Od tego, jakie opakowanie wybierzemy dla naszego produktu spożywczego, wiele zależy. Jego trwałość, a co za tym idzie – przydatność do spożycia, to, czy przechowywana w opakowaniu żywność zachowa swe walory odżywcze, a także estetyka – klienci z pewnością chętniej sięgają po te produkty, które kuszą apetycznym, świeżym wyglądem.

Wybór systemu pakowania uzależniony jest od wielu czynników, m.in. od postaci fizycznej wyrobów i ich właściwości, warunków i czasu przechowywania oraz właściwości przewidywanych do zastosowania materiałów opakowaniowych lub opakowań. Systemy pakowania wyrobów piekarskich, cukierniczych oraz dań gotowych opartych na pieczywie można podzielić na:
systemy, w których opakowanie jest wykonane podczas procesu pakowania,
systemy, w których opakowanie wykonane jest poza procesem pakowania.

Mają one zasadniczy wpływ na rozwiązania konstrukcyjne maszyn pakujących i urządzeń pomocniczych, tj.:
maszyny do formowania z owinięciem w papier lub folię,
maszyny do pakowania wyrobów pojedynczych lub porcji,
maszyny do zamykania opakowań,
maszyny do zamykania opakowań i opakowań zbiorczych i paletyzacji.

Podział systemów pakowania można oprzeć na podstawowych funkcjach jednostkowych występujących w systemach pakowania, a mianowicie:
formowaniu opakowań,
przygotowaniu i podawaniu uprzednio uformowanych opakowań,
dozowaniu produktów do opakowań jednostkowych,
zamykaniu opakowań,
grupowaniu opakowań jednostkowych i ich formowaniu.

Formowanie opakowań

Systemy formowania opakowań dotyczą pudełek, tacek, opakowań z tworzyw sztucznych uzyskiwanych metodą termoformowania oraz torebek z papieru, klejonych, a także torebek z folii jednorodnych i materiałów wielowarstwowych giętkich łączonych metodą na gorąco. Formowanie pudełek z kartonu metodą klejenia lub łączenia na gorąco w połączeniu z napełnianiem odbywa się zwykle w wielofunkcyjnych maszynach do pakowania. Taką metodą pakuje się najczęściej produkty uformowane, głównie pieczywo cukiernicze trwałe.

Kartonowe pudełka są wykorzystywane do pakowania w postaci wykrojów z kartonu, często uszlachetnionego powierzchniowo. Formowanie pudełek następuje bezpośrednio przed pakowaniem wyrobów cukierniczych i dań gotowych. W zależności od systemu może to się odbywać przez klejenie, zgrzewanie lub też przy wykorzystaniu zaczepów i zakładek. Niekiedy w systemie tym znajduje się dodatkowo wewnętrzna torebka występująca z wykrojem kartonowym lub też formowana w procesie pakowania. Pudełka można także wytwarzać metodą wytłaczania, natomiast pudełka z wykrojów wycina się na urządzeniach wykrawających. Jednocześnie z wycinaniem wykonuje się nagięcia oraz perforacje lub nacięcia tektury w miejscach zagięcia na krawędziach pudełka. Zabiegi te umożliwiają łatwe uformowanie pudełek z wykrojów przy zachowaniu ich odpowiedniego kształtu. Głębokość nagnieceń powinna wynosić 10-50% grubości materiału, a szerokość nie powinna być mniejsza niż 1 mm, co nie obniża walorów estetycznych opakowania i nie osłabia materiału opakowaniowego.

Sposób zamykania pudełek musi zapewniać ochronę zapakowanego wyrobu cukierniczego, zabezpieczać przed samoczynnym otwieraniem oraz niekiedy umożliwiać ponowne zamknięcie. Szczelne zamknięcie uzyskuje się przez sklejenie lub zgrzewanie. Wprowadzając do pudełek dodatkowe powłoki z tworzyw sztucznych, uzyskuje się barierowość na przenikanie wilgoci, gazów i aromatów. Wzrost szczelności opakowań można również uzyskać, stosując torebki wkładane do pudełek, wykonane np. z papieru pergaminowego, folii PE lub PP, termozgrzewalnego celofanu.

