Bag-in-box (англ. «мешок в коробке», сокращённо BIB или БиБ) – удобное и недорогое решение для упаковки, хранения и транспортировки жидких и полужидких продуктов, пищевых или промышленных. Эластичный герметичный пакет с клапаном, который для конечных потребителей снабжают краником, помещается в картонный короб. Бэг-ин-боксы надёжно защищают содержимое от окисления, что делает их идеальными для вина и пива (которое предварительно нужно декарбонизировать), вендинговых автоматов с напитками, сиропов в системах розлива постмикс. Благодаря многолетнему опыту работы с этой тарой мы предлагаем инженерные решения для использования БиБ под разные задачи и объёмы продукции.

После подключения клапана к системе розлива с помощью БиБ-коннектора и при открывании крана содержимое выливается под действием силы тяжести. Мешок оседает. Значит, воздух не может попасть внутрь. Клапан или кран герметично закрывается, что также исключает контакт кислорода с напитком. Поэтому срок годности вина, сока или пива в бэг-ин-боксах зависит лишь от того, насколько быстро воздух просочится через спаечные швы. Это занимает от полугода до 2 лет при нетронутом закупорочном клапане с краном или пробкой.

После вскрытия клапана напитки и другие жидкие или полужидкие продукты питания пригодны к употреблению в течение 1 месяца. Это огромное преимущество перед технологией Tetra-Pack сделало бэг-ин-боксы настоящим хитом современного пищепрома. Их используют повсюду: в гостиницах, ресторанах, барах и кафе, школах и детских садах, медицинских учреждениях.

БиБы бывают разной формы и размера: квадратные или прямоугольные, с прямыми, закруглёнными или острыми углами (то есть треугольные в сечении), вместительностью от 1,5 до 1000 литров.

Бэг-ин-бокс – самая лёгкая упаковка для жидких товаров, что существенно снижает затраты на перевозку: вы платите за вес товара, а не тары. БиБ экологичны: 75 % веса – картон, 25 % – полиэтиленовый пакет. При раздельном сборе мусора обе части легко отделяются друг от друга, а в целом в БиБ на 75 % меньше пластика, чем в ПЭТ-таре.

Мы уже писали на новом сайте о преимуществах bag-in-box для логистики, экологии и продления срока хранения вина. Теперь подробнее поговорим об истории и технологии розлива в БиБ.​

Разработка и применение bag-in-box

Впервые концепция «мешков в коробке» появилась в США в 1955 году. Тогда они были намного проще: одноразовые однослойные пакеты в картонной упаковке. Их разработал американский химик Уильям Шолль для упаковки и перевозки серной кислоты. Кислота необходима для заправки сухозаряженных аккумуляторов. Эта технология до сих пор применяется в точках техобслуживания и гаражах по всей Америке. Бэг-ин-боксы сразу понравились производителям молока, которые стали продавать его в новой, удобной таре. К началу 1960-х была придумана 19-литровая канистра для автоматов по выдаче молока (покупатели должны были возвращать пустую тару для утилизации).

В середине 1960-х годов виноделы Австралии обратили внимание на новую тару. Настоящая революция в розливе и перевозке вина началась в 1967 году, когда был запатентован пластиковый клапан с краном. И bag-in-box наконец обрёл современный вид:

1) эластичный, полностью герметичный мешок из многокомпонентных полимерных плёнок;

2) односторонний клапан, через который содержимое подаётся внутрь при розливе и только наружу после вскрытия;

3) краник для розлива (если не используется система розлива с БиБ-коннектором);

4) прочная коробка из картона.

С начала 1970-х производство БиБ с вином в Австралии было поставлено на поток. Тогда для мешков применялась двуслойная плёнка: ламинат из смеси полиамида и полиэтилена низкой плотности с покрытием из сополимера поливинилиденхлорида. Сейчас для упаковки вина в бэг-ин-боксы используют фольгированные коэкструдированные пакеты минимум из 5 разных полимерных материалов.

В каждый мешок запаяно пластиковое уплотнение (заполняющая горловина). В него вставляется краник (для потребителей) или клапан (для подключения к системе розлива через БиБ коннектор). Основной стандарт краников / клапанов для бэг-ин-бокс – Vitop^® Original, разработанный одноимённой компанией. В 2020 году компания Smurfit Kappa произвела более 5 млрд кранов Vitop^®. Это двухпозиционные краны для жидкостей с низкой вязкостью. Чтобы налить вино из пакета, нужно нажать кнопку, чтобы остановить налив – отпустить её. Другой распространённый и более новый стандарт – FlexTap^®. При необходимости можно легко использовать адаптеры под разные горловины.

