Успех и прибыльность производства МКИ напрямую связаны с упаковочными операциями. Завершающей стадией производства является упаковка изделий, которые после выпечки или отделки должно иметь требуемые форму и вид, а после охлаждения — наилучшие потребительские свойства. Цель упаковки — уложить изделия в группы соответствующего размера для продажи и защитить их так, чтобы как можно дольше сохранялись вкус и внешний вид.
Большинство видов печенья продается в упаковках пачками массой 200 г, но упаковки вообще могут иметь массу от нескольких грамм (для одного изделия) до 300 или 500 г в так называемых «семейных» упаковках. Иногда упаковывают порции и больше (особенно в банки). Растет также спрос на очень маленькие упаковки изделий (по несколько штук), пригодные для использования в торговых автоматах или в качестве индивидуальной закуски. Стадия упаковки обычно требует различного специального оборудования, значительного пространства и больших затрат труда, чем вся остальная производственная линия. На производительность упаковочного участка и издержки производства влияют такие факторы, как использование рабочей силы, способы подачи печенья к операторам-упаковщикам и упаковочной машине, работа с упаковочными материалами и упакованными изделиями. Для уменьшения трудозатрат большое внимания уделяется механизации упаковочных операций — особенно созданию средств автоматической подачи изделий на упаковочные машины и использованию робототехники для сбора и точного помещения изделий в положение для конечной упаковки. Существующий спрос на разнообразные формы изделий и упаковки различного размера представляет для технолога серьезную проблему.
В данном разделе мы покажем, что упаковочная машина — это своего рода рубеж между управлением производственным процессом и контролем качества (как он нами понимается). Управление производственным процессом можно рассматривать как помощь производственному персоналу, а контроль качества — как защиту потребителя и репутации компании. Качество конечного изделия определяется главным образом именно в упаковочной машине, поскольку от технолога мало зависят условия хранения и транспортировки при отправке упакованных изделий в торговую сеть.
Назначение упаковки
Упаковка — не просто средство для удобной и безопасной доставки изделия потребителю. Она также позволяет предоставить требуемую нормативными актами информацию об изготовителе, виде, массе, сроке изготовления, составе и т. д., а также привлечь внимание потребителя художественными средствами, позволяющие легко узнавать то или иное изделие. Хотя вопросы сбыта представляют отдельную область, но здесь целесообразно рассмотреть некоторые из них, связанные с проблемами упаковки.
Довольно большое количество мучных кондитерских изделий покупают неожиданно, повинуясь минутному порыву, и поэтому важно, чтобы дизайн и цвет упаковки были привлекательны и достаточно хорошо отражали содержимое. Поскольку законодательство становится все более требовательным, в ясном, удобно читаемом виде на упаковке должны отражаться значительные количества существенной информации, но эта информация может мешать восприятию упаковки. Таким образом, размер и свойства упаковки могут определяться в некоторой степени требованиями к маркировке.
Затраты на полиграфическую подготовку упаковки довольно велики, и поэтому важно уделять большое внимание дизайну и маркировке. Ошибки, обнаруженные после того, как обертка напечатана, могут обойтись очень дорого и привести к судебным искам против изготовителя. Демонстрация изделий — вопрос не только внешнего вида упаковки, важна и возможность витринного оформления упаковок изделий по месту продажи. Так, цилиндрические упаковки часто скатываются, пачки со сваренными краями оберточного материала сцепляются с соседними, установка пачки на узкую сторону для демонстрации верхней стороны может вести к падению пачки с полки, некоторые типы пакетов делают невозможным складывать их на полках стопками, а упаковки неправильной формы также создают в розничной торговле проблемы с их размещением. Можно, конечно, принять меры, чтобы обеспечить складывание упаковок любых форм, но решая вопрос о форме единичной упаковки (а тем самым и о типе упаковочной машины), следует учитывать имеющиеся в магазинах средства, высоту и глубину полок, и т. д.
Пользователи обычно считают, что упаковка должна быть плотно завернута, полагая, вероятно, что в свободно упакованных пачках могут быть сломанные изделия. Упаковки из полипропиленовой пленки, используемые как упаковки для одного изделия, воспринимаются как менее плотные, чем многослойные бумажные или целлофановые упаковки. Возможно, обе формы упаковки обеспечивают надлежащую и одинаковую защиту, и, следовательно, опасения потребителя необоснованны, но искусство маркетинга и заключается в том, чтобы предугадывать подсознательные сомнения потребителей и предотвращать их.
Упаковка должна обеспечивать гидроизоляцию, устойчивость к механическим повреждениям, гигиеническую защиту и защиту от света. Гидроизоляция, предотвращающая поглощение изделием влаги из атмосферы, служит достаточной гигиенической защитой. Для гидроизоляции используют полипропилен, бумагу с пластмассовым поверхностным слоем или разные слоистые пластики (см. главу 19). Такие пластиковые пленки при нагревании обычно склеиваются, и это свойство используют для герметизации упаковки в упаковочной машине. Барьерные свойства — это сочетание базовой влагопрочности используемых материалов и эффективности герметизации упаковки. Существенной частью испытаний срока хранения является проверка влагопрочности упаковки, и ниже мы на ней остановимся подробнее. Печенье обычно очень хрупко и в сломанном виде в большой степени теряет свою привлекательность. Хорошую защиту обеспечивает плотная стопа печенья сама по себе, но средства увеличения жесткости (например, специально сформированные лотки, пластины-основания или сгибы гофрированной бумаги) снижают вероятность поломки печенья в результате вибрации или ударов, которые переносит упаковка.
