長期以來,我國啤酒包裝容器一直以玻璃瓶為主,近年來又出現了易拉罐、塑料PET瓶等包裝形式。其中,玻璃瓶占全部啤酒包裝的90%以上,每年需要的啤酒瓶大約400億隻,而新瓶占到20%左右,其餘的都是回收瓶。但玻璃瓶因其易碎、瓶子過重、生產過程耗能大以及在流通領域易發生酒瓶爆炸等弊病,都在動搖玻璃瓶包裝啤酒的主導地位。易拉罐包裝的用量居啤酒包裝總量的第二位。而正在國際上日漸興起的PET啤酒瓶,雖然是小菏才露尖尖角,在我國也只有少數幾家啤酒企業小批量試用,但是,它卻擁有比玻璃瓶和易拉罐更多的優勢,必將成為我國未來啤酒包裝的主流。
PET啤酒瓶——未來啤酒包裝的主力
PET具有透明性好、化學性質穩定、阻隔性相對較好、質輕價廉和可回收利用等多種優點。由於PET樹脂性能穩定、安全可靠、衛生性好,不與飲料發生反應,不會給飲料帶來不良的味道,可回收利用,因而在飲料、烏龍茶、紅茶、礦泉水等包裝方面已得到廣泛應用。在世界瓶裝飲料市場所占份額超過70%,在我國碳酸飲料市場所占份額已達57.4%。
PET瓶的推廣從碳酸飲料的包裝到水的包裝,又發展到茶飲料的包裝,應用領域不斷擴大。隨著科技的進步,PET瓶在啤酒包裝上的應用已是水到渠成。其主要優勢在於:
(1)灌裝啤酒後不存在爆炸傷人的現象和隱患;
(2)質輕,便於攜帶和運輸,重量只有玻璃啤酒瓶的10%~20%,運輸費用比較低;
(3)生產過程乾淨、方便,易成型,形狀多樣,製造過程能耗省。對於啤酒生產廠來講,PET啤酒瓶具有小批量柔性生產的優勢,最小訂單五萬隻就可以開模定製,變換不同的顏色和容量相對容易,適合啤酒廠進行連線作業。
(4)與飲料包裝相比,啤酒的包裝要求更高。首先是高的耐壓強度和阻隔性,要能夠阻止高壓下CO2的逸出和外界氧氣的滲入。其次是耐熱強度,要能耐受巴氏滅菌的高溫。第三是耐衝擊強度,在經受生產、儲運、銷售過程中的摩擦、碰撞後不會降低機械強度。
PET啤酒瓶也有需要改良的地方:
(1)現在普通的PET瓶阻止氧氣滲透和二氧化碳逃逸性能還不理想,目前國際上正在攻關解決這個技術課題。
(2)抗壓強度不如玻璃瓶,在現有的啤酒灌裝線上定位夾緊方式和玻璃瓶不一樣,所以,玻璃瓶的灌裝設備如果不改造是不適合PET瓶灌裝的。
(3)耐熱性不如玻璃瓶。
(4)成本較高。每隻640毫升的玻璃瓶的價格為0.8元,可以回收再使用,同樣容量的PET瓶價格為1元左右,目前的技術還不能回收再利用。法國西得樂(Sidel)公司推出了關鍵性的PET瓶塗層技術——從高溫等離子物中獲取無定形碳,並將極微量的無定形碳摻入製造塑料器皿的材料中。新工藝可使瓶體的耐氧性提高29倍,阻隔性能提高6倍。其性能指標幾乎與玻璃和金屬包裝物相同,但成本卻低廉許多。在歐洲市場上,它的價格僅是玻璃瓶的78%,金屬罐的65%。
美國伊士曼化學公司在啤酒塑料包裝技術研發上也始終處於領先地位,其為朝日公司生產的環保塑料包裝啤酒瓶也已投放市場,該酒瓶是由一種名為Eastal共聚聚酯薄膜膠紙作密封包裝的材料即PETG(經甘醇改良而成的聚酯物料)。其外形為銀墨色,在頸部輔以黑色孔帶狀拉環式封蓋,可阻擋光線、隔絕空氣、保證啤酒質量,並具有在瓶身破裂時防止碎片四濺的防爆功能,收縮性能優越。
玻璃瓶——啤酒包裝主流地位正在動搖
