เรียบเรียงโดยครูผู้น้อย บทความที่เกี่ยวข้อง ส่วนประกอบของหม้อฆ่าเชื้ออาหารกระป๋อง คำแนะนำการออกแบบหม้อฆ่าเชื้ออาหารกระป๋อง แนวทางการศึกษาการกระจายความร้อนสำหรับการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและนิ่ง ค่าแนะนำและตัวอย่างในการออกแบบหม้อฆ่าเชื้อแบบแนวนอน บทความนี้เป็นข้อแนะนำที่และตัวอย่างในการออกแบบหม้อฆ่าเชื้อแนวนอน ผู้เรียบเรียงฟังบรรยายของคุณเกรียงศักดิ์ ลิ้มประจวบลาภ ผู้รู้คนสำคัญของอุตสหกรรม การแปรรูปอาหารด้วยความร้อน (thermal processing) ในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิท (hermectically sealed container) เมื่อหลายปีมาแล้ว ท่านได้กล่าวว่า รีทอร์ท (retort) ที่ใช้กันอยู่ในประเทศไทยส่วนใหญ่เป็นรีทอร์ประเภท steam retort ท่านจึงได้กรุณาให้รายละเอียดของการออกแบบไว้อย่างชัดเจน เข้าใจง่าย ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง สำหรับ วิศกร ฝ่ายผลิต รวมทั้งฝ่ายควบคุมคุณภาพ นักศึกษา นักวิชาการ หากท่านอ่านแล้วยังสงสัยสามารถเขียนคำถาม หรือแสดงความคิดเห็นได้ท้ายบทความค่ะ 1. ท่อไอน้ำเข้า (steam inlet) 2. วาล์วควบคุมไอน้ำ (Temperature control valve) 3. ท่อบายพาสส์ (by pass) 4. ท่อลมเข้า (air inlet) 5. เครื่องกรองอากาศ 6. อุปกรณ์ปรับความดัน 7. ท่อระบายน้ำ (Drain) 8. ท่อน้ำเข้า (water inlet) 9. ท่อกระจายไอน้ำ (Steam spreader) 10. ที่รองรับตะกร้า 11. แผ่นกั้นน้ำ 12. รูระบายอากาศ (bleeder) 13. เทอร์โมมิเตอร์ปรอท 14. อุปกรณ์วัดความดัน 15. วาล์วนิรภัย (Safety valve) 16. ท่อน้ำล้น (over flow) 17. ท่อไล่อากาศ (vent) 18. เครื่องควบคุมไอน้ำ 19. อุปกรณ์ควบคุม 20. วาล์วลดความดัน ไม่เกิน 8 ฟุต 8 - 15 ฟุต 15 ฟุตขึ้นไป ค่าความดันไอน้ำ 90 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว 100 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว 125 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ท่อไอน้ำเข้า 1 นิ้ว 1¼ นิ้ว 2 นิ้ว Steam Regulating Valve Consult Manufacturer ท่อกระจายไอน้ำ 1 นิ้ว 1¼ นิ้ว 2 นิ้ว ขนาดรูเจาะของท่อกระจายไอน้ำ 3/16 นิ้ว 3-16 นิ้ว 3/16 นิ้ว จำนวนรูเจาะของท่อกระจายไอน้ำ 47 - 62 (3/16 นิ้ว) 81 - 108 (3/16 นิ้ว) 183 - 244 (3/16 นิ้ว) ท่อระบายอากาศ 1¼ นิ้ว 1½ นิ้ว 2½ นิ้ว วาล์วของท่อระบายอากาศ 1¼ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) 1½ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) 2½ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) ท่อระบายไอน้ำ 1/8 or 1/4 นิ้ว petcocks ท่อน้ำล้น 1¼ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) 1 ½ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) 2 ½ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) ท่อน้ำทิ้ง 1¼ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) 1 ½ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) 2 ½ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) ค่าความดันน้ำ 40 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว 50 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว 60 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ท่อน้ำเข้า 1 นิ้ว 1¼ นิ้ว. 2 นิ้ว Air for Control Instruments 20 psi. 1/4 in Tube or 1/8 in pipe Air for Pressure Cooling 1 in. 40 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว 1-1/4 in. 50 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว 2 in. 60 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว Pressure Relief Valve 1¼ นิ้ว. 1½ นิ้ว 2½ นิ้ว วาล์วฉุกเฉิน Meet AS.M.E. or local codes เครื่องควบคุมอุณหภูมิ Control to = 1F. การเจาะรูบนท่อกระจายไอน้ำ การเจาะรูบนท่อกระจายไอน้ำ แนะนำให้เจาะที่ 45° จาก วัดแนวระดับของเส้นผ่าศูนย์กลางของ Steam spreader และพื้นที่หน้าตัดของรูทั้งหมดบน Steam Spreadeเมื่อรวมกันแล้วจะต้องอยู่ในช่วง 1.5 - 2 เท่า ของหน้าตัดพื้นที่ท่อของ Steam inlet เท่านั้น หากเจาะรูเล็กเกินไปจะเกิดการอุดตันได้ง่าย จำนวนของรูบนท่อกระจายไอน้ำ ขนาดของรูเจาะ, นิ้ว จำนวนรูเจาะ ขนาดท่อไอน้ำเข้า - ขนาดท่อมาตรฐาน 1 นิ้ว 1¼ นิ้ว 1½ นิ้ว 2 นิ้ว 2½ นิ้ว 3/16 47 - 62 81 - 108 111 - 148 183 - 244 260 - 346 7/32 35 - 56 60 - 80 71 - 108 135 - 180 190 - 254 1/4 27 - 36 45 - 60 63 - 84 102 - 137 147 - 196 5/16 - 30 - 40 40 - 54 66 - 88 93 - 124 3/8 - 21 - 28 28 - 37 45 - 60 66 - 88 7/16 - - 21 - 28 33 - 45 48 - 64 1/2 - - 15 - 20 26 - 36 36 - 48 ตัวอย่างการออกแบบหม้อฆ่าเชื้อ ตัวอย่าง ออกแบบหม้อฆ่าเชื้อที่มีความยาว 10 ฟุต พร้อมทั้งกำหนด ขนาดท่อ และ ตำแหน่งของอุปกรณ์หลัก จากตารางแนะนำที่ต้องการในการออกแบบหม้อฆ่าเชื้อแบบแนวนอน A - Steam inlet (ท่อนำไอน้ำเข้า) - ขนาดท่อไอน้ำเข้า = 1 1/4นิ้ว B - Drain (ท่อน้ำทิ้งของหม้อฆ่าเชื้อ) - ขนาดของท่อน้ำทิ้ง = 1 1/2 นิ้ว C - Over flow (ท่อน้ำล้นของหม้อฆ่าเชื้อ) - ขนาดของท่อน้ำล้น = 1 1/4 นิ้ว D - Bleeder - ควรจะมีBleeder จำนวนสองตัว I - Steam spreader (ท่อกระจายไอน้ำ) - ขนาดท่อกระจายไอน้ำ =1 1/4 นิ้ว - ความดันของไอน้ำ = 100 ปอนด์/ตารางนิ้ว K - Water inlet (ท่อนำน้ำเข้าสู่หม้อฆ่าเชื้อ) - ความดันน้ำ = 50 ปอนด์/ตารางนิ้ว L - Vent (ท่อระบายอากาศในช่วงไล่อากาศ) - ขนาดของท่อระบายอากาศ = 1 1/2 นิ้ว - ขนาดวาล์วของท่อระบายอากาศ คือ Gate valve ขนาด =1 1/2 นิ้ว - ท่อไอน้ำไหลเวียนควรมีขนาด1/3 นิ้ว หรือ1/4 นิ้ว ขนาดและจำนวนรูบนท่อกระจายไอน้ำ - จากตารางค่าต่ำสุดที่ต้องการในการออกแบบหม้อฆ่าเชื้อแบบแนวนอนแนะนำว่าหม้อฆ่าเชื้อขนาด 10 ฟุต นั้นควรมีขนาดของรูเจาะบน Steam spreader ขนาด 3/16 นิ้ว และขนาดของท่อไอน้ำเข้า=1 1/4นิ้ว ดังนั้นจำนวนของรูเจาะบนท่อกระจายไอน้ำจะเท่ากับ 81 - 108 รู