Некоторые виды изделий имеют острые углы или грубые абразивные поверхности из-за отделки сахаром и т. п. Следовательно, чтобы предотвратить разрывы пленки, выбираемые упаковочные материалы должны это учитывать. Изменение вкуса происходит в основном из-за химических реакций в ингредиентах, особенно жирах. Окисление жиров приводит к прогорклости, которой весьма способствует свет (особенно ультрафиолетовый). Упаковочные материалы могут замедлить влияние химических изменений, не пропуская свет, снижая его интенсивность или не пропуская кислород. Кроме того, вредное влияние кислорода может быть уменьшено продуванием упаковки другим газом для удаления воздуха. Таким газом для упаковок МКИ обычно бывает азот, но для изделий с более высокой влажностью, где может происходить некоторый рост микроорганизмов, используется смесь азота и углекислого газа. Метод продувки газа известен как «упаковка в измененной атмосфере» {Modified Atmosphere Packaging, МАР). См. об этом также раздел 6.4.3, посвященный срокам хранения.
МКИ легко поглощают сильные запахи, и даже небольшие их следы могут испортить вкус и аромат изделия. Пластиковая и бумажная упаковка — не очень хороший барьер для ароматических химических веществ, и поэтому МКИ не следует хранить рядом с моющими веществами, антисептиками, парфюмерными товарами, располагать вблизи мест утечек горючих материалов или там, где работают с красками и смолами. Менее заметные проблемы могут возникнуть из-за растворителей, применяемых в типографской краске для печати обертки, в связи с чем для обеспечения надлежащего удаления из этих материалов запахов необходимо также решить проблемы с машинами для переработки тарных материалов.
Картон при контакте с изделием внутри влагонепроницаемого барьера может дать затхлый запах. Необходимо всегда использовать картон хорошего качества, изготовленный не из макулатуры. Следует тщательно его проверять на наличие запахов, которые могут быть переданы продуктам. Допускается использовать макулатурный картон для наружных коробок, которые не вступают в контакт с изделиями.
Мы перечислили лишь некоторые вопросы упаковки, которые должны быть тщательно продуманы технологами и маркетологами, поскольку неудачный выбор упаковки может нанести ущерб сбыту качественных и вкусных изделий.
Виды первичной упаковки
Первичная упаковка — это влагонепроницаемая упаковка, ориентированная на потребителя. Вторичная упаковка в группы из 10,20 и более первичных упаковок в коробки или ящики выполняется для облегчения хранения и транспортировки, но поскольку она может значительно влиять на механическую защиту первичной упаковки, ее также следует тщательно разрабатывать. На проблемах вторичной упаковки мы остановимся ниже при рассмотрении вопросов хранения.
Существует нескольких основных видов первичной упаковки. Она может быть жесткой (в форме банки или пластмассовой коробки), но гораздо более распространено применение какого-либо гибкого материала. Это могут быть предварительно сформированные пакеты, которые герметизируются после помещения в них изделий, или упаковки, сформированные вокруг групп изделий и автоматически герметизированные термосваркой. Некоторые виды изделий укладывают и помещают в готовые пакеты, герметизируемые вручную, но гораздо более распространена упаковка печенья с помощью сложных машин, которые на высокой скорости пропускают изделия группами через устройства, формирующие и запечатывающие упаковку. Группа изделий может иметь вид «колонны», набора стопок или быть неупорядоченной (рис. 41.1). Печенье в пачках стопками обычно раскладывается по количеству, печенье, упакованное колоннами по толщине, а в неупорядоченной упаковке — обычно по массе.
Рис. 41.1. Виды упаковок печенья
Рис. 41.2. Типы швов гибких упаковок Запечатывание пачек может выполняться свариванием краев оберточного материала или сваркой внахлест (рис. 41.2). Сваривание краев требует, чтобы только одна поверхность упаковочного материала была термосвариваемой, а сварка внахлест — чтобы обе поверхности можно было соединять термосваркой, причем к содержимому упаковки необходимо прикладывать давление. Для большей эффективности сварки краев относительно защиты от влаги в сочетании с аккуратностью, которую
сварка внахлест придает внешнему виду упаковки, иногда используется комбинация типов швов.
сварка внахлест придает внешнему виду упаковки, иногда используется комбинация типов швов.
Упаковочные материалы с печатью обычно подают из рулонов, при этом действие упаковочной машин может периодическим или непрерывным. Сварка краев предусматривает образование вокруг продукта трубы, которая после полного формирования пачки сгибается и отрезается с соответствующим шагом. Труба может быть сформирована горизонтально или вертикально. Горизонтальная труба позволяет ввод предварительно скомпонованных групп изделий, а вертикальная труба используется для упаковки предварительно взвешенного печенья без укладки. Полное оборачивание продукта и заваривание складок (особенно на концах пачек) делает возможным одновременную подачу нескольких упаковочных материалов (например, бумаги во влагонепроницаемой термосвариваемой пленке и картона) или гофрированного материала для дополнительной защиты и увеличения жесткости. Упаковочный материал для пачек со сложенными швами вырезается до формирования упаковки, поэтому здесь возрастает значение транспортировка материала в упаковочной машине. В рамках этих обобщенных методов формирования пачки существует много сложных инженерных решений, которые дают определенные преимущества и необходимые характеристики для выполнения определенных требования. При использовании в упаковке отпечатанного материала для обеспечения центрального положения рисунка на всех последующих пачках необходимо контролировать подачу в соответствии с метками совмещения.
Печать на упаковочном материале и упаковка крайне редко происходят одновременно, но существует растущий спрос на маркировку каждой пачки информацией о времени выпуска печенья или рекомендацией для потребителя типа «употребить до…». Это требует печати нескольких знаков в потоке и преодоления проблем их смазывания при прохождении пленки через складывающие и перемещающие устройства упаковочной машины, для чего должны применяться специальные методы сухой печати. Естественно, невозможно перфорировать пленку, так как это нарушит ее гидроизолирующие свойства, и наиболее распространенный метод — это перенос с нагревом/давлением с обрезиненной ленты, известный как «горячее тиснение» (он подобен применяемому на пишущих машинках с угольной красящей лентой).