Краники / клапаны для розлива вина и других напитков из бэг-ин-бокс, как правило, состоят из нескольких деталей. Детали изготавливаются из разных соединений, в том числе полипропилена, ПНД и термопластичной эластомерной смолы. При производстве каждый краник или клапан тщательно проверяют на герметичность.

Технология bag-in-box применяется в пищевой промышленности очень широко:

    • подача сиропов в системы розлива напитков постмикс;

    • герметичное хранение, перевозка и применение в HoReCa любых жидких и полужидких пищевых продуктов – молока и молочных продуктов, смесей для мягкого мороженого, фруктовых соков, концентратов и пюре, томатной пасты, приправ и соусов, растительніх масел, яичного меланжа и так далее.

Так как есть возможность полностью асептического розлива в БиБ, эта упаковочная тара становится популярной и в фармацевтической промышленности.

Наш многолетний инженерный опыт работы с жидкостями и системами розлива на основе БиБ позволяет наладить упаковку продукции в bag-in-box на любом производстве.

Материалы для производства упаковки bag-in-box

Применение нескольких материалов позволяет одновременно решить ряд задач. Например, сополимер этилена и винилового спирта обеспечивает барьерные свойства, полиамид – прочность, линейный полиэтилен низкой плотности – герметичность. Сегодня благодаря широкому ассортименту полимерных плёнок можно обеспечить как механическую прочность упаковки bag-in-box, так и надёжную защиту от кислорода. Качество полимерных материалов для БиБ постоянно улучшается.

Сам по себе полиэтилентерефталат (сокращённо ПЭТ) обеспечивает довольно средний кислородный барьер. Но после металлизации алюминием он становится прекрасной защитой от кислорода и водяных паров. Металлизированный ПЭТ применяют в вакуумных пакетах для розлива в бэг-ин-бокс кофе и многих других напитков. Для эффективного уплотнения основной материал с обеих сторон ламинируют этиленвинилацетатом. То же решение используется для хранения и перевозки продуктов с высоким содержанием жира, требующих защиты от кислорода и ультрафиолетового излучения. Такой материал хорошо знаком многим из нас в быту, ведь в него часто упакована еда для приготовления в микроволновой печи.

Этиленвинилацетат (ЭВА) – сополимер этилена и винилацетата (ВА). Он во многом похож на полиэтилен, и есть несколько способов использовать эти полимеры в виде смеси. Свойства полученной смеси зависят от доли винилацетата. Как правило, чем больше ВА, тем ниже температура уплотнения и тем выше ударная вязкость, гибкость при низких температурах, устойчивость к нагрузкам и прозрачность. При 4 % ЭВА улучшается термосвариваемость, при 8 % – ударная вязкость и эластичность (и опять-таки термосвариваемость). Если добавить ещё больше ЭВА, полученная плёнка будет хорошо сохранять свойства при растяжении.

Готовые мешки стерилизуются гамма-излучением.

Розлив вина в пакеты bag-in-box

ЭВА с ПВДХ (поливинилиденхлоридом) даёт очень прочную плёнку с высокими барьерными свойствами. Именно её в сочетании с металлизированным ПЭТ применяют для розлива вина в бэг-ин-бокс. Многие коэкструдированные плёнки для розлива вина содержат сополимер этилена и винилового спирта (EVOH) в сочетании с ЭВА, полиэтиленом низкого и высокого давления (LDPE и HDPE, по-русски ПНД и ПВД). EVOH очень популярен в пищевой промышленности: бутылочки для кетчупа и майонеза, лотки, стаканчики и т. д.

