 多億只,市場前景十分誘人。此外,有專家預(yù)測,今后五年中國啤酒產(chǎn)量還將按年均 7% 的速度增長。巨大的市場容量和銷售利潤吸引企業(yè)積極開發(fā) PET (聚酯)啤酒瓶,以替代傳統(tǒng)玻璃啤酒瓶,進(jìn)而占領(lǐng)這一巨大消費(fèi)市場。但由于國內(nèi)企業(yè)起步較晚,市場的消費(fèi)習(xí)慣還有待培養(yǎng),因此,要想同國外啤酒工業(yè)中對 PET 瓶一樣應(yīng)用自如,游刃有余,還有很長的路要走,還會遇到許多問題需要研究解決。 PET 瓶包裝啤酒市場遠(yuǎn)景、中景和近景 走近“ PET 瓶包裝啤酒”項(xiàng)目,透過遠(yuǎn)景、中景和近景的不同戰(zhàn)略視角,可以對聚酯瓶包裝啤酒的項(xiàng)目進(jìn)行市場前景的預(yù)測和評估,從而能夠從遠(yuǎn)處高處大處著眼,由近處低處小處著手。既高瞻遠(yuǎn)矚,又避免眼高手低,腳踏實(shí)地推進(jìn)項(xiàng)目開展。 遠(yuǎn)景 啤酒的日益飲料化,將加速啤酒包裝的塑料化,這是對“聚酯瓶包裝啤酒”項(xiàng)目的遠(yuǎn)景戰(zhàn)略預(yù)期。如果以一句話來表述,可以這樣說:“中國飲料包裝市場的今天,就是中國啤酒包裝市場的明天。”或者說:“中國飲料包裝市場的昨天,曾經(jīng)就是中國啤酒包裝市場的今天”。 十多年前,始于 20 世紀(jì) 90 年代,中國飲料包裝市場開始從玻璃瓶轉(zhuǎn)向聚酯瓶的“大變臉”。這種包裝材料的重大改變首先是伴隨著國際飲料大鱷——可口可樂和百事可樂大舉進(jìn)軍中國市場開始的。由于是“兩樂”領(lǐng)頭,率先推出 PET 包裝含氣清涼飲料,幾乎是沒有任何懸念也沒有任何爭議。近十年,中國飲料市場完成了主流包裝材料從以玻璃瓶為主到以聚酯瓶為主的過渡。大家都不會淡忘,如果十年前要在中國市場上買一瓶 PET 包裝的碳酸飲料可能是困難的,市場上所見幾乎都是玻璃瓶包裝,而今天要找一瓶玻璃瓶包裝的碳酸飲料可能也屬稀罕。聚酯瓶包裝液體食品,特別是含氣耐壓包裝,天生具有“安全、輕量和時(shí)尚”的優(yōu)秀特質(zhì)。也許正因?yàn)橹袊嬃鲜袌鲰樌菩辛诉@種“安全、輕量和時(shí)尚”的聚酯瓶為主體的包裝產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),才有條件促成了中國飲料市場 20 年來的大發(fā)展。根據(jù)有關(guān)部門的權(quán)威統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù), 2003 年中國飲料總產(chǎn)量首次與中國啤酒總產(chǎn)量持平, 2004 年前者則超過了后者。可以預(yù)期,隨著中國小康社會建設(shè)的全面推進(jìn)和現(xiàn)代消費(fèi)群體的變化,中國飲料和啤酒產(chǎn)業(yè)都將得到長足發(fā)展。而“安全、輕量和時(shí)尚”的聚酯瓶將成為任何一種大眾快速消費(fèi)品的主流包裝。當(dāng)然,啤酒的日益飲料化,也將加快啤酒包裝塑料化的步伐,這是對“聚酯瓶包裝啤酒”項(xiàng)目的遠(yuǎn)景戰(zhàn)略預(yù)期。 中景 聚酯瓶包裝,至少在近 3-5 年之內(nèi)跟隨國際上聚酯瓶包裝啤酒的潮流,達(dá)到占啤酒總產(chǎn)量比例 3% — 5% 的世界平均值應(yīng)該是可能的。 據(jù)報(bào)道,世界目前啤酒生產(chǎn)總產(chǎn)量中聚酯瓶包裝的比例, 2005 年可達(dá)到 3.5% 。其中大部分集中在俄羅斯和東歐,聚酯瓶包裝啤酒的比例可達(dá)到 60% ;而我國的近鄰韓國聚酯瓶包裝啤酒的比例也可達(dá)到 30% ;聚酯瓶啤酒在北美、西歐包括被公認(rèn)啤酒傳統(tǒng)古老悠久的德國,也都以高于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的平均增長率增長。 對于啤酒這種以新鮮度為主要賣點(diǎn)的大眾快速消費(fèi)品,在中國這樣一個(gè)啤酒消費(fèi)大國和生產(chǎn)大國,沒有理由不大力倡導(dǎo)推廣這種“安全、輕量和時(shí)尚”的聚酯瓶包裝,至少在近 3-5 年之內(nèi)跟上國際聚酯瓶包裝啤酒的發(fā)展潮流,達(dá)到占啤酒總產(chǎn)量比例的 3% — 5% 的世界平均值應(yīng)該是可能的。如果說上述遠(yuǎn)景的戰(zhàn)略預(yù)期是一種潛在的可能性預(yù)測的話,對“聚酯瓶包裝啤酒”的市場中景戰(zhàn)略預(yù)期,應(yīng)該是屬于一種現(xiàn)實(shí)的可能性。 