Wstęp

W ostatnich latach obserwujemy dynamiczny rozwój w zakresie technologii i trendów w opakowaniach mleczarskich, co prowadzi do nowych wyzwań w ich produkcji. Opakowania odgrywają kluczową rolę w przemyśle mleczarskim, ponieważ mają wpływ na jakość i atrakcyjność produktów, a także dostarczają niezbędnych informacji konsumentom.

Ze względu na różnorodność funkcji pełnionych przez opakowanie, a także wielorakość postaci, w jakich występują, zdefiniowanie współczesnego opakowania jest trudne, dlatego też stosuje się definiowanie opisowe określające niezbędne wymagania odnoszące się do funkcji danego opakowania, zastosowanych materiałów opakowaniowych, użytkowej konstrukcji itp. W obliczu rosnącej świadomości ekologicznej i presji na zmniejszenie negatywnego wpływu na zanieczyszczanie środowiska branża mleczarska stoi przed wyzwaniami dotyczącymi zrównoważonego rozwoju opakowań. Producenci zobowiązani są do poszukiwania innowacyjnych i ekologicznych rozwiązań opakowaniowych, które będą zarówno funkcjonalne, jak i przyjazne dla środowiska. Wobec powyższego w rozwoju opakowań
w Polsce i na świecie można wyróżnić dwa wyraźne trendy. Pierwszy nazywany jest ekologicznym , który jest związany z wytwarzaniem materiałów opakowaniowych na bazie naturalnych i syntetycznych związków przyjaznych środowisku, zaś drugi związany jest
z ochroną produktu i informacyjną funkcją opakowania. Obserwuje się również intensywny rozwój opakowań funkcjonalnych wynikający z wzrastających wymagań konsumentów dotyczących zapotrzebowania na świeżą żywność minimalnie przetworzoną bez dodatku substancji konserwujących i o dobrych właściwościach odżywczych. dlatego też w pracy przedstawiono najnowsze trendy i innowacje w opakowaniach mleczarskich oraz .charakterystykę maszyn pakujących wykorzystywanych w przemyśle mleczarskim.

Najnowsze trendy i innowacje w opakowaniach mleczarskich

W odpowiedzi na rosnące obawy związane z problemem recyklingu odpadów opakowaniowych z tworzyw sztucznych oraz konieczność ograniczenia emisji C0₂ producenci opakowań coraz częściej wykorzystują zrównoważone materiały takie jak: papier, karton, biodegradowalne tworzywa sztuczne oraz materiały pochodzenia roślinnego np. PLA (kwas polilaktydowy). Najważniejszą grupę polimerów otrzymywanych z surowców odnawialnych stanowią poliestry alifatyczne, a wśród nich polilaktyd, który znalazł zastosowanie jako materiał do produkcji kubków, tacek, pojemników itp. W rozwoju opakowań ekologicznych zaobserwować można następujące trendy:

• - poszukiwanie alternatywnych źródeł materiałowych,
• - wykorzystanie do produkcji surowców odnawialnych,
• - uwzględnienie w produkcji opakowań materiałów o korzystnych dla środowiska wskaźnikach carbon footprint,
• - wytwarzanie opakowań z materiałów biodegradowalnych, spełniających kryteria kompostowalności.

Czynniki te przyczyniły się do powstawania między innymi opakowań nowoczesnych takich jak opakowania aktywne czy inteligentne. Opakowania aktywne w przeciwieństwie do opakowań tradycyjnych charakteryzują się możliwością optymalizacji warunków panujących wewnątrz opakowania produktu mleczarskiego, tym samym przedłużając jego trwałość, zaś opakowania inteligentne mogą monitorować oraz dostarczać informacji np.: o jakości, bezpieczeństwie i warunkach przechowywania zapakowanego produktu.

System tzw. aktywnego opakowania cieszy się dużym zainteresowaniem przemysłu spożywczego. Ideą takiego pakowania jest interakcja opakowania z zapakowanym produktem lub też z atmosferą wewnątrz opakowania, a w wyniku tych oddziaływań następuje przedłużenie trwałości produktów. Pakowanie aktywne obejmuje następujące rozwiązania: wiązanie i usuwanie tlenu i etylenu, wiązanie lub emitowanie CO₂ z lub do opakowania, regulowanie wilgotności opakowania o działaniu antybakteryjnym, opakowania wydzielające zapach, opakowania absorbujące niepożądane substancje smakowe. Do opakowań aktywnych stosowanych w przemyśle mleczarskim należą między innymi pochłaniacze tlenu w formie saszetek, które spowalniają, ograniczają lub eliminują wzrost pleśni w serach dojrzewających, ograniczają oksydację tłuszczu w odtłuszczonym mleku w proszku i utratę witaminy C oraz zapobiegają zmianom smaku w serach dojrzewających. Do nowoczesnych sposobów pakowania produktów mleczarskich zaliczamy wprowadzenie absorbentów wilgoci do opakowań mleka w proszku oraz pochłaniaczy ditlenku węgla w przypadku serów podpuszczkowych , które w czasie przechowywania wydzielają różne ilości tego gazu, co zabezpiecza opakowanie przed pęcznieniem lub rozerwaniem. Aktywne opakowania stosowane w mleczarstwie to rownież  antybakteryjne folie zawierające kwas sorbowy, sorbinian potasu lub imazalil. Folie te zapobiegają rozwojowi pleśni na powierzchni serów dojrzewających, topionych i sera Mozzarella. Innymi rodzajami opakowań aktywnych są folie antyzlepiające, stosowane podczas pakowania plasterkowych serów w celu zapobiegania przylepiania się plasterków do powierzchni opakowania, jak również opakowania absorbujące światło lub ograniczające jego dostęp.