ตารางที่ 5.1 แสดงการแปลงหน่วยต่างๆ ของการวัดอัตราการซึมผ่านของไอน้ำมาเป็นหน่วยมาตรฐานที่สภาวะและความดันมาตรฐานเดียวกันโดยมีหน่วยปริมาตรลูกบาศก์เซนติเมตร/ตารางเซนติเมตรของพื้นที่ผิว/มิลลิเมตรของความหนา/เวลาเป็นวินาที/ความสูงของปรอทเป็นเซนติเมตร ตารางที่ 5.1 การแปลงหน่วยของอัตราการซึมผ่านของไอน้ำ หน่วย ตัวคงที่ ที่ใช้คูณ กรัม/ตร.ม./มม./24 ชม./ซม.ปรอท ซีซี/100 ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันบรรยากาศ (atm) กรัม/ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันที่กำหนด กรัม/100 ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันบรรยากาศ (atm) ซีซี/100 ตร.นิ้ว/มม./24 ชม./ซม.ปรอท กรัม/100 ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันที่กำหนด ซีซี/ตร.ซม./มม./24 ชม./ซม.ปรอท กรัม/ตร.ซม./ซม./ชม./ซม.ปรอท ซีซี/ตร.ซม./ซม./วินาที/ซม.ปรอท ซีซี/ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันบรรยากาศ (atm) กรัม/ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันที่กำหนด ซีซี/100 ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันบรรยากาศ (atm) x10 x 3.8073x 10-12 x 1.4390x 10-10 5.3.2 การทดสอบกระดาษแข็งและกระดาษลูกฟูก การทดสอบอันดับแรกของบรรจุภัณฑ์กระดาษ คือ การทดสอบหาความชื้นของกระดาษตามด้วยการหาน้ำหนักมาตรฐานและความหนาของกระดาษ อันดับต่อไปคือ การหาเกรนหรือแนวเยื่อเส้นใยของกระดาษว่าอยู่ในแนวที่ต้องการหรือไม่เมื่อขึ้นรูปเป็นกล่อง แล้วจึงค่อยวัดขนาดมิติของกล่อง ซึ่งอาจวัดมิติเมื่อขึ้นรูปเสร็จหรือมีการแกะกล่องออกและแผ่เป็นแผ่นแนวราบ ในแง่ของการผลิตตัวกล่องกระดาษแข็งจะต้องถูกตรวจสอบความลึกและความกว้างของการทับเส้นเพื่อการขึ้นรูปกล่องได้ง่ายหรือยาก สำหรับกล่องกระดาษลูกฟูก นอกเหนือจากน้ำหนักมาตรฐานและความหนาของกระดาษที่ใช้ผลิตแผ่นกระดาษลูกฟูก การทดสอบที่นิยมมากคือ การทดสอบแรงดันทะลุซึ่งเป็นการทดสอบความแข็งแรงแบบพื้นฐาน การทดสอบที่ให้ผลแน่นอนกว่า คือ การทดสอบความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูก (Edge Crush Test หรือ ECT) ดังแสดงในรูปที่ 5.7 และรูป (ง) ในหน้า 168 และความสามารถในการรับแรงกดในแนวราบของลอน (Flat Crush Test) ในรูปที่ 5.8 สำหรับการทดสอบความแข็งแรงตามขอบนี้สามารถใช้ในการประเมินความแข็งแรงของกล่องลูกฟูกในแง่ของความสามารถรับแรงกดในแนวดิ่ง (Compression Strength) โดยใช้สูตรที่คิดค้นโดย McKee มีดังนี้ โดยที่ P = ค่าประเมินของความต้านทานรับแรงกดในแนวดิ่ง (kp) ECT = ค่าความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูก (kp/cm) H = ความหนาของกระดาษลูกฟูก (มม.) Z = ความยาวของเส้นรอบรูปของกล่องลูกฟูกด้านที่รับแรงกด หมายเหตุ ค่า kp = 10 นิวตัน รูปที่ 5.7 การทดสอบความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูก รูปที่ 5.8 การทดสอบการรับแรงกดในแนวราบของลอนลูกฟูก 5.3.3 การทดสอบประเภทของพลาสติก สำหรับคนที่ไม่ได้อยู่ในวงการบรรจุภัณฑ์หรือวงการพลาสติก การเรียกชื่อพลาสติกประเภทต่างๆ ที่เริ่มต้นด้วยตัวพีก็ยุ่งยากพอสมควร ยิ่งถ้ามีการแยกประเภทของพลาสติกคงยุ่งยากมากขึ้นไปอีก อย่างไรก็ตาม ในหัวข้อต่อไปนี้จะพยายามอธิบายถึงวิธีการบ่งบอกพลาสติกประเภทต่างๆ อย่างง่ายๆ โดยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือที่สลับซับซ้อน ขั้นตอนอันดับแรกในการทดสอบ คือ การเผาหรือลนด้วยไฟ แล้วสังเกตสิ่งต่างๆ ดังนี้ 1. ลักษณะการไหม้ของพลาสติก 2. ถ้าพลาสติกนั้นจุดไฟติด สังเกตสีของเปลวไฟที่ไหม้ 3. พลาสติกที่ไหม้ติดไฟมีควันหรือไม่ 4. ถ้ามีควันให้สังเกตสีของควัน 5. ลักษณะการไหม้ของพลาสติกมีเศษหรือมีของเหลวหยดหรือไม่ 6. เมื่อดับไฟแล้ว การไหม้ยังเป็นไปอย่างต่อเนื่องหรือไม่ 7. ในขณะที่ไหม้นั้น มีกลิ่นจากการเผาไหม้หรือไม่ วิธีการบ่งบอกประเภทของพลาสติกด้วยการเผานี้ควรจะเริ่มจากการลนไฟพลาสติกที่รู้จักว่าเป็นอะไรก่อน เพื่อสังเกตลักษณะของการเผาไหม้ และทำความคุ้นเคยกับผลจากการเผาไหม้ของพลาสติกแต่ละประเภท พลาสติกบางจำพวกเช่น PVC เมื่อมีการเติมสารต่างๆ เช่น พวก Fillers, Plasticizers เป็นต้น จะทำให้ลักษณะการเผาไหม้แปรเปลี่ยนไปได้ ส่วนการดมกลิ่นที่เกิดจากการเผาไหม้ ควรจะดมหลังจากดับไฟแล้วค่อยๆ ดม รายละเอียดผลจากการลนไฟนี้สรุปอยู่ในตารางที่ 5.2 ขั้นตอนต่อไปในการทดสอบ คือ การทำให้พลาสติกละลายในสารตัวทำละลาย (Solvents) ซึ่งสารตัวทำละลายส่วนใหญ่ค่อนข้างจะเป็นอันตราย การทดสอบในขั้นตอนนี้จึงควรระวังอย่างยิ่ง ตัวอย่างพลาสติกที่ใช้อาจมีขนาดเพียง ½ x ½ นิ้ว โดยใสไว้ในขวดแก้วที่บรรจุสารตัวทำละลายไว้อย่างน้อย 12 เซนติเมตรดังรูปที่ 5.10 พลาสติกต่างชนิดกันจะละลายในสารตัวทำละลายต่างกัน ดังแสดงในตารางที่ 5.3 รูปที่ 5.10 การทดสอบประเภทของพลาสติกด้วยการใช้สารตัวทำละลาย ตารางที่ 5.2 วิธีการทดสอบหาประเภทของพลาสติกด้วยการลนไฟ ประเภทของฟิล์ม สีของเปลวไฟ ลักษณะ กลิ่นจากการไหม้ ความหนาแน่น (กรัม/ลบ.