Еще одно требование потребителей — это простота открывания пачки. На некоторых машинах можно вводить отрывную ленту (ярлык) и надеяться, что она поможет начать разрывать прочную водонепроницаемую пленку. К сожалению, отрывные ленты на упаковках с МКИ редки, и, вероятно, наиболее распространенный упрек потребителей — это сложность открытия упаковки без повреждения изделий (нельзя считать удобным использование для этого ножа или ножниц).
После открывания упаковки возникает проблема защиты остающихся после частичного использования изделий от влаги. Простые упаковки с возможностью повторного запечатывания не очень удачны, и самое лучшее решение — это перенос изделий дома в банку или пластмассовую коробку, что не всегда удобно, и поэтому значительно увеличилась их продажа в относительно небольших упаковках, позволяющих съесть все содержимое вскоре после открывания (несмотря на значительный рост суммарных затрат на упаковку из-за применения небольших пачек).
Печенье, полностью покрытое шоколадом, не требует такой степени защиты от влаги. При использовании пленки с хорошими характеристиками несминаемой складки (то есть если лист после сгибания остается в заданном положении), например, алюминиевой фольги или включающего ее слоистого материала — запечатывание может не потребоваться. Такие упаковки не только проще открыть, их также можно снова закрыть.
Банки и закрываемые пластиковые коробки в настоящее время редко используют для упаковки небольших количеств изделий. Хотя такая тара обладает многими достоинствами, она довольно дорогая и ее сложно наполнять. Разработаны машины, складывающие печенье и укладывающие его в жестяные банки, но их сложность и стоимость оправданы только для изготовления дорогих изделий, выпускаемых на специально выделенных для этого установках. Так можно упаковывать, например, наборы Danish Butter Cookies, но в большинстве случаев даже это печенье попрежнему упаковывают в банки вручную. Еще одним недостатком банок является огромное пространство, требуемое для их хранения, и поэтому банки и коробки в настоящее время используются лишь для относительно крупных упаковок или для дорогих видов печенья и подарочных наборов.
Укладка и подача печенья в упаковочные машины
За повышением производительности, достигнутым при механической упаковке, последовала механизация подачи в упаковочное оборудование. Хотя печенье подается в большинство упаковочных машин вручную, во многих случаях затрат ручного труда не требуется, и подача охлажденного печенья в упаковку полностью автоматизирована. Ручное вмешательство при коротких остановках упаковочной машины не требуется, поскольку предусмотрены специальные накопительные устройства.
Автоматическая транспортировка печенья и относительно маленькие допуски на размеры печенья, необходимые упаковочным машинам для нормальной герметизации упаковок, требуют точного управления технологическим процессом. Практически можно сказать, что работа систем автоматического управления технологическим процессом обусловлен в основном работой упаковочной машины и средней массой создаваемых ею упаковок.
Сложенное на упаковочном столе печенье может передаваться на подающий конвейер упаковочной машины вручную. Это обычно касается помещения стопок печенья в цепной конвейер, который может двигаться непрерывно или с остановками. Операторы-упаковщики могут быть специалистами в создании нужной длины стопки, однако упаковщики, не обладающие нужной квалификацией, могут заполнять конвейер слишком свободно или слишком плотно, что оказывает отрицательное влияние на структуру готовой пачки. Для такого метода загрузки упаковочной машины характерно то, что стопки печенья формируются из отдельных полос, поэтому масса пачек будет отражать колебания в массе печенья от полосы к полосе. Оператор-упаковщик может легко собрать стопки печенья из нескольких полос поперек упаковочного стола и подать их в упаковочную машину, поэтому необходимости в уменьшении рядов перед складыванием нет. Если же для получения нескольких полос с хорошо смешанным печеньем используется методы уменьшения количества полос, может оказаться, что скорость на упаковочном столе будет слишком большой, не позволяющей операторам легко собирать печенье.
Если полосы сложенного печенья направляются или вручную подаются в более или менее вертикальные устройства подачи, можно снимать и автоматически подавать в подающий механизм упаковочной машины (с измерением длины) стопки точной длины (плюс-минус одно печенье). Печенье в вертикальных подающих механизмах может выталкиваться по одному, два или три за одну операцию, так что стопки в месте подачи упаковочной машины создаются на основе числа штук печенья, а не по объему. Такая система дает несколько лучшее регулирование массы, поскольку не возникает проблемы упаковки с одним лишним печеньем или с упаковкой на одно печенье меньше, которая неизбежна, если принципиально важна длина стопки. Такая система также лучше при упаковке большого или толстого печенья, например, для «сэндвичей» с начинкой.
Проблема подачи печенья из вертикальных магазинов заключается в том, что давление на печенье внизу может привести к их повреждению (особенно это касается печенья с нежной структурой или пузырями) и царапинам при разделении или выталкивании. В таких ситуациях широко применяют подающие механизмы без давления, в которых при извлечении печенья снизу верхняя часть колонны захватывается и удерживается.
Не удивительно, что новые разработки механизмов автоматической подачи, обладающих потенциальными достоинствами при производстве печенья, защищены многочисленными патентами. Большинством этих патентов обладают изготовители упаковочных машин, так как методы и точность перемещения печенья должны быть непосредственно связаны (а механизмы подачи и синхронизированы) с механизмами упаковочных машин. Упаковочная машина со связанной с ней системой автоматической подачи — это комплекс оборудования, который может быть очень дорогим. Относительно малые допуски на размеры печенья, необходимые для получения качественных упаковок, обычно означают, что упаковочные машины должны быть снабжены сменными деталями для упаковки различных видов печенья. Установка этих деталей может оказаться сложной технической задачей, и в каждом случае для обеспечения хорошей работы машины необходима тщательная окончательная их подгонка. Необходима также комплексная калибровка регулируемых деталей упаковочной машины.