Do pakowania wyrobów cukierniczych trwałych stosuje się pudełka klapkowe zamykane przez zagięcia klapek zewnętrznych, przegubowo-wieczkowe, wieczkowe i szufladkowe. Element zamykający pudełko może mieć okienko z przezroczystej folii dla celów prezentacyjnych. Pudełko formuje się, sklejając je lub zgrzewając naroża bądź sczepiając zaczepy, wycięcia lub zakładki wykrojów.

Torebki papierowe są stosowane do pakowania chleba, bułek i wyrobów cukierniczych. Opakowania te chronią produkt tylko przed zanieczyszczeniem. Generalnie ten najprostszy sposób pakowania ma zastosowanie do pieczywa przeznaczonego do spożycia w ciągu 1- 2 dni. Pieczywo krojone lub specjalne (dietetyczne, tostowe), o przedłużonej trwałości, jest często pakowane w torebki z folii PE-LD i PE-LLD. Końce torebek są skręcane i zaklejane paskiem taśmy samoprzylepnej. Drobne pieczywo cukiernicze często pakuje się w formowane metodą zgrzewania torebki z folii jednorodnych i powlekanych oraz laminatów giętkich. Taki system formowania opakowań odbywa się w wielofunkcyjnych maszynach pakujących. Pakowanie wyrobów piekarskich i cukierniczych może odbywać się w torebki wstępnie uformowane.

Torebki wykonywane w maszynach wielofunkcyjnych, napełniających i zamykających opakowania, są formowane w różny sposób (np. pionowe lub poziome formowanie torebek z taśmy w postaci rękawa oraz formowanie torebek trójstronnie lub czterostronnie zgrzewanych). Formowanie z taśmy w postaci rękawa, połączone z napełnianiem i zamykaniem opakowań przez zgrzewanie, polega na wywinięciu taśmy folii opakowaniowej podawanej z rolki w tzw. „rękaw” na rurze formującej przy użyciu ukształtowanego kołnierza. Zgrzewanie rękawa następuje wzdłuż linii tworzącej rękaw oraz równocześnie dna formowanego opakowania. Końcowym zabiegiem jest zamknięcie i odcięcie uprzednio uformowanego i napełnionego opakowania.

Urządzenia pakujące w systemie pionowym (v.f.f.s) mają różne rozwiązania szczegółowe, dotyczące metody przesuwania rękawa folii (poprzeczne elektrody zgrzewające lub odpowiednie paski ciągnące zainstalowane wzdłuż rury formującej). Poziome formowanie torebek zgrzewanych odbywa się przez poziome podawanie folii w formie półrękawa, zgrzewanie termiczne w pionie i ewentualne zgrzewanie dolnej krawędzi torebki (torebki czterostronnie zgrzewalne). System poziomego pakowania pozwala na formowanie tzw. zintegrowanych opakowań.

Trwałe drobne wyroby cukiernicze można pakować w systemie pionowym o ciągłym charakterze pracy (flow-pack). W tym systemie występuje zgrzewanie wzdłużne torebek za pomocą rolek, co warunkuje zakres możliwych do stosowania materiałów opakowaniowych.

Poziome formowanie torebek z taśmy w postaci rękawa znajduje zastosowanie do wyrobów cukierniczych uformowanych, np. batonów, słonych paluszków, herbatników oraz pieczywa. System ten polega na uformowaniu rękawa z płaskiej folii termozgrzewalnej przy użyciu układu szczęk rolkowych i podających, nagrzewających, zaciskających i chłodzących. W rękaw wsuwany jest produkt, a poprzeczne szczęki zgrzewająco-odcinające zgrzewają początek torebki równocześnie ze zgrzaniem i odcięciem poprzedniej torebki. Materiałami opakowaniowymi są folie powlekane, polipropylenowe, celofanowe i aluminiowe, a także papier z powłoką termozgrzewalną.