ซม.) Polyethylene ส่วนบนเป็นสีเหลือง ส่วนล่างเป็นสีฟ้า ควันสีขาว ละลายเป็นหยดคล้ายเทียน กลิ่นไหม้ของไข LDPE : 0.91-0.94 HDPE : 0.94-0.965 Polypropylene ส่วนบนเป็นสีเหลือง ส่วนล่างเป็นสีฟ้า หลอมละลายเป็นหยด กลิ่นไหม้ของไข 0.9 - 0.915 PVC สีเหลืองอมส้ม มีขอบเปลวเป็นสีเขียว แยกตัว กลิ่นคลอไรด์ 1.28 - 1.38 Polyester สีเหลือง ควันสีดำ ไม่มีการหยด ไหม้ไปเรื่อยๆ ไม่ลุกไหม้ได้ง่ายๆ 1.38 Polycarbonate สีเหลืองอมส้ม ควันสีดำ ไม่มีการหยด มีการแยกตัว ไม่ลุกไหม้ได้ง่ายๆ 1.2 Nylon สีฟ้าและปลายเปลวเป็นสีเหลือง ละลาย หยดเป็นฟอง หยดเป็นก้อนๆ คล้ายกับกาไหม้ผม 1.06 - 1.14 Polystyrene สีเหลืองส้ม เขม่าสีดำ ไม่มีการหยด นิ่มตัว กลิ่นหอม 1.04 - 1.09 กระดาษแก้ว สีเหลืองส้มอมสีเทา มีควันไหม้ได้เร็วและไหม้อย่างสมบูรณ์ คล้ายกับไหม้กระดาษ 0.48 แหล่งที่มา : Athalye, A.S. "Identification and Testing of Plastics" ตารางที่ 5.3 ประเภทของพลาสติกที่ละลายในสารตัวทำละลาย ประเภทพลาสติก สารตัวทำละลาย (Solvent) Polyethylene, Polybutene-1, p-Xylene*, Trichlorobenzene-, Decane*, Decalin* Isotactic Polypropylene Benzene, Toluene, Chloroform, Cyclohexanone, Polystyrene Tetrahydrofuran, Cyclohexzanone, Methylethhlketone, Dimethylformamide Polyvinyl Chloride Aqueous cupriammonium hydroxide*, Cellulose Aqueous zinc chloride, Aqueous calcium thiocyanate Polyamides Formic acid, Conc. Sulfuric acid, Dirmethylformamide, Mcresol แหล่งที่มา : Athalye A.S. "Identification and Testing of Plastics" ขั้นตอนสุดท้ายคือ การหาความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity) ตามที่ทราบกันแล้วว่าพลาสติกแต่ละประเภทมีความหนาแน่นที่แตกต่างกัน การทดสอบดังแสดงในรูปที่ 5.11 ของเหลวที่บรรจุอยู่ในขวดเมทิลแอลกอฮอล์ (Methyl Alcohol หรือ Methanol) หรือน้ำยาซักผ้าผสมน้ำ โดยมีส่วนผสมของน้ำยาซักผ้า (1 ส่วนใน 100 ส่วนของน้ำ การทดสอบจะใช้เมทิลแอลกอฮอล์มีความถ่วงจำเพาะ 0.7917 ที่อุณหภูมิห้อง แต่ส่วนใหญ่จะใช้น้ำผสมน้ำยาซักผ้า เพราะพลาสติกส่วนใหญ่มีความถ่วงจำเพาะมากกว่า 1 การหาความถ่วงจำเพาะจะหาได้จากสูตรดังต่อไปนี้เพื่อเปรียบเทียบหาประเภทของพลาสติกในตารางที่ 5.4 ในเมทิลแอลกอฮอล์ ตารางที่ 5.4 ความถ่วงจำเพาะของพลาสติกประเภทต่างๆ พลาสติก ความถ่วงจำเพาะ Polypropylene (PP) 0.85 - 0.90 Low Density Polyethylene (LDPE) 0.91 - 0.93 High Density Polyethylene (HDPE) 0.91 - 0.96 Polystyrene 1.05 - 1.08 Nylon 1.09 - 1.14 Polyester 1.12 - 1.30 Vinyl Chloride 1.15 - 1.65 Polycarbonate 1.20 5.4 การทดสอบบรรจุภัณฑ์ การทดสอบบรรจุภัณฑ์อาจแบ่งเป็น 2 ประเภทคือ การทดสอบเพื่อควบคุมคุณภาพของบรรจุภัณฑ์และการทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อการขนส่ง การทดสอบทั้ง 2 ประเภทนี้เป็นการจำลองการใช้งานจริงของบรรจุภัณฑ์มาทำการทดสอบในห้องปฏิบัติการ 5.4.1 การทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อควบคุมคุณภาพ (1) การทดสอบกระป๋องโลหะ โดยทั่วไปบรรจุภัณฑ์กระป๋องควรจะถูกบรรจุไม่ต่ำกว่า 90% ของความจุทั้งหมดตามมาตรฐานของ U.S. FDA มาตรฐานนี้ หมายถึงช่องว่างเหนืออาหารสุทธิ (Net HeadSpace) ของภาชนะไม่ควรมากกว่า 10% ของความสูงด้านในของกระป๋อง ในตารางที่ 5.5 เปรียบเทียบความจุของกระป๋องขนาดต่างๆ กัน โดยใช้กระป๋องขนาดเบอร์ 2 เป็นเกณฑ์มาตรฐานเปรียบเทียบ ตารางนี้ยังบอกขนาดของกระป๋องที่นิยมใช้ เช่น กระป๋องขนาดเบอร์ 2 มีขนาด 307 x 409 (นิ้ว) และกระป๋องเบอร์ 10 มีขนาด 603 x 700 (นิ้ว) เป็นต้น ตารางที่ 5.5 แสดงความจุและค่าการเปลี่ยนขนาดของกระป๋องที่นิยมใช้ในการบรรจุผักและผลไม้กระป๋อง ชื่อ ขนาด (นิ้ว) ความจุของน้ำเป็นออนซ์ที่ 20 °c เทียบเท่ากับกระป๋อง No.2 6Z 202x308 6.08 0.295 8Z Short 211x300 7.93 0.386 8Z Tall 211x304 8.68 0.422 No. 1 (Picnic) 211x400 10.94 0.532 No.211Cylinder 211x414 13.56 0.660 No. 300 300x407 15.22 0.741 No.300Cylinder 300x509 19.40 0.945 No. 1 Tall 301x411 16.70 0.813 No. 303 303x509 16.88 0.821 No.303Cylinder 301x411 21.86 1.060 No.2Vacuum 307x306 14.71 0.716 No. 2 307x409 20.55 1.000 Jumbo 307x510 25.80 1.2537 No.2Cylinder 307x512 26.40 1.284 No. 1 - ¼ 401x206 13.81 0.672 No. 2 - ½ 401x411 29.79 1.450 No.3Vacuum 404x307 23.90 1.162 No.3Cylinder 404x700 51.70 2.515 No. 5 502x510 59.10 2.8744 No. 10 603x700 109.43 5.325 แหล่งที่มา : อย. "แนวทางในการปฏิบัติตาม GMP อาหารกระป๋อง" หมายเหตุ ตารางข้างบนช่องขวาสุดเป็นการเทียบกับกระป๋อง No.2 แสดงปริมาณบรรจุเป็นกี่เท่าของกระป๋องขนาดเบอร์ 2 จุดมุ่งหมายของการทดสอบกระป๋องโลหะจะเน้นที่การหารอยรั่วของกระป๋อง ส่วนใหญ่จะเป็นบริเวณรอยปิดของฝากระป๋องกับตัวกระป๋อง ดังนั้นก่อนที่จะปิดฝากระป๋องจะต้องตรวจบริเวณปากกระป๋องให้มีความเรียบและเอียงเป็นมุมเดียวกันรอบตัวกระป๋อง เมื่อปิดฝากระป๋องแน่นหนาแล้วจึงอัดอากาศใส่กระป๋องให้ได้ความดันประมาณ 1.5 - 2.0 เท่าของความดันบรรยากาศ การทดสอบรอยรั่วจะกระทำภายใต้น้ำโดยกดกระป๋องให้จมน้ำเพื่อสังเกตฟองอากาศที่จะออกมาจากบริเวณที่มีรอยรั่ว โดยทั่วไปแล้วโรงงานผู้ผลิตกระป๋องจะเป็นผู้ที่คอยช่วยเหลือและให้คำแนะนำเกี่ยวกับการตรวจสอบตะเข็บของกระป๋องแก่ลูกค้าของตน อาจจะมีเอกสารพร้อมรูปภาพแสดงวิธีการตรวจสอบ ปัจจัยสำคัญที่เกี่ยวกับการตรวจสอบมีดังต่อไปนี้ 1. ตรวจสอบตะเข็บด้วยตาเปล่า ในระหว่างการดำเนินการปิดผนึกฝากระป๋อง จำเป็นจะต้องคอยตรวจดูเป็นระยะเพื่อตรวจหาตำหนิของตะเข็บ อาทิเช่น ตะเข็บตาย (Dead Head) สันแหลม (Cut Overs) และตำหนิอื่นของตะเข็บขอคู่ ควรจะควบคุมโดยผู้ที่ได้รับการฝึกฝนจนสามารถตรวจสอบด้วยตาเปล่าได้ ควรจะมีการตรวจดูเป็นช่วงระยะเวลาที่ไม่เกิน 30 นาที โดยการสุ่มตัวอย่างจากจุดที่ทำการปิดผนึกฝาและจดบันทึกผลการสังเกตผิดปกติ เช่น ทำงานช้าเกินควร เมื่อพบจุดบกพร่องควรทำการแก้ไขโดยด่วน 2. การตรวจสอบตะเข็บโดยการฉีกหรือเลาะตะเข็บ ควรกระทำทุกๆ ช่วง 4 ชั่วโมง หลังจากเริ่มต้นการปิดผนึกฝากระป๋อง และเครื่องทำงานได้เต็มที่แล้ว ผลการตรวจสอบควรบันทึกไว้เป็นหลักฐานรวมทั้งการแก้ไข 3. การสังเกตทั่วไป ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อคุณภาพของตะเข็บคู่ (Double Seam) มีดังนี้ - สภาพของเครื่องดื่มปิดผนึกไม่ว่าเป็นเครื่องแบบใช้มือหรือไม่ก็ตาม - วัสดุที่ทำกระป๋อง เช่น ความหนาที่แตกต่างกันของแผ่นดีบุกที่ใช้ทำกระป๋อง - ขนาดของกระป๋อง <<ย้อนกลับการทดสอบวัสดุและบรรจุภัณฑ์ ตอนที่1อ่านต่อการทดสอบวัสดุและบรรจุภัณฑ์ ตอนที่3 >> <<กลับสู่หน้าหลัก

