ИННОВАЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЧНАЯ ТАРА ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ ДВУХ КОМПОНЕНТОВ, ПОЗВОЛЯЮЩАЯ ПРОДЛЕВАТЬ СРОК ГОДНОСТИ БЕЗ КОНСЕРВАНТОВ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются особенности повышения функциональности и надежности тары, предназначенной для упаковки, упрощения ее конструкции за счет увеличения емкости дополнительного компонента и срока хранения в ней продукции. В процессе изготовления упаковочных контейнеров объясняется их простота использования, а также удобство изготовления с использованием биоразлагаемых материалов. Этот упаковочный продукт, состоящий из двух компонентов, является инновационным, экологически чистым и простым в утилизации.

ABSTRACT

The article discusses the features of increasing the functionality and reliability of containers intended for packaging, simplifying its design by increasing the capacity of the additional component and the shelf life of products in it. The process of manufacturing packaging containers explains their ease of use, as well as the convenience of manufacturing using biodegradable materials. This packaging product, consisting of two components, is innovative, environmentally friendly and easy to recycle.

Ключевые слова: тара, хранение, компоненты, емкость, крышка, шток, прокладка, мембрана, стакан, контейнер для основного компонента, емкость для дополнительного компонента.

Keywords: container, storage, components, capacity, cover, rod, gasket, membrane, glass, container for the main component, capacity for an additional component.

Введение. Актуальным в пищевой, химической, фармацевтической и медицинской промышленности является создание тары для двух компонентов, которые длительно хранятся изолированно друг от друга, но смешиваются после открытия тары непосредственно перед употреблением. Так, для полного использования полезных свойств напитков, получаемых из натуральных ингредиентов и не содержащих консервантов, имеющих очень ограниченные сроки хранения и относящихся к быстро портящимся продуктам, хранение концентрированного купажа производится отдельно от питьевой воды в специальной таре, например, емкости (капсуле) и их смешивание непосредственно перед употреблением.

В настоящее время известна пластмассовая бутылка для напитков с капсулой, которую предлагается приваривать непосредственно к горлышку емкости, подобно мембране; при этом капсула выполняется и определяется по размерам так, что она удерживается с точной подгонкой, зажимаясь своей конической частью в горлышко емкости или коническую приемную полость сварочной головки; кромка капсулы приваривается к торцу горлышка емкости [1].

Недостатком пластмассовой бутылки является незначительный полезный объем камеры для ингредиентов, отсутствие приспособления для вскрытия капсулы, а также отсутствие механизма извлечения раскрытой капсулы из горлышка бутылки.

Известна упаковка, содержащая емкость для основного компонента, крышку, соединенную с емкостью, контейнер для вводимого компонента, размещенный в верхней части внутри емкости. Контейнер имеет отверстие с клапаном. Контейнер и клапан выполнены с возможностью смещения относительно друг друга. На контейнере или на клапане выполнены элементы сцепления. Между внутренней частью емкости и внешней стороной контейнера выполнен канал для выпуска приготовленной смеси. На крышке установлен шток с направляющими элементами, обеспечивающими заданное перемещение его относительно крышки. На верхнем конце штока имеется кнопка. Шток снабжен рабочим органом, который выполнен с возможностью взаимодействия с элементами сцепления контейнера или клапана [2].

На наш взгляд, недостатком известной упаковки является сложность конструкции, небольшой объем контейнера (капсулы), а также сложным и не технологичным в изготовлении является устройство для раскрытия капсулы и смешивания содержимого капсулы и содержимого бутылки.

Ранее была разработана тара для двух компонентов, включающая контейнер с резьбовым горлышком, заполненный жидким продуктом, и капсулу с концентрированным продуктом, расположенную в крышке контейнера. Крышка контейнера выполнена из двух деталей, образующих внутренне пространство капсулы. Первая, из которых изготовлена в виде сборного стакана, дно которого закрыто мембраной из непроницаемого для концентрированного и жидкого продукта материалов. Стенка стакана охватывает горлышко контейнера с двух сторон и навинчена на горлышко. А вторая – в виде двух коаксиально расположенных трубных участков, объединенных общим торцевым участком, соединена с первой так, что внутренний трубный участок расположен внутри стакана, а наружный трубный участок расположен снаружи стакана, первая и вторая детали соединены между собой при помощи шлицевого соединения с возможностью осевого перемещения, при этом крышка оснащена двухпозиционным фиксирующим механизмом, а внутренний трубный участок оснащен острой кромкой для вскрытия капсулы [3].

Основными недостатками рассмотренной тары для двух компонентов являются: сложность конструкции, сборки и использования тары, незначительный полезный объем камеры для ингредиентов.