近景 團(tuán)體消費(fèi)、移動消費(fèi)和禮品消費(fèi)都是聚酯瓶包裝啤酒比照易拉罐包裝啤酒可以預(yù)期的市場切入點(diǎn)。 作為啤酒包裝新品種的開發(fā),大大小小啤酒廠都會有一種豐富產(chǎn)品包裝品種和打造自我品牌的需求,就像當(dāng)年各個(gè)層次的啤酒廠都要上易拉罐 ( 鋁制兩片罐 ) 項(xiàng)目一樣,是對現(xiàn)有以玻璃瓶為主體包裝啤酒的一種補(bǔ)充,甚至是一種點(diǎn)綴。同樣是屬于輕量包裝,更兼有時(shí)尚和大容量包裝的優(yōu)勢,安全和便于攜帶。 PET 瓶需要解決的問題 與傳統(tǒng)的玻璃瓶相比, PET 啤酒瓶具有重量輕,爆損率極低,形狀、大小、色彩及容量可以多種多樣,隨意變化,攜帶運(yùn)輸方便,費(fèi)用低,迎合一些消費(fèi)者求新追異的心理等優(yōu)點(diǎn)。但在我國現(xiàn)有的科研和工藝水平下,它還存在很多缺點(diǎn),特別是對啤酒這種對外界環(huán)境因素非常敏感的產(chǎn)品來說,有些是致命的,亟待科學(xué)研究解決。一是容易造成氣體的滲透,氧氣的滲入或二氧化碳的流失對充氣性的啤酒飲料的風(fēng)味和口感的影響是很明顯的;二是 PET 的化學(xué)性質(zhì)比玻璃活潑,很可能會吸附啤酒中的風(fēng)味物質(zhì),造成口感變化;三是 PET 瓶在沖洗、灌裝和運(yùn)輸中很容易被劃傷和發(fā)生裂傷等變化;四是尚未解決 PET 熱殺菌的問題。因此很難應(yīng)用于啤酒的商品生產(chǎn)中。 因此,要想 PET 瓶游刃有余的應(yīng)用在我國的啤酒工業(yè)中,還有許多問題需要研究解決。首先要解決的是技術(shù)問題,如在儲存過程中的口感和風(fēng)味理化指標(biāo)的變化,目前還沒有明確的數(shù)據(jù)可供參考。其次是市場問題。目前,國內(nèi)的啤酒企業(yè)對 PET 啤酒瓶產(chǎn)品形象一般還持謹(jǐn)慎的態(tài)度。另一方面, PET 啤酒瓶在推行前期,瓶子的成本問題以及產(chǎn)品的價(jià)格相對稍高的問題,都將成為制約其應(yīng)用的一大障礙。同時(shí),我國啤酒市場巨大,關(guān)于 PET 回收和降解處理的環(huán)保問題也亟待解決。這些 PET 瓶將會給生態(tài)環(huán)境造成極大的負(fù)擔(dān)。 PET 啤酒瓶的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 啤酒包裝是塑料應(yīng)用關(guān)注的焦點(diǎn)之一,也是迄今塑料并未占領(lǐng)的最大食品包裝領(lǐng)域。由于啤酒包裝對于瓶體阻隔性能的要求比較苛刻,為了提高塑料啤酒瓶的阻隔性,人們開發(fā)出高性能聚萘二鉀酸乙二酯( PEN )樹脂、多層瓶技術(shù)(中間層為阻隔性樹脂等)、有機(jī)和無機(jī)涂層技術(shù)、高阻隔性共混物和共聚物、添加氧清除劑以及閉光保護(hù)等多種技術(shù)。 普通 PET 啤酒瓶在 20 世紀(jì) 80 年代在日本已經(jīng)出現(xiàn),規(guī)格為 1 - 3 升,但是由于隔氧性的問題在上市后 4 、 5 年內(nèi)就已經(jīng)淘汰。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代后期,各種阻透、提高耐熱性的新材料、新工藝包括含阻透層的 PET 多層復(fù)合技術(shù)、 PET 表面涂覆技術(shù)、 PET 共混合金化技術(shù)以及開發(fā)高阻透性 PEN 材料得到長足發(fā)展。從理化性能如高溫巴氏殺菌測試、阻氧性、密封性能、垂直載壓和灌裝壓力上基本滿足啤酒包裝的需求。 PET 啤酒瓶的阻隔技術(shù)可以分為如下幾類: 1、PET 啤酒瓶從結(jié)構(gòu)上可以分為單層和多層結(jié)構(gòu)。單層結(jié)構(gòu)中的最新技術(shù)突破是美國英威達(dá)公司新開發(fā)成功一種氣體阻隔性優(yōu)良的聚酯樹脂 PolyShield 。利用這種新型聚酯樹脂生產(chǎn)的單層 PET 啤酒瓶可達(dá)到符合歐盟啤酒包裝食用安全標(biāo)準(zhǔn)。這種新材料是一種具有吸氧性和氣體阻隔性的新型 PET 共混樹脂,其突破性技術(shù)在于使單層 PET 啤酒瓶極大地提高了對氧氣和二氧化碳?xì)怏w的阻隔性,其特別優(yōu)異的吸氧性避免了其他類似產(chǎn)品的“空瓶壽命”問題,并達(dá)到所有啤酒保質(zhì)期標(biāo)準(zhǔn)。 