Разработка керамической тары для пищевых продуктов

Содержание

Введение

. Исходные данные к проекту

.1      Описание товара

.2 Анализ аналогов

.3 Определение вариантов возможных конструктивных и эргономических решений

.4 Обоснование выбранных конструктивных решений

.5 Определение вариантов возможных цветографических решений

. Керамическая бутылка для оливкового масла со сборным укупориванием пробкой.

.1 Керамическая бутылка для оливкового масла

.2 Сборное укупорочное средство

.3 Расчеты

.3.1 Расчеты керамической бутылки

.3.2 Расчет укупорочного средства

.3.3 Расчет коэффициента использования материала для ярлыка

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

Согласно выданного технического задания целью данного курсового проекта является разработка новой конструкции глиняной тары с укупорочным средством: пластмассовой пробкой с металлическим фиксатором, соединенным с бутылкой. Также необходимо разработать и предложить варианты дизайнерского оформления ярлыка для оливкового масла торговой марки «Maestro de Oliva».

Основные задачи данного курсового проекта заключались в проведении исследования аналогичных конструкций и дизайна керамической тары для пищевых продуктов, и в выделении их основных недостатков и преимуществ. Также необходимо было обосновать выбранное проектно-конструкторское решение, разработать варианты дизайнерского решения ярлыка для полиграфии, предоставить альтернативные варианты конструкции изделия.

1. Исходные данные к проекту

В качестве исходных данных выступают следующие:

·        Упаковываемый продукт- оливковое масло «Maestro de Oliva».

·        Номинальная вместимость разрабатываемой тары- 500мл.

·        Материал, используемый при производстве изделия- керамика.

1.1    Описание товара

Упаковываемой продукцией является оливковое масло «Maestro de Oliva», производимое компанией «Olive Line International», Испания. Масло производится из таких сортов оливок, как «мансанилья» и «касэренья». По ряду маркетинговых исследований данное оливковое масло является самым популярным на рынке восточной Европы и других стран бывшего СССР. Продукт является единственным среди аналогичного ряда товаров, прошедшим полномасштабные испытания в клинике института питания РАМН.

.2 Анализ аналогов

Своеобразной визитной карточкой компании «Maestro de Oliva». Стала форма ее бутылок. Она достаточно легко узнаваема и эргономична. Также неоспоримым преимуществом этой упаковки является ее незначительный вес из-за используемого при изготовлении пластика. Варианты оформления и формы бутылок представлены на рисунке 1.

Рис. 1 - Упаковка оливкового масла Maestro de Oliva

керамический бутылка масло пробка

Однако эта линия имеет существенные недостатки. Пластик в качестве материала не подходит для продукции премиум класса, меджу тем, многие потребители предпочитают выставлять масло в качестве своеобразного украшения интерьера. К недостаткам можно отнести и средства укупоривания бутылки. Пробка может легко потеряться, к тому же неудобный колпачок увеличивает время закрывания, тем самым увеличивая время контактас воздухом, что ухудшает свойства продукции. К еще одному недостатку можно отнести прозрачность так как оливковое масло очень чувствительно к воздействию солнечных лучей.

В качестве аналогов данного изделия целесообразно приводить продукцию торговых марок, выпускающих оливковое масло в керамической упаковке. Данный сегмент упаковочного рынка является не очень распространенным, однако, проанализировав его, можно выделить следующие аналоги:

·        Valle Champaqui, Empresa

·        El, solka cywilna

·        Terre Stregate di Pacelli Maria, Azienda Olivinicola

·        Aceites Garcia Moron

В качестве первого аналога выступает органическое оливковое масло Valle Champaqui, Empresa, Кордоба, Аргентина. Преимуществом данной упаковки является чистый дизайн, немного претендующий на аутентичность. Однако графическое решение этикетки не указывает напрямую на оливковое масло. Также к недостаткам можно отнести способ укупоривания бутылки- пробковый колпачок, лентой прикрепленный к бутылке. С одной стороны засчет такого крепления пробка не потеряется и будет всегда под рукой, к тому же пробковый материал при соприкосновении с маслом не пропускает воздух. Однако для закрытия этой бутылки необходимо приложить усилия, к тому же контакт с промасленной пробкой не всегда приветствуется потребителем. Изображение данной упаковки приведено на рисунке 2.