Цель – разработка инновационной и экологической тары для раздельного длительного хранения двух компонентов, приготовления рабочих смесей непосредственно перед их употреблением, позволяющая упростить конструкцию, используя в качестве контейнера для одного из компонентов стандартную емкость объемом 0,33–2,0 литра со стандартной винтовой резьбой, облегчить сборку тары и ее эксплуатацию, а также повысить функциональность и надежность тары, увеличить объем емкости для дополнительного компонента и срок его хранения.

Результаты исследований

Общая характеристика тары для раздельного длительного хранения двух компонентов. Нами предлагается инновационная и экологическая тара для раздельного хранения двух компонентов [4], содержащая контейнер с резьбовым горлышком, заполненный жидким продуктом (рисунки 1–4), отличающуюся от известных разработок тем, что дополнительно снабжена емкостью, навинчивающуюся на контейнер и имеющую гофрированную зону в центральной ее части с возможностью сжатия, снабженную двумя горлышками, расположенными в верхней и нижней ее части, имеющими наружную и внутреннюю резьбу соответственно, при этом в верхнее горлышко вставлен шток, состоящий из пятки, диаметр которой равен наружному диаметру горлышка, и стержня, заостренного под тупым углом, длина которого варьируется в зависимости от размера емкости, и навинчивается крышка, а нижнее горлышко имеет сужение в виде усеченного конуса с вставленной в него пробкой с неподвижно установленной в нее непроницаемой мембраной, имеющей утончения, радиально расходящиеся от центра по краям, зафиксированной прижатием с помощью резьбового соединения контейнером, при этом нижнее горлышко емкости и пробка выполнены в виде отвечающих друг другу конусных поверхностей, а тара дополнительно снабжена закрепленным на нем защитным стаканом.

К контейнеру с основным компонентом можно закреплять игрушку, которая будет располагаться между защитным стаканом и емкостью с дополнительным компонентом. Игрушки могут быть разнообразными для мальчиков серии игрушек «Воины разных стран и эпох» (рис. 5), для девочек серии игрушек «Куклы: куклы – подружки и куклы в национальных костюмах» (рис. 6), а также для маленьких серии игрушек «Мультперсонажы: персонажи отечественных мультфильмов и персонажи зарубежных мультфильмов» (рис. 7). Кроме этого, для взрослого населения и туристов вместо игрушек можно использовать серию: национальные знаки-символы Республики Беларусь и их значение (рис. 8), серию: геральдика регионов Республики Беларусь (рис. 9). Для коллекционеров можно предложить серию нумизматика «Монеты и банкноты разных стран мира и эпох».

Статическое описание тары для раздельного длительного хранения двух компонентов. На рисунке 1 схематично изображена тара для раздельного хранения двух компонентов и схематично изображена пробка с мембраной.

Тара состоит из: контейнера для основного компонента 1 c резьбовым горлышком 2, емкости для дополнительного компонента 3, с верхним и нижним горлышком 4 и 5, гофрированной зоной 6, штоком 7, крышкой 8, пробкой 9, мембраной 10, защитного стакана 11.

Контейнером для основного компонента 1 c резьбовым горлышком 2, может быть любая стандартная емкость объемом 0,33–2,0 литра, имеющая горлышко со стандартной винтовой резьбой под водяную крышку или специально разработанная. Контейнер может быть изготовлен из различных материалов, используемых в пищевой промышленности, в том числе и биоразлагаемых, таких как полипропилен, полиэтилентерефталат, а также древесины, металла, стекла.

Емкость для дополнительного компонента 3 снабжена верхним и нижним горлышком 4 и 5, гофрированной зоной 6, штоком 7, крышкой 8, пробкой 9, мембраной 10.

Емкость для дополнительного компонента 3 соединяется с контейнером для основного компонента 1 посредством резьбового соединения, навинчиваясь горлышком 5 на горлышко 2.

Емкость для дополнительного компонента 3 снабжена специальной гофрированной зоной 6 в центральной ее части. За счет этого емкость 3 при направленном вертикальном механическом воздействии способна складываться. Преимуществом данного технического решения является возможность максимально полного извлечения дополнительного компонента из емкости 3 при ее сжатии.

Емкость 3 может быть изготовлена из различных материалов, используемых в пищевой промышленности, в том числе и биоразлагаемых, таких как полипропилен, полиэтилентерефталат.

Пробка 9 снабжена неподвижно установленной в нее непроницаемой мембраной 10, имеющей утончения, облегчающие ее разрыв при сжатии емкости 3 и радиально расходящиеся от центра по краям, при этом нижнее горлышко 5 емкости 3 и пробка 9 выполнены в виде отвечающих друг другу конусных поверхностей.

Пробка может быть изготовлена из различных материалов, используемых в пищевой промышленности, в том числе и биоразлагаемых, таких как полипропилен, полиэтилентерефталат.

Мембрана может быть выполнена из алюминиевой фольги, полиэтилена и т.д., при этом толщина и прочность мембраны выбирается с учетом исполнения тары.