PolyShield 已于 2004 年 7 月 20 日得到了歐盟啤酒包裝食用安全相關(guān)法律認(rèn)可,可以直接用于啤酒包裝,此認(rèn)可包括德國及歐盟其他國家。 PolyShield 單層啤酒瓶技術(shù)可用普通注塑機(jī)生產(chǎn)瓶坯,不需要重大額外投資且不會增加生產(chǎn)過程的復(fù)雜性,使產(chǎn)品成本大大降低。此技術(shù)已在全球數(shù)家啤酒生產(chǎn)廠試用。 2、含阻透層的 PET 多層復(fù)合及活性阻透技術(shù)。多層復(fù)合技術(shù)在塑料加工工藝中是比較成熟的技術(shù)。目前國外已工業(yè)化的 PET 瓶絕大數(shù)采用此方法。通常是 3 層或 5 層內(nèi)外層為 PET ,中間層阻透層采用乙烯乙烯醇共聚物( EVOH )、尼龍納米復(fù)合材料( PA )或無定型尼龍加納米粘合土( MXD6 )。如美國 Eastman 公司的 PET/PA/PET 和日本三菱瓦斯化學(xué)公司的 PETTMXD6lPET 。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟,中間層選用高阻透性材料后能大幅度提高。瓶壁的阻透性能而且還能通過添加吸氧劑和抗紫外線吸收劑大幅度降低啤酒中總?cè)菅趿亢妥贤饩€透光率,可通過高阻透材料的用量和配方的調(diào)整使灌裝的啤酒貨架存放保質(zhì)期提高到 3 個(gè)月到 1 年。另外瓶口可以采用皇冠蓋進(jìn)行密封可在原玻璃灌裝線上稍加改造后即可灌裝和密封。 在阻隔技術(shù)方面美國 Nanocor 公司與日本三菱瓦斯化學(xué)公司開發(fā)出一種新型尼龍 MXD6 納米復(fù)合材料( M9 ) , 比 MXD6 的膽氧性和抗二氧化碳流失性分別提高 50% 和 70% ,而透明性和抗剝離性相同。用它開發(fā)的 PET/1/49/PET 三層結(jié)構(gòu)的啤酒瓶可達(dá)到美國( 110 天)、歐洲( 180 天)對啤酒保質(zhì)期的要求。而且 M9 層的厚度比 MXD6 層薄,因此可降低成本。 3 、美國 Miller 公司開發(fā)出聚酰胺屏蔽層 5 層結(jié)構(gòu)( PET/ 屏蔽層 /PET/ 屏蔽層 /PET )的 PET 啤酒瓶,采用 2 層塑料樹脂,即 PET 與屏蔽性樹脂材料制成,芯層 PET 可采用消費(fèi)后回收再利用的材料。制瓶采用 CPT 專利技術(shù),該瓶在巴氏殺菌溫度殺菌,不會變形、破裂與軟化,物理性能及強(qiáng)度穩(wěn)定,啤酒貨架期超過 4 個(gè)月,基本上與玻璃瓶、金屬罐包裝啤酒的貨架期相同。 4、美國開發(fā)有硬質(zhì)碳膜涂層 PET 啤酒容器, PET 瓶身原料為碳化氫,膜成分中有 60%-90% 的非結(jié)晶碳元素, 10%-40% 為氫元素,膜厚 200-400A ,其阻隔能力提高 10 倍以上,材料彈性靈活,拉伸時(shí)膜不會破損。硬質(zhì)碳膜可吸收微臭和阻隔香味,化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu),耐酸耐堿,耐高溫( 300 ℃),透明度高,使用安全,符合美國 FDA 安全標(biāo)準(zhǔn)。 5、澳大利亞開發(fā)表面噴涂環(huán)氨胺的冰啤酒 PET 瓶,在非冷藏條件下的啤酒貨架期達(dá) 100-120 天,還開發(fā) PET ( 90% ) /EVOH ( 10% )啤酒瓶,貨架期達(dá) 25-40 個(gè)星期。 6、日本日精 ASB 機(jī)械株式會社開發(fā)出硬質(zhì)碳膜涂層( DIC )的應(yīng)用技術(shù),法國 Sidel 公司開發(fā)了 Acticl 內(nèi)表面無定形碳處理技術(shù),瑞士 Tetrapak 公司的 Glaskin 工藝和 Sealica 工藝,利樂公司開發(fā)出在 PET 啤酒瓶內(nèi)表面涂復(fù) 20 納米的 SiOx 涂層新技術(shù)。目標(biāo)都是針對氧敏感性食物包裝市場諸如蕃茄醬、果醬以及啤酒瓶等。 7、法國 Sidel 公司的等離子涂覆技術(shù)。等離子( ACTIS )技術(shù)是將氣態(tài)乙炔在真空條件下送入 PET 瓶中,通過微波處理器將乙炔激化,轉(zhuǎn)化為等離子狀態(tài),等離子態(tài)的顆粒撞擊在瓶壁上能量驟然消失,在壁上形成一層極薄而致密的固態(tài)高度氧化無定形碳涂層,厚度小于 20 納米據(jù)稱一只容量為 500 毫升的 PET 瓶涂層重量僅為 8-9 毫克僅為瓶體質(zhì)量的萬分之三,但卻具有極佳的阻透性能。