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浅析啤酒瓶包装设计的要求

为了满足啤酒现代化灌装机械高速灌装的要求，啤酒瓶生产厂家努力提高设备水平和各工序管理水平，对啤酒瓶质量的内控标准已由10年前的合格品标准上升为优等品标准，甚至超出优等品标准。

但是，由于啤酒瓶企业和啤酒企业发展的不平衡，特别是啤酒行业走向集团化后，其规模、质量、档次和品牌都上了一个台阶，而与之配套的啤酒瓶企业发展则较慢，啤酒瓶企业已经跟不上啤酒企业的发展节拍，差距还越来越大了。

啤酒和啤酒瓶，量大而面广，缸体与人民生活密切相关，需要进一步提高消费的安全性。怎样才能使啤酒瓶质量与啤酒灌装质量协调和统一呢?下面结合桂林晶盛玻璃有限公司与燕京啤酒(桂林漓泉)股份有限公司共同进行的多个新产品瓶形开发的实践和两企业十多年来合作的经历，围绕啤酒瓶GB4544—1996，从几个方面进行探讨。

1 啤酒瓶外形设计

新的啤酒标准GB4927—2001增加了啤酒中CO2的上限，强调了对玻璃啤酒瓶的要求，即啤酒企业对啤酒瓶的强度要求更高了。

啤酒企业积极追求规模和效益，其市场营销策划逐渐与产品外形包装结合起来。而新瓶型设计又以外形独特加上酒体品济南时期洛氏硬度计是用于测定材料洛氏硬度值的硬度计质改进，以产品质量提高来争取更多的消费者。实际上，瓶子的形状对其强度有很大的影响。形状复杂的瓶子，很容易出现玻璃分布厚薄不均匀，特别在棱角突出处，易集中扭曲应力，且极易受到冲撞和划伤，使玻璃瓶的耐内压强度、抗冲击强度和耐热急变性能下降。从耐内压力公式：

Pmax＝2t·δ／D式中 Pmax——耐内压强度 t——玻璃厚度 D——瓶身外径 δ——玻璃抗张强度 可看出：瓶子厚度越大、直径越小，耐内压力越好。

最近几年来，桂林晶盛玻璃有限公司与燕京啤酒(桂林漓泉)股份有限公表面硬化层硬度和有效硬化层深度司共同设计的生产数量较大、市场反映较好的新型瓶有700mL和600mL啤酒瓶。这两PCI分析师认为种瓶子特点是瓶肩部位和瓶底下部带凹凸状，具有明显的冰花效果。据统计，在同等灌装条件下，640mL普通瓶爆瓶率为0．5％左右，600mL冰花瓶爆瓶率为1．5％左右，而700mL冰花瓶爆瓶率高达6％。

啤酒企业为了啤酒的优质优等，CO2的含量趋向于取上限，对于需多次回收使用的啤酒瓶来说，在外形设计过程中，更要注意不能一味追求新颖、奇特和美观，要考虑到异形瓶易出现薄弱点，避免薄弱点就是避免爆破源。

啤酒瓶外形以简洁圆滑为主，选择圆柱体外形设计时，还需注意瓶肩形状和瓶跟形状。

1．1 瓶肩形状

瓶颈和瓶身的连接以瓶肩过渡，要避免棱角分明的端肩形状，溜肩形状显得缓和，玻璃厚薄分布均匀，应力的分布也均匀，垂直荷重强度好。由于溜肩受到的应力较少，所以抗枕套机械冲击强度和抗水冲击强度都好。建议肩内外弧R1、R2分别为78°、110°。

1．2 瓶跟形状

瓶跟处的圆角要适当大。这样，瓶底接触面减少，瓶跟不易被擦伤，面膜又没有明显的拐弯角，厚薄差相对较小，内部应力和表面擦伤都不会集中在同一位置面上，所以抗热冲击性能、垂直荷重分布均匀性和抗水冲击强度都会很稳定。以桂林晶盛玻璃有限公司的经验，认为瓶跟底角弧半径R＝45°为合适，建议在GB4544外形图例中确定底角弧半径为R3=45°。