玻璃瓶由於具有隔氣性好、抗熱性能強、回收便利和成本低廉的特性,能滿足啤酒對氧高敏感及防微生物污染、防二氧化碳和水分散失及保持風味穩定性的要求,因而在啤酒的包裝上一直占據著主導的位置。目前市場上瓶裝啤酒約占啤酒總量的80%~90%。瓶裝啤酒主要有綠色、棕色和白色透明瓶3種。我國長期以來使用的玻璃啤酒瓶具備了以上特點。
有非常好的化學穩定性,幾乎不與任何內容物相互作用,無滲透、萃取現象;
有很高的抗壓強度,尤其是靜態抗壓強度;
優異的阻隔性,對氧氣、二氧化碳,幾乎不存在滲透或逃逸現象;
有優異的光學性能,高度透明,表面光潔,是其他任何包裝材料都不可超越的;
已適應於現代化的高速灌裝生產線,大部分啤酒灌裝線都採用玻璃瓶灌裝形式;
包裝形式使用的時間很長,流通和回收已有成熟渠道。
玻璃瓶儘管有相當的優勢,但也存在明顯的不足。
(1)抗衝擊強度不高。玻璃瓶的理論強度約為10000Mpa,而實際上其強度只有理論強度的1%左右。這是因為玻璃製品中含有的未熔夾雜物、結石、結瘤或者表面的細微裂紋,造成應力集中,從而大幅度的降低了強度。其次,玻璃瓶成型的時候冷卻過快會產生較大的內應力,導致瓶子機械強度降低。另外,在瓶子流通過程中包裝不善使玻璃表面劃傷,也會造成抗衝擊強度的明顯下降;
(2)能耗大,需要大量水電煤能源。有資料顯示,每噸玻璃的耗煤達350公斤;同時生產過程中還要排放大量廢物,對環境產生污染;
(3)抗衝擊強度低,易破碎、損耗大;
(4)每隻瓶子的重量大,不便於攜帶,運輸費用高;
(5)啤酒灌裝後,存在爆炸傷人的隱患。
我國已對實施的啤酒瓶國家標準的一些條款進行修訂和完善,其中修訂稿對啤酒瓶的理化指標做出了規定,提出了舊瓶的最低質量要求,以保證啤酒包裝的安全。一是將現有標準規定的啤酒瓶12Mpa的內壓指標提高到國際已開發國家規定的20Mpa內壓指標。二是將現有的640毫升啤酒瓶的500克瓶重提高到600克,即提高啤酒瓶的重容比限值。據了解,如德國、日本等國家採用的回收瓶的重容比都在0.9以上。三是將現有的640毫升容積的酒瓶調整為500毫升,以提高酒瓶的內壓力和抗衝擊力。四是禁止使用麻袋包裝,而採用托盤等安全的包裝方式。
相對於瓶裝啤酒,易拉罐裝啤酒有很多優勢,首先它安全係數較高,通常不會發生爆炸傷人現象;其次易拉罐啤酒密封性良好,有助於品質保證;再次,攜帶方便,不易假冒,適合於旅遊、野外聚餐等飲用。此外,對廠家來說,由於易拉罐材料較輕,長途銷售,可節約運輸成本。但是,從目前啤酒市場來看,易拉罐啤酒的市場消費量並不大,全國的年消費量也就在30萬噸左右,所有的約80條易拉罐灌裝線常常不能充分發揮生產能力。一方面是受到消費者習慣飲用瓶裝啤酒這一因素的制約,另一方面也因為易拉罐啤酒價格定位相對較高。隨著經濟的發展,密封性能優越,乾淨衛生,能更大程度地保持啤酒固有風味的易拉罐裝啤酒應該會有一個較大的發展空間。
其他聚酯啤酒瓶的發展狀況
1.PEN啤酒瓶
PEN是PET中的苯環被萘環所替代的聚醋類高分子化合物。由於萘環較苯環有更大的剛硬性,因此PEN較PET具有更高的耐熱性與更優異的力學性能,氣體阻透性更好、化學穩定性和可靠的衛生安全性等。另外,PEN的加工成型性與PET基本相同因此利用現有的PET瓶設備就可以生產PEN瓶。PEN瓶可不經熱定型處理,不經多層複合或表面塗覆處理而直接用於80℃以上的啤酒高溫熱灌裝,貨架壽命可達6個月。