與純 PET 瓶盛裝啤酒 6 個(gè)月后的性能比較,該技術(shù)對氧的阻透性提高 30 倍,抗二氧化碳的流失率提高 7 倍,水份透過流重量降低 2/3 一 1/2 ,乙醛溶重量減少 5/6 ,香味遷移性亦明顯減少。與玻璃瓶的包裝的啤酒比較除二氧化碳含量略低外。泡沫穩(wěn)定性較優(yōu),其余指標(biāo)持平 ACTIS 處理的 PET 啤酒瓶易回收再利用,對環(huán)保有利,但其主要缺點(diǎn)是工藝較復(fù)雜、成本較高。 8、日精 ASB 的 DLC 蒸汽沉積技術(shù)。該技術(shù)的關(guān)鍵是日本日精與三菱 Shoji 公司及等離子 CVD 元件制造商 Youtec 公司合作開發(fā)成功的高效防滲透 PET 啤酒瓶的涂覆設(shè)備。在該設(shè)備實(shí)施蒸汽沉積技術(shù)可大幅度提高 PET 啤酒瓶的阻氣性。 該設(shè)備是從注拉吹成型 PET 瓶到涂覆工序全過程連續(xù)化生產(chǎn)的系統(tǒng)。其涂覆過程是將 PET 瓶送入裝有電極的涂裝室中,然后抽出空氣確保容器內(nèi)外保持真空狀態(tài),然后把乙炔氣體注入瓶內(nèi)以高頻電流作用在電極上,涂裝室為外電極,乙炔管為內(nèi)電極,由于電流放電作用把乙炔分解為離子碳和離子氫并在瓶子內(nèi)表面相結(jié)合,形成精細(xì)的涂層其厚度為 20-30 納米,與普通 PET 瓶比較阻氣性大 10 倍以上抗二氧化碳的流失性高 7 倍,防水滲透性高 8 倍,對香臭味的阻透性良好,防紫外線能力亦有增強(qiáng), DCL 涂層自身的溶解量極少,符合美國 FDA 的安全標(biāo)準(zhǔn),可與玻璃瓶性能相媲美。 該技術(shù)的缺點(diǎn)是目前生產(chǎn)效率較低,表面涂覆技術(shù)提供的阻透性能往往受到瓶子比表面積的影響,涂層也會因蠕變導(dǎo)致厚度不均勻,或受到經(jīng)常性的摩擦而使阻透性下降。內(nèi)涂層還存在對食品的安全性問題。 9、美國開發(fā)用真空等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法技術(shù)將類金剛石碳素( DLC )鍍覆在 PET 塑料瓶內(nèi)表面,起啤酒與瓶間的阻隔層效果,提高 PET 氣體阻隔性 5-10 倍。鍍覆 DLC 膜的 PET 瓶異味小,對啤酒香氣吸附小,可回收重新灌裝啤酒。 10、日本三井化學(xué)公司工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)混合型 BA-030 共聚酯,用于 5 層結(jié)構(gòu)的啤酒瓶中, PET 外層 /BA-030/02 去氧層 / 紫外線阻隔層 /PET 內(nèi)層。 BA-030 與 PET 復(fù)合時(shí)性能優(yōu)于或等于 PEN 。 11、意大利西帕公司開發(fā)一次性 PET 啤酒瓶生產(chǎn)線,從 PET 顆粒到成瓶流水線生產(chǎn), PET 瓶含氧量很低,在剛生產(chǎn)出的瓶子外部位立即涂層與著色,在線灌裝和壓蓋,能防止瓶壁吸附氧氣,釋放到產(chǎn)品中去,瓶子達(dá)超潔凈度,還節(jié)省瓶子安放場地、殺菌等工藝。而且瓶子顏色、涂層除去后可再循環(huán),干凈瓶再涂層使用。用該瓶裝的啤酒質(zhì)量確保,成本降低。 12、法國錫丹爾公司開發(fā)高氫化非結(jié)晶碳涂布的 PET 啤酒瓶,其阻氧性提高 10 倍,阻 CO2 性提高 7 倍,產(chǎn)品貨架期長達(dá)一年,可全部回收利用,被 FDA 批準(zhǔn)使用,已在法、英、意等國應(yīng)用。 13、瑞典泰特拉帕公司推出的 PET 啤酒瓶是用內(nèi)側(cè)涂有玻璃似的氧化硅薄層的 500 毫升 Grasrcin 獨(dú)特技術(shù)吹塑而成。氧化硅涂層內(nèi)側(cè)透明,阻隔性非常優(yōu)異,能延長啤酒保鮮期。 14、美國密執(zhí)安州 Schmalbach-lubeca 公司生產(chǎn) PET/N/PET3 層啤酒瓶,瓶蓋是日本 Growncork 公司的附 PE 拉環(huán)鋁質(zhì)王冠蓋,蓋重僅 25 克,能保持啤酒貨架壽命 6 個(gè)月。還開發(fā) PET/EVOH/PET3 層結(jié)構(gòu)啤酒瓶及以除氧材料作為屏蔽層的 3 層結(jié)構(gòu)的 PET 啤酒瓶,符合環(huán)保要求,均可回收再利用。 15、德國開發(fā)低成本費(fèi)用的表面涂布 Si02 的 PET 啤酒瓶,透明、光澤度好,可 100% 回收利用,用于灌裝啤酒,貨架期超過 6 個(gè)月。 16、美國 PPG 公司成功開發(fā)了用于 PET 瓶的氣體阻隔涂層技術(shù),該涂層在廢瓶回收利用時(shí)可除去。涂層由雙組份的環(huán)氧—胺組成,該熱固型涂層具有韌性和耐濕性。 0.5 升的 PET 瓶涂層厚度為 4-19 微米,對氧的阻隔性可提高 2-12 倍,涂層的使用不僅不影響瓶子的透明性而且能提高 PET 瓶的光澤度。 $分頁符$ PET 啤酒瓶的衍生技術(shù) ◆ PEN 啤酒瓶 PEN 較 PET 具有更高的耐熱性與更優(yōu)異的力學(xué)性能、氣體阻透性更好、化學(xué)穩(wěn)定性和可靠的衛(wèi)生安全性等。目前其產(chǎn)品已獲美國 PDA 認(rèn)可直接和食品接觸。另外, PEN 的加工成型性與 PET 基本相同因此利用現(xiàn)有的 PET 瓶設(shè)備可以生產(chǎn) PEN 瓶。 PEN 瓶可不經(jīng)熱定型處理可不經(jīng)多層復(fù)合或表面涂覆處理而直接用于 80 ℃以上的啤酒高溫?zé)峁嘌b,貨架壽命可達(dá) 6 個(gè)月。 PEN 已成為近年來國際上啤酒行業(yè)改進(jìn)包裝密切關(guān)注的新材料。目前國外已有商品問世的國家有美國、丹麥、挪威、德國、巴西等。 丹麥 Carlsberg 公司 1999 年開始采用 PEN 啤灌瓶,容量為 380 毫升重量為 36 克,外型設(shè)計(jì)和 330 毫升啤酒的玻璃瓶一樣,目前已使用了 2500 萬個(gè)啤酒瓶盛裝啤酒,約占 10% 的市場份額。 ◆ PET 共混合金化阻透技術(shù) 歐洲開出 PET 共混合金化阻透技術(shù),該技術(shù)是提高阻透性、降低成本的一種嘗試,受到不少公司的關(guān)注,據(jù)報(bào)導(dǎo)在歐洲已有一批啤酒瓶試生產(chǎn)并通過檢測。 英國 Shell 公司研發(fā)了 10% 的 PEN ( Hiperfaf-8910 )和 90% 的 PET 共混,據(jù)稱盛裝啤酒的貨架壽命比 PET 延長 2 倍左右。 Superex 聚合物公司研發(fā)了 4.5% 液晶聚合物 LCP 與 95.5%PET 共混,容積為 400 毫升的 PET 瓶,氧的透過率可降低 70% 。 LCP 的阻氧性為 PET 的 200 倍,而且不受環(huán)境濕度影響,其主要問題是不易成型加工。 美國 Nanocar 公司與 Eastman 化學(xué)公司聯(lián)合研發(fā) PET 粘土納米尼龍 6 共混的復(fù)合材料瓶子,透明性好,剛性高。 美國 Graham 包裝公司與美國 BP 公司合作開發(fā)出一種加入吸氧劑 Amosorb DFC 與 PET 共混制得供啤酒用的單層 PET 瓶,啤酒的保質(zhì)期可大大延長。 PET 瓶的回收狀況和方法 生物降解無疑是從根本上解決 PET 廢棄物污染的最好方法,但至今世界上還沒有對 PET 有效的生物降解方法。但是 PET 瓶可以像金屬易拉罐和紙包裝一樣回收“熔解”再利用,又可以像玻璃瓶一樣回收重復(fù)使用,它還具有相對恒定的容積,使用過的 PET 瓶易分類,其廢料回收價(jià)值高,這使 PET 的回收具有可行性。而 PET 瓶的高消耗量也是其日益增加的回收率的主要驅(qū)動力。 廢舊 PET 飲料瓶的再生利用,不但可以減少環(huán)境污染,而且可以變廢為寶。但目前只有很少部分被利用,其余的被隨意丟棄,造成原料的浪費(fèi)和環(huán)境污染。因此,其回收利用技術(shù)有著廣闊的前景。雖然再利用的技術(shù)還不完善,但是商家對 PET 回收的重視程度還是很高的。有關(guān)數(shù)據(jù)已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。在 2002 年以前,我國廢塑料瓶回收率還不足 30% ; 2004 年已上升到 45% ; 2005 年有望突破 60% ,回收前景很是看好。據(jù)了解,從 2000 年起,我國飲料業(yè)年均增長 20% 以上。 2004 年,我國飲料總產(chǎn)量達(dá) 2912 萬噸,比 2003 年增長了 22.7% 。專家預(yù)測,今后 15 年我國飲料業(yè)年均增速將超過 15% 。飲料業(yè)持續(xù)快速發(fā)展,必然帶動飲料包裝需求猛增,繼而產(chǎn)生大量包括 PET 瓶、 PET 軟包裝在內(nèi)的 PET 廢料,使 PET 廢料回收企業(yè)有充足的“原料”保證。 有專家說,目前 PET 廢料回收方法大致有四種。一是把廢舊 PET 瓶及軟包裝與普通廢舊塑料分離,實(shí)施對 PET 廢料的單獨(dú)回收?;厥諘r(shí)加入特種助劑,使 PET 回收料的熱穩(wěn)定性和抗沖強(qiáng)度增強(qiáng),達(dá)到與全新 PET 樹脂性能接近的程度,成為加工 PET 飲料瓶和其他軟包裝的原料。