3.4 การออกแบบวัสดุป้องกันการสั่นกระแทกและการปิดกล่อง การออกแบบพัฒนาบรรจุภัณฑ์เพื่อป้องกันอันตรายทางกายภาพ แนวทางการออกแบบที่เสียค่าใช้จ่ายน้อยและสามารถปกป้องสินค้าได้ดี คือ การเลือกใช้วัสดุกันการสั่นกระแทก (Cushioning Materials) ภายในบรรจุภัณฑ์ขนส่ง ในทุกสภาวะการขนส่ง ผลิตภัณฑ์จะเผชิญกับการตกกระแทกและการสั่นสะเทือนในรูปแบบต่างกัน บรรจุภัณฑ์ที่มีผลิตภัณฑ์อยู่ภายในอาจจะมีการตกหล่นในระหว่างการเคลื่อนย้ายไม่ว่าใช้แรงงานคนหรือเครื่องมือในการขนย้าย โอกาสที่บรรจุภัณฑ์จะตกหล่นระหว่างการเคลื่อนย้ายโดยใช้แรงงานมีมากกว่า ส่วนโอกาสและความบ่อยครั้งที่จะเกิดขึ้นกับบรรจุภัณฑ์ที่มีน้ำหนักเบามากกว่าบรรจุภัณฑ์ที่มีน้ำหนักมาก สำหรับการเคลื่อนย้ายโดยใช้เครื่องมือ เช่น รถยก โอกาสในการตกกระแทกจะมีน้อย แต่เมื่อบรรจุภัณฑ์นั้นเกิดตกหล่น ความสูงในการตกอาจจะสูงถึง 1.5 เมตร วัตถุประสงค์ของการใช้วัสดุป้องกันการสั่นกระแทกคือ การป้องกันผลิตภัณฑ์จากความเสียหาย อันมีสาเหตุมาจากการตกกระแทกและหรือการสั่นสะเทือนระหว่างการขนส่งและการเคลื่อนย้าย ซึ่งวัสดุป้องกันการสั่นกระแทกที่จะทำหน้าที่ป้องกันความเสียหายนั้นจะต้องทำหน้าที่ขั้นพื้นฐาน ดังนี้ - สามารถรับแรงกระแทกและป้องกันส่งผ่านแรงกระแทกไปยังผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น แผ่นกระดาษลูกฟูกที่รองไว้ใต้กล่องของอาหารขบเคี้ยวหรือผลไม้สด - ปกป้องผลิตภัณฑ์จากการเคลื่อนไหวภายในตัวบรรจุภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น ไส้กล่องในกล่องเบียร์หรือกล่องน้ำปลา มีวัสดุและวิธีการต่างๆ หลายประเภทที่สามารถนำมาเป็นวัสดุป้องกันการสั่นกระแทก งานของผู้พัฒนาบรรจุหีบห่อคือการเลือกวัสดุป้องกันการสั่นกระแทกที่สามารถป้องกันสินค้าจากความเสียหายได้อย่างเพียงพอด้วยต้นทุนที่เหมาะสม เพื่อที่จะเลือกสารกันการสั่นกระแทกได้ถูกต้อง ปัจจัยในการเลือกสารกันการสั่นกระแทก มีดังนี้ - รูปทรง ขนาด และน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ - ความเปราะของผลิตภัณฑ์ในแง่ของการตกกระแทกและการสั่นสะเทือน ประเภทของการตกกระแทกและอัตราการขยาย (Magnitude) ของการตกกระแทกซึ่งจะมีผลทำให้ผลิตภัณฑ์เสียหาย - การตกกระแทกและการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในวงจรของกระบวนการขนส่งและจัดจำหน่ายเนื่องจากผลิตภัณฑ์มีการเคลื่อนย้ายตลอดเวลา ตั้งแต่จากโกดังเก็บสินค้า ท่าเรือ โกดัง ผู้ค้าขายส่ง ผู้ค้าขายปลีกจนถึงหิ้งขายสินค้า - คุณสมบัติ ต้นทุน และความสามารถในการจัดหาวัสดุกันการสั่นกระแทกที่เลือกไว้ - ความต้องการของตลาด เป้าหมายที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนย้ายของวัสดุกันการสั่นกระแทกที่ใช้แล้ว ตัวอย่างเช่น ในประเทศเยอรมัน วัสดุบรรจุภัณฑ์ทุกชนิดต้องสามารถหมุนเวียนนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งแน่นอนทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น ดังนั้น การเลือกวัสดุกันการสั่นกระแทกที่สามารถหมุนเวียนนำกลับมาใช้ใหม่ได้จะทำให้ผู้ส่งออกสามารถแข่งขันในตลาดได้ มากกว่าที่จะเลือกวัสดุกันการสั่นกระแทกที่ยากหรือลำบากต่อการหมุนเวียนนำกลับมาใช้ใหม่ หัวใจสำคัญในการเลือกวัสดุกันการสั่นกระแทก คือ เมื่อเกิดการสั่นสะเทือนและการกระแทกตามที่ได้ประเมินอันตรายไว้แล้ว จะไม่มีการกระแทกจนกระทั่งถึงพื้นข้างล่างที่เรียกว่า Bottom Out เพราะการกระแทกถูกผิวข้างล่างจะทำให้สินค้าเสียหาย การหลีกเลี่ยงเหตุการณ์ Bottom Out จำต้องเลือกวัสดุกันการสั่นกระแทกที่มีความหนาแน่น ความหนา และพื้นผิวที่รองรับสินค้าได้พอเหมาะ วัสดุกันการสั่นกระแทกสามารถผลิตจากวัสดุบรรจุภัณฑ์ต่างๆ มากมาย ตัวอย่างวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมอาหารได้แก่ (1) กระดาษลูกฟูก สำหรับกระดาษลูกฟูกแบบ 3 ชั้น นิยมใช้เป็นแผ่นรองหรือแผ่นแยก และแผ่นกั้นหรือไส้กล่อง เพื่อที่จะเก็บหรือยึดผลิตภัณฑ์ให้อยู่กับที่ในบรรจุภัณฑ์ สำหรับกระดาษลูกฟูกแบบ 2 ชั้น นิยมใช้เป็นกระดาษห่อ แต่กระดาษมีความสามารถในการรับแรงกระแทกจำกัดเนื่องจากไม่สามารถคืนตัวกลับสู่สภาพเดิมหลังจากมีการกระแทกและเปื่อยง่ายเมื่อดูดซึมความชื้นแล้ว อย่างไรก็ตามกระดาษลูกฟูกเป็นบรรจุภัณฑ์ที่ง่ายต่อการหมุนเวียนนำกลับมาใช้ใหม่และมีราคาถูกจึงทำให้เป็นที่ยอมรับกันอย่างแพร่หลาย ตัวอย่างการใช้กระดาษลูกฟูกเป็นวัสดุกันกระแทก ได้แก่ การใช้กระดาษลูกฟูกเป็นแผ่นกั้น เพื่อป้องกันบรรจุภัณฑ์แก้วกระทบกระทั่งกันหรือใช้ป้องกันผลิตภัณฑ์ด้วยการปูพื้นหรือฝากล่องก่อนปิด (2) กระดาษคราฟท์ ส่วนมากจะใช้กระดาษรีไซเคิลมาเป็นกระดาษห่อ กระดาษคราฟท์จะมีความสามารถในการดูดซับแรงกระแทกจำกัด แต่มีข้อดีคือไม่ไวต่อความชื้นเหมือนกระดาษลูกฟูก วัสดุกันกระแทกที่ทำจากกระดาษง่ายต่อการรีไซเคิล และได้รับการพัฒนาให้เป็นคู่แข่งกับพลาสติกฟองอากาศ (Air Bubble Film) และโฟมชนิดต่างๆ เพื่อสิ่งแวดล้อมที่ดีขึ้น (3) เยื่อกระดาษขึ้นรูป คุณสมบัติของเยื่อกระดาษขึ้นรูปคือ มีน้ำหนักเบาและไม่คืนตัวแต่สามารถขึ้นรูปตามต้องการได้ ความสามารถในการดูดซับแรงกระแทกมีจำกัด และมีความไวต่อความชื้นพอสมควรถ้าไม่ได้ผ่านกรรมวิธีการผลิตเพิ่มเติม เยื่อกระดาษขึ้นรูปจะป้องกันผลิตภัณฑ์ไม่ให้เคลื่อนตัวภายในบรรจุภัณฑ์ และสามารถทำจากกระดาษรีไซเคิลซึ่งเป็นที่นิยมใช้ แต่มีข้อจำกัดที่ว่า ห้ามบรรจุอาหารเนื่องจากทำจากกระดาษรีไซเคิล ยกเว้นจะมีการเคลือบ (4) พลาสติกฟองอากาศ (Air Bubble Film) ทำจากฟิล์ม Polyethylene 2 ชั้น และประกบกันเพื่อให้เกิดฟองอากาศเล็กๆ ระหว่างชั้น ส่วนใหญ่จะวางรองในกล่องผลไม้สด พลาสติกฟองอากาศมีคุณสมบัติเหนียว สะอาดและไม่เกิดสนิม ไม่ดูดซับความชื้น จึงเหมาะสมที่จะใช้เป็นวัสดุกันกระแทกสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการป้องกันการตกกระแทกมากกว่าที่จะป้องกันการสั่นสะเทือน (5) กระดาษที่ย่อยเป็นเศษ (Shredded Paper) มีราคาถูกและหาง่าย แต่มีข้อด้อย คือ มีคุณสมบัติในการเป็นวัสดุกันกระแทกที่เลว เพราะว่ากระดาษพวกนี้จะดูดซับความชื้นและไม่ถูกสุขอนามัย ในประเทศอุตสาหกรรม กระดาษที่บดย่อยเป็นเศษโดยเฉพาะที่เป็นพวกกระดาษหนังสือพิมพ์ไม่ได้รับการยอมรับ ในปัจจุบัน ประเทศอุตสาหกรรมนิยมใช้วัสดุกันกระแทกประเภทพลาสติก แต่ก็กำลังเผชิญกับการแข่งขันของวัสดุกันกระแทกประเภทกระดาษ เนื่องจากกระแสรักษ์สิ่งแวดล้อมทวีความรุนแรงขึ้น เมื่อเลือกวัสดุที่จะใช้ป้องกันการสั่นกระแทก แล้วขั้นตอนสุดท้าย คือ การปิดกล่อง วิธีการปิดกล่องที่นิยมใช้มีอยู่ 3 วิธี คือ 1. การทากาว สามารถแยกประเภทของกาวที่ใช้ทา มีตั้งแต่แป้งเปียก กาวลาเท็กซ์ และกาวฮอทเมลท์ (Hot Melt) เรียงตามลำดับความแข็งแรงของกาวหลังจากการปิดกล่อง กาวฮอทเมลท์ อาจจะมีราคาต่อหน่วยน้ำหนักสูงแต่ใช้เป็นจำนวนน้อยเมื่อเทียบกับกาวอีก 2 ชนิดและสามารถเชื่อมติดฝาได้อย่างแน่นหนา พร้อมทั้งต้องใช้เวลาในการเย็นตัว (Curing Time) สั้นมาก จึงเหมาะแก่อุตสาหกรรมที่มีการผลิตสูงและต้องการความรวดเร็วในการทำงาน ข้อเสียในการปิดกล่องด้วยกาว คือ เวลาเปิดจะเปิดลำบากต้องฉีกฝาและมีโอกาสทำให้กล่องเสียหาย และราคาขายต่อกล่องที่ใช้แล้วลดน้อยลง นอกจากนี้ การทากาวโดยใช้แรงงานคนมีโอกาสทำให้ฝาปิดไม่สนิทและฝุ่นมีโอกาสเล็ดลอดเข้าไปในกล่องได้ 2. การเย็บด้วยเครื่องเย็บลวด ลวดที่ใช้มี 2 อย่าง คือ ลวดเป็นแถบที่ขึ้นรูปแล้ว (ลักษณะเหมือนแถบลวดเย็บกระดาษที่ใช้ในสำนักงาน) และลวดที่ขดเป็นม้วน เครื่องเย็บลวดที่ใช้ทั้งมือจับโยกกับเครื่องที่ใช้เท้าเหยียบซึ่งเหมาะกับการเย็บก้นกล่อง การใช้วิธีการเย็บลวดนี้ ถ้าใช้กับบรรจุภัณฑ์ชั้นในที่เป็นซองหรือถุง อาจมีอันตรายเกี่ยวให้ถุงและซองยาขาดได้ ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับใช้กับบรรจุภัณฑ์คงรูปและแข็งแรง เช่น กระป๋อง และขวดแก้ว เป็นต้น รูปที่ 3.8 การทำงานของลวดเย็บและกดตะเข็บ กล่องปิดด้วยลวดเย็บนี้สร้างความสะดวกต่อผู้ขายปลีกเพราะสามารถเปิดกล่องออกได้ง่าย ในการปิดด้วยลวดเย็บแต่ละตะเข็บไม่ควรห่างเกินกว่า 6.4 เซนติเมตร (2.5 นิ้ว) ตรงบริเวณกลางกล่องที่ฝาใหญ่มาชนกัน ส่วนบริเวณด้านข้างที่มีฝาเล็กรองรับอยู่นั้น ตะเข็บแต่ละตะเข็บไม่ควรเย็บห่างเกิน 12.7 เซนติเมตร (5 นิ้ว) ลักษณะของลวดเย็บและกดตะเข็บดังแสดงในรูปที่ 3.8 3. การปิดด้วยเทป เมื่อมีการปิดอย่างมิดชิดด้วยเทป 3 เส้นในแต่ละด้านของฝากล่องจะสามารถป้องกันฝุ่นได้เป็นอย่างดี และให้ความแข็งแรงพร้อมทั้งเอื้ออำนวยความสะดวกในการเปิดกล่อง เทปที่จะใช้ในการปิดกล่อง อาจแบ่งเป็นเทปกระดาษ เทปพลาสติก และเทปเสริมใยเพื่อความแข็งแรง (Reinforce Tape) นอกจากแยกตามวัสดุแล้ว ยังต้องมีเทปที่ต้องทาน้ำก่อนปิดซึ่งมักจะเป็นเทปที่ทำจากกระดาษเหนียวสีน้ำตาลน้ำหนักมาตรฐาน 97 gsm มีความกว้าง 5.1 เซนติเมตร (2 นิ้ว) ส่วนเทปพลาสติกและเทปเสริมใยเพื่อความแข็งแรงนั้นมักเป็นเทปที่มีกาวในตัว (Self-adhesive Tape) วิธีการปิดกล่องโดยการใช้เทปกาวในตัว นับได้ว่าเป็นวิธีที่มีประสิทธิผลในการป้องกันสินค้าภายใน โดยปกติถ้ากล่องลูกฟูกที่มีน้ำหนักเกินกว่า 10 กิโลกรัมจะใช้เทปปิดเพียงเส้นเดียวต่อด้าน ดังแสดงใน 3 รูปข้างล่างของรูปที่ 3.9 แต่ถ้าน้ำหนักเกินกว่า 10 กิโลกรัมมักจะใช้การปิดเทปกาว 3 เส้นต่อด้าน ในกรณีที่ใช้เทปเสริมใยเพื่อความแข็งแรงซึ่งมีความแข็งแรงกว่าเทปธรรมดาที่เป็นกระดาษและพลาสติกนั้น การปิดกล่องสามารถใช้เทปชิ้นเดียวมีความกว้างไม่เกิน 7.62 เซนติเมตร (3 นิ้ว) ปิดบริเวณตรงกลางกล่องก็พอ ส่วนปลายที่ติดอยู่ด้านข้างของกล่องนั้นควรมีความยาวเกิน 6.35 เซนติเมตร (2.5 นิ้ว) เพื่อยึดติดกับด้านข้างของกล่อง รูปที่ 3.9 การปิดเทปของกล่องกระดาษลูกฟูก แหล่งที่มา : Friedman, W.F., "Distribution Packaging" p.404 จากการศึกษาในห้องปฏิบัติการพบว่า การปิดกล่องที่สามารถทำให้ฝาเล็กภายในกล่องยึดติดกับฝาใหญ่ภายนอกได้อย่างสนิทจะมีผลต่อความสามารถรับแรงกดในแนวดิ่ง เนื่องจากเมื่อได้รับแรงกดถ้าฝาทั้งสี่ของกล่องได้รับการยึดกันแน่นเป็นแผ่นเดียวกันจะป้องกันการโป่งออกของตัวผิวกล่องดังแสดงในรูปซ้ายมือรูปที่ 3.10 ในทางตรงกันข้ามถ้าฝาเล็กภายในกล่องไม่ได้ยึดติดกับฝาใหญ่ภายนอก เมื่อได้รับแรงกดฝาเล็กด้านบนจะงอลง ส่วนฝาเล็กด้านล่างจะงอขึ้น ดังแสดงในรูปขวามือของรูปที่ 3.10 การปิดกล่องที่ถูกวิธีย่อมมีผลต่อการใช้งานของกล่อง ไม่ว่าจะเป็นแง่ของการป้องกันฝุ่น ความสะดวกในการเปิดใช้ การรับแรงกดของกล่องและแม้กระทั่งมูลค่าของกล่องที่ใช้แล้วสามารถไปขายต่อได้ราคาสูง รูปที่ 3.10 : แสดงการงอตัวของฝาด้านในเมื่อได้รับแรงกด สืบเนื่องจากการพัฒนาโครงสร้างของบรรจุภัณฑ์อาหารมักจะประยุกต์ใช้กับกล่องกระดาษลูกฟูกที่ใช้เป็นบรรจุภัณฑ์ขนส่ง นอกเหนือจากการปิดกล่องซึ่งมีผลต่อความแข็งแรงของกล่องดังกล่าวมาแล้ว สิ่งที่ได้รับการละเลยอยู่เสมอในวงการอุตสาหกรรมอาหาร คือ การเก็บดูแลกล่องในคลังสินค้าก่อนการใช้งาน มักจะพบอยู่ที่คนงานมักนั่งทับหรือเหยียบกล่องกระดาษลูกฟูกในคลังสินค้าก่อนการใช้งาน ซึ่งทำให้ลอนของลูกฟูกแบนเสียรูปทรง ส่งผลให้กล่องลูกฟูกลดประสิทธิภาพในการป้องกันสินค้าที่บรรจุอยู่ภายในเมื่อใช้งาน นอกเหนือจากการเหยียบ นั่งทับกล่องลูกฟูก ยังมีสิ่งที่พึงระวังดังต่อไปนี้ 1. เมื่อยังไม่ถึงเวลาใช้งาน อย่าแกะเชือกหรือสายรัดที่มัดกล่อง 2. การเรียงซ้อนกล่องเปล่าก่อนการใช้งาน ควรเรียงแบบไขว้กัน (Interlock) คล้ายคลึงกับรูปทางขวามือในรูปที่ 3.5 ซึ่งเป็นการเรียงไขว้กันของกล่องที่บรรจุสินค้าแล้ว 3. อย่าเรียงกล่องเปล่าที่ยังไม่ใช้งานให้สูง เพราะลอนของกล่องล่างจะมีโอกาสถูกกล่องที่อยู่ข้างบนกดทับจนลอนกระดาษแบน 4. ไม่สมควรเรียงกล่องเปล่าแบนราบติดพื้นดิน เนื่องจากจะเกิดการดูดซึมความชื้นจากพื้นดินอย่างน้อยที่สุดควรมีกระดาษรองรับก่อนหรือวางเรียงบนกะบะที่มีกระดาษหรือไม้รองรับ 5. เวลาเคลื่อนย้ายกล่องเปล่าที่มัดเป็นมัดๆ ไม่ควรทำการโยน 6. ควรเรียงวางกล่องเปล่าแบนราบบนพื้น แทนที่จะวางตั้งกับพื้น 7. พยายามหลีกเลี่ยงการเก็บกล่องเปล่าที่ยังไม่ได้ใช้งานในที่ร้อนจัดหรือตากแดด 8. การบริหารคลังสินค้าของกล่องเปล่า ควรใช้ระบบรับมาก่อนใช้ก่อน (First In - First Out หรือ FIFO) บทสรุป การพัฒนาออกแบบบรรจุภัณฑ์แบ่งเป็น การออกแบบโครงสร้างและกราฟฟิก โดยมีจุดมุ่งหมายแตกต่างกัน โดยการออกแบบโครงสร้างนั้น จะเน้นในเรื่องการปกป้องอันตรายจากภายนอกที่เกิดขึ้นระหว่างการขนส่ง ซึ่งเป็นสาระสำคัญในบทนี้ ส่วนการรักษาคุณภาพของอาหารซึ่งอาจนับได้ว่าเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบทางเทคนิคจะได้กล่าวในบทต่อไป มูลเหตุในการออกแบบพัฒนาบรรจุภัณฑ์มีอยู่เกือบทุกขั้นตอนของวัฏจักรชีวิตผลิตภัณฑ์ ไม่ว่าจะเป็นขั้นตอนการแนะนำที่มักจะออกแบบในรูปความแปลกใหม่ ในขั้นตอนการเติบโตที่มักจะเริ่มพิจารณาถึงการลดต้นทุนเนื่องจากใช้ปริมาณบรรจุภัณฑ์มากขึ้น และเตรียมตัวที่จะฉีกแนวหนีคู่แข่งในขั้นอิ่มตัว ในขั้นอิ่มตัวนี้การพัฒนาบรรจุภัณฑ์นับเป็นกลยุทธ์ที่ใช้มากที่สุดในการยืดขั้นตอนการอิ่มตัวให้ยาวออกไป ก่อนที่จะปล่อยให้สินค้าเข้าสู่ขั้นตอนการตกต่ำ นอกจากมูลเหตุที่เกี่ยวเนื่องกับวัฏจักรผลิตภัณฑ์สินค้าแล้ว ยังมีมูลเหตุสำคัญที่ทำให้มีการออกแบบพัฒนาบรรจุภัณฑ์ อันได้แก่ กฎหมายและความก้าวหน้าทางด้านเทคโนโลยี ขั้นตอนในการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ที่สำคัญ คือ การกำหนดจุดมุ่งหมายในการพัฒนา จุดมุ่งหมายนี้ ต้องเฉพาะเจาะจงเป็นที่เข้าใจกันระหว่างหน่วยงานที่เกี่ยวข้องในองค์กร พร้อมทั้งมีความสามารถจะบรรลุจุดมุ่งหมายที่ตั้งไว้ได้ ด้วยเหตุนี้ การตั้งจุดมุ่งหมายจึงมักจะมีการกำหนดตัวเลขเป็นเป้าหมาย ส่วนขั้นตอนที่มักจะละเลย คือ ขั้นตอนของการวางแผนงานที่กำหนดเวลาและงบประมาณ ซึ่งในทางปฏิบัติมักจะทำเป็น Flow Diagram สิ่งที่ขาดไม่ได้ของการเตรียมแผนงาน คือ ผู้รับผิดชอบในแต่ละขั้นตอนการทำงาน สิ่งที่สำคัญมากในขั้นตอนการพัฒนา คือ การประเมินการยอมรับของกลุ่มเป้าหมาย การทดสอบความเข้ากันได้ (Compatibility) ระหว่างบรรจุภัณฑ์กับสินค้า และท้ายที่สุดคือ การทดสอบความเข้ากันได้ระหว่างบรรจุภัณฑ์และเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ (Machinability) อาวุธสำคัญที่สุดในการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ คือ การกำหนดสเป็ก (Specification) หรือคุณลักษณะเฉพาะของบรรจุภัณฑ์ สำหรับในอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารขนาดย่อม สเป็กดังกล่าวอาจเป็นเพียงแค่เศษกระดาษที่ผู้ซื้อร่างตามความต้องงการบรรจุภัณฑ์ที่ต้องการใช้ เมื่อติดต่อผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์รายแรก ข้อกำหนดอาจจะเริ่มเปลี่ยนไปเมื่อมีการติดต่อผู้ผลิตมากรายขึ้น ผู้ซื้อจะทราบอย่างถ่องแท้ว่าบรรจุภัณฑ์ประเภทที่มีในท้องตลาดเป็นอย่างไร และสามารถกำหนดคุณลักษณะเฉพาะของบรรจุภัณฑ์ที่ต้องการ รวมทั้งสามารถจัดหาได้จากตลาด ด้วนเหตุนี้ จึงเป็นความจริงว่าสเป็กจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขตลอดเวลาให้ทันกับวิวัฒนาการทางด้านเทคโนโลยีและตลาด ข้อกำหนดคุณลักษณะเฉพาะยังสามารถใช้เป็นเอกสารอ้างอิงเพื่อใช้ในการลดค่าใช้จ่ายของบรรจุภัณฑ์ โดยการลดคุณสมบัติที่ต้องการให้ต่ำลงเมื่อถึงเวลาจำเป็น การออกแบบโครงสร้างของบรรจุภัณฑ์ที่จะสามารถฟันฝ่าอันตรายต่างๆ ในระหว่างการขนส่งได้ จำต้องศึกษาถึงสภาวะอันตรายของระบบการขนส่งต่างๆ อันได้แก่ อันตรายทางด้านกายภาพ อันตรายจากสภาพภูมิอากาศ อันตรายจากสภาวะทางด้านชีวภาพ และอันตรายจากการปนเปื้อน ถ้าสามารถประเมินถึงอันตรายต่างๆ ที่มีต่อบรรจุภัณฑ์ที่จะเกิดขึ้นเหล่านี้ได้ย่อมมีทางแก้ไข โดยการเลือกระบบการขนส่งและวัสดุป้องกันการสั่นกระแทกที่เหมาะสมและการจัดการที่ดี ตัวอย่างเช่น ในประเทศที่พัฒนาแล้ว เช่น สหรัฐอเมริกา มีการกำหนดคุณสมบัติของบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ในการขนส่ง ไม่ว่าจะเป็น Item 222 ที่ใช้กับการขนส่งทางรถยนต์และ Rule 41 ที่ใช้กับการขนส่งทางรถไฟ เป็นต้น บรรจุภัณฑ์ขนส่งเป็นบรรจุภัณฑ์ประเภทที่ได้รับการพัฒนาโครงสร้างมากกว่าบรรจุภัณฑ์บริโภค ดังนั้น ในส่วนท้ายของบทนี้จึงได้บรรยายถึงการปิดกล่อง ซึ่งมีวิธีที่นิยมอยู่ 3 วิธี คือ การทากาว การเย็บด้วยลวด และกรปิดด้วยเทป วิธีปิดกล่องที่ดีด้วยการยึดให้ฝาด้านในของกล่องให้ติดกับฝาด้านนอกจะมีผลต่อความสามารถในการรับแรงกดในแนวดิ่งของกล่องกระดาษลูกฟูก นอกจากนี้ยังต้องพิจารณาวิธีการเก็บกล่องก่อนการใช้งาน การบริหารคลังสินค้าของกล่องด้วยวิธีการ FIFO พร้อมทั้งมาตรการต่างๆ ที่จะหลีกเลี่ยงการทำมิดีมิร้าย (Abuse) ต่อกล่องกระดาษลูกฟูกเปล่าก่อนการใช้งาน <<ย้อนกลับ การพัฒนาโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ ตอนที่4 <<กลับสู่หน้าหลัก