Заслуживают внимания следующие моменты, касающиеся упаковочных машин.
- Оборудование для изготовления нескольких видов печенья одного размера редко работает эффективно. Если для упаковки различного печенья должна использоваться одна упаковочная машина, лучше загрузить печенье в лотки стандартного размера или картонные коробки для полного обертывания перед подачей на машину или установить наборы сменных деталей, специально сконструированных для каждого вида печенья. Некоторые упаковочные машины имеют настраиваемые узлы для работы с печеньем и упаковками разного размера. Проблема гибкости процесса становится еще более сложной, если ожидается, что автоматические системы подачи будут работать с несколькими размерами печенья.
- Узлы упаковочных машин и размеры упаковки следует конструировать и изготавливать так, чтобы они соответствовали печенью, а не наоборот. Для получения печенья с размерами, соответствующими заранее определенному размеру упаковки, может оказаться необходимым произвести настройку резальной машины или размера валка формовочной машины, но резаки и формующие валки стоят довольно дорого. По возможности изготовителю упаковочных машин следует послать типичные полноразмерные образцы печенья, чтобы можно было соответствующим образом сделать ответственные детали, и поэтому в программе разработки нового изделия должен быть предусмотрен некоторый интервал времени между производственными испытаниями и промышленным выпуском изделия.
Как упоминалось выше, необходима калибровка положений регулируемых частей упаковочных машин. В процессе ввода в эксплуатацию, чтобы машины работали хорошо на требуемых скоростях, зачастую необходимо производить настройки методом проб и ошибок. Если машина должна использоваться для упаковки нескольких размеров печенья, гораздо проще вернуться к оптимальным установкам в том случае, если окончательные положения регулировок могут быть точно записаны по имеющимся шкалам. Лучшие упаковочные машины снабжены точными шкалами, и стоит требовать наличия подобных маркировок на всем упаковочном оборудовании.
Изложенное выше относится к машинам, которые упаковывают аккуратные группы печенья в виде колонн, стопок или для упаковок по одному печенью, но некоторые виды печенья упаковывают в пакеты без укладки. Такая система пригодна для мелкого или очень твердого печенья, так как пакет не дает существенной механической защиты. Печенье может автоматически подаваться в пакетонаполнитель через питающий механизм по объему, но обычно его подают через весовой дозатор. Трудозатраты при упаковке в пакеты без укладки довольно низки, поскольку между печью и упаковочной машиной нет необходимости поддерживать определенное расположение изделий. Если в случае остановки машины необходимо удалить печенье из линии, оно может быть сложено без укладки на противни или в коробки и высыпано из них в систему позже.
Итак, очень важны такие аспекты укладки печенья и транспортировки его к упаковочной машине, как организация, автоматизация и трудозатраты. Хотя от операторов-упаковщиков не требуется очень высокий уровень информированности, их обучение полезно. Люди могут принимать решения и легче перестраиваются на выполнение других задач, чем машины. Если, например, на упаковку поступает сгоревшее или неправильной формы печенье, людям легче решить, что именно следует с ним делать. Кроме того, периодические остановки упаковочной машины неизбежны. Причиной останова может быть просто замена рулона бумаги или регулировка машины. В таких случаях печенье, поступающее на упаковку, должно автоматически собираться в промежуточных накопителях для последующего возврата в систему или падать и обрабатываться в дальнейшем как отходы. Хотя при соответствующих затратах возможна полная автоматизация, обычно оказывается более экономичным использовать людей, которые справляются с подобными перерывами в работе. Такая ситуация порождает вопрос о необходимой степени автоматизации, поскольку лучше использовать персонал постоянно, а не с перерывами.
Всегда необходимо предусматривать остановки упаковочной машины, и практика показывает, что производительность упаковочной машины (машин) должна быть на 10% выше, чем максимальный выход установки по изготовлению любого определенного печенья. Кроме того, обычно лучше, чтобы упаковочная машина работала с фиксированной скоростью и при недостатке поступления изделий останавливалась на короткие периоды. Причина этого в том, что температуры нагревателей для заваривания упаковок обычно требуют регулирования длительности смыкания при контакте с упаковочными пленками. Эта длительность при изменении общей скорости машины меняется. К тому же автоматические механизмы подачи часто нуждаются в небольшом регулировании в соответствии со скоростью.
Существуют также пленки для герметизации без нагрева, склеивающиеся при надавливании, которые допускают переменную скорость упаковочной машины. Датчики позволяют определить длину очереди печенья, поступающего к машине, и, соответственно, ускорить или замедлить ее работу. Швы могут быть не столь полными, как при термосварке, но такие упаковки обычно используют для заворачивания по одному печенья, которое затем складывают и упаковывают в другую пленку.
Значительно расширилось использование робототехники для помещения изделий (особенно печенья и вафель, покрытых шоколадом) в вакуум-формованные лотки, банки или коробки. Машины-роботы работают, «не уставая», с большой скоростью, а при подключении их к системам технического зрения они обнаруживают, захватывают, вращают для выравнивания, а затем помещают отдельные печенья в нужные места. Такие машины требуют больших инвестиций, но экономия трудозатрат при их использовании очень существенна.
Отклонения размеров изделий
Ответить на вопрос о величине возможных отклонений размера изделий довольно сложно, так как эти отклонения зависят от многих факторов. Тем не менее некоторые из таких факторов мы рассмотрим ниже.