二是把 PET 廢料與普通廢舊塑料分開后,經(jīng)處理直接用于紡紗織布。三是將 PET 廢料通過特殊加工,制成對苯二甲酸和乙二醇等原料。四是將 PET 廢料與普通廢舊塑料混合后加工成塑料回收顆粒,用作拉絲、吹塑薄膜等低檔塑料制品的原料。 PET 瓶灌裝啤酒的技術(shù)改造 目前,中國大多數(shù)啤酒廠普遍采用的啤酒灌裝技術(shù)都是短管技術(shù),其灌裝閥也主要是一次抽真空的 VVF 閥和二次抽真空的 SVF 閥。針對這類灌裝機(jī)介紹技術(shù)改造的做法和成功經(jīng)驗(yàn)。 一、各送瓶機(jī)構(gòu)的改造 PET 瓶裝啤酒的其中一大特色在于瓶型的多樣化,目前業(yè)界主要有供運(yùn)動和娛樂場所的 330 毫升裝、供家庭和聚會場所的 1600 毫升裝。不管怎樣,都必須根據(jù)瓶型的不同改造、更換進(jìn)瓶螺旋、進(jìn)、出瓶星輪、導(dǎo)板等,以適應(yīng)瓶輸送的需要。 二、灌裝部分的改造 為了盡量減少在灌裝過程中的增氧量,就要降低啤酒與空氣的接觸頻率。重要的就是要減少灌裝時(shí)瓶內(nèi)的空氣含量。其方法有兩種,法一:抽真空,將瓶內(nèi)空氣抽出后灌酒。但由于 PET 瓶壁薄,真空度大時(shí)瓶壁變形,會產(chǎn)生瓶壁分層的現(xiàn)象,經(jīng)測試,真空度為 -0.03MPa 時(shí)是沒問題的,這樣可進(jìn)行抽真空來達(dá)到減少瓶內(nèi)空氣含量的目的??蓪⒃瓩C(jī)一次或二次抽真空改為三次抽真空,這樣可抽出將近 90% 的空氣。 如果灌裝壓力為 0.2MPa ,酒缸內(nèi) CO2 是純的,第一次抽真空后瓶內(nèi)剩約 70% 空氣,此時(shí)對瓶充 CO2 ,達(dá)到 0.2MPa 再抽真空,瓶內(nèi)剩下的空氣含量則為 24.5% ,再充 CO2 達(dá)到 0.2MPa ,抽真空后剩余空氣含量為 8.6% 。由于 CO2 的不純等因素,有將近 90% 的空氣抽出是可能的。如果灌裝壓力能更高,則剩余的空氣就更低。 法二:用 CO2 置換,即對瓶充 CO2 ,同時(shí)啟用真空閥或卸壓至常壓時(shí),將有 50% 的空氣隨 CO2 一起釋放到瓶外,再次充氣與卸壓,又有 25% 的空氣釋放。這樣經(jīng)過一段時(shí)間的連續(xù)充氣與卸壓,可用 CO2 將絕大部分空氣置換掉,從而達(dá)到減少灌裝過程中的增氧量。 三、壓蓋部分的改造 1、據(jù)測算,皇冠蓋進(jìn)行壓蓋時(shí),瓶子所承受的壓力大約是 160 千克左右,玻璃瓶的材質(zhì)硬度大,其圓筒狀外形的結(jié)構(gòu)可以承受該壓力;但 PET 瓶瓶身的材質(zhì)軟,瓶壁薄,剛性不夠,該型瓶的瓶身較難承受這么高的壓力 , 特別是瓶身不垂直時(shí) , 一旦瓶身受力,即會產(chǎn)生變形的現(xiàn)象,既達(dá)不到良好的壓蓋效果,也會影響瓶身外觀。故而在改造時(shí),應(yīng)在壓蓋時(shí)加瓶頸叉,用瓶頸叉托住瓶頸硬度較高的受力部分,以該部分來承受壓力,所以,應(yīng)將壓蓋機(jī)星輪改為有叉瓶頸的星輪,用瓶叉來托住瓶子。該方案可使 PET 瓶在沿壓蓋機(jī)圓周方向和垂直方向都能定位準(zhǔn)確,進(jìn)而保證壓蓋質(zhì)量良好。同時(shí),根據(jù)多次試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),壓蓋模也需更換成較玻璃瓶尺寸小的壓蓋模,以保證壓蓋質(zhì)量。同時(shí)需改造的還有:取消或更換原吸蓋器(容蓋器)、更換原壓蓋沖頭(換成帶磁沖頭),更換壓蓋模等。 2、若采用擰蓋,則升起壓蓋機(jī)在其后加裝擰蓋機(jī),并在擰蓋前增加激泡裝置以減少瓶頸空氣。 上馬 PET 瓶包裝啤酒項(xiàng)目的條件 PET 瓶包裝啤酒和玻璃瓶包裝啤酒一樣,都必須遵循一個(gè)技術(shù)原則:即經(jīng)包裝后啤酒的內(nèi)在品質(zhì)損失降到最小。 啤酒作為一種富含蛋白質(zhì)的相對不穩(wěn)定的膠體流態(tài)食品,對氧極度敏感。經(jīng)氧化后,口味酸敗,貨架壽命更是無法保證。此外,作為含氣飲料,充沛的 CO2 和豐富的泡沫是啤酒的主要風(fēng)味所在。為此在灌裝過程中,“隔氧密閉,低溫保壓”是必須具備的技術(shù)條件。經(jīng)過多年的灌裝技術(shù)發(fā)展,目前啤酒灌裝都經(jīng)抽真空和高純度 CO2 背壓后施行等壓灌裝,來完成啤酒由酒缸到包裝物 ( 酒瓶 ) 的包裝轉(zhuǎn)移。并且有對包裝瓶內(nèi)腔一次二次甚至三次抽真空的工藝,以確保經(jīng)灌裝的啤酒最低增氧量。