2.6.2 บรรจุภัณฑ์อาหารกระป๋อง โลหะสามารถป้องกันการซึมผ่านของก๊าซ ความชื้น และแสงได้ 100 เปอร์เซ็นต์ แม้ว่าความนิยมในตลาดจะเปลี่ยนไปใช้วัสดุอื่นในการรักษาคุณภาพของอาหาร เช่น การแช่เยือกแข็งหรือวิธีการอื่นๆ ก็ตาม กระป๋องโลหะก็ยังคงเป็นบรรจุภัณฑ์ที่มีบทบาทสำคัญอยู่สำหรับผลิตภัณฑ์อาหารที่ต้องการคงสภาพนาน เนื่องจากสามารถเก็บรักษาถนอมอาหารได้นานถึง 2 ปี คุณลักษณะพิเศษอื่นที่มี เช่น ความแข็งแรง (Strength) ความทนทานต่อการพับงอ (Stiffness) และสามารถพับขึ้นรูปได้ตามต้องการ รวมทั้งสามารถออกแบบกราฟฟิกให้ดึงดูดความสนใจได้ดี แต่มีข้อเสีย คือ น้ำหนักมาก แม้ว่าได้มีการลดน้ำหนักของกระป๋องไปมากในการพัฒนารอบ 10 ปีที่ผ่านมาแล้วก็ตาม กระป๋องโลหะที่นิยมใช้ คือ แบบ3 ชิ้น (three piece can) ซึ่งทำการผลิตโดยใช้โลหะ 3 ชิ้น ประกอบด้วยฝากระป๋อง 2 ชิ้น และตัวกระป๋องที่นำมาเชื่อมติดกันเป็นกระป๋อง โดยการทำเป็นตะขอเกี่ยวกัน (interlock) หรือการเชื่อมด้วยกาวดังแสดงใน รูปที่ 2.20 หรือการบัดกรีเชื่อมด้วยไฟฟ้า ดังแสดงในรูปที่ 2.21 สำหรับกระป๋องอะลูมิเนียมไม่สามารถบัดกรีได้และไม่สามารถเชื่อมได้ กระป๋องโลหะ 3 ชิ้นจึงใช้เฉพาะกับเหล็กเท่านั้น รูปที่ 2.20 การเชื่อมกระป๋องด้วยขอเกี่ยวและทากาว รูปที่ 2.21 การเชื่อมตัวกระป๋องและฝากระป๋องแบบตะเข็บคู่ คุณสมบัติเด่นของกระป๋อง คือ มีขนาดค่อนข้างจะเป็นมาตรฐานเดียวกันทั่วโลก ดังแสดงไว้ใน ตารางที่ 2.7 การเรียกมิติจะเรียกตัวเลขชุดแรกเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของกระป๋องภายนอกตรงบริเวณตะเข็บคู่ และตัวเลขชุดต่อไปเป็นความสูงทั้งหมดของตัวกระป๋องวัดจากขอบหนึ่งถึงขอบอีกด้านหนึ่ง ในกรณีที่วัดเป็นนิ้ว กระป๋องขนาด 307 X113 คือ กระป๋องที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 37/16 นิ้วและมีความสูงเป็น 113/16 นิ้ว เมื่อวัดเป็นมิลลิเมตรตามมาตรฐานขององค์การมาตรฐานระหว่างประเทศ (ISO) จะปัดเศษเป็นตัวเลขเป็นหน่วยมิลลิเมตรเต็ม 2 หน่วย ดังนั้นกระป๋องขนาด 307X113 ดังกล่าวมาแล้วเมื่อกำหนดตาม ISO จะเป็น 84X46 มิลลิเมตร ในกรณีที่เป็นกระป๋องสี่เหลี่ยม ตัวเลข 2 ชุดแรกจะเป็นความยาวและความกว้าง และตัวเลขชุดสุดท้ายจะเป็นความสูงของกระป๋อง รูปแบบของกระป๋องโลหะที่นิยมใช้ดังแสดงในตารางที่ 2.8 ตารางที่ 2.7 แสดงขนาดของกระป๋องที่กำหนดโดย ISO และขนาดของกระป๋องแบบเก่าที่วัดเป็น และกระป๋องที่วัดเป็นมิลลิเมตร ขนาดกำหนดโดย ISO เส้นผ่าศูนย์กลางของกระป๋อง (มม.) แบบเก่า (นิ้ว) แบบใหม่ (มม.) 52 202 52 60 - - 63 - - 66 211 66 73 300 73 77 - - 84 307 84 99 401 99 105 404 105 127 502 127 154 603 154 189 - - 230 - - ตารางที่ 2.8 รูปแบบกระป๋องโลหะที่นิยมใช้ รูปแบบ ขนาดมิติเป็นนิ้ว (ซม.) ขนาดบรรจุ การใช้งาน คุณลักษณะพิเศษ 1. กระป๋องเบียร์ 209/211X413 (6.5/6.8X12.2) 209/211X604 (6.5/6.8X15.9) 207.5/209X504 (6.3/6.5X13.3) 12 หรือ 16 ออนซ์ (355 หรือ 473 ลบ.ซม.) น้ำอัดลม เบียร์ ฝาห่วงดึงเปิดง่ายขนาดบรรจุเหมาะสมกับหน่วยบริโภค 2. กระป๋องสี่เหลี่ยมทรงเตี้ยมีฝาเปิด-ปิดแบบบานพับ 405X301 (11X7.8) #1/4 สี่เหลี่ยมผืนผ้า 4 ออนซ์ (113 กรัม) ปลาซาร์ดีน ฝาบนสามารถดึงเปิดออกได้หมด 3. กระป๋องทรงกระบอกเตี้ย 211X306 (6.8X8.6) 300X407 (7.6X11.3) 8 ออนซ์ (237 ลบ.ซม.) 15 ออนซ์ หรือ 425 กรัม อาหารแมว อาหารสุนัข ขนาดบรรจุเหมาะสมกับหน่วยบริโภค ป้องกันการเปิดใช้งานก่อน 4. กระป๋องแบบฝาเปิดโดยใช้กุญแจ 307X302 - 502X608 (8.7X7.9 - 13X16.5) 401X307.5 - 603X712.5 (10.3X8.8 - 15.7X19.8) 211X301 - 603X812 (6.8X7.8 - 15.7X22.2) ½ - 2 ปอนด์ (0.2 - 0.9 กก.) 1 - 6 ปอนด์ (0.45 - 2.7 กก.) ¼ -5 ปอนด์ (0.11 - 2.2 กก.) ถั่ว ลูกกวาดกาแฟ เนย นมผง แผ่นฝาปิดกลับได้ แผ่นฝาปิดพับได้ ปิดกลับได้สนิท 5. กระป๋องแบบสี่เหลี่ยมผืนผ้าเปิดโดยใช้กุญแจ 314X202X201 - 610X402X2400 (9.8X5.4X5.2 - 16.8X10.5X61) 7 ออนซ์ - 23.5 ปอนด์ (0.2 - 10.7 กก.) แฮม เนื้อ มีหลากหลายขนาด 6. กระป๋องทรงลูกแพร์ แบบฝาห่วงดึงและใช้อุปกรณ์ช่วยเปิด 512X400X115 - 1011X709X604 (14.6X10.2X4.9 - 27.1X19.2X15.9) 1 - 13 ลบ. (0.45 - 5.9 กก.) แฮม เปิดใช้ง่าย 7. กระป๋องฝา 3 ชิ้น แบบเปิดฝาข้างบน 202X214 - 603X812 (5.4X7.3 - 15.7X22.2) 4 ออนซ์ - 1 แกลลอน (118 - 3785 ลบ.ซม.) ผัก ผลไม้เนื้อ กาแฟน้ำมัน เนย ฝาป้องกันการเปิดใช้งานก่อนขนย้ายสะดวก 8. กระป๋องแบบมีฝาสลิปดึงเปิด-กดปิดได้ หลากหลายขนาด 1 - 16 ออนซ์ (28.4 - 454 กรัม) น้ำมันหมู ผลไม้แช่แข็ง เครื่องปรุงรส ฝาเปิด-ปิดง่าย ปากกระป๋องสำหรับเท-โรยหลายแบบ 9. กระป๋องแบบ 2 ชิ้นขึ้นรูปด้วยการดึง 208X207/108 (6.4X6.2/3.8) 307X111 (8.7X4.3) 211X214 (6.8X7.3) 404X307 (10.8X8.7) 3 - 5 ½ ออนซ์ (85 - 156 กรัม) 6 ¾ ออนซ์ (191 กรัม) 7 ½ ออนซ์ (213 กรัม) 1 ½ ออนซ์ (680 กรัม) อาหาร แข็งแรง เรียงซ้อนได้ดี แหล่งที่มา : "The Wiley Encyclopedia of Packaging Technology" 2nd ed. p.146. 