Opakowania inteligentne to takie, które zostały wyposażone w system czujników lub wskaźników informujących o dokładnym stanie żywności. Tego rodzaju opakowania oferują pod tym kątem dodatkowe informacje dotyczące właściwości żywności czy stanu zachowania produktu. Dzięki wykorzystaniu technologii RFID ( Radio-Frequency Identification) do przesyłania danych oraz zasilania elektronicznego układu (etykieta RFID), kodów QR i innych systemów śledzenia można poznać rzeczywisty stan zachowania produktu, a także zagwarantować optymalny poziom jakości i bezpieczeństwa dla konsumenta, zapewnić autentyczność produktu oraz ułatwić zarządzanie zapasami produktu i przeciwdziałać nadużyciom. Biorąc pod uwagę te cechy, nie dziwi fakt, że ten rodzaj opakowań wzbudził tak ogromne oczekiwania. Jednak pomimo wielu korzyści płynących z innowacji w opakowaniach mleczarskich przemysł ten, stoi także przed pewnymi wyzwaniami. Należą do nich:

• - kompleksowa recyklingowość – wiele opakowań mleczarskich składa się z różnych materiałów co utrudnia ich recykling oraz przetwarzanie, dlatego też konieczne jest opracowanie nowych metod recyklingu, które umożliwią oddzielenie poszczególnych składników opakowań i przyczynią się do zwiększenia wskaźnika recyklingu,
• - bezpieczeństwo żywności – w przypadku opakowań wielokrotnego użytku istnieje ryzyko związane z higieną i bezpieczeństwem żywności w związku z tym potrzebne jest zapewnienie odpowiednich standardów czystości i higieny opakowań związanych np. z zastosowaniem technologii aseptycznej, polegającej na szybkim podgrzewaniu produktu do wysokiej temperatury, a następnie szybkim schłodzeniu dzięki czemu następuje zniszczenie drobnoustrojów zachowując jednocześnie wartość odżywczą i smakową produktu oraz wprowadzenie skutecznych systemów zarządzania ryzykiem.

Pomimo wyzwań przyszłość opakowań w przemyśle mleczarskim wydaje się być obiecująca, zwłaszcza w kontekście zrównoważonego rozwoju. Oczekuje się dalszego rozwoju innowacyjnych technologii oraz materiałów opakowaniowych, które pozwolą na zmniejszenie negatywnego wpływu na środowisko, poprawę efektywności produkcji, a także wpłyną na zwiększenie zadowolenia klientów. Z pewnością kluczową rolę w tej transformacji oprócz współpracy między sektorem publicznym, prywatnym a badawczym stanowić będą również innowacyjne maszyny pakujące , jako jeden z głównych elementów  w procesie produkcji i pakowania produktów  mleczarskich.

Na przestrzeni ostatnich lat wprowadzono wiele nowoczesnych rozwiązań technologicznych, aby poprawić precyzję i higienę pakowania produktów mleczarskich. Historia maszyn pakujących w mleczarstwie sięga czasów rewolucji przemysłowej, kiedy to zaczęto eksperymentować z metodami pakowania i konserwowania mleka oraz innych produktów mlecznych. Od tamtego czasu technologie pakowania w tej branży stale ewaluowały, aby sprostać rosnącym wymaganiom dotyczącym wydajności, precyzji i higieny.

Typy maszyn pakujących

W przemyśle mleczarskim stosujemy różne typy maszyn pakujących , z których każda ma swoje unikalne zastosowania i zalety. Poniżej przedstawię kilka popularnych maszyn pakujących:

1. Maszyny do napełniania butelek: wykorzystywane  są do automatycznego napełniania butelek mlekiem, jogurtem, kefirem i innymi płynnymi produktami mlecznymi. Mogą być wyposażone w systemy dozowania, które precyzyjnie mierzą i napełniają butelki z określoną ilością produktu.

2. Maszyny do formowania i zamykania opakowań: maszyny te  są używane do formowania opakowań, takich jak kartony, pudełka czy plastikowe pojemniki, oraz ich zamykania. Mogą być wyposażone w różne mechanizmy zamykania, takie jak klejenie, skręcanie czy zgrzewanie, w zależności od rodzaju opakowania i produktu mlecznego.