由于 PET 瓶空瓶一般無法經(jīng)受真空負(fù)壓 ( 抽真空會導(dǎo)致瓶體嚴(yán)重變形 ) ,為此灌裝閥應(yīng)選用長管,從瓶底液面下平穩(wěn)灌裝。根據(jù)本行業(yè)國際知名裝備供應(yīng)商發(fā)布的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在相同條件下,目前國內(nèi)普遍應(yīng)用的短管灌裝機(jī)和長管灌裝機(jī)相比,增氧量前者達(dá) 0.04-0.06 毫克/升,后者僅為 0.02-0.03 毫克/升。也就是短管灌裝機(jī)的增氧量將是長管灌裝機(jī)的一倍。從灌裝過程看也確屬必然。短管閥 ( 實(shí)為排氣管 ) 酒液從排氣管外緣經(jīng)分流傘沿包裝瓶內(nèi)壁下泄,其過程造就了酒膜與瓶內(nèi) CO2 和經(jīng)抽真空后的殘留空氣混合氣體充分接觸相當(dāng)于洗滌過程,等于最大限度地吸收了瓶內(nèi)存在的殘留氧氣。這與灌裝過程中要求最低增氧量的初衷是背道而馳的。而長管閥灌裝則不然,酒液在包裝瓶內(nèi)經(jīng)高純度 CO2 充分置換后,由管內(nèi)向瓶底下泄,然后在淹沒了長酒管出液口之后,整個(gè)灌裝過程就在酒液液位之下平穩(wěn)進(jìn)行,與瓶內(nèi) CO2 混合氣體的接觸始終是在瓶的內(nèi)徑圓周范圍之內(nèi),直至瓶頸閉閥停止灌裝,再經(jīng)激沫排除瓶頸殘留空氣,自然對氧的吸收就大大受限制了。 當(dāng)年以玻璃瓶為主體的包裝之所以在推廣長管灌裝機(jī)時(shí)受挫,主要原因在于玻璃瓶外形普遍不規(guī)范,長管插入瓶內(nèi)托瓶氣缸升程較短管灌裝機(jī)長得多,于是造成瓶口和酒管的干涉。在灌裝機(jī)高速回轉(zhuǎn)條件下,酒管損壞嚴(yán)重,無法正常運(yùn)行,不得不首選短管灌裝機(jī),而輔之以對包裝物內(nèi)抽真空的功能,從而降低灌裝增氧量。而今,聚酯瓶模具吹制成型,尺寸精度和形位公差一致性大大提高,完全有條件采用能保證降低增氧量的長管灌裝機(jī)。 綜上所述,對于 PET 瓶包裝啤酒的充分和必要條件可歸結(jié)為:長管閥灌裝, CO2 充分置換和為確保無菌灌裝 ( 如有此要求 ) 的全方位衛(wèi)生設(shè)計(jì)。 PET 瓶包裝啤酒市場有待行業(yè)共同維護(hù)。低質(zhì)產(chǎn)品銷得越多,不良影響擴(kuò)散越大,將來具備正規(guī)技術(shù)條件的產(chǎn)品投放市場后推廣的阻力就越大。 PET 瓶包裝啤酒的市場前景有目共睹。有的啤酒廠為搶占市場先機(jī),就在現(xiàn)有短管灌裝機(jī)上完成 PET 瓶包裝啤酒產(chǎn)品上市。當(dāng)然也采取了一些必要的技術(shù)措施,盡量降低啤酒灌裝過程中的增氧量,保證上市產(chǎn)品質(zhì)量。但由于短管灌裝機(jī)用于 PET 瓶包裝啤酒只能對包裝瓶內(nèi)空氣進(jìn)行 CO2 置換,而基本無法施行抽真空功能,因此其增氧量比可用于一次或多次抽真空的玻璃瓶包裝啤酒產(chǎn)品要稍遜一籌,但比起易拉罐包裝啤酒則好得多。但也有一些啤酒廠在 PET 瓶包裝啤酒項(xiàng)目上,不具備基本條件倉促上市,啤酒產(chǎn)品氧化嚴(yán)重,酒體口味粗糙,正常貨架壽命無法保證。這一定程度上敗壞了 PET 瓶包裝啤酒的聲譽(yù)。 PET 啤酒瓶最新技術(shù)及產(chǎn)品 歐洲開發(fā)出 PET 共混合金化阻透技術(shù),該技術(shù)是提高阻透性、降低成本的一種嘗試,受到不少公司的關(guān)注,據(jù)悉在歐洲已有一批啤酒瓶試生產(chǎn)并通過檢測。 英國 Shell 公司研發(fā)出 10% 的 PEN ( Hiperfaf — 8910 )和 90% 的 PET 共混,據(jù)稱盛裝啤酒的貨架壽命比 PET 延長 2 倍左右。 Superex 聚合物公司研發(fā)出 4.5% 液晶聚合物 LCP 與 95.5%PET 共混,容積為 400 毫升的 PET 瓶,氧的透過率可降低 70% 。 LCP 的阻氧性為 PET 的 200 倍,而且不受環(huán)境濕度影響。 美國 Nanocar 公司與 Eastman 化學(xué)公司聯(lián)合研發(fā) PET 粘土納米尼龍 6 共混的復(fù)合材料瓶子,透明性好,剛性高。 美國 Graham 包裝公司與美國 BP 公司合作開發(fā)出一種加入吸氧劑 Amosorb DFC 與 PET 共混制得供啤酒用的單層 PET 瓶,啤酒的保質(zhì)期可大大延長。 意大利西帕公司研制開發(fā)出一次性 PET 啤酒瓶生產(chǎn)線。