Белорусский национальный технический университет

    Факультет технологий управления и гуманитаризации

    Кафедра «Организация упаковочного производства» 
 
 
 
 
 

    Расчетно-пояснительная  записка

    к курсовому проекту

    по  дисциплине «Конструирование и проектирование тары и упаковки»

    Тема  проекта: «Разработка стеклянной тары для пищевых продуктов» 
 
 
 
 
 

    Исполнитель:      ст.гр.308316Абмётка А. В.

    Руководитель:      доцент Якимович Е.Б. 
 
 
 

    Минск 2011

    Содержание 

 

     Введение

    Целью данного курсового проекта является разработка конструкции стеклянной тары для стеклянной бутылки объемом 750 мл торговой марки «Карл Маркс».Необходимо предложить варианты дизайнерского решения стеклянной тары для серии вин 4 видов (безалкогольное, слабоалкогольное, стандартной крепости, крепленое). Разработать варианты дизайнерского оформления этикеток.

    Основными задачами являлось проведение исследования аналогичных конструкций и дизайна стеклянной тары для пищевой продукции, выделение их недостатков и преимуществ, обоснование разработанных проектно-конструкторских решений, представление всех возможных вариантов разработки данной конструкции, расчет расхода материала, разработка вариантов дизайнерского оформления этикеток для полиграфии.

 

     1 Исходные данные к проекту

 

       Исходные  данные к проекту: Вино торговой марки «Карл Маркс». Необходимо разработать конструкцию стеклянной тары объемом 750. Предложить варианты дизайнерского решения стеклянной тары для серии вин 3 видов (безалкогольное, слабоалкогольное, крепленое). Разработать варианты дизайнерского оформления этикеток.

  1.1 Описание товара

 

       Упаковываемой продукцией является вином торговой марки «Карл Маркс». Компания «КМ» — это отечественный белорусский производитель продуктов питания. С 2010 года компания развивает производство и направляет свои усилия на удовлетворение потребностей людей в качественных и здоровых продуктах.

  1.2 Назначение и область применения

 

         Требования, предъявляемые к стеклянной таре:

1. Тара должна быть безвредной для человека, т. е. вещества, из которых сделана тара, не должны переходить в продукт и вступать в реакцию с его химическими веществами
2. Тара должна быть прочной при минимальных затратах материала на ее изготовление;
3. Тара должна выдерживать нагревание при стерилизации и обеспечивать сохранность герметичности.
4. Тара должна предусматривать удобство открывания;
5. Тара должна давать гарантию первого вскрытия;
6. Тара должна предусматривать удобство извлечения содержимого из бутылки.

    Преимуществом стеклянной тары является то, что ее можно использовать несколько раз. Стекло устойчиво к кислотам, солям и другим веществам, что позволяет фасовать в стеклянную тару любые виды продуктов.

  1.3 Анализ прототипа изделия и его аналогов

       Конструкция стеклянной бутылки для вин торговой марки «Карл Маркс» имеет цилиндрическую форму с пробкой и выполнена по ГОСТ-10117.1-2001 тип XVI. Этот вариант бутылки представлен на рисунке 1. 

    

 

    Рисунок 1 – Упаковка для вина марки «Карл Маркс»

       В качестве аналога данной продукции выбрана стеклянная бутылка для вина сухого белого «Алиготе», , массой нетто 700 мл минского завода виноградных вин (рисунок 2). Продукция этого завода широко распространена на рынке Беларуси. 

    

 

    Рисунок 2 – Упаковка для вина Минского завода виноградных вин

В качестве второго аналога рассмотрена  стеклянная бутылка для вина «Кадарка десертная» завода виноградных вин «Дионис» (рисунок 3). 

    

 

    Рисунок 3 – Упаковка для вина «Дионис»

  1.4 Определение вариантов возможных конструктивных и эргономических решений

    В процессе выполнения проекта были предложены несколько вариантов конструктивных исполнений стеклянной бутылки для вина.

    Одним из первых решений явилась бутылка типа XX стеклянной бутылки из ГОСТ-10117.1-2001 (рисунок 6). Форма бутылки довольно простая.

    

    Рисунок 6- Поисковые варианты конструктивных решений стеклянной бутылки для вина

    Следующим решением явилась бутылка типа II на рисунке 7.

    

    Рисунок 7- Поисковые варианты конструктивных решений стеклянной бутылки для вина

  1.5 Обоснование выбранных конструктивных решений

 

       После рассмотрения аналогов и поисковых  вариантов был выбран представленный на рисунке 8 вариант конструкции

  1.6 Определение вариантов возможных цветографических решений

       В процессе выполнения работы были предложены 3 варианта цветографических решения. При разработке делался упор на такие моменты как незагруженность поля этикетки, читаемость информации. Этикетка должна привлечь внимание покупателя при первом взгляде и способствовать легкой узнаваемости товара.

       Для всех решений форма бутылки одинакова и различаются они этикетками, конрэтикетками (Приложение Б, Приложение В).