Рис. 2 - Упаковка оливкового масла Valle Champaqui

Следующим изделием-аналогом выступает оливковое масло El, solka cywilna, Краков, Польша. К преимуществам данного товара можно отнести подчеркнутую традиционность упаковки, вызывающей ассоциации с домашней натуральной пищей. Однако это достигается с помощью использования крайне неэргономичной и неэффективной с точки зрения логистики формы упаковки. Упаковка изображена на рисунке 3.

Рис. 3 - Упаковка для оливкового масла El.

Далее в качестве аналога была рассмотрена упаковка оливкового масла Terre Stregate di Pacelli Maria, Azienda Olivinicola, Гуардия-Санфрамонди, Италия. В отличие от предыдущей, данная упаковка эргономична и удобна при транспортировании. К преимуществом данной упаковки можно отнести также цельный и грамотный дизайн и элегантную форму бутылок. Однако одна из бутылок имеет в разрезе форму прямоугольника, что значительно увеличивает механические напряжения, возникающие в стыках граней, что приводит к ослаблению ударостойкости продукции. Данная упаковка является наиболее привлекательной из всех предложенных аналогов. Упаковка приведена на рисунке 4.

Рис. 4 - Упаковка для оливкового масла Terre Stregate di Pacelli Maria

Последняя упаковка, выбранная в качестве аналога является упаковкой оливкового масла Aceites Garcia Moron, Испания. Одним из главных преимуществ данного аналога является его эргономичность, достигаемая засчет дополнительных элементов- носика и ручки. Также к преимуществам можно отнести выразительную аутентичность упаковки. Главный недостаток данной упаковки- ее малая емкость- 200мл, что неудобно использовать в быту.

Рис. 5 - Упаковка ждя оливкового масла Aceites Garcia Moron

1.3 Определение вариантов возможных конструктивных и эргономических решений

В ходе выполнения курсового проекта были рассмотрены различные варианты конструктивного решения керамической бутылки с укупориванием колпачком на металлических краплениях. При разработке конструкции стояла задача выделить продукцию из ряда аналогов, сделать ее достаточно удобной при использовании и простой по форме, сохранив однако некоторую аутентичность упаковки. Также стояла задача облегчить процессы повторного открывания и закрывания бутылки и обеспечить легкий доступ к содержимому упаковки. Необходимо было предусмотреть возможность использования упаковки после окончания продукта.

Одним из первых решений стала невысокая керамическая банка, имеющая в сечении форму прямоугольника. Форма банки довольно лаконичная, но тем не менее она довольно сильно отличается от конкурирующей продукции засчет своих пропорций. Также эта форма достаточно удобна при транспортировании и складировании. Однако существенным недостатком является наличие прямых углов, которые являются местами концентрации напряжений, что приводит к ослаблению сопротивления механическим ударам.

Рис. 6 - Поисковый вариант конструктивного решения бутылок для керамического масла

Следующим вариантом является изящная бутылка округлой формы. За счет своей формы она достаточно устойчива к воздействию механических ударов. Однако бутылка недостаточно эргономична и неудобна при повторном открывании и закрывании.

Рис. 7- Поисковый вариант конструктивного решения бутылок для керамического масла

Третьим решением было создать цилиндрическую бутылку с ручкой для упрощения использования. С одной стороны, ручка была призвана улучшить эргономические свойства бутылки, однако из-за достаточно большого веса упаковки с продуктом, необходимого эффекта не достигается.

Рис. 8 - Поисковый вариант конструктивного решения бутылок для керамического масла

Также была предпринята попытка разработать бутылку, которая в сечении имела бы форму восьмиугольника. Она обладает достаточно удобной системой отрывания и последующего закрывания, однако не является достаточно эргономичной, кроме того, дополнительные грани способствуют снижению механической прочности изделия.

Рис.9 - Поисковый вариант конструктивного решения бутылок для керамического масла

1.4 Обоснование выбранных конструктивных решений

После рассмотрения всех предложенных вариантов был выбран вариант конструкции, представленный в Приложении А .