Крекеры и полусладкое печенье
Эти виды печенья изготавливают из растяжимого теста. При выпечке всегда наблюдается усадка по длине (и обычно некоторая усадка по ширине). Это изменение размера и формы связано, в основном, с качеством муки и консистенцией теста. Некоторое регулирование длины (которое может также повлиять на ширину) возможно на резальной машине за счет увеличения или уменьшения релаксации перед резкой. При большой усадке по длине возможно некоторое увеличение ширины. Дополнительно использование большего количества метабисульфита натрия в тесте позволяет получить более растяжимое тесто, дающее меньшую усадку после резки. При использовании ферментных препаратов для изменения качества клейковины увеличение их количества или увеличение выдержки теста приводит к меньшей усадке после резки. Менее влажное или более холодное тесто дает большую усадку, чем слабое тесто.
Во всех случаях при большей массе тестовой заготовки больше и усадка. Первостепенное значение имеет контроль массы печенья. Толщина печенья связана с усадкой, но в некоторой степени может регулироваться установкой температуры выпечки (если передняя часть печи горячее, печенье обычно толще). Развитие заготовок в печи для получения более толстого печенья можно в некоторой степени регулировать изменением в рецептуре количества гидрокарбоната аммония.
Ориентировочно:
- ожидаемое отклонение массы существенно зависит от навыков оператора и от работы с тестом, составляя не менее ±3%;
- усадка в длину может составлять до 12% от размера на резальной машине и может меняться примерно на ±3%;
- усадка в ширину может быть до 6% с отклонением ±1%;
- толщина может меняться на ±5%, но она может регулироваться.
Печенье из песочного теста ротационного формования и нарезанного после прокатки
Если эти виды теста смешаны правильно, усадка не должна происходить ни в каком направлении. Если в тесте относительно мало жира и сахара, размер при выпечке значительно меняться не будет — особенно, если печенье выпекается на ленте из проволочной сетки. Возможно некоторое увеличение длины и ширины. Чем больше масса, тем больше печенье по размеру. Первостепенное значение имеет контроль массы печенья.
Изделия, в которых много сахара и жира, часто при выпечке расплываются — особенно, если они выпекаются на стальных лентах. Увеличение длины и ширины или диаметра может быть значительным. Факторы, влияющие на расплываемость изделия, приведены в разделе 27.7. Поскольку некоторые из этих факторов (например, размер частиц сахара) трудно точно регулировать, можно ожидать значительных отклонений размера для сдобного песочного теста. Толщина тестовой заготовки связана с расплываемостью. Добавление химических разрыхлителей обычно увеличивает не толщину заготовки при выпечке, а расплываемость.
Для печенья ротационного формования отклонение массы должно находиться в пределах ±2%, а для печенья, полученного нарезанием прокатанного теста, эта величина больше. Величину расплываемости указать невозможно, но для изделий, демонстрирующих значительное растекание, можно ожидать отклонений в ширине, длине и толщине около ±3%.
Печенье, полученное из песочного теста экструзией, отсаживанием и с применением проволочной резки
Такое печенье всегда производят из мягкого слабоструктурированного теста с относительно большим содержанием жира и сахара. Если тесто замешано правильно, клейковина в нем практически не образуется, и оно обычно расплывается при выпечке, в связи с чем ему свойственны отклонения, указанные в разделе 41.5.2. Дополнительным осложнением является то, что в формующих машинах для этих методов регулирование массы как поперек ленты, так и во времени реализуется довольно плохо. Именно отклонения массы являются основной причиной значительного отклонения размеров, которые можно наблюдать у этого вида печенья. Отклонение массы зачастую превышает ±8%. Более современные машины в этом отношении лучше, но и они не превосходят ротационных формующих машин.
Операции после упаковки
Упаковки, поступающие от упаковочных машин, должны быть собраны вместе в группы, пригодные для хранения и доставки в торговую точку. Традиционно используются прочные коробки из гофрированного картона, вмещающие примерно 20-30 отдельных упаковок, но спрос со стороны супермаркетов привел и к созданию «демонстрационных» коробок, которые уменьшают трудозатраты по размещению товара на полках в магазине (в них хотя бы частично видны отдельные упаковки). Механическая защита, которую обеспечивает демонстрационная коробка, может быть меньше, чем у коробки из гофрированного картона, и зачастую бывает достаточно использования лотка или концевых деталей с последующей общей упаковкой в термоусадочную пленку.
Коробки из гофрированного картона или другую упаковочную тару устанавливают для транспортировки внутри фабрики (а возможно и дальше) на поддоны. Такие поддоны для перевозки автотранспортом в удаленные склады или крупные магазины также могут быть упакованы в термоусадочную пленку для образования стабильных блоков.
Там, где масштаб или скорость производства делает это целесообразным, можно использовать машины для складывания, заполнения и запечатывания коробок из гофрированного картона и печати кодов и дат для определения времени изготовления изделий (в других случаях эти операции выполняются вручную). Для установки коробок на поддоны могут быть использованы робототехнические системы. Размещение материалов и упакованных товаров рядом с упаковочной машиной требует много пространства и наличия проходов. Чтобы избежать срывов планов, тщательного планирования требует эргономика поставки, хранения и транспортировки упаковочных материалов, коробок, поддонов и т. д., а также готовой продукции. Основные сложности обычно возникают, если не предусмотрена транспортировка брака (например, плохо запечатанных упаковок или печенья), накопленного в ящиках в периоды нарушений в работе упаковочной машины. Меры на такие случаи должны быть тщательно определены, так как нарушения скорее возникают время от времени и в крупных масштабах, а не постоянно и в небольших размерах.