Dozowanie produktów do opakowań jednostkowych

Systemy dozowania zależą od postaci produktów przewidywanych do pakowania oraz w pewnym stopniu związane są z typem opakowania. Dzielimy je na:
dozowanie drobnych produktów uformowanych (drobne pieczywo, galanteria cukiernicza),
dozowanie produktów uformowanych (chleb, wyroby cukiernicze).
Dozowanie drobnych uformowanych wyrobów cukierniczych wymaga często odmierzania wagowego. Dozowniki takie pracują na zasadzie równomiernego podawania produktu rynną wibracyjną do szalki. Po uzyskaniu odpowiedniej masy wyrobu na szalce zatrzymuje się jego podawanie i przez otwarcie dna przesypuje się zawartość szalki do opakowania.

Do dokładnego dozowania przy wysokiej wydajności stosuje się dozowniki wagowe dwustopniowe. Innymi rozwiązaniami są bardziej rozbudowane systemy, umożliwiające równomierne zasilanie układu produktami trudno płynącymi (wyroby cukiernicze owijane), oraz dozowniki ukształtowane w układzie karuzelowym.

Dozowanie produktów uformowanych (trwałe pieczywo cukiernicze, wafle) z reguły wymaga zastosowania elementów mechanicznych podających produkt ze stosu lub zasobnika. Mimo wszystko dość często nie daje się jednak uniknąć przy produktach na bazie pieczywa dozowania ręcznego (wyroby w postaci dań gotowych, produkty do bezpośredniego spożycia).

Owijanie produktów uformowanych i maszyny do owijania

Owijanie jest metodą formowania opakowania na wyrobie pakowanym. Technika owinięcia polega na utworzeniu rękawa z materiału opakowaniowego wokół produktu, a następnie uformowaniu zakładek. Ten system pakowania znajduje zastosowanie do produktów cukierniczych i piekarskich umieszczonych w pudełkach kartonowych oraz wyrobów w kształcie walca. Przy większych wymiarach opakowań i mniejszej sztywności materiału opakowaniowego owinięcie wymaga zamknięcia przez zgrzewanie.

Do pakowania pieczywa cukierniczego wykorzystuje się często jeszcze inny sposób formowania owinięcia, w którym nie tworzy się uprzednio rękawa wokół produktu. Owinięcie jest wtedy formowane początkowo w tzw. „gnieździe”, bez produktu lub wraz z nim. Przy formowaniu owinięcia bez produktu wyrób jest dozowany do gniazda, w którym następuje zaginanie kolejno zakładek bocznych i górnych. Owijanie pieczywa cukierniczego odbywa się również na tackach. Do takiego owijania wykorzystuje się prawie wyłącznie folie kurczliwe lub rozciągliwe. Systemy te także mają szersze zastosowanie, szczególnie do owijania pudełek (podnoszenie walorów ekspozycyjnych opakowania), formowania opakowań grupowych i pakowania zbiorczego oraz formowania jednostek ładunkowych.

Wyroby piekarskie owija się często w folie perforowane, co służy wyższej higienie w dystrybucji oraz lepszej prezentacji wyrobów w handlu w porównaniu z produktami niepakowanymi. Owijanie w folie termoaktywne wyrobów piekarskich, cukierniczych i dań na bazie pieczywa składa się z dwóch etapów:
właściwego owijania,
obkurczania owinięć.