從 PET 顆粒到成品瓶是一條流水線,生產(chǎn)出的 PET 啤酒瓶含氧量很低,剛生產(chǎn)出的瓶子外部立即涂層與著色,在線灌裝和壓蓋,能防止瓶壁吸附氧氣而釋放到產(chǎn)品中去。瓶子達(dá)超潔凈程度,還節(jié)省了瓶子安放場地,省去了殺菌等工藝,而且瓶子的顏色和涂層清除后容易再循環(huán),干凈瓶子可涂層再使用。這種 PET 瓶裝啤酒可確保啤酒質(zhì)量,降低成本。 瑞典泰特拉帕公司推出的 PET 啤酒瓶是用內(nèi)側(cè)涂有玻璃似的氧化硅薄層的 500 毫升 Grasrcin 獨(dú)特技術(shù)吹塑而成。氧化硅涂層內(nèi)側(cè)透明,阻隔性非常優(yōu)異,能延長啤酒保鮮期。 法國錫丹爾公司開發(fā)出高氫化非結(jié)晶碳涂布的 PET 啤酒瓶,其阻氧性提高 10 倍,阻 C02 性提高 7 倍,產(chǎn)品貨架期長達(dá)一年,可全部回收利用,被 FDA 批準(zhǔn)使用,已在法、英、意等國應(yīng)用。 美國 Miller 公司開發(fā)出聚 ( 酰 ) 胺屏蔽層 5 層結(jié)構(gòu)( PET/ 屏蔽層 /PET/ 屏蔽層 /PET )的 PET 啤酒瓶。該瓶采用巴氏殺菌,不會變形、破裂與軟化,物理性能及強(qiáng)度穩(wěn)定,啤酒貨架期超過 4 個(gè)月。 德國開發(fā)出低成本的表面涂布二氧化硅的 PET 啤酒瓶,該瓶透明、光澤度好,可 100% 回收利用,用于灌裝啤酒,貨架期遠(yuǎn)超過 6 個(gè)月。 法國西得樂公司開發(fā)出高氫化非結(jié)晶碳涂布的 PET 啤酒瓶,其阻氧性提高 10 倍,阻隔二氧化碳性能提高 7 倍,產(chǎn)品貨架期長達(dá)一年,可全部回收利用,被美國 FDA 批準(zhǔn)使用,已在法、英、意等國應(yīng)用。 美國英威達(dá)公司成功開發(fā)出一種氣體阻隔性優(yōu)良的聚酯樹脂 PolyShield ,這使 PET 啤酒瓶生產(chǎn)技術(shù)獲突破性進(jìn)展,原先要多層復(fù)合才能制作啤酒瓶的技術(shù)將被取代,現(xiàn)在只要單層制作即可。 業(yè)內(nèi)人士分析,利用這種新型聚酯樹脂生產(chǎn)的單層 PET 啤酒瓶可達(dá)到符合歐盟啤酒包裝食用安全標(biāo)準(zhǔn)。這種材料是一種吸氧性和氣體阻隔性很強(qiáng)的新型 PET 共混樹脂,其顯著提高了單層 PET 啤酒瓶對氧氣和二氧化碳?xì)怏w的阻隔性,并達(dá)到所有啤酒保質(zhì)期標(biāo)準(zhǔn)。 PolyShield 已于不久前得到了歐盟啤酒包裝食用安全相關(guān)法律的認(rèn)可,可以直接用于啤酒包裝。 普通注塑機(jī)即可生產(chǎn) PolyShield 單層啤酒瓶瓶坯,下游廠商不需要重大額外投資且不會增加生產(chǎn)過程的復(fù)雜性。多層轉(zhuǎn)為單層,這使產(chǎn)品成本大大降低。目前此技術(shù)已在全球數(shù)家啤酒生產(chǎn)廠開始試用,預(yù)計(jì)將會產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。 啤酒生產(chǎn)被看作是一門既成熟又在不斷推陳出新的技術(shù),業(yè)界在不斷地追求各種新工藝和新的包裝形式。從桶裝鮮啤酒的沉浮、第一瓶珠江純生啤酒的巨大成功、到金威啤酒不添加甲醛的綠色啤酒的轟動,無不體現(xiàn)了啤酒市場的變遷和工藝的進(jìn)步。 PET 已經(jīng)不是新名詞,國內(nèi)多家啤酒廠商采用的 PET 瓶包裝的啤酒產(chǎn)品已上市,一旦為廣大消費(fèi)者所廣泛接受,必將引起啤酒包裝的一場革命。 雖然目前 PET 瓶啤酒包裝市場的發(fā)展并沒有想象的那樣火熱, PET 瓶啤酒包裝還要面對現(xiàn)有啤酒灌裝設(shè)備改造費(fèi)用相對昂貴,回收成本高、重新灌裝難度大的競爭劣勢,還要接受玻璃瓶在制造工藝上逐漸進(jìn)步的挑戰(zhàn),但 PET 瓶啤酒包裝憑借著靈活的包裝形式、不斷改進(jìn)的技術(shù)等優(yōu)勢,仍將會有更好發(fā)展。 在改變 PET 啤酒瓶完全代替玻璃瓶的發(fā)展思想,在重新調(diào)整市場定位,在逐漸培養(yǎng)起消費(fèi)者的消費(fèi)習(xí)慣后,我們也在觀望,啤酒行業(yè)能否向接受易拉罐一樣接受 PET 啤酒瓶, PET 瓶能否向走進(jìn)飲料行業(yè)一樣走進(jìn)啤酒行業(yè), PET 瓶啤酒包裝能否在市場上星火燎原! 轉(zhuǎn)載自:food.hc360.com
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