Управление процессом упаковки. Качество упаковки
Успешное управление процессом упаковки проявляется в равномерном выполнении операций подачи печенья и упаковки в сочетании с требуемым средним весом упаковки. Управление процессом упаковки позволяет достичь к моменту поступления печенья на упаковку не только наличия полных накопителей, но и направления избытка изделий в соответствующие резервные упаковочные машины или предусмотреть дополнительный персонал для устранения скопления изделий.
Кроме предпроизводственных проверок упаковочных материалов, которые должен выполнять отдел контроля качества, операторы упаковочных машин и персонал, занятый контролем качества, должны постоянно контролировать качество производимых упаковок. Важными характеристиками упаковок являются:
- масса;
- свойства швов (так как они влияют на срок хранения);
- внешний вид (качество печати и правильное расположение упаковки);
- ясное и правильное указание даты («годен до…») или другой маркировки упаковки.
Необходимо проверять следующие характеристики упакованных изделий:
- количество сломанных и нестандартных изделий (нарушение цвета и формы) на единицу упаковки;
- вкус, аромат и текстура.
Ниже мы рассмотрим необходимые мероприятия для каждой из проверок.
Очевидно, что каждую упаковку проверить невозможно, и поэтому для получения всей необходимой информации необходимо разработать методики выборочного исследования. Затраты на контроль и проверки необходимо сопоставлять с последствиями попадания плохого или нестандартного продукта в руки потребителя. К счастью (а может быть, к несчастью), жалуется очень мало пострадавших потребителей; они просто запоминают неудачную покупку и не склонны покупать такие изделия снова. Законы о качестве пищевых продуктов имеют достаточно общий характер, поскольку признается, что даже на лучших предприятиях иногда происходят досадные ошибки. Нормы и правила, применяемые местными санитарными врачами, разработаны для предотвращения производства вредных и опасных пищевых продуктов. Кроме обнаружения посторонних веществ (которые в основном ограничены металлом) и проверок массы упаковок, основная забота представителей службы контроля качества — это защита репутации фирмы главным образом путем обращения к потребителям.
Масса упаковок
Большая часть печенья продается по массе, и это должно быть указано на упаковке. Существует две системы: на основе минимальной массы и на основе средней массы. Первую проще понять и реализовать, она в некотором роде более удовлетворительна с точки зрения потребителя, но система на основе средней массы стала стандартной во всех странах Европейского сообщества и многих других странах мира. Эта система выгодна изготовителю, поскольку она признает возможность производства упаковок с пониженной массой вследствие временных изменений при выпуске партии.
Система минимальной массы диктует, что в продажу не должны поступать пачки, масса которых ниже указанной массы нетто. За некоторыми исключениями излишек массы не ограничивается, что является плюсом для покупателя. При этом изготовитель может себя защитить, только взвешивая каждую упаковку и отклоняя те из них, масса которых ниже. Потребители и инспекторы органов власти могут также проверять, при необходимости жаловаться или преследовать изготовителя в судебном порядке. Изготовитель не обязан вести запись массы, но может делать это, когда ему полезно знать средний вес партии, поскольку он связан с затратами (эффективностью). Упаковки с недостаточной массой должны быть открыты, и их содержимое возвращено на производство, или они могут быть предложены для местной продажи (например, производственному персоналу) — при условии, что упаковки с отклонением от стандарта четко маркированы. Очевидно, что имеются серьезные основания стремиться к минимально возможным отклонениям массы упаковок, — так, чтобы средняя масса была близка к минимальной, поскольку различие между минимальной и средней массой рассматривается как «перевес» или «отданное бесплатно». Для выявления и отклонения упаковок с пониженной массой и вычисления средней массы не отклоненных упаковок могут использоваться автоматические контрольно-весовые автоматы.
Система средней массы свидетельствует, что в течение заданного периода времени средний вес нетто упаковок должен соответствовать указанному на упаковке или быть больше. Чтобы показать, как масса изменялась при выпуске партии продукта, следует вести регистрацию, но проверяться должны только выборочные образцы, а не каждая упаковка. Имеется нижний предел массы, и ни одна единица упаковки не может быть продана, если ее масса ниже этого предела (ориентировочно он на 5% ниже заявленной средней массы — точное значение определяется нормативными актами). Ответственность за такую регистрацию лежит на производителе продукции, а инспекторы могут лишь требовать эти записи для просмотра и проводить выборочные проверки продукции на предприятии или в розничной сети. Контролировать ведение регистрационных записей должна Служба контроля качества, и здесь важно понимание принципов теории вероятности, связанных с нормальным распределением массы. Можно организовать работу так, чтобы средняя масса упаковок в партии была гораздо ближе к указанной массе, чем при системе с минимальной массой, поэтому «отданное даром» может быть небольшим или пренебрежимо малым.
Качество герметизации
Влагонепроницаемость мягких упаковок обсуждалась в главе 19, однако из-за печати, складывания и термосварки существует вероятность, что защита, даваемая упаковкой, будет несколько меньше, чем расчетная. Основной причиной является несовершенство швов и перфорация пленки острыми кромками (например, кристаллами сахара или углами находящихся внутри влагонепроницаемой пленки лотков). Ускоренную проверку качества швов можно осуществить:
- визуально;
- обдуванием складок (с проверкой, не раздуется ли упаковка),
- погружением упаковки в воду с последующим снижением давления над водой для содействия выходу пузырей воздуха, или
- увеличением давления в пачке накачиванием ее через полую иглу, введенную в упаковку.
Подобные проверки дают представление о положении и размерах некачественных швов или отверстий.