    2.Стеклянная бутылка для вина

 

    Стеклянную бутылку изготавливают механическим выдуванием. Для изготовления стеклянной банки был выбран материал - стекло бесцветное марки Т согласно ГОСТ-10117.1-2001. Номер чертежа стеклянной бутылки для вина БНТУ.КП.308316.01.001

    Номер сборочного чертежа стеклянной бутылки для вина БНТУ.КП.308316.01.000.СБ

  2.1 Стеклянная бутылка для вина

    Стекло  – очень древний упаковочный  материал. Стеклянная тара – изделия из стекла, предназначенные для расфасовки, хранения, транспортировки, реализации продуктов питания и напитков.

    Стеклянные  банки должны быть хорошо отожжены, быть термически стойкими, выдерживать без растрескивания перепады температур от +40⁰ до 100⁰С. Банки являются массовой многооборотной тарой, используемой главным образом для консервирования плодовоовощных и других продуктов питания.

       Технология  производства стеклянных изделий представляет собой несколько последовательных процессов и представлена на рисунке 11. 

 

 
 
 

 
 
 

 
 

 
 

Рисунок 11- Схема производства стеклянных изделий

 

        Процесс выдувания широкогорлой тары отображен на рисунке 12. После формирования горла I изделия раздувается пулька (промежуточная заготовка)II, которая передается в чистовую форму III, где и происходит окончательное выдувание готового изделия IV. 

    

    Рисунок 12 – Схема механизированного выдува широкогорлых изделий

       Затем осуществляется передача тары на транспортер  и подготовка формового комплекта к приему новой капли стекломассы. Рассчитанный режим отжига должен обеспечить снятие внутренних напряжений до значений, гарантирующих сохранность изделий в процессе дальнейшей обработки и эксплуатации.

  2.2 Расчеты

    2.2.1 Расчет стеклянной бутылки

    Расчеты геометрических параметров разрабатываемой  бутылки проводились исходя из заданного объема в 750 мл. Сложная форма бутылки была подразделена на более простые и затем вычислили их суммарный объем с учетом толщины стенки в 3 мм и толщины дна в 4 мм. Объем данной бутылки можно рассматривать как объем усеченного конуса и объем цилиндра.

          V1 = 1/3πh(r²+r*r+r²)=65 мл;  V2= πr²h=723.508 мл; Vвнутр. =790мл 

V2=1/3πh(r²+r*r+r²)=70 мл;  V2= πr²h=968,763 мл; Vвнешн. =1040мл

     Для бутылки заданного объема допускается отклонения по номинальной вместимости ±10мл.

     Зная  плотность стекла марки Т (ГОСТ-10117.1-2001) ρ_стекла = 2,5г/см³ , рассчитана масса готового изделия:

M_{бутылки} =(V_внешн -V_внутр)·ρ=(1040-790) 2,5=625 г. 

    2.2.2Расчет коэффициента использования материала для этикеток

     Площадь этикетки:

     (47х19)+(7х31)=1110 мм²

     Масса одной заготовки:

     100×0,11=11 г

     Площадь контрэтикетки:

     (37х30)+2(1/2х7х30)=1320 мм²

     Масса одной заготовки:

     100×0,132=13,2 г

     Параметры этикетки: 50×47 мм (длина на ширину). Параметры контрэтикетки: 51×34 мм (длина на ширину).

     Бумага  этикеточная изготавливается в  рулонах и листах. Выбираем листовой материал с заданным рядом размеров листов: 570х880, 740х930, 790х1080, 800х1000, 840х1080, 840х1150, 980х710, 1100х850, 1150х600, 1150х710, 1180х740, 1180х930, 1180х970. После проведения расчетов, выбираем листы с наиболее оптимальными параметрами расположения разверток. Дополнительное отклонение по ширине и длине листа не должно превышать 10 мм. По периметру заготовки учитывается припуск 5 мм.

     Расчет  коэффициента использования материала  для контрэтикеток:

1. Лист 980х710:

    (980-20):34=28,2-по  ширине листа можно разместить 28 разверток

    (710-20):51=20,8-по длине листа можно разместить 20 разверток

    К_им=(28*20)*1320/980*710=69%

2. Лист 1150х600

    (1150-20):34=33 - по ширине листа можно разместить 33 развертки

    (600-20):51=11,4- по длине листа можно разместить 11 разверток

    К_им=(33*11)*1320/1150*600=69%

3. Лист 1180х740

(1180-20):34=34,1- по ширине листа можно разместить 34 развертки

(740-20):51=14,1- по длине листа можно разместить 14 разверток

    К_им=(34*14)*1320/1180*740=72%

     Наибольший  коэффициент использования материала  при позиционировании этикеток на листе 1180х740 мм (72%).

     Расчет  коэффициента использования материала для этикеток

    Произведен  расчет и подбор наиболее предпочтительных размеров листов для позиционирования развертки: 790х1080 (К_им=43,7%), 840х1080 (К_им=43,6%), 1150х600 (К_им=42%), 1150х710 (К_им=42%). Коэффициент использования материала получен достаточно низкий из-за сложной формы этикетки. После специальной компоновки разверток на листе 790х1080 получено, что по ширине можно разместить 17 этикеток, а по длине- 32 этикетки.