PEN現已成為近年來國際啤酒行業改進包裝密切關注的新材料。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年開始採用PEN啤酒瓶,容量為380m1重量為36g,目前已使用了2500萬個PEN啤酒瓶盛裝啤酒,約占10%的市場份額。此外,英國雷盛(Rexam)公司也於2006年推出了一款PEN啤酒瓶,此款啤酒瓶能重複灌裝20次,還可100%回收利用。這是為法羅群島釀酒公司foroyabjr的pilsnar牌啤酒提供的380m1可重複灌裝啤酒瓶。
2.PET共混合金化阻透技術
歐洲開發出了PET共混合金化阻透技術,該技術是提高阻透性、降低成本的一種嘗試,受到不少公司的關注,據報導在歐洲已有一批啤酒瓶試生產並通過檢測。
英國Shell公司研發了10%的PEN和90%的PET共混,盛裝啤酒的貨架壽命比PET延長2倍左右。Superex聚合物公司推出了4.5%液晶聚合物LCP與95.5%PET共混,容積為400ml的PET瓶,氧的透過率可降低70%,而且不受環境濕度影響,其主要問題是不易成型加工。
美國Nanocar公司與Eastman化學公司聯合研發PET粘土納米尼龍6共混的複合材料瓶子,透明性好,剛性高。美國Graham包裝公司與美國BP公司合作開發出一種加入吸氧劑AmosorbDFC與PET共混的單層PET啤酒瓶,啤酒的保質期可大大延長。
PET啤酒瓶在我國剛剛起步
我國在推廣使用聚酯瓶方面雖然剛剛起步,但已經有了良好的開端。珠海中富的PET啤酒瓶是引進國外先進注塑設備、通過優化原料、優化瓶坯設計、優化共注射技術和吹瓶技術等製造技術生產出來的。該PET啤酒瓶為三層隔氧結構,具有高阻隔性、耐熱性、耐壓性、避光與透明、符合巴氏殺菌工藝要求等特點,使PET瓶灌裝啤酒在保存期內風味良好,保質期達100天。此外,我國的其他一些塑料生產企業如上海紫江、台灣塑膠工業等也都成功開發出了塑料啤酒瓶。青島啤酒、河北藍貝啤酒、珠海啤酒廠等我國幾家少數啤酒廠也已開始使用塑料啤酒瓶。
要想儘快推廣塑料啤酒瓶,除了要不斷完善塑料啤酒瓶的性能、降低成本外,還要減少塑料瓶灌裝線的投資,儘量對現有的玻璃啤酒瓶灌裝生產線進行改造,使之不需重新引進設備就可以將玻璃瓶變成塑料瓶進行灌裝。對現有的玻璃瓶灌裝生產線改造可以從以下幾方面著手:
聚酯瓶不能抽真空,可以採用二氧化碳置換空氣的辦法控制灌裝過程中的氧氣滲入問題。聚酯瓶傳送不能像玻璃瓶以瓶底定位,只能利用對瓶頸夾緊的定位方法。長距離的傳送可以利用空氣輸送,效率高定位準。
塑料啤酒瓶的推廣應用,可以實現像飲料包裝那樣的6瓶熱收縮包裝,4瓶或2瓶攜帶型包裝,容量也可從330毫升到2000毫升不等。大的塑料瓶裝啤酒降低了包裝成本,適於家庭消費;小包裝的塑料瓶啤酒適於高檔消費,在飯店、賓館、運動場所等大有市場。
總之,塑料啤酒瓶替代玻璃啤酒瓶是大勢所趨,不論是社會效益、還是經濟效益的前景都是十分樂觀的。可以預料,隨著我國塑料啤酒瓶的生產、流通、使用、回收系統的不斷完善,PET瓶這種節能、環保、衛生安全的新型包裝將成為未來中國啤酒包裝的主流。