Влага, проникающая в упаковку из атмосферы и поглощаемая печеньем, ведет к потере им хрустящих свойств, что может приводить к ухудшению вкуса и внешнего вида. Печенье с такими изменениями называют несвежим, лежалым. Хотя не все происходящие при хранении изменения обусловлены поглощением влаги, все-таки именно оно является основной причиной потери качества, и для оценки этой проблемы созданы специальные ускоренные тесты сроков годности при хранении. На рис. 41.3 показано увеличение массы (в процентах) некоторых видов печенья, оставленных на воздухе при 20 °С и относительной влажности 70%. Скорость поглощения влаги весьма велика и подчеркивает необходимость в упаковке для исключения этого типа порчи продукции. Очевидно, что скорость поглощения влаги связана с окружающими условиями. Существуют регионы с очень сухим климатом, где печенье поглощает мало влаги, но в большинстве стран в течение большей части года влажность как в помещении, так и вне его весьма высока, в связи с чем требуется хорошая защита печенья от влаги.
Очень редко все поверхности упаковки печенья подвергаются одинаковому воздействию, поэтому упаковка печенья в коробках при хранении рядом с аналогичными коробками бывает в значительной мере защищена. Так как все оценки скоростей поглощения влаги относительны, почти невозможно определить срок годности при хранении в абсолютных величинах (см. также раздел 5.4.3).
Ускоренные испытания срока хранения направлены на то, чтобы проверить в большей степени влагонепроницаемость упаковки, чем ее защитные свойства относительно других изменений, вызывающих порчу при хранении. Для таких испытаний обычно используют один из двух наборов условий:
- умеренные условия, определяемые как 75% относительной влажности при температуре 25 °С;
- тропические условия — 90% относительной влажности при температуре 38 °С.
Оценка показывает, что упаковка, хранящаяся в умеренных условиях, поглощает влагу в три раза быстрее, чем в «нормальных» условиях хранения в Великобритании. Является ли эта оценка правильной или нет, фактически не важно, поскольку результаты этих испытаний следует рассматривать как относительные. В определении количе-
Рис. 41.3. Типичная скорость поглощения влаги печеньем в атмосфере с относительной влажностью 70%ства влаги, которое может быть поглощено печеньем, или того, какова может быть его конечная влажность перед тем, как оно будет считаться слишком мягким или «лежалым» для потребления, существует определенная проблема. Для сравнения удобно оценить время, необходимое, чтобы при контролируемых условиях хранения масса упаковки увеличилась на 1%. Это может быть произведено путем проверки увеличения массы упаковок, хранящихся в течение семи дней в камере с контролируемыми умеренными или тропическими атмосферными условиями. Атмосферу с относительной влажностью 75% обеспечивает атмосфера над насыщенным раствором хлорида натрия (это разрушающее испытание, поскольку содержимое испытываемых пачек становится непригодным для потребления). Необходимо очень тщательно определить количество упаковок, которые должны быть подвергнуты испытаниям, и способы использования полученной информации. Влагопрочность упаковок может сравниваться с теоретическим максимумом, основанным на свойствах упаковочной пленки в соответствии со спецификацией на нее. Поглощение влаги можно сравнивать для разных упаковок одного типа, что дает представление о текущих или установившихся отклонениях для конкретной упаковочной машины.
Поскольку пространство для подобного тестирования срока хранения будет, вероятно, более лимитирующим фактором, чем стоимость образцов, необходимо определить, какая информация была бы наиболее полезна в результате контрольного испытания. Основу для сравнения дают несколько образцов определенной упаковки в неделю, а периодическая большая проба покажет краткосрочные отклонения, которые следует ожидать от упаковочной машины. Подобные испытания свидетельствуют об относительной эффективности различных типов упаковочных машин, используемых с различными типами упаковок. Упаковки, демонстрирующие по ускоренным испытаниям срока хранения крайне низкую эффективность, должны быть проверены, а место и возможная причина дефектов упаковки зафиксированы. Нарушения герметичности швов могут возникать из-за отклонений в работе упаковочной машины или неудовлетворительной свариваемости пленки, а отверстия в тех или иных местах могут отражать наличие острых кромок, что требует анализа конструкции упаковки.
Внешний вид упаковки
Сильное влияние на потребителя оказывает внешний вид упаковки, и поэтому недопустимо направление в продажу упаковок с браком в печати или в положении обертки на упаковке, так как это может внушить потребителю мысль о таком же небрежном подходе к качеству содержимого. В функции всех связанных с упаковкой операторов должно входить наблюдение и пресечение подобных дефектов, так как выполняемых специальным персоналом выборочных проверок вряд ли окажется достаточно.
Маркировка пачек
Указание срока годности («годен до…», «best before…») или другой маркировки упаковок очень важно, поскольку дает информацию изготовителя, которая может оказаться необходимой в случае жалоб потребителей. При обнаружении серьезного производственного дефекта эта маркировка позволяет при необходимости найти и отозвать продукт.
Сломанное и нестандартное печенье, его вкус и текстура
Печенье может быть сломано в результате работы упаковочной машины, «растрескивания» (см. раздел 39.2) или неаккуратного обращения после выхода упаковок из машины. Проверки Службы контроля качества должны определить, насколько велика проблема и каковы причины ее возникновения, так как для потребителя особенно неприятно сломанное печенье. Естественно, совершенно неприемлемо, если сломанное печенье присутствует в упаковках до того, как они покинут фабрику, но также следует проверять, не вызывает ли поломок транспортировка и погрузочно-разгрузочные операции в складах и магазинах.
Для оценки качества печенья некоторые отобранные упаковки необходимо открыть, и поэтому, как и при испытаниях срока хранения, следует решить, отбирать ли несколько упаковок каждую неделю или много упаковок через определенные интервалы времени. Выявление лома должно сочетаться с оценкой общего качества, включая цвет, вкус и текстуру. Оценка вкуса требует дегустационных испытаний, которые для получения полезных результатов должны быть очень тщательно организованы. Вопрос дегустационных испытаний более полно рассмотрен в разделе 5.4.2.