2 关于剩余空间(顶隙)

瓶罐在灌装后，其液面到瓶盖之间的容量为剩余空间，剩余空间与公称容量之比为顶隙率，一般以内容物种类和外观要求而定。

对于罐头，内容物表面与罐盖之间的距离一般为6~8mm，顶隙过大会显得盛装容量不足，而且存留空气多上下钳口拉紧后，对罐藏不利。顶隙过小，在杀菌时因内容物膨胀而使罐头变形，影响缝线的严密度。

由于啤酒富含CO2气体，剩余空间起重要的缓冲作用。考虑到啤酒在灌装、巴氏杀菌、贮存、运输、饮用过程中，环境温度及振荡等因素的影响，顶隙率更要保证。

按640mL啤酒瓶瓶型，外观要求啤酒灌装液位距瓶盖之间的高度确定在75mm位置为合适。此处顶隙率约为4．5％。啤酒瓶GB4544—1996对640mL瓶的满口容量规定为670±10mL，啤酒GB4927—2001规定啤酒定量包装不允许有负偏差，当啤酒瓶满口容量为下限660mL时，顶隙率下降为3％左右，剩余空间缓冲作用减弱，很容易出现爆瓶或漏气现象。

因此，桂林晶盛玻璃有限公司规定了640mL啤酒瓶满口容量内控指标为665～680mL，并尽量减少瓶重偏差，严格控制在10g／只的范围内，以减小满口容量偏差范围。同时要求燕京啤酒(桂林漓泉)股份有限公司严格控制啤酒灌装高度在75mm左右，以此确保顶隙率在4．5％以上，把爆瓶率降低到最低限度。

啤酒瓶企业定点配套供瓶给啤酒企业柴油叉车，固定供需双方，密切合作更有必要。这样可使啤酒瓶质量得到不断提高，使之成为啤酒企业良好的啤酒瓶供应基地。

容量规格大于640mL的啤酒瓶，液位线位置(也就是剩余空间)满足了外观要求，顶隙率会低于4．5％，很容易爆瓶；而规格容量小于640mL的啤酒瓶，顶隙空间既容易满足外观要求，顶隙率又能保证在5％以上，加上瓶身外径小，瓶子本身耐内压强度又好，所以爆瓶率很低，产品安全性就高。建议啤酒厂尽量选择小容量的啤酒瓶。

3 关于瓶壁厚度

瓶壁厚度分布均匀性是影响强度的重要因素。一般瓶罐标准中是通过规定其最薄处的壁厚和瓶罐质量(重量)来控制玻璃分布的。

玻璃瓶罐在消毒杀菌过程中，需经受温度的激烈变化，当张应力超过玻璃强度时，即发生破裂。

耐热急变性能与瓶壁厚度有关，瓶壁越厚，越易破裂。啤酒瓶在生产过程中，除了稳定瓶重和最薄处厚度外，还需注意厚薄分布均匀。理想的厚薄是瓶身截面上厚度比不大于1倍，内应力不超过3级。

啤酒瓶GB4544只规定了640mL瓶厚度不小于2．0mm。桂林晶盛玻璃有限公司参考国外对各类瓶罐厚度规定，根据啤酒瓶实际生产情况和啤酒厂家的灌装效果，规定了300～355mL瓶厚度不小于1．6mm，500mL瓶厚度不小于1．8mm，600～700mL瓶厚度不小于2．0mm。

随着人民生活水平的不断提高，食品及其包装的品种将越来越多，对质量要求会越来越高，对产品标准的探讨将会深入继续下去。今后啤酒企业和啤酒瓶企业的协作互动，了解相关的技术、设备性能和工艺流程等都应加强，以利于两企业同步发展，并共同为市场、为广大消费者提供数量更多、品质更优的产品。