Керамика в качестве материала была выбрана по следующим причинам:

·        производство керамики не вредит окружающей среде;

·        материал достаточно прост в обиходе и естественен;

·        глина обладает хорошей стойкостью к воздействию ультрафиолета, который вызывает разрушение в оливковом масле витамина Е, и приводит к прогорканию масла;

·        керамика обладает хорошей механической прочностью и стойкостью к воздействию высоких температур и морозомтойкостью;

·        керамика обладает очень хорошими эстетическими свойствами

Бутылка цилиндрическая, что придает ей значительную механическую прочность, из-за отсутствия мест скапливания механических напряжений. Диаметр бутылки оптимален для ее использования, а материал не позволяет руке скользить. Таким образом бутылка достаточно эргономична. Легкий доступ к содержимому упаковки, а также облегчение процесса открывания и закрывания бутылки обеспечивается засчет специального укупорочного средства с металлическими креплениями. Гарантия первого вскрытия обеспечивается полиэтиленовой пленкой, усаженной на колпачок бутылки. Для облегчения использования упаковки по окончании продукта было принято решение отказаться от наклеивающейся этикетки и заменить ее ярлыком, прикрепляемом к бутылке веревкой.

1.5 Определение вариантов возможных цветографических решений

Как итог выполнения работы было предложено 3 варианта цветографических решений. При разработке делался упор на то, что бутылка сама по себе является достаточно декоративной, и ярлык не должен отвлекать внимания от упаковки. Таким образом, цвета ярлыка должны перекликаться с цветом бутылки, и ярлык носит информативный характер.

Для всех вариантов цветографических решений была выбрана единая форма ярлыка, как наиболее лаконичная и простая. Печатаются ярлыки офсетным способом печати. В Приложении Б представлены все варианты цветографических решений.

Укупорочное средство является сборным. Пробку изготавливают из полипропилена ГОСТ 26996-86 прессованием. Номер чертежа пробки БНТУ.КП.108317.007.00.002. Крепления изготавливают из алюминиевой проволоки диаметром 1,5 мм, выполненной по ГОСТ 3282-74, сгибанием. Номера чертежей крепления БНТУ.КП.108317.007.00.004 и БНТУ.КП.108317.007.00.005.

.1 Керамическая бутылка для оливкового масла

За многие тысячелетия использования керамики человечеством было изобретено большое количество различных технологий изготовления глиняных изделий: от формования и обжига до глазурования и росписи.

Керамическая бутылка должна быть хорошо обожжена, не иметь трещин, разнотолщинности, кроме того, не должно происходить отделение краски от стенки изделия и других дефектов глазурования и росписи.

Технология производства керамических бутылок представлена на рисунке 11.

Приготовление сырья для                          Приготовление сырья для

керамической массы                                   стеклянной вставки

Приготовление керамической                       Составление шихты

массы

                                                                       Штампование и отжиг

                                               стеклянной вставки

Формование изделия (производится сливным способом, перед началом формования стеклянную вставку плотно закрепляют у стенки формы)

Сушка изделий (производится в специальных сушильных камерах)

Утельный обжиг (производится при температуре 700^оС в линейной туннельной печи)

Роспись изделий

Политой обжиг (производится при температурах, ниже, чем утельный обжиг)

Упаковка готовой продукции в картонные коробки и транспортирование их на склад

Рисунок 11 - Схема производства керамических изделий

Процесс формования керамичеких бутылок представлен на рисунке 12.

                   II                        III                       IV

Рисунок 5. Схема сливного литья в гипсовых формах

В гипсовую форму заливается керамическая масса (I), затем по истечении некоторого времени избыток воды поглощается гипсом, и после набора необходимой толщины стенки черепка, шликер сливается (II), обрезается запас в литнике (III) и готовое изделие извлекается из разборной формы (IV).

.2 Сборное укупорочное средство

Данный вид укупорочных средств достаточно удобен в обиходе, применяются они, в основной своей массе в пищевой промышленности для укупоривания тары с различного вида жидкостями. Для начала из полиуретана изготавливается пробка, которая должна быть достаточно жесткой и стойкой к истиранию. Параллельно с пробкой изготавливается резиновая прокладка, которая позволяет обеспечить лучшее прилегание пробки к горлышку бутылки, тем самым достигнув хорошего уровня герметичности закрытия пробки. Из алюминиевой проволоки диаметром 1,5 мм сгибаются 2 крепления, которые обеспечивают цельность конструкции с бутылкой, а также значительно снижают усилия, затрачиваемые на открытие бутылки.