2.6.3 บรรจุภัณฑ์แก้ว แก้วเป็นวัสดุที่เฉื่อยต่อการทำปฏิกิริยามากที่สุด และทนต่อการกัดกร่อนหรือปราศจากปฏิกิริยาเคมีของอาหารจึงทำให้รสชาติของอาหารไม่เปลี่ยนแปลง ความใสและเป็นประกายของแก้ว ช่วยให้มองเห็นผลิตภัณฑ์และสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งผู้บริโภคส่วนใหญ่ยอมรับได้ดี ด้วยความแข็งของแก้ว รูปทรงและปริมาตรของแก้วจะไม่เปลี่ยนแม้จะบรรจุด้วยแบบสุญญากาศหรือความดัน บรรจุภัณฑ์แก้วสามารถบรรจุอาหารขณะที่ร้อนหรือผ่านกระบวนการฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิสูงได้ แต่ข้อด้อยของแก้ว ก็คือ น้ำหนักที่มาก (2.5 กรัม / ลบ.ซม.) และแตกง่าย แม้ว่าจะเฉื่อยต่อปฏิกิริยาทั่วๆ ไป แต่โซเดียมและไอออนชนิดอื่นๆ ที่อยู่ในแก้วยังสามารถแยกตัวออกมาจากแก้วผสมกับอาหารที่บรรจุภายในได้ ด้วยเหตุนี้จึงแยกประเภทของแก้วเป็นแบบที่ 1, 2 และ 3 แปรตามความเฉื่อยในการทำปฏิกิริยา ดังนี้ แก้วแบบที่ 1 แก้วที่มี Borosilicate จะมีการแยกตัวน้อยที่สุด ข้อเสียของแก้วแบบนี้คือ ต้องผลิตที่จุดหลอมเหลวสูงถึง 1750°C ซึ่งทำให้ต้นทุนในการผลิตสูง และมีความเฉื่อยมากที่สุด แก้วแบบที่ 2 มีส่วนผสมของโซดา-ไลม์ คล้ายกับแก้วแบบที่ 3 แต่มีซัลเฟทเป็นส่วนประกอบ อบที่อุณหภูมิ 500°C เพื่อลดสภาพความเป็นด่างบริเวณผิวหน้าของผิวแก้ว แก้วแบบที่ 3 เป็นแก้วธรรมดาที่ใช้กันทั่วไปและมีการแยกตัวออกาได้บ้าง การเลือกใช้ขวดทรงกระบอกหรือขวดที่มีภาคตัดขวางเป็นรูปทรงกลมจะผลิตได้ง่ายที่สุดและแข็งแรงที่สุดดังแสดงในตารางที่ 2.9 เนื่องจากการกระจายของเนื้อแก้วได้เท่าๆ กัน ทำให้เนื้อแก้วต่อหน่วยปริมาตรน้อยกว่ารูปทรงอื่น ตารางที่ 2.10 ได้แสดงน้ำหนักของขวดทรงกระบอกเปรียบเทียบกับขวดประเภทอื่นที่มีปริมาตรบรรจุที่เท่ากัน นอกจากน้ำหนักและการผลิตที่ง่ายแล้ว ขวดทรงกระบอกยังสามารถวิ่งไปบนสายพานได้อย่างง่ายดาย พร้อมทั้งปิดฉลากได้ด้วยความเร็วสูง ทำให้ประหยัดทั้งต้นทุนบรรจุภัณฑ์และลดค่าใช้จ่ายการบรรจุและติดฉลาก ยิ่งถ้าเป็นขวดทรงกระบอกที่เป่าออกมาเป็นมาตรฐานจะสามารถหาซื้อได้ง่ายด้วยปริมาณสั่งซื้อที่น้อย ด้วยเหตุนี้ขวดทรงกระบอกจึงเป็นขวดที่นิยมมากที่สุด ตารางที่ 2.9 ความแข็งแรงของขวดแก้วที่มีภาคตัดขวางแตกต่างกัน รูปทรงภาคตัดขวาง อัตราส่วนความแข็งแรงต่อความดันภายใน ทรงกลม 10 ทรงรี (Ellipse) 5 ทรงสี่เหลี่ยม 1 ตารางที่ 2.10 เปรียบเทียบน้ำหนักโดยประมาณของขวดทรงกระบอกและขวดอื่น ขนาดบรรจุ (มล.) ขวดทรงกระบอก (กรัม) ขวดอื่น (กรัม) 30 45 55 340 225 285 455 285 355 905 455 565 นอกจากตัวขวดแล้ว ส่วนสำคัญที่สุดของบรรจุภัณฑ์ขวด คือ ฝาขวด เนื่องจากตัวขวดแก้วมักจะนำกลับมาล้างและใช้ใหม่ได้ หัวใจสำคัญของการนำกลับมาใช้ใหม่ คือ ต้องล้างให้สะอาดและทำให้แห้ง ส่วนฝาขวดจะมีบทบาทสำคัญต่อการรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหารไม่ว่าจะใช้ขวดเก่าหรือใหม่ การเลือกฝาขวดเริ่มจากการกำหนดเส้นผ่าศูนย์กลางภายในขวด กำหนดลักษณะการปิดและเทคนิคพิเศษต่างๆ ที่มี โดยปกติจะมีการตั้งแรงในการปิดฝาขวด แต่สิ่งต้องหมั่นตรวจสอบ คือ ความยากง่ายในการเปิดหลังจากได้เก็บบรรจุภัณฑ์พร้อมสินค้าปิดผนึกเรียบร้อยไว้ระยะหนึ่งแล้ว เนื่องจากความลำบากในการเปิดฝาขวดนำอาหารออกบริโภคอาจเป็นมูลเหตุสำคัญที่จะทำให้ผู้บริโภคปฏิเสธการยอมรับสินค้านั้นอีกต่อไป มาตรฐานสีของขวดแก้วที่นิยมผลิตนั้นมีอยู่ 3 สี คือ 1. สีใสเป็นสีที่ใช้มากที่สุด 2. สีอำพัน สีของขวดแก้วประเภทนี้ออกเป็นสีน้ำตาลซึ่งสามารถกรองแสงอุลตราไวโอเลตได้ดี จึงนิยมใช้เป็นขวดเบียร์และขวดยาบางประเภท 3. สีเขียว มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับสีอำพัน มักจะใช้กับอุตสาหกรรมเครื่องดื่ม นอกจากสีมาตรฐาน 3 สีดังกล่าวแล้ว อาจจะมีแก้วสีอื่นๆ อีกแต่มีใช้น้อยและราคาสูง ขวดแก้วที่เป่าเสร็จเรียบร้อยแล้ว จะมีชื่อของแต่ละส่วนของขวดดังแสดงในรูปที่ 2.23 ในการเป่าขวดแก้ว ความหนาของขวดแก้วจะไม่สามารถกำหนดได้อย่างแน่นอน เนื่องจากการขึ้นรูปเกิดจากการอัดลมให้น้ำแก้วกระจายไปเต็มโมลด์ อย่างไรก็ตามโดยปกติความหนาของขวดแก้วที่มีการนำกลับมาใช้หลายครั้งจะมีความหนา 3.0-4.9 มิลลิเมตร ส่วนขวดที่ใช้ครั้งเดียวจะมีความหนาประมาณ 2.2-2.4 มิลลิเมตร วิวัฒนาการของบรรจุภัณฑ์แก้ว คือ ความพยายามลดน้ำหนักของแก้ว ซึ่งหมายความถึงการลดความหนาของขวดแก้ว การลดความหนาลงแต่ยังต้องรักษาความแข็งแรงไว้เท่าเดิม วิธีการที่นิยมใช้คือ ลดรอยขีดข่วนบนผิวแก้ว (Surface Scratchs) ระหว่างการผลิตหรือการเคลือบผิว อันได้แก่ การเคลือบผิวทางเคมี การเคลือบผิวเย็น (Cold Coating) การเคลือบผิวร้อน เป็นต้น รูปที่ 2.23 แสดงชื่อแต่ละส่วนของขวด การเป่าขวดแก้ว จะมีการกระจายของเนื้อแก้วไปยังส่วนต่างๆ ของแม่แบบ การเป่าแต่ละครั้งของแม่แบบเดียวกันอาจมีความแปรปรวนของการกระจายเนื้อแก้วเกิดขึ้น ดังนั้นจำจำเป็นต้องกำหนดความแปรปรวนหรือความแตกต่างที่ยอมรับได้ในมิติของขวดแก้วด้วยการสุ่มตัวอย่างเฉลี่ย 12 ขวด ซึ่งพอสรุปได้เป็นแนวทางดังนี้ ความจุ ปริมาตรไม่เกิน 100 มิลลิลิตร (มล.) ความแตกต่างที่ยอมรับได้ ± 2.7 มล. ปริมาตรไม่เกิน 120 มิลลิลิตร (มล.) ความแตกต่างที่ยอมรับได้ ± 3.8 มล. มิติเส้นผ่าศูนย์กลาง มิติใดที่ไม่เกิน 25 มิลลิเมตร (มม.) ความแตกต่างที่ยอมรับได้ ± 0.8 มม. มิติใดที่ไม่เกิน 50 มิลลิเมตร (มม.) ความแตกต่างที่ยอมรับได้ ± 1.1 มม. ความสูง ความสูงที่ไม่เกิน 25 มิลลิเมตร ความแตกต่างที่ยอมรับได้ ± 0.7 มม. ความสูงที่ไม่เกิน 100 มิลลิเมตร ความแตกต่างที่ยอมรับได้ ± 0.7 มม. ความแตกต่างที่ยอมรับได้นี้ของขนาดอื่นๆ อาจจะมีการแปรเปลี่ยนไปตามกรณี <<ย้อนกลับ บรรจุภัณฑ์อาหาร ตอนที่3อ่านต่อ บรรจุภัณฑ์อาหาร ตอนที่5 >> <<กลับสู่หน้าหลัก