Przy użyciu folii złożonej w tzw. półrękaw produkt znajdujący się na tacce jest wprowadzany pomiędzy rozchylone brzegi folii. Jedno ramię elementu zgrzewającego wykonuje podwójne połączenie poprzeczne (tzw. formowanie owinięcia), a drugie zamyka opakowanie w kierunku podłużnym.
Inną metodą owijania pieczywa, wyrobów cukierniczych oraz dań gotowych w folie termokurczliwe jest bardziej wydajny system przy użyciu dwóch taśm folii. Produkt na tacce lub opakowanie z wyrobem są doprowadzane do miejsca połączonych wcześniej taśm. Następnie taśmy owijają tackę w formie rękawa poprzecznego w stosunku do kierunku przesuwu tacki z otwartymi bokami. Przez połączenie dwóch folii dwoma zgrzewami przecinającymi powstaje trwałe owinięcie. Do owijania pudełek z wyrobami cukierniczymi stosuje się folie: PP (polipropylen), PVC (polichlorek winylu) i sieciowany PE (polietylen). Opakowania grupowe i zbiorcze owija się folią PE-LD (polietylen małej gęstości) oraz PE-LLD (liniowy polietylen małej gęstości). Maszyny pracujące w systemach owijania najczęściej są maszynami wielofunkcyjnymi, z dozowaniem lub podawaniem produktu, owijaniem i często pakowaniem zbiorczym wyrobów owiniętych.

Trwałe produkty cukiernicze (np. herbatniki) często pakuje się w owinięcia kopertowe wewnętrzne z zewnętrzną obwolutą. System takiego pakowania może być jedno- lub dwufazowy. W pakowaniu dwufazowym owijanie wewnętrzne z zewnętrzną obwolutą odbywa się w dwóch następujących po sobie etapach. W jednofazowym wewnętrzna folia i zewnętrzna obwoluta są dostarczane jednocześnie i wtedy następuje ich zginanie wokół produktu. Dwufazowe pakowanie wyrobów cukierniczych może cechować się dodatkowo szczelnym zgrzaniem owinięcia wewnętrznego. Warunkiem wykonania takiego zamknięcia jest konieczność użycia materiałów z powłokami termozgrzewalnymi.

Gotowe dania na bazie pieczywa, pieczywo i wyroby cukiernicze są często owijane folią termokurczliwą lub rozciągliwą. Ręczne owijanie tych wyrobów odbywa się w urządzeniach określanych terminem „gorące stoły”. Urządzenia te mają zespoły mocowania rolki taśmy foliowej i odcinania tej taśmy, płytę formowania oraz płytę grzejną, na której łączone są na gorąco zakładki owinięcia. Najbardziej korzystne jest owijanie wyrobów na tackach, które pozwalają na właściwe naciągnięcie folii na płycie formowania.

Do bezpośredniego pakowania wyrobów powszechnie można stosować zgrzewarki liniowe (pakowanie w pojedynczą taśmę) i kątowe (pakowanie w półrękaw z folii termokurczliwej). Maszyny do pakowania w folie termokurczliwe i rozciągliwe nie różnią się zasadniczo od innych typów urządzeń pracujących systemem ciągłym, wykorzystujących taśmę w postaci półrękawa lub dwie taśmy. W drugim typie tych urządzeń wykorzystuje się dwie taśmy z folii termokurczliwej bądź taśmy z folii termokurczliwej i rozciągliwej.

W przypadku stosowania systemu ciągłego pakowania (flow-pack) maszyny te powinny charakteryzować się przede wszystkim zmodyfikowanym systemem zgrzewania wzdłużnego, z zastosowaniem gorącego powietrza lub odpowiednio dobranych rolek, tak aby możliwe było zgrzewanie folii termokurczliwych.

Pakowane produkty cukiernicze, piekarskie i gotowe na bazie pieczywa, umieszczone na tackach i bez tacek, mogą być pakowane także ręcznie. Stosowane natomiast do takiego pakowania maszyny są wyposażone dodatkowo w tunel do obkurczania opakowań.  

W drugiej części artykułu zostanie scharakteryzowane m.in. pakowanie wyrobów spożywczych w atmosferze modyfikowanej (MAP)

autor: dr inż. Jerzy Wajdzik
fot. Ulma