2.3 Расчеты

.3.1 Расчеты керамической бутылки

Расчеты параметров керамической бутылки производились исходя из заданного объема в 500 мл. Так как бутылка имеет достаточно простую форму, расчет ее параметров заключается в вычислении необходимого объемов 3 геометрических фигур:

V_внутр=525мл

Таким же образом рассчитаем внешний объем керамической бутылки V_внеш=654мл.

Следующим этапом будет расчет стеклянной вставки:

Затем, зная плотность бесцветного стекла марки ТК16 (ГОСТ 13659-78), которая равна ρ_стекла=2,4г/м³, а также плотность керамики ρ_{керамики}=2,6г/м³:

m_{бутылки}=(V_внеш-V_внутр-V₃)*

ρ_{керамики}+V₃*ρ_стекла=(654-525-6)*2,6+6*2,4=279г.

2.3.2 Расчет укупорочного средства

Укупорочное средство состоит из 4 деталей: пробки, прокладки и двух алюминиевых креплений. Расчет объема этих изделий производится следующем образом:

 =0,7 мл

Масса элементов укупорочного средства, исходя из того, что ρ_{алюминия}=2,7г/см³, ρ_ПП=1,45г/см³, ρ_резины=1,37г/см³, равна следующим значениям:

Таким образом, суммарная масса укупорочного элемента составляет

.3.3 Расчет коэффициента использования материала для ярлыка

Площадь одного ярлыка составляет:

Масса одного ярлыка составляет:

*125/10000=0,48г

Параметры ярлыка (длина на ширину):40х100

Картон для ярлыков изготавливается в рулонах и листах. Так как спроектированная упаковка является подарочной упаковкой премиум-класса, целесообразно выбирать листовой картон, так как качественнее и печать на нем получается лучше и ярче, однако использование листового картона снижает К_им, что ведет к удорожанию изделия. Листовой картон выпускается следующих параметров: 570х880, 740х930, 790х1080, 800х1000, 840х1080, 840х1150, 980х710, 1100х850, 1150х600, 1150х710, 1180х740, 1180х930, 1180х970.

Для достижения оптимальных параметров экономических затрат, коэффициент использования материала должен быть как можно выше. При позиционировании ярлыков на листах необходимо учитывать припуск 5 мм по краям заготовки, также необходимо учитывать дополнительные отклонения по ширине и длине листа - 10 мм.

После проведения расчетов оказалось, что наибольший К_им получится при использовании листов параметрами 1100х850 мм. На этом листе можно разместить:

По длине: (1100-10)/45=24 развертки

По ширине: (850-10)/105=8 разверток

Таким образом на листе поместится 192 ярлыка.

К_им=(192*3800)/(1100*850)=78%

Заключение

В рамках данного курсового проекта был разработан вариант новой конструкции керамической бутылки для оливкового масла «Maestro de Oliva», объемом 500 мл с о стеклянной мерной линейкой и сборным укупорочным средством: полимерной пробкой с алюминиевыми креплениями. Были предложены варианты оформления ярлыка.

Также было проведено исследование аналогичных конструкций и дизайна керамических бутылок для оливкового масла, были выявлены их основные недостатки и достоинства, обоснованы разработанные проектно-конструкторские решения, представлены возможные варианты разработки данной конструкции. Был проведен расчет расхода материала для изготовления упаковки, а также были просчитаны основные параметры упаковки.

Список использованных источников

1.      Миклашевский А.И. Технология художественной керамики. Л.: Издательство литературы по строительству, 1977. - 304с.

.        Конструирование и дизайн тары и упаковки: Учебник для вузов/ Н.Ф. Ефремов, Т.В. Лемешко, А.В. Чуркин; Моск. гос. ун-т печати. - М.: МГУП, 2004. - 424с.

.        Шипинский В.Г. Упаковка и средства пакетирования: Учебное пособие - Мн.: УП “Технопринт”, 2004.- 416 с.: ил.

.        ГОСТ 9169-75 «Сырье глинистое для керамической промышленности. Классификация»

5.      ГОСТ 3282-74 «Проволока металлическая общего назначения»

6.      ГОСТ 1342-78 «Бумага для печати. Размеры»

Приложения

Приложение А

Итоговый вариант конструкции керамической бутылки

Приложение Б

Рисунок Б.1 - Ярлык для оливкового масла

Рисунок Б.2 - Ярлык для оливкового масла

Рисунок Б.3 - Ярлык для оливкового масла