Динамическое описание тары для раздельного длительного хранения двух компонентов. Реализация осуществляется следующим образом.

Заполнение контейнера 1 основным компонентом осуществляют через горлышко 2. Затем на него навинчивают емкость для дополнительного компонента 3 с предварительно вставленной пробкой 9 и прокладкой 12 в нижнее горлышко 5, тем самым обеспечивая поджатие пробки 9 и дополнительную герметизацию соединения.

Наполнение емкости 3 дополнительным компонентом осуществляется после ее навинчивания на контейнер 1 через верхнее горлышко 4. После наполнения емкости дополнительным компонентом 3 в верхнее горлышко 4 вставляют шток 7, прокладку 13 и завинчивают крышкой 8. Сверху устанавливают защитный стакан 11 и фиксируют его.

Использование тары для раздельного хранения двух компонентов.

Снимают защитный стакан 11, надавливают на верхнюю часть емкости с дополнительным компонентом 3 для разрыва штоком 7 мембраны 10 и вытеснения дополнительного компонента в контейнер с основным компонентом 1.

Тщательно перемешивают основной и дополнительный компоненты путем встряхивания или переворачивания.

Защитный стакан 11 используют для употребления готового продукта либо его дозирования.

Для уменьшения габаритов тары с готовым продуктом после смешивания компонентов емкость для дополнительного компонента 3 можно утилизировать, предварительно с нее снять и использовать крышку 8 для герметизации полученной смеси в контейнере 1.

Дополнительным компонентом может быть жидкость различной вязкости, порошок гранулы, таблетки.

Тара для раздельного хранения двух компонентов может быть изготовлено из известных в промышленности материалов с использованием известных технологий и оборудования.

Описанную тару для раздельного длительного хранения двух компонентов рекомендуется использовать для хранения быстро портящихся натуральных напитков, приготовленных без использования химических консервантов. Конструктивно-технологические особенности предлагаемой тары предполагают возможность раздельного хранения в течение длительного периода времени компонентов натуральных напитков: воды в контейнере для основного компонента и купажа напитка с количеством сухих веществ не менее 70% в емкости для дополнительного компонента. Концентрированный купаж натурального напитка с концентрацией сухих веществ не менее 70% и вода способны храниться в герметической таре достаточно длительный период времени (до 1 года и более) не требуя особенно жестких условий хранения (температуры, влажности и т.д.), т.е. правильного для хранения необходимы стандартные комнатные условия.

Широкое и повсеместное применение предлагаемой тары позволит конкурировать по срокам годности, а также потребительским характеристикам (органолептическим, физико-химическим и микробиологическим свойствам) натуральным напиткам с синтетическими напитками и напитками, которые используют в своих рецептурах не всегда полезные для здоровья человека синтетические консерванты.

Заключение

Таким образом, нами разработана инновационная, экологичная и легко утилизируемая тара для раздельного хранения двух компонентов с возможностью вложения игрушки, позволяющая повысить функциональность и надежность тары, увеличить объем емкости для дополнительного компонента и срок его хранения, приготавливать рабочие смеси непосредственно перед их употреблением, упростить конструкцию, используя в качестве контейнера для одного из компонентов стандартную емкость, облегчить сборку тары и ее эксплуатацию.

Список литературы:

1. Мюлеманн, Р. Пластмассовая бутылка с капсулой: Патент №2357901, RU, МПК⁷ В 65D 51/28, В 65D 81/32, В 65D 41/44, В 65D 17/50, В 65D 25/08, B 65B 7/28, B 29C 65/44, B 29C 65/78 / Р. Мюлеманн; опубл. 10.06.2009 // Государственный реестр изобретений Российской Федерации. – Бюл. №24. – 2009.
2. Агарков, А.В. Упаковка: Патент №2411169, RU, МПК⁷ В 65D 81/32, В 65D 51/28 / А.В. Агарков; опубл. 10.02.2011 // Государственный реестр изобретений Российской Федерации. –  Бюл. №4. –2011.
3. Розиев, Р.А. Тара для двух компонентов: Патент №2344978, RU, МПК⁷ B 65D 51/28 / Р.А. Розиев, В.А. Соколов, И.Л. Базанова; опубл. 27.01.2009 // Государственный реестр изобретений Российской Федерации. –  Бюл. №3. – 2009.
4. Ловкис, З.В. Тара для раздельного хранения основного и дополнительного компонента: Патент № 19290. BY, МПК⁷ B 65D 81/32, B 65D 51/28/ З.В. Ловкис, С.А. Арнаут, В.В. Литвяк, В.В. Москва; заявка №а20120579; заявитель РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию». – заявл. 09.04.2012; опубл. 30.06.2015// Афiцыйны бюл. / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. – 2015. – 5 с.