Основные технические параметры, по которым оценивают качество плёнки для бэг-ин-бокс:

• толщина плёнки;
• эластичность плёнки;
• коэффициент прохождения газа;
• передача водяных паров;
• коэффициент трения;
• сопротивление сильным сгибам (растрескивание);
• предел прочности на разрыв;
• растяжение;
• сопротивление расслаиванию;
• сопротивление сварочных швов;
• органолептическая нейтральность.​

Автоматические, полуавтоматические и ручные машины для розлива в bag-in-box

По прогнозам, мировой рынок упаковочных машин для bag-in-box в 2020-е будет расти примерно на 5 % каждый год. Спрос на экологически чистую и асептическую упаковку растёт, а значит, растёт спрос и на аппараты для розлива в БиБ. Другие косвенные факторы роста:

    • высокий спрос на вино, другие напитки и продукты питания в такой упаковке;
    • интерес производителей к недорогому и простому упаковочному решению.

Классификация bag-in-box по технологии и применению

• по типу машины для розлива (автономная или интегрированная в заводскую производственную систему);
• по степени автоматизации работы наполнительной головки и других операций (полуавтоматические, автоматические и ручные аппараты);
• по производственной мощности (10 пакетов в минуту, 11–50 пакетов/мин, 51–100 пакетов/мин и более 100 пакетов/мин);
• по технологии розлива (асептическая и неасептическая);
• по упаковочному материалу (пластик, бумага и картон, металлизированная плёнка);
• по назначению (продукты питания и напитки, средства личной гигиены, товары для дома, краски и смазки, здравоохранение и т. д.)

Автоматическая линия розлива в БиБ. Пакеты соединены в рулон с перфорацией по линии разреза. Единая лента из пакетов движется по конвееру и попадает в стерильную камеру, где каждый мешок отделяется резаком и подаётся под фасовочный патрон с зажимом.

Пакеты бэг-ин-бокс поставляются с краником/клапаном, который заранее частично погружён в уплотнение. Это позволяет автоматике работать точно, без осечек. После наполнения краник/клапан вставляется в уплотнение полностью.

 

Работа фасовочного патрона (разливочной головки) происходит по одной и той же схеме в любых системах розлива в bag-in-box независимо от степени автоматизации:

• кран или пробка вынимается из уплотнения клапана;
• мешок заполняется (вино, соки и другие жидкости подаются под действием силы тяжести или с помощью насоса);
• процесс налива точно контролируется с помощью датчика веса или объёмного расходомера;
• внутренняя мембрана сразу после заполнения запаивается;
• кран/пробка немедленно ставится на место, чтобы закупорить клапан.

Прямо перед фасовкой пакет вакуумируется, а потом в него подаётся доза пищевого азота или углекислого газа, достаточная для создания положительного давления. После заполнения внутренняя мембрана остаётся запечатанной, пока клапан или кран не вскроют. Всё это не даёт воздуху проникнуть внутрь БиБ.

Заполненный пакет по наклонной трубе падает в картонную коробку на следующем конвейере. В крупных заводских системах автоматизированы все процессы вплоть до формирования картонных коробов и паллетизирования готовых бэг-ин-боксов. Такая система розлива называется интегрированной.

 

Полуавтоматический розлив в бэг-ин-боксы: пакеты по отдельности подают к фасовочному патрону, а затем убирают и расфасовывают в коробки вручную. Сам цикл фасовки/укупоривания управляется автоматикой. Зона с фасовочным патроном защищена прозрачной перегородкой, обеспечивающей стерильность.

Это оптимальный вариант для небольшой винодельни и других видов малого бизнеса по напиткам: практически тот же функционал, что и в полностью автоматических системах, возможность асептического розлива в bag-in-box. Чтобы разливочная машина выполнила цикл, оператор вводит нужный объём на панели управления.

Если снять опорный столик, можно заполнять не только БиБ, но и другую тару – например, канистры или ПЭТ-бутылки.

Ручные разливочные машины: установка разливочной головки в нужную позицию для заполнения и закупорки производятся вручную при помощи рычага. Также пригодны для небольшого производства (от 180 до 320 пакетов по 2–3 литра в час).

Компания mBev поможет вам организовать розлив в bag-in-box в соответствии с видом и объёмом выпускаемой продукции. Это могут быть вино и пиво, другие напитки с низкой вязкостью, дезинфицирующие средства и т. д. Преимущество в том, что высокотехнологичный асептический розлив становится доступным даже для малого бизнеса. Также у нас есть большой опыт разработки вендинговых автоматов по розливу вина на базе bag-in-box.

Для консультации с нашими специалистами обращайтесь по телефонам, указанным на сайте.

Подпишитесь на наш канал в Telegram.