3. Maszyny do pakowania w folię: Te maszyny są przeznaczone do pakowania produktów mlecznych w folię lub inne materiały opakowaniowe. Mogą być wykorzystywane
do pakowania jednostkowych porcji jogurtu, serków czy innych produktów, zapewniając im długą trwałość i świeżość.

4. Maszyny do tłoczenia i formowania serów: W przypadku produktów serowych, takich jak sery korycińskie, twaróg czy serki topione, wykorzystuje się specjalne maszyny do tłoczenia
i formowania serów. Maszyny te umożliwiają precyzyjne kształtowanie i pakowanie serów, zachowując ich strukturę i jakość.

5. Maszyny do etykietowania i znakowania: Po zapakowaniu produktów mlecznych konieczne jest ich etykietowanie i znakowanie, aby umożliwić identyfikację i śledzenie gotowego produktu. Maszyny do etykietowania są używane do nakładania etykiet
z informacjami o produkcie, dacie ważności, kodach kreskowych itp.

6. Roboty pakujące

Roboty pakujące są to bardzo wysoko zaawansowane technicznie urządzenia wykorzystywane  w  automatycznych liniach pakujących. Maszyny, te zapewniają automatyczne przejęcie produktów z linii produkcyjnej, oraz ich ułożenie na podajniku maszyny pakującej.
W większości przypadków urządzenia są spersonalizowane pod konkretny typ produkcji
i artykułu. Roboty umożliwiają pakowanie produktów o różnych właściwościach i strukturze, z bardzo wysoką wydajnością w opakowania o powtarzalnym wyglądzie i jakości.
Przykładem takiego robota jest FAST PICKER, który za pomocą działających wielo-osiowo ramion zbiera napływające produkty, po czym przekazuje w odpowiedniej konfiguracji do zapakowania w folię lub karton.

Funkcje Maszyn Pakujących w Mleczarstwie

Maszyny pakujące odgrywają kluczową rolę we wszystkich etapach produkcji produktów mlecznych, od napełniania po etykietowanie. Ich główne funkcje obejmują:

• - Automatyzację procesu pakowania, która polega na tym, że maszyny pakujące automatyzują proces pakowania, eliminując potrzebę ręcznego napełniania, zamykania i etykietowania opakowań. To znacznie przyspiesza produkcję, redukuje koszty
  i minimalizuje ryzyko błędów ludzkich.
• - Zachowanie higieny: w przemyśle mleczarskim higiena jest kluczowa. Maszyny pakujące są projektowane z myślą o łatwej czystości i dezynfekcji, aby zapobiec zanieczyszczeniom i zapewnić bezpieczeństwo żywności.
• - Precyzja i dokładność: maszyny pakujące są wyposażone w zaawansowane systemy dozowania i kontroli, które zapewniają precyzyjne i dokładne napełnianie opakowań z odpowiednią ilością produktu mlecznego.
• - Optymalizacja wydajności: nowoczesne maszyny pakujące są projektowane z myślą o maksymalizacji wydajności i minimalizacji przestoju. Inteligentne systemy sterowania i monitorowania umożliwiają ciągłe monitorowanie i optymalizację procesu pakowania w czasie rzeczywistym.
• - Zrównoważone rozwiązania: W ostatnich latach coraz większy nacisk kładzie się na zrównoważone rozwiązania w przemyśle mleczarskim, również w obszarze pakowania. Nowoczesne maszyny pakujące są projektowane z myślą o minimalizacji zużycia energii, redukcji odpadów i ograniczeniu wpływu na środowisko naturalne.

Podsumowanie

Rozwój technologii żywności przyczynia się do powstawania coraz bardziej zaawansowanych opakowań w przemyśle mleczarskim. Inteligentne opakowania, opakowania aktywne i zintegrowane z technologią RFID stanowią nowatorskie rozwiązania, które nie tylko zapewniają ochronę produktów, ale także poprawiają ich jakość, trwałość i bezpieczeństwo. Maszyny pakujące natomiast stanowią integralną część przemysłu mleczarskiego, umożliwiając skuteczne, higieniczne i efektywne pakowanie różnorodnych produktów mlecznych. Dzięki ciągłemu rozwojowi technologicznemu, maszyny pakujące są coraz bardziej zaawansowane i innowacyjne, co przyczynia się do poprawy jakości, wydajności
i zrównoważoności produkcji mleczarskiej. W kontekście dynamicznie rozwijającego się rynku mleczarskiego, innowacyjne opakowania i maszyny pakujące stanowią kluczowy element strategii konkurencyjności producentów.

Elżbieta Haponiuk, Katedra Inżynierii, Aparatury Procesowej i Biotechnologii Żywności

Uniwersytet Warmińsko – Mazurski w Olsztynie