Организация отбора образцов в магазинах и на складах для испытаний качества может быть довольно сложна, а затраты на эту процедуру велики, в связи с чем от этих образцов следует получить максимум информации. Чтобы изменения, связанные с хранением, транспортировкой, погрузкой и разгрузкой можно было бы сравнить со свежими образцами на фабрике, необходимо фиксировать не только внешний вид и вкус печенья, но и массу упаковок, состояние обертки, длительность хранения изделий и качественные характеристики образцов в момент отбора проб. Рекомендуется воспользоваться возможностью сравнить образцы печенья конкурентов, так как именно в таких условиях будут сравнивать их потребители. В результате удовлетворительных испытаний контроля качества на свежих упаковках руководство может самоуспокоиться в отношении качества продукции компании. На этом этапе вполне оправданы усилия на прослеживание пути упаковок до места продажи и сравнение с продукцией конкурента (этим должны заниматься технологи вместе с сотрудниками подразделений сбыта и маркетинга).
Наличие в печенье посторонних примесей
Обработка пищевых продуктов всегда сопряжена с риском включения посторонних веществ. Многие примеси (кусочки металла, стекло или токсичные вещества) могут быть опасны для здоровья, но в основном посторонние вещества для потребителей не опасны, а вызывают их негативную реакцию. Необходимо предпринять все возможные меры для исключения попадания в печенье посторонних веществ и обнаружения попавших еще до того, как продукция будет отгружена с предприятия. Наличие в печенье посторонних веществ скорее могут привести к судебным преследованиям и ухудшению имиджа предприятия, чем какие-либо другие недостатки компании или ее продуктов.
Такие посторонние вещества, как стекло, камни и металл, значительно отличаются от печенья по плотности, и это свойство использовано в разработке методов обнаружения этих веществ, например, рентгеновских. В настоящее время, однако, приборы для сканирования плотности каждой упаковки печенья применяются очень редко. Проблема заключается в том, что обнаруживаемые кусочки оказываются, как правило, очень маленькими, а сканирование с последующим распознаванием и отбраковкой должно быть очень быстрым. Широко распространены детекторы металла, которые способны обнаруживать и отбраковывать упаковки, содержащие частицы металла размером 1 мм и более, и рекомендуется, чтобы все производственные линии были снабжены оборудованием для сканирования каждой упаковки после упаковочной машины. В использовании детекторов металла непосредственное участие должен принимать Отдел контроля качества — не только для обеспечения регулярной проверки их работы (по меньшей мере, в соответствии с рекомендаций изготовителя), но и для контроля сбора бракованных упаковок и последующего обследования для выявления обнаруженного металла. Поскольку целью является профилактика, необходимо выявлять источник каждого кусочка металла, при необходимости консультируясь с инженерами для принятия мер, предотвращающих такие случаи в дальнейшем. Внимание к этому вопросу на данной стадии производства не только служит для защиты репутации компании, но может и своевременно указать на необходимость ремонта машины.
Вопрос состояния кожи рук операторов и их повреждений рассматривается в главе 2. Риск снижается путем использования лейкопластырей с металлическими полосками, поскольку при случайной их потере детектор металла может его обнаружить. К сожалению, в настоящее время нет детекторов, обнаруживающих волосы или куски волокон (хлопка, нейлона или полиэфирных материалов). Хотя если потребитель их проглотит, это не особенно опасно, но такие «находки» никому не нравятся!
Чтобы при возникновении серьезных проблем все потенциально бракованные изделия могли быть отозваны, очень важно, чтобы изготовитель мог определить и проследить изменение качества изделий, выпущенных на определенной машине в определенное время. Такой отзыв возможен только в том случае, если соответствующая маркировка напечатана на каждой пачке и зарегистрировано место назначения коробок с упаковками. Именно в этом заключается суть наблюдения за «движением» изделий, важность которого для производителей пищевых продуктов постоянно возрастает.
Хранение
Когда изделие оказывается в коробках, контроль его качества как со стороны производственников, так и со стороны Службы контроля качества ослабевает — особенно, если изделия покинули фабрику, однако контролировать качество изделий необходимо до прилавка в розничной сети. Важными параметрами являются температура и влажность на складе, где находится изделие. Высокие или меняющиеся температуры могут вызвать миграцию жира, жировое поседение, проблемы с шоколадом и прогоркание. Высокая влажность (сырость) уменьшает прочность картонных коробок и увеличивает скорость влагопередачи через упаковочные пленки, поэтому все зоны склада должны быть сухими и прохладными. Хорошая изоляция стен и потолков в сочетании (при необходимости) с кондиционированием воздуха и вентиляцией снижает вероятность местного повышения или изменения температуры.
Коробки не должны храниться на полу или касаться стен. Проблемы сырости значительно уменьшаются, если обеспечивается хорошая циркуляция воздуха, а зазоры, оставленные в стыках «пол/стена», способствуют проведению дератизации.
Существует много систем складской автоматизации, а компьютерное управление делает возможным автоматическое размещение и извлечение изделий на поддонах. Службы управления при этом обеспечены постоянной информацией об уровнях запасов, что обусловливает правильную их ротацию. Затраты на такие системы могут окупиться за счет снижения необходимых трудозатрат и возможности использовать высокие здания со специально построенными стеллажами. Во избежание больших изменений температуры рядом с крышей высокие здания требуют пристального внимания к циркуляции воздуха.
Литература
1. MANLEY, D. J. R. (1998) Biscuit, Cookie and Cracker Manufacturing Manuals, 6. Biscuit packaging and storage, Woodhead Publishing, Cambridge.
Останні коментарі